发射基站调查与分析.ppt

1.移动通讯发展史,移动的产生,无线通讯与移动通信都是靠无线电进行通信。所以它们既有联系又有区别。首先，移动通信肯定是无线通信，移动通信涵盖了无线通信的基本技术，但无线通信侧重于无线性，而移动通信对于无线电波频率的选择更加谨慎，要求更高，大都选择超短波以上的工作频率。 从20世纪20年代至40年代初，移动通信就有了初步的发展，不过当时专用移动通讯以及运用在军事通讯中，使用频段主要是短波段。 人们所称的第一移动通讯系统（1G），则是诞生于20世纪70年代至80年代，当时集成电路技术、微型计算机和微处理器技术快速发展，美国贝尔实验室推出了蜂窝式模拟移动通讯系统，似的移动通讯真正进入了个人领域。 第一代移动通讯主要采用模拟语音雕制技术和频分多址（FDMA）技术，传输速率2.4KB/S，由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通讯的长途漫游，只能是一种区域性的移动通讯系统。,频分多址（FDMA）技术,FDMA是数据通讯中的一种技术，即不同的用户分配在时隙相同二频率不同的信道上。按照这种技术，把2在分频多路传输系统中集中控制的频段根据要求分配给用户。同固定分配系统相比，频分多址市使通道容量可根据要求动态地进行交换。 在FDMA系统中，分配给用户一个信道，即一堆频谱，一个频谱用作前向信道即基站方向的信道。这种通讯系统的基站必须同时发射和接收多个不同频率的信号，任意两个移动用户之间进行通讯都必须经过基站的中转，因而必须同事间占用2个信道（2对频谱）才能实现双工通讯。 以往的模拟通讯系统一律采用FDMA，频分多址（FDMA）是采用调频的多址技术。业务信道在不同的频段分配给不同的用户。如TACS系统、AMPS系统等。频分多址是吧通讯系统的总频段划分成若干个等间隔的频道（也称信道）分配给不同用户使用。这些频道互不交叠，其宽应能传输一路数字话音信息，二在相邻频道之间无明显的串扰。,第一代移动通讯的多种制式,美国的高级移动电话系统（AMPS） 英国的总访通讯系统（TACS ) 日本的JTAGS 德国的C-NETZ 法国的RADIOCOM2000 意大利的RTMI 这些系统先后投入商用，而这个时期移动通讯系统的主要技术，是模拟调频、频分多址，以模拟方式工作。,受模拟通讯体制和技术水平的限制，当时手持机就成了俗称的“砖头”式“大哥大”,最先研制出大哥大的是美国摩托罗拉公司的Cooper博士。由于当时的电磁容量限制和模拟调制技术需要硕大的天线和集成电路的发展状况等等制约，这种手机外表四四方方，只能成为可移动算不上便携。很多人称呼这种手机为“砖头”或是黑金钢等。 这种手机基本上使用频分服用方式只能进行语音通讯，收讯效果不稳定，且保密性不足，无线带宽利用不充分。此中手机类似于简单的无线电双工电台，通话是锁定在议定频率，所以使用可调频电台就可以窃听通话,第一代移动通信的缺点,容量有限 制式太多 互不兼容 保密性差 通话质量不高 不能提供数据业务 不能提供自动漫游等,2G（second generation),表示第二代移动通讯技术。代表为GSM。以数字语音传输技术为核心。2G技术基本可被切为两种，一种是基于TDMA所发展出来的以GSM为代表，另一种则是CDMA规格，复用（Multipexing)形式的一种。 GSM系统包括GSM900;900MHz、GSM1800：1800MHz及GSM1900:1900MHz等几个频段。及世界其他地方的数字移动电话系统。GSM使用是时分多址的变体，并且它是目前三种数字无线电话技术（TDMA、GSM和CDMA）中使用最为广泛的一种。GSM将资料数字化，并将数据进行丫说，然后与其它的两个用户数据一起从新到发送出去，另外的两个用户数据流都有各自的时隙。,GSM全名为：Global System for Mobile Communicataons,中文为全球移动通讯系统，俗称“全球通”。 CDMA是码分多址的拥吻缩写（Code Division Multiple Access)，它是在数字技术的分支-扩频通信技术上发展起来的一种崭新二成熟的无线通信技术。 CDMA技术的眼里是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的告诉伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，在经载波调制并发送出去。接受端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息说句的窄带信号即解扩，以实现信息通讯。,移动通讯频段,2G移动通信应用GSM（motuoluolV8),CDMA手机,性能比较,CDMA和GSM是2G通讯的主流制式，从技术上来说，它们之间的区别就是在于无线发送接收的制式不同，调制解调的方法不同。对于用户来说，它们的不同在于： 1、通话质量。CDMA的通话质量要高于GSM，在相同环境下打电话，CDMA的杂音要比GSM小很多。 2、手机辐射。由于CDMA采用了出色的功率控制技术，因此CDMA手机的辐射要比GSM的小很多。 3、高速数据上网。CDMA1x可以提供高达153.6kbps的上网速率，比GSM、GPRS的20几k要快的多。,主流3G标准概要,cdma2000 WCDMA TD-SCDMA,CDMA2000,CDMA2000技术从CDMAOne演进而来 CDMA2000标准是一个体系结构，称为CDMA2000family，他包含一系列标准 CDMAOne（is-95B）CDMA20001x(3x)-CDMA2000 1xEV CDMA2000 的第一阶段也称1x CDMA2000即为CDMA2000 1xEV，是一种3G移动通讯标准 第一阶段：CDMA2000 1xEV-DO（DataOnly),采用话音分离的信道传输数据 第二阶段：CDMA2000 1xEV-DV（Date and Voice),即数据信道于话音信道合一 美国高通北美公司为主导提出 可从原有的CDMA One结构直接升级到3G，建设成本低廉 目前使用CDMA的地区只有中、北美、日、韩。,W-CDMA,由第三代合作伙伴计划（3GPP）具体制定的 基于GSM MAP核心网 W-CDMA(宽带码分多址）是从码分多址（CDMA）演变来的 采用直接序列扩频码分多址（DS-CDMS)、频分双工（FDD）方式,TD-SCDMA,TD-SCDMA-Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access(十分同步的码分多址技术） 由中国提出的，以我知识产权为主的被国际广泛接受和认可的无线通讯国际标准。 优点 1、频谱利用率高 2、对工控要求低 3、引入空中分级 4、避免了呼吸效应（TD不同业务对覆盖区域的大小影响较小，抑郁网络规划）。 关键技术介绍 1、综合的寻址（多址）方式 TDMA/CDMA/FDMA/SDMA（智能天线） 2、智能天线（Smart Antenna）数字信号处理技术与自适应算法从分利用下行型号能量。,移动通讯的发展历程图示,2、基站,基站设备网络支撑,完善这些通讯网络需要大小不一的基站支撑整个网络支持地区通讯运营。 基站种类分为：宏基站（铁塔站）、微基站、射频拉远、直放站和室内分布系统。,宏基站(铁塔站),宏基站一般有专用的机架，可以提供容量，下面介绍其主要特点和应用环境。 特点：容量大，需要机房，可靠性较好，维护方便。 覆盖能力：比较强，使用的场合较多；馈线长度大于70m时，馈线损耗较大，对覆盖有一定的影响。 容量：根据配置的载频数，支持的用户数可以变化；总的来说宏基站可以支持的容量比其他产品要大很多。 组网要求：2Mbps传输（可用微波或光纤）。 缺点：设备价格较贵，需要机房，安装施工较麻烦，不易搬迁，灵活性差。 应用环境 广域覆盖：城区广域范围的覆盖；郊区、农村、乡镇、公路的覆盖。 深度覆盖：城区内话务密集区域的覆盖，室内覆盖（作为室内分布系统的信号源）。,微基站,微基站可以看成是微型化的基站，将所有的设备浓缩在一个比较小的机箱内，可以方便安装；同时微基站和宏基站一样可以提供容量。微基站的主要特点和应用环境如下。 特点：体积小，不需要机房，安装方便；不同作用的单板一般集成在设备上，维护起来不太方便； 覆盖能力：可以就近安装在天线附近，如塔顶和房顶，直接用跳线将发射信号连接到天线端，馈缆短，损耗小；可以根据覆盖需求选择相应功放的微基站，其覆盖范围不一定比宏基站小； 容量：微基站体积有限，可以安装的通道板数量有限，一般只能支持一个载频，能提供的容量较小。 组网要求：2Mbps传输（可用微波或光纤）。 缺点：室外条件恶劣，可靠性不如基站，维护不太方便。 应用环境 深度覆盖：城区小片盲区的覆盖，室内覆盖（如作为室内分布系统的信号源），城区的导频污染区覆盖。 广域覆盖：采用大功率微蜂窝覆盖农村、乡镇、公路等容量需求较小的广域覆盖。 宏基站和微基站均包括三种类型：S1/1/1(含S1、S1/1)、OTSR、O1。,射频拉远式,射频拉远是指将基站单个扇区的射频部分用光纤拉到一定距离之外发射的设备，光纤拉远的基带部分安放在原基站，可以和原基站的其他扇区共享CE等资源，可以提供容量。 特点 ：体积小，安装方便，不需要专门的机房，可以将设备放置在比较远的位置，用光纤把信号送到发射点。 由于可以补偿拉远带来的传输延迟（基站侧芯片集成器用延迟的方法对传输延迟进行补偿），与光纤直放站相比没有了延迟导致的各种问题。远程模块的维护不太方便，选用时需要注意。 覆盖能力：馈缆损耗很小，覆盖能力较强。 容量：占用基站一个扇区的容量。容量需求比较大，但无法提供机房的区域。 组网要求：需要一根专用光纤与源基站连接。 缺点：室外条件恶劣，可靠性不如宏微基站，维护不太方便。 建议应用环境：机房位置不理想导致馈缆很长的网站，使用射频拉远将射频部分拉到天线附近，减少馈缆损耗，增加覆盖范围。 广域覆盖：用于高速公路、农村、乡镇等区域。为了节省投资，可以设计多扇区基站，用射频拉远把其中某些扇区信号送到合适的地点，如绕开山体的阻挡等，最大限度满足覆盖需求。 深度覆盖：用在城区地形地貌比较复杂的区域，比如某个基站的某些扇区发射方向存在遮挡时，可以用射频拉远把信号送到遮挡物的后面发射。,直放站,直放站是一种信号中继器，对基站发出的射频信号根据需要放大，本身不能提供容量，其应用环境主要包括覆盖不好且容量要求比较小的区域和容量要求比较小的广域覆盖。 应用最广泛的直放站包括无线直放站和光纤直放站两大类。其中的区别主要是施主基站的信号通过无线途径还是光纤传播到直放站。 无线直放站可以细分为宽带直放站、选频直放站和移频直放站，主要区别是直放站使用的频段。光纤直放站可以分为星型和多点两类，主要区别是前者采用并行方式通过光纤将信号分配给多个远程，而后者采用串行方式。下面分别介绍各种直放站的优缺点和适用环境。 1、宽带/选频直放站 优点：价格便宜，安装简便，对场地要求不高，无配套要求，维护方便。 缺点：如果参数设置不合理可能引起自激；难以实现高功率，覆盖范围有限。 适用环境：话务需求比较小的覆盖区，如市郊、乡村，交通沿线，建筑物内部；可用做室内分布系统的信号源。 2、 移频直放站 优点：维护方便，安装简便，不会引起自激。 缺点：占有的频率较宽，频率资源利用率低；设备复杂度高，造成硬件成本较高。 适用环境：对话务需求较小的市郊和公路沿线，对干扰要求特别严格的区域。 3、光纤直放站（星状）优点：可以保证良好的施主链路信号质量，远距离传送有优势。 缺点：费用高昂，工程安装复杂。 适用环境：可以适用于地面和地下场所的覆盖。 4、 光纤直放站（多点）优点：费用相对星形直放站较低，在线形覆盖区中有优势。 缺点：工程安装复杂，维护困难，难以优化，相对无线直放站仍存在价格昂贵的问题。 适用环境：沿线覆盖的交通要道。,室内分布系统,室内分布系统通过将宏基站、微基站和直放站等的射频输出信号为信号源引入到需要覆盖的室内环境，来提高室内覆盖性能，本身不能提供容量，包括有源和无源两类产品。 1、特点 通过光纤、同轴电缆等把信号送到需要覆盖的位置，系统非常复杂；多种制式的系统可以共享室内分布系统。 覆盖：用于室内环境的覆盖，对于有源室内分布系统，要注意上下行链路的平衡。 容量：只是信号中继器，不能增加系统容量。 组网条件：获取合适的基站信号作为信号源。 2、应用环境 室内覆盖盲区或弱区，如地下商场。 建筑物高层存在导频污染的区域。 建筑物内话务量密集，用室内分布系统吸收话务量，这种情况可以考虑采用独立的信号源，如微蜂窝。,基站成本、投资、 维护、危害,成本生成示意图,基站,成本,材料费,物业费,人工费,维护成本,电 费,人工费,基站成本,包括投资成本(CAPEX) 和长期运维成本(OPEX)。投资成本主要包括主设备成本、 站址获取成本、工程安装成本、配套设备及材料成本等; 运维成本主要包括租赁成本、 设备耗电成本、 维护成本等。 由于不同城市各项费用差异较大, 后面的估价以我国某中等发达城市水平为参考。 参考目前国际 3G设备成交价和国内各厂家 2G设备的报价, 取定标准基站的价格为 80 万元人民币, RNC、网管系统及设备软件等分摊费用的价格取基站主设备的 10%, 则一个基站的综合价格暂定为 88 万元人民币。,成本费用清单：宏基站,宏基站：选址费1万元，机房装修费1.5万元，安装调试人工费5千元，配件费用6.1万元。 宏基站租赁费用为：机房+天面打包租金: 根据我国某中等发达城市的经验, 可按 0.9 万元/年计算, 租用 10 年, 共约 9万元。单独租用天面: 按 0.3 万元/年计。 电源系统：新建机房的宏基站电源系统综合造价暂按 6.5万元/站估算。共站址宏基站电源系统采取扩容升级方式, 我国各地区 2G电源配置情况差异很大, 3G 扩容成本差异也很大, 综合考虑后暂按平均 3.5 万元/站估计。 机房空调：由于宏基站考虑为室内型, 需要空调设备。 根据经验, 一般配置一台 3 匹进口柜式空调, 成本在1 万元左右。 馈缆设施：宏基站还需安装馈线和走线架, 其中走线架按120 元/m、 每站室内外共 40 m估计, 故走线架费用约为 120 40=4 800(元) ; 馈线及其配套附属设备按40 元/m、每站 240 m 估计, 故馈线费用约为 40240=9 600(元)。馈缆设施成本=4 800+9 600=1.44(万元)。新建宏基站配套设备及材料成本总计为 6.5+1+1.44+6.1=15.04(万元)。 设备电费：在国内运营商 2G设备的耗电量, 新建宏基站设备及空调等配套设备实际平均功耗合计按 3000 W/站计算, 则新建宏基站 10 年电费为 3 24365 10 0.7519.71(万元)。共站址宏基站实际平均功耗按 2 000 W/站估算, 则共站址宏基站 10 年电费为 2 24 365 10 0.7513.14(万元)。,成本费用清单：分布式基站,分布式基站：选址费用5千（露天安装不需要装修）安装调试人工费用3千元，配件费用6.1万元。 分布式基站机房租金: 不需要额外的机房, 机房租金 0 元;天面租金: 按 0.3 万元/年计, 租用 10 年, 共约 3万元。 电源系统：分布式基站可以采用 UPS+配套蓄电池进行供电。 假设每个分布式基站统一配置一套 UPS(按 1 万元人民币/套估算)和 200 Ah 蓄电池(按 1 万元人民币/套估算) , 则电源系统成本为 1+1=2(万元)。 2) 机房空调：分布式基站不需要额外的空调, 空调成本为 0元。 3) 馈缆设施：采用尾纤和套管替换宏基站的馈缆及走线架,费用非常便宜, 可以忽略不计。分布式基站配套设备及材料成本总计为 2+0+0+6.1=8.1(万)。2.5 长期运维成本运维成本主要包括机房和天面的租赁费用、 设备耗电费用、 设备维护成本等。 设备电费：分布式基站的功率较小, 按 700 W/站计算, 则10 年电费为 0.75 0.7 24 365 104.6(万元)。 详细清单见下表,成本清单列表,全网建设成本分析,投资估算 假设某地区规划 3G站点数为 500 个, 分别对没有2G 网络的原固网运营商和已有 2G 网络的原移动网运营商进行投资估算。 a) 原固网运营商可以利用旧的机房很少, 假设占10%, 必需新建的 3G基站数占 90%, 则用宏基站和分布式基站建设方案的具体投资情况见表1。,表 1原固网运营商 3G网络建设投资汇总表,原固网运营商 2 种 3G组网方案的各种成本,b) 原移动网运营商可以利用旧的机房比例较高,假设占 80%, 必需新建的 3G基站数占 20%, 则采用宏基站和分布式基站建设方案的具体投资情况如表2 所示。 原移动运营商 2 种 3G组网方案的各种成本,通过上述图表分析可以看出, 无论原固网运营商和移动运营商, 采用分布式基站建网都能比宏基站建网大大降低长期运维成本。以 500 个基站的网络运营 10 年计算, 原固网运营商和移动运营商分别可以节约 20.02%和 11.66%的综合投资费用。,基站设备分布模拟图,基站实物图,维护流程,基站的维护包括以下几个方面: 第一、 巡检工作； 第二、 故障处理； 第三、 安全管理； 第四、 资料管理； 第五、 费用缴交（电费、房租）； 第六、 业主协调（处理各种基站投诉，对特殊基站进行慰问，同业主操持良好关系）。 成都一名基站维护