多载频基站功率放大器解决方案.doc

蚇肁芀蚀薃肀蒂蒃羂聿膂莆袈肈芄薁螄肈莆莄蚀肇肆薀薆膆膈莂袄膅芁薈螀膄莃莁蚆膃膃薆蚂膂芅葿羁膂莇蚅袇膁蒀蒇螃膀腿蚃虿螆节蒆薅袅莄蚁袃袅肄蒄蝿袄芆虿螅袃莈薂蚁袂蒀莅羀袁膀薁袆袀节莃螂衿莅蕿蚈罿肄莂薄羈膇薇袃羇荿莀衿羆蒁蚅螅羅膁蒈蚁羄芃蚄薇羄莆蒇袅肃肅蚂螁肂膈蒅蚇肁芀蚀薃肀蒂蒃羂聿膂莆袈肈芄薁螄肈莆莄蚀肇肆薀薆膆膈莂袄膅芁薈螀膄莃莁蚆膃膃薆蚂膂芅葿羁膂莇蚅袇膁蒀蒇螃膀腿蚃虿螆节蒆薅袅莄蚁袃袅肄蒄蝿袄芆虿螅袃莈薂蚁袂蒀莅羀袁膀薁袆袀节莃螂衿莅蕿蚈罿肄莂薄羈膇薇袃羇荿莀衿羆蒁蚅螅羅膁蒈蚁羄芃蚄薇羄莆蒇袅肃肅蚂螁肂膈蒅蚇肁芀蚀薃肀蒂蒃羂聿膂莆袈肈芄薁螄肈莆莄蚀肇肆薀薆膆膈莂袄膅芁薈螀膄莃莁蚆膃膃薆蚂膂芅葿羁膂莇蚅袇膁蒀蒇螃膀腿蚃虿螆节蒆薅袅莄蚁袃袅肄蒄蝿袄芆虿螅袃莈薂蚁袂蒀莅羀袁膀薁袆袀节莃螂衿莅蕿蚈罿肄莂薄羈膇薇袃羇荿莀衿羆蒁蚅螅羅膁蒈蚁羄芃蚄薇羄莆蒇袅肃肅蚂螁肂膈蒅蚇肁芀蚀薃肀蒂蒃羂聿膂莆袈肈芄薁螄肈莆莄蚀肇肆薀薆膆膈莂袄膅芁薈螀膄莃 蚈肈莄蒈螀袁芀蒇羂肆芆蒆蚂衿膂蒅螄膅蒀蒅袇羈莆蒄罿膃节蒃虿羆膈薂螁膁肄薁袃羄莃薀薃膀荿蕿螅肂芅蕿袈芈膁薈羀肁葿薇虿袄莅薆螂聿芁蚅袄袂膇蚄薄肇肃蚃蚆袀蒂蚃袈膆莈蚂羁羈芄蚁蚀膄膀蚀螃羇葿虿袅膂莅螈羇羅芁螇蚇膀膇莄蝿羃膂莃羂艿蒁莂蚁肂莇莁螄芇芃莁袆肀腿莀羈袃蒈葿蚈肈莄蒈螀袁芀蒇羂肆芆蒆蚂衿膂蒅螄膅蒀蒅袇羈莆蒄罿膃节蒃虿羆膈薂螁膁肄薁袃羄莃薀薃膀荿蕿螅肂芅蕿袈芈膁薈羀肁葿薇虿袄莅薆螂聿芁蚅袄袂膇蚄薄肇肃蚃蚆袀蒂蚃袈膆莈蚂羁羈芄蚁蚀膄膀蚀螃羇葿虿袅膂莅螈羇羅芁螇蚇膀膇莄蝿羃膂莃羂艿蒁莂蚁肂莇莁螄芇芃莁袆肀腿莀羈袃蒈葿蚈肈莄蒈螀袁芀蒇羂肆芆蒆蚂衿膂蒅螄膅蒀蒅袇羈莆蒄罿膃节蒃虿羆膈薂螁膁肄薁袃羄莃薀薃膀荿蕿螅肂芅蕿袈芈膁薈羀肁葿薇虿袄莅薆螂聿芁蚅袄袂膇蚄薄肇肃蚃蚆袀蒂蚃袈膆莈蚂羁羈芄蚁蚀膄膀蚀螃羇葿虿袅膂莅螈羇羅芁螇蚇膀膇莄蝿羃膂莃羂艿蒁莂蚁肂莇莁螄芇芃莁袆肀腿莀羈袃蒈葿蚈肈莄蒈螀袁芀蒇羂肆芆蒆蚂衿膂蒅螄膅蒀蒅袇羈莆蒄罿膃节蒃虿羆膈薂螁膁肄 多载频基站功率放大器解决方案随着移动通信的迅猛发展，移动通信网络的覆盖区域都不同程度的存在弱信号区，随着网络规模的扩大，信号无缝覆盖的成本、效益和信号的穿透能力问题也就越显重要，电磁环境也更加复杂。传统覆盖方法在解决居民小区、山路覆盖、边远小话务区域投资成本和效益上都不很合理，且难度也越来越大，特别是对一些偏远地区和用户数不多的盲区，要建设基站成本太高，基础设施也较复杂；现有的方法是在山路遮挡的盲区附近加基站或直放站。加基站投资成本大，为解决距离只有几百米或几公里的盲区而去建一个基站要投资上百万人民币，而建直放站又必须是在基站的设计覆盖范围之内、有合适的输入信号电平才可以 ，而且直放站覆盖范围小、不够稳定、维护成本高、维护不方便、影响网络指标。两者又都遇到了选址难和维护站点增多的问题。基站覆盖延伸系统就是在这种情况下产生的。若在盲区附近一个基站上加装多载波放大器就相对容易得多，既避开了新建站选址难的问题，又更加经济、快捷、合理地解决了居民小区、公路和乡镇的覆盖盲区问题。所以，基站覆盖延伸系统为移动通信网络优化提供了一种新的技术手段。多载频基站功率放大器解决方案某市电信运营商基站安装多载波放大器+塔放（以下简称多载波放大器MCPA），以期望可以改善山区公路室外信号覆盖现状，增强基站覆盖的信号强度。从而达到提升网络覆盖的目的。静观A基站所覆盖的区域为建筑物以及树木阻挡，超成信号弱。为了充分考虑覆盖效果，本解决方案将采用1台多载波双功放放大器放大原基站信号。下行通过MCPA多载波功放进行放大，上行通过双工塔放对上行信号进行放大。经放大的两路信号分别接到原来的两根馈线上输出到天线。加装多载波放大器后可将上下行信号提612dB，提高基站灵敏度35dB，能使原来基站的覆盖面积扩大到1.53倍以上；能提高基站的通话质量；降低手机的发射功率，减少手机对基站的干扰，提高基站话务量。方案原理框图多载频基站功率放大器解决方案分析基站参数优化分析基站加装多载波放大器后，一般情况下天线、馈线和基站小区设备及小区参数保持不变，但视具体情况而定。有时可能会对天线俯仰角、TA值、邻小区切换电平等需要作相应的调整，以使基站满足新链路覆盖要求。系统日后可扩容性分析日后可以通过增加载波来进行扩容，基站系统升级无需对设备进行调整和更换。话务量分析该基站2小区覆盖区域，人口约6000人左右，移动手机用户按10计算为600人。安装基放后若忙时话务按0.02Erl计，呼损率按0.02计，则话务量为6000.02=12ErL，新增话务按10%计算，则新增话务量为1210%=1.2ErL。在建成本工程后，可以提高现有基站的话务利用率，实现信号对村庄的无缝覆盖。 社会经济效益分析 本工程新增话务量1.2ErL，假设不考虑非繁忙时的运维成本, 即电费、维护及折旧等金额，每天按8小时计算，每天的收益为：1.2ErL8小时60分钟0.4元=230.4元。经济效益十分可观。 本工程既解决了移动用户的通话需求，又提高了移动公司的形象，树立移动公司的品牌，提高客户的满意度。其它运营商信号抑制分析由于本工程是直接放大原基站信号，不存在空中耦合信号放大，故本工程选用的多载波放大器不会放大任何其他运营商信号。电磁辐射防护分析按照电磁环境国家卫生标准( GB9175-88 )，国家环境电磁波容许场强： 一级标准：10 uwcm2二级标准：40 uwcm2微波功率密度标准如下：功率密度计算公式为：S（uwcm2）=PG(4r2)100P-发射机平均功率，W；G-天线增益，dB；r-天线与被测点的距离，m;根据密度公式可以计算出不同距离的辐射场强（或功率密度），确定基站覆盖延伸系统的最大输出功率（计算距离值均是天线主办中心轴线的距离）。例如：P=150W时，要求铁塔上的天线主办中心轴线的距离42.3米处,可达到国家环境电磁波容许场强一级标准： 10 uwcm2，天线系统的付瓣一般低于主办20dB以上， 付瓣区域9米处就能达到国家环境电磁波容许场强一级标准： 10 uwcm2。参照以上标准，基站多载波放大器输出功率为150W、天线挂高50M时，电磁辐射满足公众照射防护要求。多载频基站功率放大器性能与优势多载频基站功率放大器MCPA与移动通信的GSM基站有机结合融为一体，使移动通信基站网络更加优化,更加有效。具有成本低，安装、调测方便，稳定性好、易于远程监控等优点。系统采用模块化结构，环境适应性强，是解决移动通信系统“无缝覆盖”的最佳选择方案之一，也为网络优化带来了一种新的技术手段。在本方案中,选用BZGSM0900-150多载波放大器，它是一种安装在基站机房内或塔顶的大功率超线型“全透明的双向传输媒介”放大设备，由大功率超线性功率放大器、上行低噪、大功率双工器、电源模块、射频旁路组件及控制单元等模块组成。1、 具有上、下行链路平衡的机制：由于采用全双工和分集接收原理，可使其覆盖的上下行区域基本一致，减少掉话，提高网络的通话质量；2、 微蜂窝配多载波放大器，可达到宏蜂窝基站的效果；3、 毋需增加塔顶的天线和馈线：由于将上下行放大链路集成在一起，能同时放大上下行信号，因此可使用基站原天馈系统，安装简便；4、 无需更改基站的射频连接：由于通过馈线给电到双向双工塔顶放大器，不用拆分原基站输出端口，可适应在线工作的任何基站设备；5、 具有实时监测发射功率和自动旁路系统：当设备一旦出现故障时，控制单元会立即启动旁路系统，使设备退出服务，同时恢复基站原有射频通道，维持基站正常工作。此时基站的覆盖范围会减小；6、 减少用户频繁切换，提高网络覆盖质量：使用户不易掉线，保证良好的通话质量，能有效提升网络覆盖能力；7、 减少通话时手机对人体辐射：由于上行链路增益得到提高，因此用户手机接收信号功率可以降低，并可以降低用户手机发射功率，带来节省电池和减少辐射的好处,使用户享有 “绿色手机”服务；8、 供电灵活：可采用220VAC或-48VDC供电；9、 可在-45-+55的环境温度下正常工作：适应各类环境及复杂的地形和区域；10、 机箱一体化设计，美观耐用。具有防雨、防腐抗风作用。安装方便快捷，采用自然散热方式散热。基站覆盖延伸系统的核心原理基站覆盖延伸系统的核心原理：是增强基站下行发射功率，提高基站信号覆盖场强，以补偿馈线及合路损耗，实现“点对面”扩大下行链路的覆盖范围；上行链路通过上行塔顶放大器（或低噪放大器）组成上行放大链路，使用户能超越基站原有覆盖范围，实现“点对点”回传上行信号，从而扩大现有基站的有效发射和接收范围。工作过程l 上行工作过程：来自移动台的上行无线信号通过天线接收经过多载波放大器内置的高增益低噪放大后送入带通滤波器，然后经过双工器将信号送到基站接收端口。l 下行工作过程：基站输出的信号直接送到高线性功率放大器放大，放大后的大功率信号再经过发射天线发射至所需的电波覆盖区域供移动台接收。l 控制单元工作过程：当设备一旦出现故障时，控制单元会立即启动旁路系统，使设备退出服务，同时恢复基站原有射频通道，维持基站正常工作。设备性能技术指标设备型号BZGSM0900-150（室内型）频率范围（MHZ）930960/18051820设备尺寸（高X长X宽MM）800800x330mm电源-48DC20、22020可选设备最大功耗（W）850W/台设备环境温度（）-4060适用系统GSM/EGSM安装位置机房带宽模式宽带，带宽30MHZ放大器类型超线性放大原理先合后放主要应用方面微/宏蜂窝信号增强放大、补偿宏蜂窝馈线损耗及合路损耗最大输入功率(旁路点) （dBm）+43dBm系统最大输出功率（dBm）51.8dBm多载波放大器模块输出功率（dBm）53dBm系统最大增益（dBm）181dB支持载频数（Max）16下行通道116载频上行通道外置TMATX/RX结构双工模式下行增益控制方式采用ALC自动增益控制下行增益调制步进（dBm）1dB上行增益控制方式手动控制，电调上行增益调制步进（dBm）1dB升级效能无需更换系统稳定性（MTBF）200000h设备外观图上下行链路平衡计算没安装MCPA放大器前BTS上下行链路平衡关系下行（宏BTS） 上行(ERICSSON BTS的噪声系数=3dB接收灵敏度=-110dBm)BTS每载波输出功率37dBm MS输出功率33dBm馈线损耗（典型值）-1dBMS天线增益1dBiBTS 天线增益15dBi近体的功率损耗-3dB跳线损耗-0.2dB MS天线匹配损耗-2dBPEIRP=50.8dBm PEIRP=29dBmMS天线增益1dBiBTS天线增益15dBi近体的功率损耗-3dB BTS分集增益3dBMS天线匹配损耗-2dB PEIRP=47dBmMS的灵敏度（ETSI标准）-(-104)dBm馈线损耗（典型值）-1dB总的下行链路开销150.8dB 跳线损耗-0.2dBBTS的噪声系数（典型值）3dBBTS -(-106.6)dBm包括跳线及馈线损耗基站接收机理论上静态参考灵敏度Pmin为：Pmin=-174dBm+10Log(BW)+ Nf+ Eb/NtS/N =9dB; BW =200kHz; 25.总的上行链路开销154.8dB上下行差别4dB，上行较好。 安装MCPA放大器后系统上下行链路平衡关系下行（宏BTSMCPA）上行(ERICSSON BTS的噪声系数=3dB接收灵敏度=-110dBm + TMA)使用MCPA每载波输出功率43.98dBmMS输出功率33dBm馈线损耗（典型值）-1dBMS天线增益1dBiBTS 天线增益15dBi近体的功率损耗-3dB跳线损耗-0.2dB MS天线匹配损耗-2dBPEIRP=57.78dBmPEIRP=29dBmMS天线增益1dBiBTS天线增益15dBi近体的功率损耗-3dB BTS分集增益3dBMS天线匹配损耗-2dB PEIRP=47dBmMS的灵敏度（ETSI标准）-(-104)dBm馈线损耗（典型值）-1dB总的下行链路开销157.78dB 跳线损耗-0.2dBTMA（低噪放）增益10dBTMA（低噪放）噪声系数1.5dBBTS的噪声系数（典型值）3dBBTS + TMA 接收灵敏度-(-110)dBm包括跳线及馈线损耗基站接收机理论上静态参考灵敏度Pmin为：Pmin=-174dBm+10Log(BW)+ Nf+ Eb/NtS/N =9dB; BW =200kHz; 25.总的上行链路开销157dB上下行差别0.78dB，下行较好。结果：u MCPA提高基站下行功率6.98dB，TMA改善基站上行灵敏度约2.2dB。u 提高小区覆盖, 小区容量及通信质量。 莆蝿蝿芈莆蒈肅膄莅薁袈肀莄蚃肃羆莃螅袆芅莂蒅虿膁蒁薇袄肇蒀虿蚇羃蒀荿袃罿葿薁蚅芇蒈蚄羁膃蒇螆螄聿蒆蒆罿羅蒅薈螂芄薅蚀羈膀薄螃螀肆薃蒂羆肂腿蚅衿羈膈螇肄芆膈蒇袇膂膇蕿肂肈膆蚁袅羄芅螃蚈芃芄蒃袃腿芃薅蚆膅节螈羂肁节蒇螅羇芁薀羀芆芀蚂螃膂艿螄羈肈莈蒄螁羄莇薆羇袀莆蝿蝿芈莆蒈肅膄莅薁袈肀莄蚃肃羆莃螅袆芅莂蒅虿膁蒁薇袄肇蒀虿蚇羃蒀荿袃罿葿薁蚅芇蒈蚄羁膃蒇螆螄聿蒆蒆罿羅蒅薈螂芄薅蚀羈膀薄螃螀肆薃蒂羆肂腿蚅衿羈膈螇肄芆膈蒇袇膂膇蕿肂肈膆蚁袅羄芅螃蚈芃芄蒃袃腿芃薅蚆膅节螈