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1系統結構示意圖

辦公樓是3層小型建筑，整體長度為40m，寬度為15m，分布有走廊和多個房間，所以采用射頻直放站加無源分配網絡，分樓層以全向天線、小功率星形覆蓋.系統結構示意見圖1.

2RF信源

2.1直放站為了在降低噪聲的前提下，保證轉發信號的線性度，滿足室內信號覆蓋效果要求，實驗采用1臺KFZF-820，U波段數字電視直放站為信號源，設備最大輸出功率200mW(23dBm).

2.2接收天線射頻直放站接收天線的選擇非常重要，不當的選擇會造成天線隔離度不足，從而對網絡性能產生影響.接收天線選擇的特別要求[1]：波束寬度盡可能窄（10°～30°/3dB）；水平方向安裝時，前后比≥25dB，由于發射機天線為水平極化方式，所以不考慮垂直方向安裝.采用八木天線從室外采集，天線安裝位置為辦公樓樓頂西南角.

3室內分布設備

天線接收信號通過-12同軸電纜引入三層樓梯間，直放站就近安裝于樓梯間內墻.信號經過直放站放大后通過三功分器分配至各樓層，最后通過吸頂式全向天線分層覆蓋.

4覆蓋預測

根據覆蓋區域大小和系統對邊沿覆蓋場強的要求來設置天線口的功率，并運用室內傳播模型針對覆蓋區域場強或天線輸出功率進行預算.之后分析覆蓋室內所需的各部分損耗，然后計算出所需要的直放站的最小功率.

4.1室內覆蓋區域場強預測分析在設計室內覆蓋系統時，需著重考慮傳輸鏈路的衰耗，以此保證該樓宇內的覆蓋效果.覆蓋區域的場強預測可通過室內傳播模型先求得天線口的輸入功率，再計算得到覆蓋區內特定點的場強.轉發天線輸入口功率為由于受樓宇建筑材料、結構等多種因素綜合作用，通過理論計算對無線信號進行覆蓋預測會出現一定誤差，因此推薦使用理論功率計算和現場模擬測試相結合的方法.

4.2室內傳播模型無線信號室內傳輸的預測過程復雜，因此重點在于選擇合適的傳播模型.通過對大量工程實例的總結，得出的許多經驗公式具有很好的參考價值.在對室內覆蓋預測中，以選用衰減因子、對數路徑衰落模型為主[2].而衰減因子模型靈活性更強，考慮了多樓層影響，更加貼近實際測量值.對數路徑衰落模型為式中：S(l)為室內路徑損耗（dB）；l為收發之間的距離（m）；l0為參考距離（m）；S(l0)為發射點到參考點距離l0的自由空間路徑損耗（dB）；k為路徑衰減指數，與周圍環境和建筑物類型有關；Δα為正態分布的隨機變量，其標準差為α，均值為0，Δα代表環境地物的影響[3]；f為無線信號工作頻率（MHz）.針對辦公樓，k通常選為3.0，α通常為4.0.衰減因子模型是室內傳播衰減的經驗模型，其理論值與實際值的偏差為4dB。式中：kf為同層平均路徑衰減指數；n為層間隔板數量（二層頂板即三層地板，不可重復計算）；Sw為層間隔板損耗，鋼筋混凝土結構取20~30dB，槽板結構取5~15dB.

4.3實際場強估算取l0為1m，則S(l0)＝26.48dB，頻率為506MHz.距離與損耗之間的關系見表2.根據辦公樓的內部結構，可以將全向天線放置在走廊的中間.由表2可知，20m空間損耗取2種損耗的平均值，約60dB.多路徑損耗余量約10dB，根據現場建筑結構墻體損耗總和取23dB；天線增益3dB；要求距天線最遠點20m處的場強≥-75dBm.則可以計算出天線口平均輸出功率大約為15dBm.由于使用-12電纜連接，-12電纜每100m在506MHz衰減為5.96dB，則25m長的電纜衰減約為1.5dB，三功分器的衰減約為5dB，則要求直放站輸出口的功率約為21.5dBm，所以選用200mW的直放站是能夠滿足要求的.

5實驗效果

使用一臺200mW的直放站，如圖1所示構建小型室內覆蓋網絡，可對建筑面積為1800m2的3層辦公樓完成地面數字電視信號全面覆蓋.建筑內各隔間、樓道等接收位置，以專用數字電視接收機解析出的電視圖像畫面清晰、流暢，滿足收視主觀評價要求；用數字電視場強儀測試對應位置，工作頻率場強均高于-70dBm,載噪比均高于20dB；窗口、樓梯間信號重疊位置無同頻干擾現象.

6結語

上述實驗證明，通過選取貼近實際的室內傳播模型，設計合理的無源分配網絡，可以更經濟地替代室外多角度補點的傳統覆蓋模式.該實驗覆蓋方案適合在類似寧東能源化工基地生產、生活區內進行數字電視覆蓋，解決當地數字電視收視問題。

作者：葉金單位：寧夏廣播電視網絡有限公司