展連 MORELINK Smart Repeater 高功率大樓共構用-智慧型轉發器

問題探討：全頻手機訊號放大器於室內分布系統的影響

摘要

本論文探討一般全頻行動網路訊號放大器在接收室外多家電信業者訊號後，放大並傳輸至大樓內部室內分布系統（IBS, In-Building System）所產生的問題。我們將分析全頻放大器的技術特性，以及其在不同使用環境下可能產生的干擾、訊號失衡與效率降低等影響。

引言

隨著現代建築的增長，室內通訊訊號覆蓋需求日益提升。由於建築物內部材料（如鋼筋混凝土、玻璃）對行動通訊訊號的屏蔽作用，市場上有許多場所選擇使用全頻訊號放大器來增強室內訊號。然而，這種方案在實際應用中可能帶來諸多技術挑戰，特別是當接收來自多家電信業者的訊號並將其放大後傳入室內分布系統時。

全頻行動網路訊號放大器的運作原理

全頻行動網路訊號放大器是一種無選擇性地放大所有頻段信號的設備，通常安裝於室外接收來自多家電信業者的訊號，然後透過室內分布系統（如天線與射頻電纜）將增強的訊號分配至室內使用者。

此類放大器的基本運作流程如下：

接收訊號：透過室外Donor天線收集來自不同電信業者的訊號。
統一放大：將所有頻段的訊號統一增益，無區別地提升強度。
輸出至室內：透過同軸電纜與分布式天線將增強後的訊號覆蓋至大樓內部。

全頻訊號放大器於室內分布系統的問題
- 單一的自動增益控制

全頻放大器, 因為同時接收到附近不同距離的基站來源, 會以最近的基站訊號大小做為參考而壓縮增益. 這可能導致：

增益壓縮：AGC(自動增益控制功能)會以最近的基站輸入功率做為增益的參考, 直接壓縮增益, 造成最遠的基站增益不足, 而無法放大訊號可能影響彼此的通訊效果。
- 訊號干擾與交互調變

由於全頻放大器會同時放大所有接收到的訊號，當不同業者的訊號在放大器內部相互混合時，可能會產生交互調變干擾（IM, Intermodulation）。這可能導致：

非線性失真：影響原始訊號品質，導致通話品質下降或數據傳輸速率降低。
頻段重疊干擾：當不同業者使用相鄰頻段時，放大後的訊號可能影響彼此的通訊效果。

上行干擾與基站影響

由於全頻放大器會將上行訊號（手機回傳基站的訊號）一併放大，若未能適當調整增益，可能導致：

對鄰近基站造成過載干擾：當訊號過強時，最近的基站會受到過度增強的訊號干擾，影響其正常運作。
遠端基站訊號不足：由於上行訊號無法根據基站距離進行差異化調整，遠端基站可能接收不到足夠強度的回傳訊號，影響其覆蓋範圍。

增益固定導致適應性不足

由於全頻放大器通常無法根據特定電信業者的需求進行增益調整，因此：

缺乏動態調節機制，當某些業者的基站距離較近時，可能會接收過強訊號，造成干擾。
不同電信業者的訊號強度不均，部分業者可能因為原始訊號較弱，在放大後仍無法達到良好的通訊品質。

可能的解決方案

為了避免上述問題，可以考慮以下幾種解決方案：

使用多子帶可調增益的訊號放大器

相比全頻放大器，多子帶可調增益的訊號放大器可以針對不同頻段獨立調整增益，從而：

減少基站干擾：避免對鄰近基站輸出過強的上行訊號。
優化不同距離的基站訊號傳輸：遠端基站仍能有效接收回傳訊號。
降低交互調變干擾：減少不同頻段間的不必要訊號放大。

多家單一業者的放大器聯集

不同的業者,採用不同的放大器, 再統一收容到POI中傳遞到後段的室分系統。效果如同多子帶放大器。但缺點為成本為多倍的增加。

結論

全頻手機訊號放大器雖然能在一定程度上改善室內訊號覆蓋，但其無選擇性的放大方式會導致訊號干擾、上行回傳問題、多路徑效應等技術挑戰。因此，為確保室內通訊品質，應考慮採用多子帶可調增益技術，以有效降低干擾並提升通訊效率。未來的研究方向可聚焦於開發更智能的訊號放大技術，以提升通訊設備的適應能力與整體網路表現。

關鍵詞：全頻放大器、室內分布系統、訊號干擾、增益控制、上行回傳、交互調變

一般型的轉發器

普通的全頻手機訊號轉發器或放大器通常會面臨以下幾個問題：

固定增益缺乏彈性
無法根據不同頻段或不同基站距離進行差異化調整，可能導致部分頻段過度放大而其他頻段不足，影響整體通訊品質。
上行訊號失衡
對近距離基站可能會產生過強的上行信號，容易引起干擾；而對於遠端基站則可能信號不足，導致回傳訊號不穩定，影響通話和數據傳輸。
濾波處理不足
全頻放大器往往難以針對各頻段進行細緻的濾波處理，可能引入額外的干擾與雜訊，降低信號品質。
過載風險
當周圍存在多個信號來源時，固定增益設置可能導致某些頻段信號過強，從而增加放大器過載的風險，進一步影響網絡效能。
靈活性不足
無法根據實際環境變化動態調整增益，對於複雜或變化迅速的通訊環境適應性較差，容易出現訊號不均的情況。

這些問題綜合起來，可能導致通訊質量不穩、干擾增加以及上行回傳訊號不足等情況，使得使用者在實際應用中體驗不佳。