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分散式天線系統立功　DAS完善行動通訊室內覆蓋(1)

2023-11-28

Hamed M. Sanogo

分散式天線系統(DAS)解決方案可以在提供優質行動通訊服務和加速無線網路的未來發展中發揮關鍵作用。本文介紹DAS的整合解決方案，為在建築結構內部擴展行動通訊覆蓋範圍和容量提供不同角度的設計思路。

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商業建築和體育場館等現代環境常需要改善行動通訊網路覆蓋性能，以提供無縫連接體驗。然而，如今的大型商業建築、醫院和體育場館常常會採用厚鋼材、混凝土和節能玻璃牆面，這些材料容易阻礙行動通訊訊號傳輸，導致人員在其中無法獲得良好的手機訊號。換句話說，強化結構、有色窗戶以及其他建築材料會讓建築物遮罩射頻訊號^[1]。

此外，高層建築可能會受到附近行動通訊基地台的高位準射頻干擾，這會進一步降低訊號品質。當狹小空間中的人員過多時，常會導致系統超載，這也是手機接收訊號不良的一個原因。這些因素共同導致了不理想的行動裝置接收效果。而分散式天線系統(DAS)解決方案可以在提供優質行動通訊服務和加速無線網路的未來發展中發揮關鍵作用。本文詳細介紹了DAS的整合解決方案，為在建築結構內部擴展行動通訊覆蓋範圍和容量提供不同角度的設計思路。

什麼是DAS？

DAS是一種室內無線增強系統，可為建築內的人員提供可靠的手機覆蓋。DAS是由在空間中彼此獨立的天線節點組成的網路，可擴展行動通訊範圍並增強訊號強度，在高密度室內或室外場所實現卓越的行動通訊連接體驗。儘管DAS的具體部署方式各不相同，但典型部署可能涉及以下元件的直接連接：Donor天線、射頻訊號BDA或增強器、無線營運業者的基地台收發台(BTS)、光纖分配前端、RAU以及建築物內經策略性部署的多個天花板天線。某些情況下，還需要為每家營運商都安裝一個BTS。

通常，多個射頻饋送訊號會被合併，然後傳遞到前端，即主分配單元。Donor天線位於建築物頂部，負責發送訊號和接收來自行動通訊業者的訊號，並透過處於適宜位置的射頻訊號BDA將無線訊號導入建築物中。前端設備隨後透過各種光纖電纜向RAU饋送訊號。RAU又透過同軸電纜向天線系統饋送訊號。單一RAU可以向多個天花板天線饋送訊號。與行動通訊基地台為行動通訊網路提供覆蓋類似，可以為建築物內的行動裝置提供語音和資料服務。圖1顯示典型的全DAS架構。

室內無線覆蓋有兩個改善趨勢：一是僅使用射頻增強器或BDA產品，這些是簡單的訊號中繼器(被動DAS)；二是使用完整的主動DAS系統，如圖1所示。被動和主動DAS訊號分配系統均可用於改善商業建築內的無線覆蓋和容量，可根據實際情況選用。混合DAS是指同時包含被動和主動方案的分散式系統。

雙向放大器

射頻訊號從主天線傳播得越遠，訊號強度就會越來越弱，原因是長同軸電纜會帶來衰減。被動DAS可以避免或減輕這種情況，該方案使用了大量的多頻段射頻中繼器來增強或放大並重新驅動訊號。BDA前端包括一個具有濾波性能的低雜訊放大器(LNA)，有時還包括自動增益控制(AGC)電路。AGC元件設計用於限制射頻功率水準，以及保護BDA免受損壞或失真。BDA可同時放大兩個方向上的射頻訊號。BDA不會調變、修改或以其他方式扭曲實際射頻訊號。其主要作用為增強整個建築物中的射頻訊號。大多數BDA模組設計用於同時放大多個載波，其使用不需要與業者達成協議。圖2所示為高層次方框圖，其中包含推薦使用的BDA元件，可用於放大和重播射頻訊號。

DAS遠端存取單元

DAS前端設備負責執行類比數位轉換，可轉換來自一家或多家營運業者的射頻訊號。這就是為什麼每家供應商通常需要營運業者批准才能安裝主動DAS。將射頻訊號數位化並將其置於高頻寬光纖電纜上，可使訊號以高頻寬、全強度和非常低的損耗，並跨越更遠的距離傳輸至整個商業建築中經戰略性部署的所有RAU中。此過程將增強訊號的抗干擾性。

RAU將數位光纖訊號轉換回類比射頻訊號，並將其饋送到DAS天花板天線。RAU透過同軸電纜連接到遠端吸頂天線，以實現更大的覆蓋範圍和更長的通訊距離，讓所有用戶都能享受到卓越的行動通訊連接體驗。圖1顯示了前端和所有RAU之間的光纖布線。

RAU是DAS中主要的關鍵功能，有助於擴充射頻容量。RAU的主要作用是實現數位到射頻和射頻到數位的轉換。廠商如ADI提供了整合度高且彈性強的射頻收發器解決方案。圖3顯示了典型DAS RAU的高層次方框圖。表1列出了一些建議的元件功能和產品型號。圖中為該平台提供了多個具體的元件建議，但下文將僅重點關注射頻收發器、ADRV9029和一些附加電源元件。