分布系统范文

分布系统范文（精选12篇）

分布系统 第1篇

数据中心机房内布线空间包含主配线区、区域配线区和设备配线区。

(1) 主配线区 (MDA)

主配线区包括主交叉连接配线设备, 它是数据中心布线系统的中心配线点。当设备连接到主配线区时, 主配线区可以包括水平交叉连接的配线设备。主配线区可以在数据中心网络的核心路由器、交换机、存储区域网络交换设备和PBX设备的支持下, 服务于一个或多个及不同地点的数据中心内部的不同区域配线区或设备配线区, 以及各个数据中心外部的电信间, 并为办公区域、操作中心和其他一些外部支持区域提供服务和支持, 可以说主配线区是整个数据中心布线的心脏。

HUBER+SUHNER布线产品, 可以容纳2000芯的布线机柜, 该机柜既实现了大数据量的传输信道, 同时独特的侧拉式设计, 减少了误插拔的风险, 对于数据中心特别是主配线区的安全也提供了极大地保证。

在MDA核心区域的布线中, MTP/MPO连接器更是大量的被应用, 40G/100G网络标准的发布, 更是把MTP/MPO推到了一个不可替代的地位。在MDA区域里面, 多芯的MTP被大量的使用, 12芯的容量已经不能满足要求, 144芯的容量要求才是主流。HUBER+SUHNER预制的MTP Master Line正是这样的产品, 秉承了瑞士企业一贯的严谨作风, 从光缆到连接器都坚持自己生产的理念, 同样产品的性能和同行业相比遥遥领先, 并作为瑞士电信、沃达丰、香港CSL等全球合作伙伴。

(2) 区域配线区 (ZDA)

区域配线区位于设备经常移动或变化的区域, 可以通过集合点 (CP) 的配线设施完成线缆的连接, 也可以设置区域插座连接多个相邻区域的设备。

HUBER+SUHNER的区域配线产品的设计也独具匠心, 模块化的设计, 灵活小巧, 可以制于管道布线或竖井等不同场合的布线要求。独特的光缆余长管理单元, 配合预制光缆使用使整个布线环境简单明了。

(3) 设备配线区 (EDA)

设备配线区是分配给终端设备安装的空间, 这些终端设备包含各类PC服务器、存储设备、小型计算机、中型计算机、大型计算机及相关的外围设备等。设备配线区的水平线缆固定于机柜或机架的连接硬件上。每个设备配线区的机柜或机架需设置充足数量的电源插座和连接硬件, 使设备线缆和电源线的长度减少至最短距离。

HadoopDB：混合分布式系统 第2篇

1.性能：节省开销（时间、资金）。

2.容错：数据分析系统（即使有故障节点也能顺利工作） 不同于 事务型的系统的容错（从故障中无损的恢复）。节点故障时，原来的查询操作不需要重启。

3.在异构型环境中运行的能力。即使所有机器硬件一样，但某些机器在某些时候可能因为软件原因、网络原因也会性能降低。分布式操作时，要防止木桶效应。

4.活的查询接口：商业化的数据分析一般建立在SQL查询上，UDF等non-SQL也是需要的。

并行数据库

满足1,4：利用分表的方式，扩散到多个节点。一般情况下节点最多为几十个，原因：1.每增加一个节点，失败率增加；2.并行数据库假设各个机器都是同质化的，但这往往不太可能

MapReduce

满足2,3,4：Map - repartition - Reduce原为非结构化数据，但也可以适用结构化数据。

2：（错误节点）动态的规划节点执行任务，将错误节点任务发放给新节点。并在本地磁盘做checkpoint存储。

3：（拖后腿的节点）节点间冗余的执行。执行慢的节点的任务交付给速度快的节点执行

4：Hive的HQL

HadoopDB

融合了之前两者，做出系统层面的改进，而不仅仅是语言和接口层面。

移动通信室内分布系统设计 第3篇

【关键词】移动通信；室内分布；规划设计

一、前言

随着社会经济的不断发展，城市化进程逐步加快，各种大型建筑越来越广泛地分布于城市之中。室内分布系统的建设，可完善大中型建筑物、重要地下公共场所及高层建筑的室内信号覆盖，提高移动电话接通率，较为全面地改善建筑物内的通话质量。同时，使用室内分布系统还可以分担室外宏站话务，扩大网络容量，整体提高网络服务水平。

二、室内分布系统的组成及类型

室内分布系统是指基站信源射频信号通过无源器件进行分路，经由馈线将无线信号均匀地分配到每一幅室内小功率低增益天线上，从而实现目标区域信号的良好覆盖。

1、室内分布系统的组成

（1）信号源：主要包括宏蜂窝、微蜂窝、分布式基站以及直放站等。（2）天馈分布系统：包括馈线、干线放大器、功分器、耦合器、合路器、电桥、天线等设备。

2、室内分布系统的类型

（1）同轴电缆分布系统 同轴电缆分布系统将信源输出的能量通过功分器、耦合器等无源器件合理分配，经同轴电缆和天线将能量均匀分布到室内各区域，其特点是性能稳定，造价低，设计方案灵活、易于维护和线路调整，可兼容多种制式的通信系统。

（2）光纤分布系统 光纤分布系统利用单模光纤将信号传输到建筑物内部的各个位置。光纤分布系统的传输损耗小，传输容量大，不受电磁干扰，性能稳定可靠。光纤分布系统适于远距离的信号传输，但需增加专门的光电转换设备，因此成本较高。

（3）泄漏电缆分布系统 泄露电缆分布系统利用了泄露电缆兼具信号的传输和收发特性，替代了传统同轴电缆分布系统中馈线和天线的功能，可以使信号通过泄露电缆均匀分布到室内的各个区域。泄露电缆分布系统具有传输损耗均匀，信号稳定等特点，但是其造价高，线径大，施工困难，通常只用于对地铁、隧道等特定环境的覆盖。

三、室内分布系统的设计

室内分布系统设计整体上分为设计准备阶段和设计阶段两部分，设计准备阶段主要用来完成现场数据资料的收集，室内覆盖分析，通过对室内覆盖能力、容量需求的分析，为后面的设计阶段的工作提供支撑。设计阶段主要围绕信源选取、天线布局、馈线布放等环节展开。

1、设计准备阶段

（1）现场资料收集 现场资料收集的目的是通过对网络覆盖区域的基本信息、市场需求、业务分布等进行细致了解后，获取数据化的资料，作为后期网络规划的输入。资料收集和分析的具体内容包括：场景特征、用户业务需求信息、现有网络资料等。

（2）室内覆盖分析 与室外宏基站的规划设计类似，室内分布系统也是通过合理的功率分配和天线布放来实现良好的覆盖。链路预算是功率分配的基础，最终目标是计算覆盖半径，即评估从信号源发射的无线信号经过分布系统的各个射频器件以及空中接口的无线传播之后是否能够满足系统覆盖边缘的功率要求。

（3）室内容量分析 进行容量估算时，需要充分考虑到室内分布各区域的容量需求，对信源目标覆盖区域进行话务量预算。在小区划分和配置上充分考虑到覆盖区的用户需求，确保各场景业务需求量大的区域有足够的容量支撑。室内容量估算首先需考虑用户的业务类型，依据业务量模型来计算等效话务量，并依据相关业务质量要求来估算网络的配置容量。

2、设计阶段

（1）信源的选取

信源即室内分布系统中无线信号的来源，常用的信源有：宏蜂窝、微蜂窝、分布式基站、直放站。进行室内分布系统的设计时，应根据覆盖、容量等各方面的情况，并充分考虑投入成本，从而确定室内分布系统的信号源。选取信源时应主要注意以下几条原则：①应根据室分系统中天线口输出功率的要求，来确定信源的输出功率；②应根据室分系统的预测容量来确定信源的配置和种类；③选取信源时还应考虑将室分系统的电磁辐射水平控制在标准范围内，以达到环境保护的要求；

（2）馈线系统设计

对于新建室分系统，原则上电缆主干大于等于30m的使用7/8”馈线，平层电缆大于等于50m的使用7/8”馈线，平层电缆小于50m的宜使用1/2”馈线，若天线口功率不满足要求，则使用7/8”馈线。馈线布放应该走线牢固、美观、不可有交叉、扭曲、裂损的情况，需要弯曲时，角度应平滑，弯曲半径不能超过规定值。

（3）天线选取及设置

设计时应根据建筑物结构情况采用不同的天线，主要应该遵循以下原则：①一般情况下可以采用室内全向吸顶天线；②如果建筑物中有中空的天井结构或者大型会议室、餐厅等空旷结构，可采用定向天线大面积覆盖；③對于TD-LTE的MIMO双路系统，若采用单极化天线，建议双天线尽量采用10λ以上间距，为1-1.5m，如实际安装空间受限双天线间距不应低于4λ（0.5m）。

（4）分区与分簇

多制式系统室内覆盖的分区分簇的原则包括：①区簇划分主要依据建筑物的结构特性、面积、容量需求及业务密度分布等因素进行设计，如覆盖面积大于50000平米的独立楼宇、高于20层的写字楼等场景需要分区；②分区后的分布系统应保证各个分区的覆盖区域清晰明确；③多制式分布系统设计，应以链路最差，覆盖最受限的制式的技术条件来确定天线的覆盖半径，并构建分布系统的基本单位“分簇”，簇内的天线数量尽量均衡，天线位置相对集中。

（5）切换区设置

室分系统小区切换区域的规划应遵循以下原则：①切换区域应综合考虑切换时间要求及小区间干扰水平等因素设定；②室分系统小区和室外宏站的切换区域应规划在建筑物的入口处；③电梯的小区划分：尽量将电梯与底层划分为同一小区，电梯厅尽量使用与电梯同小区信号覆盖，确保电梯与平层之间的切换在电梯厅内发生；④对于地下停车场进出口的切换区域应尽量长，拐弯处可增加天线覆盖；⑤平层分区不能设置在人流量大的区域，避免频繁切换；切换带也不能设置过大，避免用户出现乒乓切换的情况。

（6）泄露控制

目前城市高层建筑多为玻璃外墙，室分系统的信号很容易泄露到室外，对室外基站小区信号形成干扰。主要通过以下几种方式来减弱室内信号外泄：①采取小功率、多天线的覆盖方式；②控制天线的角度和天线的合理布放，如使天线的主瓣方向朝向室内；③为避免在窗口附近比较强的室内信号对室外的影响，可采用在窗口附近使用定向平板天线的方式进行覆盖。

四、结束语

综上所述，本文重点对室内分布系统设计流程及要点进行了描述，对于实际不同场景的室分系统设计，需要进行具体分析，科学规划，使得最终的设计方案能够更趋合理。

参考文献

[1]高泽华，高峰，林海淘，丰雷.马瑾室内分布系统规划与设计-GSM/TD-SCDMA/TD-LTE/WLAN

CDMA室内分布系统研究 第4篇

关键词：CDMA,室内分布系统,程序

在现代化科学技术的指导下以及相关技术人才的不断改革创新下, CDMA室内分布系统已经有了很大的改观, 本文主要针对现存的问题及解决措施进行了分析和研究。希望通过本文的分析和研究能够给CDMA室内分布系统的简历技术提升有所帮助和指引。

一、CDMA简介, 及其在实际的建立过程中出现的问题

1、CDMA概述。

CDMA很多人并不陌生, 但是专业的知识很少有人知道, 具体来说CDMA就是利用展频的通讯技术达到保证正常的移动通话的目的。CDMA技术已经在国内的通讯行业有了相对比较成熟的发展, 这一点从国内三大通讯行业:移动, 联通和电信的整体发展情况就可以很明显地看出来, 保证高水平和高质量的网络运营质量才是通讯行业发展的根本, 在这其中CDMA扮演着重要的角色。总之CDMA技术是各大运营商的核心竞争力和保证客户网络运营状况的关键所在。

2、CDMA室内分布系统建立过程中存在的问题。

根据当下的发展情况总结出CDMA室内分布系统建立过程中出现的问题。首先是CDMA的信号覆盖面问题, 在科学技术如此发达的今天仍然很容易发现, 在山区或者地下, 亦或是地铁和电梯中几乎是找不都移动通讯设备的信号的, 这其实就是CDMA的信号覆盖面不够全面的问题;其次就是容量问题, 在城市中很多噪音, 也存在很多对通讯信号的干扰设备, 这些设备或多或少地对CDMA室内分布系统的建立产生了一些干扰, 导致实际的CDMA容量有限;最后就是质量方面, CDMA室内分布系统由于各种各样的原因, 信号质量不能满足用户的实际需求, 导致了CDMA的信号质量一直处于不稳定的状态, 经常在通话过程中出现中断和无信号显示的状况。

二、提升CDMA室内分布系统的措施

1、选取合适的CDMA室内分布系统地址。

首先就是要在充分考察当地的实际情况, 要充分考虑各种因素之后看是否适合作为CDMA室内分布系统的选址;其次就是必须要对选定的地址进行多次实地勘察和实验, 并将实验数据进行一定的处理和分析之后, 得出一个稳定的数值作为该地区CDMA通讯数据运行的数值代表, 根据实际的需要和这个数据做对比, 然后再决定这个地址是否真正合适作为CDMA室内分布系统的选址, 最后就是必须要考虑选址周围的建筑设置以及主要的商业区域, 其中重点要考虑的是电信及其CDMA网络没能成功覆盖的区域, 这些区域大多数是大型的建筑物和一些医院、学校、娱乐场所等, 考虑这些区域能够增强CDMA的实际工作效率, 更好地为需要的区域服务, 同时也能够保证其他区域的日常工作的开展和运行。

2、布线系统和信源设备的选取。

在实际的操作过程中关于布线系统的选取必须要考虑到以下这几个方面, 一个是考虑要覆盖的区域的面积, 建筑结构和日常该区域人员对于通讯的需求和具体要求, 另一个就是必须在保证不能提高CDMA运营成本的基础上尽量满足该区域对于网络通讯的需求, 尽量选择科学、合理的分布系统。另外一个就是必须要控制信源设备的选择, 信源设备顾名思义就是信号的源头设备, 也就是所有的信号都要从这里发生出去, 因此必须要保证信源设备的准确选择, 才能保证其他区域的信号质量, 在实际的操作过程中必须要把信源设备所需负责的通讯设备的信号容量调查清楚之后, 根据这个实际情况确定信源设备的具体类型, 同时这个心愿设备还必须要符合经济适用的条件, 保证不能增加CDMA室内分布系统的运营成本。

3、CDMA室内分布系统建立中的关键细节的注意。

比如说在CDMA室内分布系统的建立过程中必须要将设备的剩余容量进行控制, 避免对所负责区域的用户正常使用产生影响, 另外还有社会上的高层建筑已经越来越多, 在对高层建筑进行CDMA室内分布系统建立时, 应该尽量避免室外信号对高层室内信号的干扰和导频污染, 如果必要可以考虑引进多扇区信源模式, 总之要充分考虑这些细微的点, 这些点尽管看起来都很小但是实际上这些对实际的CDMA室内分布体系的运行有很大的影响, 在CDMA室内分布系统建立的时候就充分考虑这些细微的点, 能够保证后续的工作顺利开展, 同时也能够保证CDMA室内分布系统高效、安全地运行。

三、小结

本文对于提升CDMA室内分布系统建立的措施只是个人的意见和看法, 更有效的解决措施还需要进一步的研究和学习, 但是相信在社会各界的普遍关注和重视下, 在研究者和学者的共同努力之下, CDMA室内分布系统在不久的将来会有一个更加完美的建立方案, 国内的通讯质量和效率整体上也会有一个质的飞跃!

参考文献

[1]潘肖卿.CDMA无线室内分布系统供应链协作平台研究[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011, (16) .

[2]潘肖卿.CDMA无线室内分布系统供应链协作平台研究[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011, (16) .

分布式文件系统 OpenAFS 第5篇

OpenAFS 是围绕一组叫做cell的文件服务器组织的。每个服务器的标识通常是隐藏在文件系统中的。从 AFS 客户机登录的用户将分辨不出他们在哪个服务器上运行，因为从用户的观点来看，他们想在有可识别的 UNIX 文件系统语义的单个系统上运行。文件系统内容通常都是跨 cell 复制，以便一个硬盘的失效不会损害 OpenAFS 客户机上的运行。OpenAFS 需要高达 1 GB 的大容量客户机缓存，以允许访问经常使用的文件。它还是一个十分安全的基于 Kerbero 的系统，它使用访问控制列表 (ACL) 以便可以进行细粒度的访问，这不是基于通常的 Linux 和 UNIX 安全模型。

缓 存管理器碰巧是 OpenAFS 的一部分，很奇怪，它只作为底层文件系统与 ext2 一起运行。除缓存管理器之外，OpenAFS 表层的基本结构很像现代的 NFS 实现，

但是，基本架构却一点都不像，而且必须慎重看待它的任何并行。对那些仍喜欢使用 NFS，但是又想利用 OpenAFS 程序的人来说，可以使用所谓的NFS/AFS 翻译器。只要 OpenAFS 客户机被配置为 NFS 服务器机器，您就应该能够享受这两种文件系统的优点。

NFS 是位置无关的，它把本地目录映射到远程文件系统位置。OpenAFS 对用户隐藏了文件位置。因为可能所有的源文件都以读写副本的形式保存在复制到的不同文件服务器位置上，必须保持复制的副本同步。为此要使用一项称作Ubik的技术，它源于单词“ubiquitous(无所不在)”，是东欧拼写法。Ubik 过程使 AFS 文件系统上的文件、目录和卷 (volume) 保持同步，但是通常运行三个以上文件服务器进程的系统获益最多。系统管理人员可以将一个 AFS 站点的几个 AFS cell 分组 ―― 这个以前的缩写词 AFS 已经被保留在 OpenAFS 文件系统的语义中了。管理人员将决定 AFS cell 的数目，以及 cell 使存储器和文件对站点内的其他 AFS cell 可用的程度。

LTE室内分布系统规划与设计思路 第6篇

【关键词】LTE技术；MIMO技术；室内分布系统；规划与设计

1.引言

LTE是3G通信技术演进的产物，对3G技术的空中接入技术进行了优化和增强，并且引入了扁平化网络结构。LTE技术是目前4G通信的主流技术，因此随着4G牌照的发放，LTE技术也必将获得巨大的发展。在LTE通信技术中，其典型的特点是提供较大的通信数据流量。根据对国内外3G技术发展的经验分析发现，80%以上的业务量集中于20%的用户密集区域，因此在LTE技术的发展过程中，室内分布将成为其发展的重点和主要的部署方式。MIMO多天线技术是LTE技术的关键技术，通过对空间信道的充分利用实现了大数据通信，使得LTE技术的信道容量和数据流量大幅度提升。因此，在实际的LTE室内分布规划和设计过程中，必须将MIMO多天线技术作为一个重要的因素予以考虑。

2.LTE室内分布系统概念

（1）LTE室内分布系统结构框架

作为LTE技术实现的重要方式，室内分布系统主要分为信号源以及信号分布系统两个主要部分，其中信号源又主要有宏基站、蜂窝基站、直放站等形式。在具体的通信业务实现过程中，即信号源与室内分布系统的相互结合，实现对室内网络覆盖区域的通信业务、用户容量等进行考虑。目前的信号分布系统可以分为无源式、有源式、光线式、同轴电缆式以及混合方式等，在其选取的过程中需要综合考虑室内分布系统的覆盖范围以及通信环境等因素。

（2）LTE室内分布系统的天线类型

在传统的室内分布系统中，其天线形式主要采用较为简单的单极子形式，此类天线制作成本较低，覆盖范围较大。然而随着通信天线技术的不断发展以及室内分布系统相关性能和参数要求的提升，双极化天线受到广泛的关注。在LTE室内分布系统中，由于需要采取MIMO多天线技术来提升系统的数据吞吐量，因此天线之间的相互耦合成为一个十分严重的问题。所以对于LTE室内分布系统而言，双极化天线将会更加实用，即在天线系统中采用极化相互正交的天线单元组成具有较低耦合度的天线阵列，从而充分利用空间环境和分集效果，实现LTE网络的高数据传输速率。在相同的输入功率和通信频带宽度情况下，采用双极化阵列方式可以使得数据量成倍增加，这对于改善LTE室内分布系统的性能具有十分重要的意义。

（3）室内分布系统天线选取

天线的选择对于室内分布系统性能有着重要影响，由于天线的辐射特性受到周围环境的影响，因此在室内分布系统的天线形式选取过程中也需要结合具体的环境进行。目前，应用于室内分布系统的天线主要有以下几种类型：一是采用全向吸顶天线，这是一种传统的室内分布系统天线形式，可以通过部署多个全乡吸顶天线实现对区域的分布式覆盖；二是定向吸顶天线，主要应用于用户呈现天井状分布的场景，通过定向天线既可以满足区域覆盖要求，同时还可以进一步扩展网络覆盖范围；三是对数周期天线，其主要应用场景是电梯的井道内，而且还需要结合具体的通信环境选择合适的信号辐射模式，以实现最佳的通信质量。

（4）LTE室内分布系统模式

在目前的LTE室内分布系统模式中，主要有单通道和多通道两种，具体而言单通道模式指的是LTE基站端输出单路信号，在接收端采用多路接收，从而实现1×n SIMO系统，这种模式主要应用于对数据流量要求降低的办公楼宇，该种模式也可以作为LTE室内分布系统初期建设的主流方式；多通道模式指的是在LTE基站端和用户端均采用多天线（不小于2）进行收发，该种模式主要应用于对数据流量要求较高的区域，可以充分的体现出MIMO系统的大数据量特点，改善用户体验。同时在具体的天线形式选择过程中，可以采用单极化或者双极化天线，需要根据具体的场景和指标要求进行选择。

3.LTE室内分布系统规划和设计方案

在LTE室内分布方案的规划和设计过程中，主要有两种主流方案，即新建独立LTE网络和在已有室内分布网络基础上进行改造。从建设投入成本的角度而言，运营商往往更加希望在推广新的网络技术时能够充分利用现存的资源，然而对目前的2G/3G室内分布网络进行改造具有较大的难度，而且在改造的过程中还会涉及到无法独立进行网络规划和设计的问题，因此选取哪种方式需要结合运营商的实际情况进行综合性分析，通过对现存室内分布网络的评估，确定其进一步改造的难度及成本。在目前的室内分布网络建设过程中，主要才用的是单通道、单极化方式，因此在LTE的室内分布网络规划过程中主要存在着以下几个方面的难题：一是通道数量的确定，采用传统的单通道方式还是更新为双通道；二是馈电系统的规划，是采用独立的新建馈电系统还是沿用现存的；三是天线的选取，是选择传统室内分布系统中常用的单极化天线，还是采用双极化天线。鉴于对上述主要问题的分析，确定了以下几种用于LTE室内分布系统的方案。

（1）单通道LTE独立设计方案。该方案主要是对现有的2G/3G方案进行改造，在馈电方式上采用传统的单通道模式，在现有室内分布式系统的基础上增加一套射频通信系统即可，没有采用MIMO多天线技术，在建设的过程中与现有系统相互独立，并且拥有自身独立的馈电系统。此种方案不会对现存系统造成影响，同时可以实现对LTE室内分布系统的优化设计，然而由于没有选取多通道技术，因此只适用于非热点区域。

（2）采用双通道单极化LTE建设方案。即在通道选取上采用双通道模式，天线选择单极化天线，能够实现MIMO多天线通信，同时与现存的室内分布系统相互独立，并且采用完全独立的馈电系统。采用这种方案需要增加两套新的天馈系统，同时天线数量也要翻倍，并且需要对馈电系统实现电平差值控制，以更好的实现MIMO性能。此种方案与现存方案完全独立，因此其成本相对较高，同时新增加的天线安装也会有着较大的难度。然而此种方案能够充分满足热点区域对于高数据流量的要求。

（3）双极化双通道LTE建设方案。即选择双极化天线方式实现MIMO性能，同时其建设过程中与现存系统相互独立，采用完全独立的馈电系统和具有双极化特点的天线进行辐射。选择该方案需要建设一套完整的室内分布系统，包括天馈系统及相关的组件，同时由于天线具有双极化的特性，因此可以采用一副天线即可。此方案可以实现对于LTE室内分布系统的独立规划和优化处理，同时其由于MIMO技术的引入可以更好的改善热点区域用户体验。

4.结束语

LTE室内分布系统的规划和设计关系到整个系统的性能，因此需要结合实际的应用场景和业务需求，选择合适的LTE室内分布系统方案，以更好的发挥LTE技术的大数据流量优势，改善热点用户的通信质量。

参考文献

[1]李维，朱恩.LTE室内分布系统设计流程[J].信息通信，2012，05.

[2]张晟，汪颖.TD-LTE室内分布系统规划与组网方案[J].电信工程技术与标准化，2013，07.

分布系统 第7篇

无论是光纤直放站还是无线直放站, 前向链路信号的信噪比都很高, 噪声电平远远低于高斯环境噪声, 有用信号电平远远高于高斯环境噪声, 经过直放站放大后, 信号的信噪比仍然较好, 基本上不会影响系统。

以无线直放站为例:按照设备工作条件, 到达直放站的前向信号强度大于-80dBm, 高斯环境噪声电平是-113dBm, 这时信噪比是 (S/N) in=33dB, 直放站的噪声系数是5dB, 则经放大后信号的信噪比 (S/N) output=33-5=28dB, 远远满足终端接收机要求, 因此在实际应用中对于前向链路可以不考虑直放站的影响。

2 无线直放站反向链路噪声分析

2.1 直放站的上行噪声对施主基站灵敏度的影响

直放站的使用会给施主基站引入一定的噪声, 导致基站热噪声电平升高, 引起基站接收机的灵敏度降低, 引起基站的最大覆盖半径收缩, 详细分析过程如下。

(1) 首先可以求得直放站热噪声经过放大和传输路径损耗后, 到达基站接收机输入端的热噪声电平:

其中:

K波尔兹曼常数, 真值为1.38e-23 J/K;

T环境温度, 常温取290K;

B带宽, 取1.23MHz;

NFRep直放站上行噪声系数;

GRep直放站上行增益;

PLnet直放站输出端口到基站入口路径衰减净值, 包括直放站馈线损耗、直放站施主天线增益、路径损耗、基站天线增益、基站馈线损耗;

(2) 原基站接收机输入端热噪声电平:

NFBts基站噪声系数;

(3) 直放站引入系统以后, 基站的总的噪声功率是:

用ROT (Rise Over Thermal) 来衡量施主基站热噪声升高情况, 基站加入直放站后热噪声电平升高ROTBts

(注:上公式各量按实际功率值看待)

引入直放站噪声注入裕量NIM (Noise Injection Margin) :

取对数后ROTBts=10lg (1+10-NIM/10) (1)

如表1:

此值即决定了直放站对施主基站上行链路的影响, 当NIM=0的时候, 直放站注入噪声和基站底噪相等, ROTBts=3dB基站热噪声将升高3dB, 就是说基站灵敏度降低3dB。当NIM=-10dB, 那么基站灵敏度将降低10.4dB, 对小区覆盖范围来讲, 会引起上行覆盖半径减小, 对基站覆盖区的用户来讲, 手机的的发射功率会相应增大, 或者处在小区边缘的用户会发生单通或上行话音质量下降或掉话等现象, 如图1。

从直放站角度看, 基站加入直放站后, 直放站噪声电平ROTRep升高

取对数后:ROTRep=10lg (1+10NIM/10) (2)

比较式 (1) 和式 (2) , 发现基站噪声升高与直放站噪声升高是互相矛盾, 应折衷考虑。如果直放站注入基站噪声减小, 则基站噪声升高量ROTBts减小, 对于直放站来说ROTRep相应增大, 说明直放站上行信号功率不足, 需要增加信号功率以克服噪声干扰。

2.2 上行噪声影响的折衷考虑

我们总是希望直放站对基站热噪声贡献最小, 由于ROTBts与NIM成反比关系, 当等效增益GRep-PLnet很大时, NIM越小, ROTBts越大, 即基站引入噪声很多;反之, 当等效增益GRep-PLnet很小或为负值时, NIM越大, ROTRep越大, 即直放站引入噪声越多。

实际应用中, 必须在这两点之间取折衷, 一般在高速公路、郊区、乡村等应用场合, 需要直放站覆盖距离较远, 可以取定NIM=0dB, 这时ROTBts和ROTRep均为3dB, 意味着在基站侧接收机和用户天线侧接收机只比上行噪声系数增加3dB。在某些特定的场合, 例如城市中的室内覆盖, 可以适当取大的NIM, 即直放站的增益GRep小于路径损耗PLnet。从而减小室内分布系统对基站的影响。

通过对CDMA直放站上、下行无线覆盖半径的计算, 可以看出由于直放站的引入, 使得噪声增加, 手机上行覆盖半径减小, 相应上行覆盖半径小于下行覆盖半径, 要想达到上、下行覆盖平衡, 需要加大直放站上行增益GRep, 使其等于或大于路径总损耗, 即GRep>PL。这样, 会对基站引入较多的噪声为代价, 实际工程由于直放站引入使基站的噪声升高0.5dB～2dB也是可以控制的。值得注意的是直放站的引入肯定对原来基站会产生影响, 直放站的总输出功率越大, 转接话务量越大, 对原来基站影响就越大, 这是正面有益的影响。

串联并联情况下的噪声计算

室内分布系统采用干放时, 与直放站会构成串联的关系, 多个干放之间一般是并联的关系。

(1) 串联

热噪声注入:

串联噪声系数:

(详细计算过程参考多极线性放大器噪声系数计算)

直放站串联时, 第二级直放站覆盖区的串联噪声系数和基站热噪声升高的矛盾大大加剧, 以至于应用中性能大打折扣。二级直放站串联应用时经过良好的规划和工程优化是可以接受的, 超过二级直放站串联就没有太大的使用价值了, 如图2。

(2) 并联声满足基站的要求, 我们在考虑直放站所产生噪声的同时, 还应考虑到干放产生到达噪声。我们对干放的要求是干放的上行增益与分配损耗相抵消, 这样到达直放站端口的噪声接近于热噪声, 其计算方法和直放站到基站的噪声计算相似, 如图3。

对于室内分布系统, 我们要保证系统到达基站的噪声满足基站的要求, 我们在考虑直放站所产生噪声的同时, 还应考虑到干放产生到达噪声。我们对干放的要求是干放的上行增益与分配损耗相抵消, 这样到达直放站端口的噪声接近于热噪声, 其计算方法和直放站到基站的噪声计算相似, 如图3。

在室内分布系统中, 无源分配支路不会产生额外的噪声, 可以在分析中忽略, 分析的重点是安装的干线放大器的支路。干放的上行增益、噪声系数及该支路的分配损耗是我们计算所需要的关键参数。下面对系统中n个干放所产生的上行噪声进行分析:

(1) 单一支路所产生的上行噪声

其中KT=-174dBm/Hz (常温)

B=61dB (1.23MHz)

KTB=-113d Bm/1.23MHz

NFLin为干放噪声系数

GLin为干放的增益

DLin为线路分配损耗

n个干线放大器并联使用的情况。

由于热噪声信号的随机性, 信号的合成是均方根相加而非电压矢量相加, 因此, n路噪声信号的合成结果为:

其中PLinn为第n个干放产生的热噪声电平, 假设了每路干放产生的噪声功率相同为PLin

如果有两个噪声源都对系统噪声有贡献, 而且一个比另一个大3或4倍, 那么其中较小的那个可以被忽略, 较大的噪声源对噪声起主要作用, 如表2。

从上面的分析可见, 室内分布系统产生的上行噪声与干放的使用数量、增益设置、噪声系数、分配损耗等参数相关。

(2) 室内分布系统到达BTS接收端的噪声功率

(3) BTS允许的上行噪声电平

对于CDMA网络, BTS接收端口的环境热噪声电平为-113d Bm/1.23MHz, 因此, 为了不对BTS的正常工作产生影响, 一般要求上行噪声电平低于-113dBm/1.23MHz。

(4) 允许的直放站上行噪声发射功率

(5) 允许的室内分布系统上行噪声发射功率

3 室分干放增益配置方法

室内分布系统在设计时, 需要考虑到干放引发的噪声问题, 使干放的增益和到直放站的路径损耗能够相抵消。对于已经建成的分布系统, 在路径损耗、分配损耗、噪声系数等参数确定的情况下, 可调整的参数只有直放站的上行增益GRep和干线放大器的上行增益GLin。一般在分布系统中, 无源分配部分的上行信号只通过直放站进行放大, 因此通过调整直放站的上行增益来降低上行噪声会对无源支路产生较大影响, 导致手机发射功率过大。对于已经安装完毕的室内分布系统, 调整干放的增益是比较可行的减低上行噪声的办法。应该调整到使GLin+NFLin=DLin, 干线放大器的上行增益GLin与其分配损耗相互抵消, 到达直放站或微蜂窝端口的噪声接近于热噪声。下面通过两个举例说明。

例一:设EDoPL (有效路径损耗) 设为90dB, 干放增益设为90d B (这时干放下行输出功率和基站一样) , 干放和基站的噪声系数5dB, 为保持上下行链路平衡, 上下行增益设置一样。利用前边的公式可以得出:ROT=3dB。干放的引入使基站噪声电平提高3dB, 接收机灵敏度的降低3dB, 施主基站覆盖范围缩小20-30%, 同样干放的覆盖范围也要相应减小。

例二:设EDoPL为90dB, 干放增益设为85dB (干放下行输出功率比基站小5dB) , 干放和基站的噪声系数5dB, 为保持上下行链路平衡, 上下行增益设置一样。利用前边的公式可以得出:ROT=0.8dB。干放的引入使基站噪声电平提高0.8dB, 接收机灵敏度的降低0.8dB, 施主基站覆盖范围缩小较小。

通过以上两例可以看出, 当干放增益设置比有效路径损耗小时, 干放对基站的影响比较小 (如果在此基础上在留5dB的余量, 干放对基站影响将会更小:<0.3dB) , 此时干放的输出功率比基站功率低。如施主基站输出43dBm (20W) , 干放噪声系数5dB, 在使用干放时最大输出功率应小于38dBm。

4 总结

直放站作为一种便宜又便捷的建站方式, 不可避免在网络中广泛运用。直放站的增益设置是否确当直接影响到网络质量, 因为直放站不仅能够放大有用信号, 还会放大噪声。直放站的噪声经过放大 (直放站的上行增益) 和有效路径损耗后进入基站, 和基站接收机的噪声叠加就会提高基站接收机噪声电平, 从而影响该基站覆盖区的信号质量, 减少容量。因此, 直放站在设计时应注意上下行增益的设置, 其上行增益设置得越小越有利于减少噪声干扰, 最好控制ROT干扰预算值小于0.3dB。

摘要：文章简要介绍CDMA直放站在无线网络设计应注意的问题, 从理论角度对直放站引入的噪声特点进行分析;结合工程建设案例, 针对CDMA室分系统引入直放站和干放对基站底噪抬高情况说明, 探讨工程设计中所要注意的问题, 并提出相应的解决方案。

关键词：直放站,干放,噪声,噪声系数,反向增益

参考文献

[1]李云芝.CDMA直放站网络规划指导书.华为技术有限公司, 百度文库

分布系统 第8篇

近年来,室内分布系统作为解决室内深度覆盖、提升用户感知以及分流业务量的有效手段,各家通信运营商都进行了大规模建设。在同一栋建筑物内,往往运营商都各自单独建设一套室内分布系统,重复建设现象普遍存在,不但建设协调工作量大,而且重复建设带来的资源浪费也非常严重。虽然国家深入推进电信基础设施共建共享,取得了明显成效,但是共建共享中的矛盾依然日益突出。同时,伴随着4G网络大规模的建设以及中国铁塔公司的挂牌成立,室内分布系统共建共享越来越紧迫和重要了。因此,对多运营商室内分布系统共建共享的分析和研究成为必然。

2 多系统共建共享分析

2.1 干扰隔离分析及规避

目前,工信部允许各运营商采用的移动通信系统及频率(不含2.6G频段)分配情况如表1所示。

通常,室内分布系统干扰主要有来自内部和外部两种干扰。内部干扰指系统内各制式、各频率之间的干扰。外部干扰指系统外的其他无线通信设备及强电、强磁设备等的干扰。其中,最为常见、危害性最大的主要是杂散干扰、互调干扰和阻塞干扰。

各运营商对网络容量、覆盖方式、使用频谱等环节存在不同的需求,涉及到的系统又特别多,因此室内分布系统共建共享时需要特别注意以下干扰:

(1)电信CDMA800二次谐波干扰联通FDD1800频段;

(2)电信FDD2100与电信FDD1800三阶互调影响2345-2370频段,尤其2360-2370干扰较大;

(3)移动F频段与联通FDD1800下行频率三阶互调干扰WCDMA上行频段;

注:表2隔离度取值为杂散干扰、阻塞干扰和互调干扰最大值。

(4)移动F频段与电信FDD1800下行频段三阶互调干扰移动F频段;

(5)联通FDD1800频段和电信FDD1800下行频段三阶互调干扰F频段。

各系统间隔离度要求如表2所列。

综上,解决干扰规避的主要思路从以下三个方面考虑:

(1)按频段或上下行信号,敷设多条分布系统路由,从空间上隔离干扰。采用双缆路由方案,CDMA、GSM、WCDMA等系统采用收发分缆,LTE系统每条缆都采用收发,实现2T2R MIMO。

(2)提高设备性能指标,尽量减少干扰的产生。POI采用高指标要求,9系统PIM≤-150dBc,12系统PIM≤-150dBc。

(3)采用合理的频率规划和避让措施,降低系统间的频率干扰。移动TD1.9G与电信LTE1.8G、2.1G相连,影响以上三个系统的性能,POI至少需要5M的隔离带宽。经协商,中国移动原则同意TD1.9G采用1885-1915频段,和电信LTE1.8G、2.1G间隔5M保护带宽。

2.2 各系统覆盖指标要求

在进行室内分布系统设计时,应根据各运营商的要求考虑各系统的覆盖指标。如运营商未提出要求,各系统的覆盖指标可参考表3。

2.3 POI分析及应用

通过对运营商建网需求和网络演进的分析,建议采用9频和12频两种POI可满足不同场景的需求。

根据收发天线形式的不同,可以将POI系统分为收发单向共路方式、收发单向分路方式、收发双向共路方式、收发双向分路方式等四种类型。

注1:表3结果作为室内分布系统覆盖设计的参考,应根据建筑物内部不同的功能区、不同的用户需求等进行差异化的设计,如会议室、营业厅等区域覆盖电平可适当加强,电梯、地下停车场等区域覆盖电平可适当减弱。注2:WLAN系统根据需求仅在热点区域进行覆盖,覆盖电平宜不低于-75dBm.

POI系统在设计选用收发共路还是分路时,需要根据覆盖场景特点进行选择:

(1)收发共路适用于中小型覆盖或合路系统少的场景。

收发共路的POI系统由于其收发共用一套天馈系统,使其多系统间的相互干扰难控制,需要定制隔离度较高的POI系统,一般适用于合路系统少的中小型覆盖场景。

(2)收发分路适用于大型覆盖或合路系统多的场景。

收发分路形式的POI其特点是上行和下行分开设计,一般情况下分布系统漏缆间隔大于30cm,收发天线间隔50cm,通过天馈分布,使上下行的隔离增加了30dB-50dB,因此收发分路的优势在于可以有效的防止信源出现干扰情况,尤其是超过3个系统的时候,减少了信源(包括基站和其它信源设备)之间带外杂散、互调、阻塞等产生的干扰情况。

综合以上分析,POI在方案设计和选型应用方面需要遵循以下原则:

(1) POI应符合多运营商和多系统、多频段接入的要求。

覆盖场景的不同造成了接入室内分布的系统的不同,因此POI应符合覆盖场景所需的运营商和各个系统的频段的要求。

(2) POI系统应满足各个系统的功率容量的要求。

每个网络系统需要的载波和功率不同,因此POI应符合设计方案中要求最高的功率容量要求。

(3) POI系统应满足各系统之间隔离度要求,POI的带外抑制能力应符合多系统合路的隔离度要求。

(4) POI系统应满足驻波比等关键指标要求。

(5) POI系统应满足插入损耗的要求,其值越小越好。

(6) POI系统应满足远程监控的要求。

(7) POI的室内分布方案设计应遵循多主干、多分支的原则。

多主干、多分支的设计思路可以避免单条线路过长导致线损过大和接头损耗等其它不确定因素;简化日后网络的升级、扩容和小区分裂带来的室内分布系统的改动;方便WLAN系统的末级合路的设计特点。

3 多系统共建共享解决方案

3.1 多系统共建共享方案

通常,室内分布系统分为无源分布系统、有源分布系统、泄露电缆分布系统、混合分布系统等,主要室内覆盖系统对比见表4。

目前,多系统共建室内分布系统主要采用无源分布系统双缆方案,地下停车场、电梯、酒店客房区域等用户相对少、容量需求小的区域可考虑采用单缆方案。有条件的覆盖场景需求,可以进行光纤分布系统等有源分布系统的试点。

综合以上分析,多运营商多系统接入室内分布系统方案主要采用如下三种方式:

(1)单缆方案:该方案(图1)即上下行合缆,主要适用于合路的多路信源互调干扰较小或者可以规避的情形。优点是节省成本,几乎可以节省一半的天线、馈线和无源器件。缺点是扩展性和系统性能较差,一旦引入存在互调干扰的系统,对被干扰系统的性能影响较大,需要将POI和部分无源器件更换成PIM和功率容限更优的产品。

(2)双缆方案(LTE SISO):该方案(图2)对于只有频分双工系统合路的场景,室内分布系统采用双路,一路专用于发射,另一路专用于接收,两路系统间可通过空间隔离,在上行链路接收到下行发射链路产生的三阶互调产物大大减弱,可以大大降低系统的PIM要求。

对于存在时分双工系统接入的场景,需要根据具体的接入频段来分析是否存在三阶互调的影响,以确定时分双工系统放在接收还是发射通道。如果可通过选择频分双工系统通道来规避三阶互调的影响,一般对系统的PIM要求不高。如果无法避免三阶互调的影响,则对系统的PIM要求较高。

(3)双缆方案(LTE MIMO):该方案(图3)对于LTE系统,包括TD-LTE和LTE FDD,可采用2T2R MIMO技术,提高系统容量和用户速率;对于非LTE的频分双工系统,如GSM、CDMA、WCDMA等,采用收发分离的模式;但是一旦有时分双工系统接入,三阶互调的影响几乎无法避免,对系统的PIM要求较高。

多运营商多系统接入室内分布系统方案优缺点如表5所示。

结合以上方案对比分析,在多运营商多系统接入分布系统的情况下,应遵循以下设计方案原则及要求:

(1)根据运营商的需求,在充分核算多系统、多频率干扰隔离的基础上,选择合理的多系统路由方案。

(2)根据不同系统的网络指标要求,不同频段的传输损耗差异,确定合理的室内分布系统方案,保证各系统功率匹配和覆盖均衡。

(3)主干线路应采用POI合路,不宜采用合路器;在室内分布系统末端进行WLAN热点覆盖时,可采用满足性能指标要求的合路器。

(4)室内分布系统器件应满足多系统共用的频段、输入功率等要求,特别是靠近信源的前级器件,应根据指标要求选择不同品质的器件。

(5)多系统路由方案宜具备一定的扩展性和灵活性,对运营商的系统扩容、升级和技术演进进行适当的考虑。

3.2 多系统共建共享案例

(1)场景简介

根据物业覆盖面积的大小,可将室内分布系统分为微型、小型、中型及大型等四种类型。微型、小型物业点受面积、建筑物类型因素影响大,本次案例分析选择超过20000m2且建筑类型为综合体的站点。

本覆盖场景主要以写字楼、厂房为主的小型办公综合体为主的项目。其中,写字楼的建筑面积约11000m2,厂房的建筑面积约39000m2。

(2)方案对比

本案例方案如果按照三家运营商共建共享方式,可支持3家运营商9套系统。经过测算,大致得出分布系统材料清单,如表6所示。

本案例方案如果按照一家运营商独建方式,可支持1家运营商3套系统。经过测算,大致得出分布系统材料清单,如表7所示。

通过以上分析可以看出,共建共享方案和独建方案材料差别不大,主要区别在于:无源器件高品质和POI合路器的选择及使用。

基于室内覆盖工程的费率取定原则,可得到室内分布系统共建投资估算与独建投资估算(表8所列)。室内分布系统共建中辅材费、集成费、评估协调费与自建中取费费率一致,变化的费用主要是:

1)无源器件费用:共建采用高品质无源器件,独建使用普通无源器件。

2)合路器费用:共建采用POI多系统合路器,独建采用普通3频合路器。

3)工程建设其他费:设计费与监理费由于设备费的变化而变化。

(3)经济分析

本次案例经济分析可参考使用成本加成法测算标准回收年限,由此评价未来盈利能力。多家电信企业使用同一套室内分布系统时可享受共享优惠,可享室分的基准价格、场地费。测算公式具体如下:

产品价格=(基准价格+场地费⑥)×(1-共享折扣⑦)

基准价格={(建造成本①/折旧年限②)×(1+折损率③)+维护费用④}×(1+毛利加成率⑤)

依据以上公式测算结果详见表9。

通过以上测算和分析,如果该站点采用三家共建方式,预期3.43年可回收建设成本;如果采用一家独建方式,预期4.88年可回收建设成本。因此,室内分布系统共建共享时具备较强的经济可行性。

4结论

综上所述,多系统室内分布系统共建共享相比于各运营商、各系统独立建设室内分布系统,解决了站址资源紧缺问题,可避免工程重复建设和投资,降低了运维成本,是当前移动通信网络室内分布系统建设的主流模式,符合监管要求和环境保护趋势,可实现经济效益与社会效益的协同发展。

参考文献

[1]黄和建.室内分布系统共建共享研究[J].移动通信.2009(11).

[2]李楠.陈娟.孙月新.室内分布系统共建共享经济可行性研究[J].电信工程技术与标准化.2011(12).

[3]赵占强.程慧敏.范现瑞.室内分布系统共建共享研究[J].邮电设计技术,2012(12).

分布式DMHS转报系统 第9篇

关键词：DMHS转报系统,复制队列,分布式,异地容灾

目前DMHS转报系统在各地运行方式有几种, 一是双套系统运行, 双套系统通过电子切换单元统一外线出口, 需要时进行双机切换, 这种方式两套转报机靠近部署, 基本表配置一致, 但不利于异地容灾和数据保护;二是在逻辑上将一个转报机挂在另一个转报机下面, 通过传统的信道路由进行电报传递, 这种方式两套转报机基本表不一致, 不方便管理和维护;本文提出一种双套DMHS转报系统耦合工作的新模式, 这种模式双套系统可以分布在异地, 基本表配置一致, 以任务分担的方式协同工作, 可以称为分布式DMHS转报系统。首先, 我们从DMHS转报机的一个功能说起。

1复制队列的概念

目前, 无论是在DMHS-H (大型) 系统, 还是在DMHS-M (中型) 系统, 均有一个类似的配置项, 前者叫“复制队列”, 后者叫“信道分发”, 其功能都一致, 如图1。

DMHS转报系统中复制队列的概念, 就是绑定两个 (或若干个) 队列, 其中一个为拷贝源队列, 其他为拷贝目的队列, 其意义是拷贝源队列 (为输入队列) 电报的输出同时有两条路径, 一条是正常进路由表进行分发, 一条是直接重定向至拷贝目的队列 (为输出队列) 。

2分布式DMHS转报系统

通过复制队列功能的描述, 可以联想到, 如果两套基本表 (涵盖用户群A和用户群B) 一致的异地转报系统, A套系统接入本地用户群A, B套系统接入本地用户群B, 将两套系统之间通过同步高速链路连接, 通过配置在该高速链路上的复制队列, 可以将本地用户群的电报双向广播给对方, 从而使A、B两套系统对用户而言, 耦合成一套系统使用, 而不论这两套系统分布在何地。图2即该方案的示意图。

2.1优点

(1) 异地容灾。

(2) 电报数据异地镜像备份。

(3) 本地业务就近接入, 降低成本节省费用, 提高线路可靠性。

(4) 两套系统同时在线运行, 会充分暴露和避免原备份系统在软件版本、硬件故障、基本表配置等方面的问题, 可以杜绝备份系统需要时用不起来的隐患。

2.2缺点

运维相对单套系统复杂。

3应用案例

3.1异地DMHS转报系统搬迁——无缝和平滑式过渡方案

3.1.1阶段一 (如图3)

转报机A地主用, B地转报机已部署但未接入任何用户线路, A系统已通过复制队列将所有用户电报传输给B系统。

3.1.2阶段二 (如图4)

转报机B系统逐步接入用户线路, A系统随后拆除对应线路, 在切换过程中, A、B两地转报机电报始终完整, 用户收报正常。

3.1.3阶段三 (如图5)

转报机B系统逐步接入大部分用户线路, A系统随后拆除对应线路, 在切换过程中, A、B两地转报机电报始终完整, 用户收报正常。

3.1.4阶段四 (如图6)

转报机B系统接入所有用户线路, A系统拆除所有用户线路, 切换基本完成。

优点:

(1) 可以在基本不停机的情况下, 完成异地转报系统搬迁和切换

(2) 切换过渡可以在数日内完成, 过渡期间不影响用户收报;可以逐路稳妥切换并做用户确认, 线路切换不成功可以回退。

4总结

在常规的转报系统功能划分上, 主用系统和备用系统泾渭分明, 两者可以通过电子切换单元快速切换, 但现实是一般主用系统长时间满负荷运行, 而备份系统处于相对闲置状态, 这种模式未必是最有利于民航安全生产的。本文提出的分布式转报系统, 弱化了转报主用系统和备份系统的界限, 可以平滑转报系统异地搬迁的过渡, 可以提高异地容灾的能力, 是一种值得借鉴的工作模式。

参考文献

低功率分布系统应用综合分析 第10篇

关键词：室内分布系统,低功率,无线覆盖,小区覆盖

引言

室内分布系统可以在不增加频率资源需求的前提下显著提高网络资源利用效率、优化有线和无线资源、提高频率资源利用率、降低电磁辐射、减少室外宏站数量, 降低网络建设成本[1,2]。然而, 传统室分网络建设模式主要面临以下六大困境:

(1) 物业协调困难, 现有室分大多采用7/8馈线作为干线传播信号, 线缆较粗, 弯折角度较小;

(2) 覆盖死角多, 仅仅覆盖走廊和电梯区域, 覆盖重叠区域较多, 房间内的弱覆盖区较多, 高中层干扰严重;

(3) 实现多网合路需要对现有室分网络进行改造, 并且需要考虑由于频段差异较大带来的覆盖差异问题;

(4) 室内覆盖不均衡, 对高速数据业务支撑能力低;

(5) 大量的电能消耗和物业租赁费用成为运营商沉重负担;

(6) 工程施工困难, 工程周期长。

低功率分布系统是以光纤、五类线等作为传输介质, 实现高带宽、全双工、线性射频放大及低损耗传输、分配的通信设备的总称。低功率室内分布系统由数字变频及信号处理主单元、扩展单元、变频及信号处理远端单元、天线以及五类线、同轴电缆和光纤组成。基本型主单元与远端天线单元之间可以采用五类线或者CATV电缆传输, 五类线的长度一般不超过100m (增加延长器可延伸到170m) , CATV电缆传输的距离达到300m天线单元采用同轴电缆连接天线[3]。

1 低功率分布系统优势分析

低功率室内分布系统与传统的同轴电缆室内分布系统相比在解决方案应用中具有显著的优势特点。表1给出了两者在覆盖范围、覆盖深度、入户施工难度、入户形式、信源设备、组网能力、高层覆盖效果方面的比较。

可以看出低功率分布系统的优势主要集中在以下几个方面:

(1) 对信号源的要求低, 降低信源设备及其建设投资

同轴电缆室内分布系统信号源基站建设方案采用大功率的基站设备, 输出功率10W~20W, 而采用低功率室内分布系统只需要低功率的信号源 (0~10dBm) 。大功率基站设备体积大、耗电高、对环境要求高 (需要空调机房) 、安装施工困难。

(2) 采用前置低噪声放大结构, 有效改善上行信号质量, 提高系统性能。低功率室内分布系统从信号源到天线口的总衰减非常小, 同时采用在天线附近进行低噪声接收结构, 使上行信号的噪声小, 降低对作为信号源的基站的干扰门限, 能够有效地改善基站的接收灵敏度和覆盖范围, 降低手机终端发射功率。

(3) 采用光纤或五类线进行传输, 适应光纤接入和综合布线发展趋势, 传输距离远, 站址选择灵活。同轴电缆室内分布系统采用射频信号传输, 传输距离严重受传输损耗的限制。低功率室内分布系统利用光纤和五类线作为传输和分布手段, 适应光纤接入和综合布线发展趋势, 传输距离可以达到6公里, 而且和射频电缆比较它施工简单, 占用空间小, 基站可以远距离集中放置, 机房站址选择灵活, 方便网络重新规划和站址变更调整工作。

(4) 系统的传输损耗低, 手机终端省电, 对电磁环境干扰小。同轴电缆室内分布系统采用射频信号传输, 传输损耗大。而低功率室内分布系统采用中频传输, 传输损耗非常小, 降低了手机终端发射功率。在接收到相同信号强度的情况下, 可以使手机的发射功率降低到原来的1/4到1/10, 提高了手机电池的待机和通话时间。

(5) 支持多系统共享接入, 减少重复投资, 网络升级适应能力强。低功率室内分布系统采用中频信号传输, 对于不同频率的传输衰减基本保持不变, 同时支持工作带宽在800MHz~2200MHz内的所有移动通信体制, 支持多系统共享接入, 可以将不同制式的基站集中放置在一个机房内, 减少室外基站的数量和所需机房以及相应的传输、电源配套设施, 从而避免重复建设投资。

2 应用场景分析

与传统的RRU、干放、天馈分布系统相比, 低功率室内分布系统有着很多优势, 以下给出了一些特殊场合的覆盖分析和解决方案。

城中村小区覆盖:将主单元集中放置在信源基站机房中, 利用光纤线径较细、易于布防的特点, 沿街走线, 将线缆固定在街边楼墙壁上;同时将远端单元与室外天线共同安装, 沿街覆盖 (如图1所示) 。利用监控功能, 方便地调整和控制小区边缘天线信号强度。

室内覆盖:主单元安装于基站处, 以“低功率、多天线”为设计原则, 主单元通过光缆连接扩展单元, 扩展单元再通过光电混合缆连接远端单元, 最终通过远端单元连接的天馈系统将信号均匀的覆盖到建筑物或家庭内部 (如图2和图3所示) 。

电梯:采用光纤为传输介质, 随电梯自己的排线移动。在电梯轿厢顶上放置定向天线, 保障轿箱内信号均匀和稳定, 避免电梯的隧道效应。电梯内的覆盖信号容易随电梯的移动而变化, 使信号强度不随电梯轿箱的升降而变化 (如图4所示) 。

小区覆盖:将主单元集中放置在信源基站机房中, 利用光纤传输将扩展单元放置在小区中的不同楼宇、路灯、屋顶等区域, 根据覆盖需求将远端天线单元放置到搂层 (如图5所示) 。利用监控功能调整和控制小区边缘天线信号强度, 减少网络干扰。

大型场馆、商业场所、高校等区域覆盖解决方案:这些需要覆盖的面积大, 同时具有极大的峰值容量需求, 忙时、闲时容量需求差别巨大, 信号源一般选用宏蜂窝基站。低功率室内分布系统采用光纤和五类线作为传输和分布手段, 适应光纤接入和综合布线发展趋势, 完全可以满足大型区域的覆盖要求 (如图6所示) 。同时, 低功率分布系统采用射频容量共享, 可以解决这些大型场所的话务量潮汐问题。

3 低功率系统在3G网络的应用

对于网络从2G到3G系统的升级, 由于3G信号工作频段更高, 在同轴电缆馈线中的传输损耗要远大于2G信号, 因此采用同轴室内分布系统应对网络升级时需要将原来2W功率的干线放大器用5W的代替, 才能保持覆盖半径不变, 网络升级将需要对现有网络进行改造且增加建设成本;而低功率室内分布系统采用中频信号传输, 对于2G网络和3G网络的信号在低功率室内分布系统中传输, 其信号损耗基本一致, 因此, 使用低功率室内分布系统可以方便地实现网络升级, 同时不因网络升级而额外增加不必要的设备和工程上的成本。

下面我们以某高层楼宇的3G室内覆盖为例进行链路预算分析。根据无线电波室内传播的Keean-Motley模型公式:

其中L1:1m处的路径损耗,

r:手机到天线点的距离 (km) ;

f:手机到天线点的距离 (km) ;

p:波穿透的墙壁数;

W:墙壁衰减因子函数 (dB) ;

n:路径衰耗指数, 一般取值2~4

天线点与终端之间的路径损耗:

Lindoor=Lindoor+LShadow+LBody

根据楼宇的情况, 将远端单元安装于家庭客厅内部, 到达最远处卧室取15m传播损耗, 3G网络占用的2000MHz频段总的路径损耗约为91dB, 则最远卧室内边缘最低信号强度为10dBm-91dBm=-81dBm, 满足覆盖要求。因此, 采用低功率分布系统完全可以满足家庭室内覆盖的要求, 实现室外有线传输、室内无线覆盖、可同时接入网络和业务平台的一体化家庭全业务覆盖方案。

4 结语

根据前面我们对低功率分布系统的分析研究, 我们从多个角度, 建议在实际网络建设方案中采用以下几点原则:

(1) 低功率系统适用于隔断较多的住宅、规模较大的住宅小区、大型公共区域、城中村等特殊覆盖区域;

(2) 对于仅仅需要进行部分覆盖的区域, 例如电梯、地下室等, 考虑到低功率分布系统的造价因素, 建议仍然采用原有RRU加天馈的覆盖方式;

(3) 对于较高的高层住宅, 由于高层电磁环境较为复杂导致切换频繁, 且在小区内安装的美化天线上倾能力有限, 建议采用低功率分布系统;

(4) 对于线缆穿越较为困难或者无法进入的区域, 建议采用五类线配合远端单元进行隐蔽安装。

(5) 传统室分网络建设较差、覆盖较弱的楼层应充分考虑后期3G、4G网络的业务需求, 尽快采用低功率分布系统进行替换, 不宜在原有分布系统上进行改造。

参考文献

[1]周宏旭.移动通信网络室内覆盖建设与优化.通信世界, 2001年19期

[2]王超.移动通信室内分布系统设计研究.邮电设计技术, 2004年02期

分布式系统中网络负载平衡的研究 第11篇

关键词:分布式系统;网络负载平衡;动态负载平衡

中图分类号:TP393 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 06-0000-02

Research of Network Load Balancing in Distributed Systems

Pei Gang,Zeng Weidong,Deng Hairong,Su Baoxian

(95876 Troops,Shandan734100,China)

Abstract:Distributed systems can effectively reduce processing bottlenecks,which has strong fault tolerance has been quite extensive research and application.This paper introduces the definition of distributed systems and load balancing technology,which focused on the dynamic load balancing strategy.Finally,according to the characteristics of distributed applications,proposed a distributed system network load balancing solution,and gives the algorithm description and models.

Keywords:Distributed system;Network Load Balancing;Dynamic Load Balancing

网络负载平衡主要目的是降低任务平均响应时间,提高系统资源利用率。分布式系统的任务能够迅速和有效地运行,除了依赖于系统规模、各节点的运算能力和并行算法外,还包括对负载平衡的调度和管理。负载平衡是影响系统并行效果的一个非常关键的因素,因此,负载平衡问题对分布式系统的研究与发展具有十分重要的现实意义。

一、分布式系统

分布式系统在不同的文献给出的定义也不同,本文只选用其中的一种定义说法,其定义如下:一个分布式系统是一个对用户看起来像普通系统,然而运行在一系列自治处理单元(PE)上的系统,每个PE有各自的物理存储器空间并且信息传输延迟不能忽略不计。在这些PE间有紧密的合作。系统必须支持任意数量的进程和PE的动态扩展。

分布式系统要求的属性主要有以下几点:

1.任意数目的进程。每个进程也被称作一个逻辑资源。

2.任意数目的PE。每个PE也被称作一个物理资源。

3.通过消息传递的通信。这提供了比主/从方式更合适的合作式消息传递方式。

4.合作式进程。进程间以一种合作的方式交互,或者说多个进程用于解决一个共同的应用而不是几个独立的应用。

5.通信延迟。两个PE间的通信延迟不可忽略。

6.资源故障独立。没有任何单个逻辑或物理的资源故障会导致整个系统的瘫痪。

7.故障化解。系统必须提供在资源故障的情况下重新配置系统拓扑和资源分配的手段。

本文所讨论的分布式系统便是基于以上描述的。

二、负载平衡

(一)负载平衡产生原因及定义

分布式系统由于其任务到达的随机性,以及各处理结点处理能力上的差异,当系统运行一段时间后,某些结点分配的任务还很多造成超载,而另一些结点却是空闲的造成空载。如何避免这种空闲与忙等待并存的情况,从而有效地提高系统的资源利用率,减少任务的平均响应时间,这成为了负载平衡产生的原因。

负载平衡就是设法对己经提交给各结点的任务进行重新调度分配,并通过任务迁移,使各结点负载大致平衡,从而提高系统的资源利用率,减少任务的平均响应时间,达到提高分布式系统整体性能的目的。

负载平衡是一种负载分配技术,它试图平衡系统内所有结点上的负载,以使得系统内各个结点上的负载基本相等,但这种相等不是简单的任务数目相等,而是根据这些结点自身的性能综合得出的负载权值相等,因此需要根据系统内结点的负载变化进行任务的动态迁移。

(二)负载平衡的分类

负载平衡可以分为静态负载平衡和动态负载平衡两大类。

静态负载平衡就是根据过去的经验或系统本身信息收集,把外来的任务分配给各个结点,或对某些结点上的任务进行重新分配。静态负载平衡方法优点是实现简单,在一定的应用范围里具有优势,但其效率取决于对系统本身以及交互的任务是否有了解充分,如任务的执行代价和任务之间的通讯代价,处理机的性能以及硬件配置等。因为这些经验往往是不可能事先获取或不准确的,所以动态负载平衡是最常用的方法。

动态负载平衡主要用于任务不确定的情况,其决策取决于系统当前的状态,也就是说,系统可以根据当前的负载分布情况,对各个节点上的负载进行动态的调整,使超载结点上所分配的任务,通过通讯设备,迁移到轻载的结点上去,使之提高系统资源利用率,达到减少任务的平均响应时间的目的。相对于静态负载平衡,它具有更大的针对性和灵活性,可根据系统当前的负载状态有目的地进行负载平衡。

(三)动态负载平衡策略

动态负载平衡策略的就是决定超载结点如何去寻找一个空闲结点,然后将自己的新任务请求转发给空闲结点。目前常见的几种平衡策略主要有以下几个:

1.最快响应法。这样的定位策略是当一个节点超载时向系统内发布一条超载消息给所有节点,系统内的其他节点接收后立即对自己的负载状态进行查看,如果空闲就发出接受响应,平衡器记录结点本身到系统中各个结点所需的网络响应时间,将新任务分配给响应时间最短的结点。

2.最少连接法。最少连接法的平衡器记录当前所有结点的活跃连接,把新的任务请求发给当前连接数最少的结点。最少连接法是针对TCP连接的,由于不同任务对系统资源的消耗及利用差异会比较大,连接数量无法真实的反映应用负载情况,也就是说这种方法没有考虑到任务请求强度和服务器的性能。

3.最低缺失法。最低缺失法中的负载平衡器长期记录到各结点的请求情况,在进行平衡负载时,负载平衡器把新的任务请求发给记录里处理请求最少的结点。和最少连接法不同的地方是,最低缺失法记录的是过去的连接数,而不是当前的连接数,所以无法真实反映结点实时负载状况。

4.随机法。随机法给系统中各结点赋予一个由伪随机算法产生的值,具有最小或最大随机数的结点最有优先权。随机法实际上相当于无偏见的给各结点产生权值,每个结点都有可能获得最大的优先级。这也是一种机会均等的调度算法。这种算法和轮转法一样,需要在相同的结点环境中才能运行得最好。

三、负载平衡优化策略及模型设计

(一)负载平衡优化策略

负载平衡优化策略的目的是为了解决在任务迁移过程中所引起的抖动问题。抖动问题是指系统的某个结点超载时,需要定位查找一个空闲结点并转移自己的超载部分任务,查找定位结点不当就会产生抖动问题,超载的任务在转移到新结点后,发现新结点的负载能力有限而不得不将任务再次转移,多次反复转移增加了任务的执行时间,降低了系统的整体执行效率。

优化策略方法中引入了管理站结点,由管理站结点收集系统中各个结点的负载情况,并根据接收结点实时负载值,生成接收结点负载线性表,根据负载能力将接收结点进行排序,当结点超载时,由忙结点来顺序查找接收结点负载线性表,查找到第一个与自己直连的结点,然后转移超载部分任务。这样的策略方法保证了忙结点查找到的空闲结点最佳空闲结点,是当前接收结点中负载能力最强的结点,避免了转移到的新结点因为执行能力有限而再次转移任务引起的抖动现象。

(二)负载平衡策略算法实现

负载平衡策略重点是在启动策略、定位策略以及信息策略方面做以改进。负载平衡策略的目标是对系统中各结点负载能力进行更加有效地评估、及时准确的评价系统负载以及快速查找定位空闲结点以转移新任务,避免任务迁移过程中有抖动问题出现,从而减少任务平均响应时间,提高分布式系统整体执行效率。

负载平衡调度算法描述如下:

1.系统管理站周期性地启动运行动态负载值采集计算程序,根据收集到的各个结点自身的各项负载参数,计算出系统中结点的动态负载值 及实时负载值 。

则结点 转变为发送者,在管理站的结点负载信息表(LIT)中备份记录,同时由管理站将结果返回给系统中各个结点的结点负载状况表(LST)。

ELSE

则结点 转变为接收者,在管理站的结点负载信息表(LIT)由备份记录,同时由管理站将结果返回给系统中各个结点的结点负载状况表(LST)。

Endif

Endif

2.管理站根据计算后的结点的实时负载值 降序排列结点编号,生成接收结点负载线性表,并且保证管理站所保存的接收结点负载线性表永远是最新的。

3.对系统中任意一个结点 ,新任务请求到达时,

DO

查询自身结点负载状况表(LST)

If结点为接收结点

则接收任务请求

EISe

结点为发送结点,顺序查找管理站中的接收结点负载线性表

If

找到一个与自己直接相连的结点 ,将任务请求转移给结点

EISE

等待

Endif

Endif

Enddo

4.继续转1重复操作。

对系统中每一个结点,有任务到达时读取该结点自身保存的结点负载状况表(LST),如果结点为发送者结点,则由定位查询模块寻找可以接收任务的空闲结点,之后结点任务迁移模块将新到达的任务迁移到负载较轻的结点,直到所有结点都不超载,从而达到负载平衡的效果。

(三)负载平衡系统的模型设计

负载平衡系统的主要由普通结点和管理站结点组成。普通结点包含了任务迁移模块、定位查询模块、通信模块和负载信息存储模块。管理站结点中有通信模块、结点负载信息收集计算模块和接收结点负载线性表生成模块。管理站结点是系统中性能相对较高的结点它不接收执行任务,只负责定期收集并计算系统中各个结点的负载信息,根据收集来的负载信息、将接收结点的信息提取出来,并根据接收结点的实时负载值来构造接收结点负载线性表。

负载平衡系统模型如下图1所示:

图1负载平衡系统模型

结点负载信启、收集计算模块:负责周期性的收集各结点负载信息并计算各小结点的动态负载值和实时负载值。

定位查询模块:结点超载时,由定位查询模块通过通信模块与管理站通信,并顺序查找接收结点负载线性表,寻找可以转移自身任务的空闲结点。

任务迁移模块:在定位查询模块定位到可以转移任务的空闲结点后,负责任务转移工作。

负载信启、存储模块:存储结点自身负载信息。

接收结点负载线性表生成模块:管理站根据系统甲接收结点的实时负载值构造接收结点负载线性表,以供超载结点查询访问。

四、结论

网络负载平衡是分布式系统性能优化的关键,负载平衡的好坏直接影响到整个分布式系统的运行效率。本文在动态负载平衡策略的基础上,提出了一种分布式系统负载平衡优化策略,并给出了其算法描述和模型。本文所提出优化策略的是一种较为理想、相对完善的分布式系统网络负载平衡解决方案,具有一定的理论和现实意义。

参考文献:

[1]王友良,叶柏龙.分布式系统甲动态负载平衡的研究.科学技术与工程,2005,9

[2]张宇晴,佟振声,胡旦华.分布式系统中动态负载平衡算法的研究.计算机仿真,2003:20(9)

[3]陈志刚,曾志文.中间应用服务器动态负载均衡的物理模型,计算机工程,2001:1(1)

作者简介:

分布处理计算机系统研究 第12篇

1950 年前后, 计算机主要采用串行处理技术, 该处理模式只能一次性处理数量较少甚至一个任务, 处理效率十分低下。1960 年前后, 计算机处理模式得到了一定改良, 以批处理形式缩短了处理时间。1980 前后, 出现的个人计算机受益于分布式计算机管理技术, 也极大地改善了用户使用体验。分布式计算机能够给用户提供一个透明数据访问方式, 处理难度较高工作时, 能够取得较好工作质量。2000 年前后, 计算机行业越发重视分布式系统的发展, 开发了很多围绕分布式系统运行的数据处理方式。分布式系统未来的发展前景巨大, 大量研究人员正关注该系统的硬件与软件结构, 总结出一套高质量运行方法。

1 分布式系统定义

分布式系统与当前主流操作系统之间有着较大差异, 因此在理解分布式系统运行与处理时, 应当进行事先讨论, 确保准确理解了分布式系统数据处理模式前提下, 再开始研究。作为一个较新处理形式, 计算机行业尚未对分布式处理进行系统分类。与传统的顺序数据处理相比, 分布式系统处理需要一定数量PE共同协作, 因此决定何种处理模式与处理方法也是一种挑战。

所谓分布式系统, 旨在与通过对数据与信息进行分析与控制来保证顺畅的通信, 在这样的系统中计算机的自身处理水平与性能是十分重要的。假如一个计算机系统将所有的系统邮件集中在一个模块内进行处理, 那么这个系统是明显的集中式系统;假如一个计算机系统将不同的系统模块分布在不同的地方, 并且不同的部件之间有着一定的联系, 需要通过协作来完成计算机的全部功能, 那么这个系统就是分布式的[1]。分布式系统也有内部的分类, 正统的分布式系统不同部分间的合作是紧密的, 而当不同部分间合作不够紧密时, 就被称作分散式系统。

所谓并发系统, 也就是系统在执行不同操作时, 可以采取任意的顺序。也就是计算机系统在进行数据集的锁步动作时, 只调用一个单一的控制线程来进行工作。

2 分布式系统应用和标准

作为一种发展前景广阔的计算机操作系统, 在很多种类的应用中都可以发现分布式系统的影子。笔者主要关注以下几种常见的应用, 并以此对分布式系统的长远发展进行了展望与分析, 挖掘了分布式系统比其他系统的优越之处。

原本采用分布式处理办法的应用。很多应用在进行设计的时候, 采用了分布式系统的设计理念, 主要进行突发事件的处理, 所以应用长期处于突发模式, 而不是常见的批量模式。常见的分布式软件有事务处理软件、JAVA程序等, 一般要在较短的时间内处理数据量较大的工作, 因此决定其工作效率的主要是吞吐量而不是处理时间[2]。

在用户数量较多, 或是用户彼此之间要进行互动或者协同工作时, 采用分布式协同工作模式, 实现用户之间彼此的协同工作。尤其是在需要进行远程视频会议时, 可使用物理分布是网络来实现实时会议。常见的多媒体教学软件也属于分布式系统之一[2]。

需要高容错率的应用。由于分布式系统不同的系统模块彼此独立发挥功能, 因此分布式系统的系统稳定率是不可比拟的。由于不同的系统单元之间不相互影响, 因此整个系统具有较高的容错率。

并行运行的高性能应用。并行运用可以在几个应用共享的储存机器上运行, 但是采用共享机制的存储器系统无法在兼顾系统稳定性的同时提升器规模。因此, 往往会采取一种伸缩性较强的设计形式, 这也是由分布式系统本身所决定的。

随着分布式系统在不同领域使用越来越多, 越来越多分布式应用运用在生活中。分布式应用可以用在不同平台上, PC、工作站甚至是局域网上都有其用武之地。用户希望能够在分布式系统上体验到PC无法完成功能。这就给分布式系统用户体验工作带来了难度, 用户只有得到足够的体验, 才能充分赞成分布式系统。为保证分布式系统互操作性, 需要给用户组件完善的分布式计算环境, 以此提升用户对系统中资源利用率。

为给分布式系统的广泛推广提供有力技术支持, 开放系统基金会 (OSF) 专门制定了一种完善的分布式计算环境 (DCE) , 成为了分布式系统的运行工业标准集。在该标准下, 用户能够安全、高效地搜索、使用数据, 积极地将分散用户结合在一起, 这是分布式系统的设计宗旨之一。

为推广分布式计算机, 一些网络技术厂商开展了有关分布式计算环境的研究, 并已得到了一定成果。在这方面, TRANSVARL是技术较为成熟的厂商之一, 为DCE体系发展作出了极大贡献。在该厂商帮助下, DCE体系有了长足进步, 并为其他厂商开展研究工作提供了基础。一般分布式计算机系统具有开放的接口与协议, 因此也被叫做开放系统。

参考文献

[1]周买春, 肖红玉, 胡月明, 等.BTOPMC/SCAU分布式流域水文模型原理和系统设计[J].农业工程学报, 2015 (20) :132-139.