无线维护岗位认证教材室分系统介绍1.ppt

1,无线维护篇系列教材之 室分系统概述,中国电信无线维护 岗位认证培训教材,2,学习完此课程，您将会了解： 室分系统的原理、组成建设流程、设计调试、专题分析等内容,目 标,3,内容介绍,第1章 室分系统的工作原理 第2章 室分系统的系统组成 第3章 室分系统的建设流程 第4章 室分系统的设计调试 第5章 室分系统的专题分析,4,室内分布系统的定义,室内分布系统是针对室内用户群，主要解决建筑物内移动通信网络的网络覆盖、网络容量、网络质量的一种方案 。 室内覆盖系统是移动运营商对室内信号弱及信号盲区进行覆盖的主要网络优化方式。,5,室内分布系统的原理,利用室内天线分布系统将移动通信基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖 。,6,从网络覆盖来看，室内分布系统可以有效解决室内盲区及干扰区域问题; 从网络容量来看，室内分布系统可以有效吸收室内密集区域的话务量，提高系统容量，减轻室外基站的压力，减少室外基站的数量、降低配置; 从网络质量来看，室内分布系统不仅提高了室内覆盖的质量，而且降低了室外系统的负荷。 由于CDMA系统自干扰的特性，降低了网络整体干扰水平，减轻室外站小区呼吸效应，从而能够提高整个网络的容量、质量。,室内分布系统的作用,7,在大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境下，移动通信信号弱，手机无法正常使用，形成了移动通信的盲区和阴影区； 在中间楼层，由于来自周围不同基站信号的重叠，产生乒乓效应，手机频繁切换，甚至掉话，严重影响了手机的正常使用； 在建筑物的高层，由于受基站天线的高度限制，无法正常覆盖，也是移动通信的盲区。 另外，在有些建筑物内，虽然手机能够正常通话，但是用户密度大，基站信道拥挤，手机上线困难。,室内分布系统的建设需求,8,室内盲区 新建大型建筑、停车场、办公楼、宾馆、公寓、电梯间等。 话务量高的大型室内场所 车站、机场、商场、体育馆、购物中心等，增加微蜂窝建立分层结构。 发生频繁切换的室内场所 高层建筑的顶部，收到多个基站的功率近似的信号。,室内分布系统的应用场景,9,内容介绍,第1章 室分系统的工作原理 第2章 室分系统的系统组成 第3章 室分系统的建设流程 第4章 室分系统的设计调试 第5章 室分系统的专题分析,10,室内分布系统的组成,室内分布系统主要由信号源、信号分布系统两部分组成。,11,室内分布系统的组成,1、信号源主要包括室内宏蜂窝基站、室内微蜂窝基站、射频拉远和直放站等。 可从系统容量和功率需求的角度，根据不同话务需求和覆盖场景选择不同的信号源。 2、信号分布系统包含传输介质和覆盖单位。 传输介质：光纤、同轴电缆、泄漏电缆等。 覆盖单元：干线放大器、功分器、耦合器、合路器、室内天线等。,12,室内分布系统的组成示意图,13,信号源提取的几种方法,微蜂窝有线接入方式 是以室内微蜂窝基站作为室内覆盖系统的信号源，即有线接入方式。适用于覆盖范围较大且话务量相对较高的建筑物内，在市区中心使用较多，解决覆盖和容量问题。 与宏蜂窝方式相比，微蜂窝方式是更好的室内系统解决方案。对于超高话务的室内区域，甚至可以使用多个微蜂窝基站，比使用单个宏蜂窝基站配置更灵活、建设更便捷。 宏蜂窝有线接入方式 适用于覆盖范围较大且话务量相对较高的建筑物内，在市区中心使用较多，解决覆盖和容量问题。 射频拉远方式 基带部分在基站侧，射频部分在所需要覆盖的区域侧。可以将基站的单个扇区拉远。 适用于低话务量和较小面积的室内覆盖盲区，在市郊等偏远地区使用较多。 直放站（Repeater） 在室外站存在富余容量的情况下，通过直放站将室外信号引入室内的覆盖盲区。适用于低话务量和较小面积的室内覆盖盲区。,14,1. 通过直放站的施主天线直接从附 近基站提取信号,直放站方式信号源提取方法,15,2. 用耦合器从附近基站耦合部分信号通过光纤传送到欲覆盖区的直放站。,直放站方式信号源提取方法,16,3. 用耦合器从附近基站耦合部分信号通过电缆传送到欲覆盖区的直放站。,直放站方式信号源提取方法,17,微蜂窝(基站)加直放站方式,信号源提取方法,18,信号分布系统的分类,1、无源天馈分布方式 2、有源分布方式 3、光纤分布方式 4、泄漏电缆分布方式,19,1. 无源天馈分布方式,通过藕合器和功分器等无源器件和天线、馈线，将信号传送和分配到室内所需环境，以得到良好的信号覆盖。一般用于中小型地区。,信号分布系统的分类,20,2. 有源天馈分布方式,通过有源器件(有源集线器、有源放大器、有源功分器、有源天线等)和天馈线进行信号放大和分配。,信号分布系统的分类,21,3. 光纤分布方式,主要利用光纤来进行信号分布。适合于大型和分散型室内环境的主路信号的传输。,信号分布系统的分类,22,4. 泄漏电缆分布方式,信号源通过泄漏电缆传输信号，并通过电缆外导体的一系列开口，在外导体上产生表面电流，从而在电缆开口处横截面上形成电磁场，这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用。它适用于隧道、地铁、长廊等地形。唯一的缺点就是造价成本太高。,信号分布系统的分类,23,几种信号分布方式的比较,24,内容介绍,第1章 室分系统的工作原理 第2章 室分系统的系统组成 第3章 室分系统的建设流程 第4章 室分系统的设计调试 第5章 室分系统的专题分析,25,如何建设一个好的室内覆盖系统,1、以最少的设备满足设计要求； 2、不会因增加室内覆盖系统而影响整个网络的性能； 3、兼容所有移动通信体制：CDMA800，GSM900，3G(1.9GHz频段)、PHS，增加新的系统简单方便； 4、使用寿命长，具有远程监控能力，维护管理方便； 5、综合考虑性价比。,26,室分系统建设流程,室内覆盖系统的建设流程可分为： 1、准备、 2、市场、 3、协商、 4、设计、 5、安装、 6、验收、 6、运行维护等七个阶段。,27,室分系统建设流程（准备工作）,指由技术人员对建筑物内的无线信号进行测试，确定工程选点。准备工作是整个工程的发起阶段，下述选点原则可供参考： 第一，尽量寻找室内信号不好、人流量大的建筑物作为室内覆盖选点的对象。 第二，选择城区内知名的高层建筑进行覆盖，如热卖出租的写字楼。就目前的网络优化手段而言，对于高层空间的无线干扰及乒乓切换效应，没有比室内系统更为有效的解决方案。 第三，分析宏蜂窝话务情况、划定高话务区域，然后在高话务区域寻找话务热点建筑，利用室内覆盖系统吸收建筑物内的话务，从而缓解宏蜂窝容量方面的压力。一般可选择城区中心人流量大的商场、酒店等，不论信号覆盖情况如何，均考虑进行覆盖。,28,室分系统建设流程（市场工作）,对业主攻关，达成合作意向。在当前市场经济和商业化日益发展的时代，市场工作在整个工程建设中举足轻重，业主对工程的接纳和配合直接关系到系统的最终建设。因此对市场工作应该给予充分重视，其中谈判技巧是考虑的要素之一。,29,室分系统建设流程（协商工作）,指与业主就相关事项进行协商，达成有关协议，并签署协议书，内容包括合作期限、用电、物业管理、出入、双方责权利等。,30,室分系统建设流程（设计工作）,指进行室内覆盖系统的工程设计，包括微蜂窝系统、传输系统、室内分布系统、天线选择、电源系统共5部分内容。,31,室分系统建设流程（安装工作）,指根据设计文件进行工程施工和安装，在所有准备工作就绪后，一般在周之内可开通系统。,32,室分系统建设流程（系统性能验收 ）,1、从性能统计上考核，看是否达到指标要求。这些指标涉及到掉话率、呼叫建立成功率、上下行平衡等。 周围基站的性能统计指标，特别是掉话率，及话务分担作用是否明显。 2、现场测试质量评估，看通话质量是否清晰，无断续、信号是否稳定等。测试时要注意窗口处是否由室内微蜂窝做主控，且与室外大站的切换点在窗外、此外，测试区域不要遗漏电梯、楼梯、卫生间等地。实际测试中我们规定室内最低场强不能低于-85dBm，而且在建筑物外室内信号不能太强，以免造成对室外大站的干扰。 3、查看告警，观察统计报告，并查看上行干扰，上下链路的平衡等情况，确保系统运行稳定，可靠。,33,室分系统建设流程（硬件安装工艺验收 ）,基站设备的验收： 查看布线等是否符合工艺要求、基站资料是否完全等，便于以后的维护。 天馈线系统的验收。 测试天线点分布是否合理、有无覆盖盲区等。此外，天线点分布图等天馈线系统基础资料也应完整，这些是以后维护的基础。,34,室分系统建设流程（运行维护）,指室分系统工程在设计、施工、安装和验收后，维护部门根据日常维护流程对其进行维护管理。 应加强对系统集成商在合同期内的考核监管。 应加强对过保设备的维保续签的管理。 应加强对关键元器件的性能退化的监测。,35,内容介绍,第1章 室分系统的工作原理 第2章 室分系统的系统组成 第3章 室分系统的建设流程 第4章 室分系统的设计调试 第5章 室分系统的专题分析,36,系统容量 覆盖等级要求 信号源选择 分布系统选择 天线选择 信号外泄控制 场强分布 互调干扰 上下行平衡 传输和分配损耗 施工难度 造价,设计考虑因素,37,系统容量预测,系统容量预测时，需要认真分析该处室内用户群特点估算潜在话务量，需要进行如下几个方面的工作： （1）用户的职业分布 （2）用户对移动业务的需求 （3）采用合理的话务模型 （4）预测用户群的大小 （5）计算潜在话务量 （6）语音业务与数据业务的使用比率，等,38,由于3G业务的多样性，对于不同业务所需的网络的服务条件也不同，同时不同站点对于3G业务的需求量不同，依据站点的重要性以及覆盖类型（部分是为了解决覆盖，部分是为了解决容量），一般分为以下三类不同的业务覆盖区： 1类地区：政府机关、展馆、新闻中心，高档商务楼，四星级（含四星级）以上酒店，大型写字楼和营业厅，机场，地标性建筑等。一类地区95的区域满足连续覆盖。 2类地区：星级酒店，大型餐饮、一般写字楼，商场，咖啡厅，一般行政机关。二类地区90的区域满足连续覆盖。 3类地区：停车场，地下室、小型餐饮、娱乐场所。三类地区80区域内满足连续覆盖。 如果以上划分还没有考虑到的站点，可根据当地情况（话务量密度、用户价值等）来分析划定。对于同一建筑物的不同区域，应根据业务规划确定覆盖目标，重点保证公共区域，如酒店大堂、会议室等。,覆盖等级考虑,39,宏/微蜂窝基站：中、高等以上话务密度和高等以上覆盖规模的场合，设备投资高，机房要求高。 射频拉远RRU：中等以下话务密度和中等覆盖规模的场合，设备投资低，机房要求低。但要求具备多载波升级能力。 光纤直放站：中等以下话务密度和中等覆盖规模的场合，设备投资低，机房要求低。设备工作频带不低于20M，具备多载波升级能力。 无线直放站：传输条件困难，中等以下话务密度和中等覆盖规模的场合，设备投资低，机房要求低。要求无线环境单纯，设备工作频带不低于20M，具备多载波升级能力。,信源选择考虑1,40,信源选择考虑2,选取信号源时，需要综合考虑目标话务量、覆盖要求、电源要求、机房要求、具体场景特点要求等因素，最终采用既可达到所需的覆盖要求又可合理控制成本的分布系统。 其中最重要的考虑因素为容量和覆盖：从容量角度考虑信号源的选取，主要是根据信号源可以支持的话务量和总的等效语音话务量需求来决定。一般对较小的室内覆盖系统，在话务量较低时可选用直放站从周边小区耦合信号；对较大的室内覆盖系统，根据其可能达到的话务情况及安装条件选用微基站或宏蜂窝基站作为信源。,41,信源选择考虑3,从覆盖角度考虑信号源的选取时，对于低话务密度、小规模覆盖且较为封闭的场景，优先选用直放站作为信号源；对于中等话务密度和中等覆盖规模的场景，可以选用微基站作为信号源；对于高话务密度和大覆盖规模的场景，建议采用选用宏基站+远端射频模块（RRU）作为信号源。除了容量和覆盖，还要考虑机房和电源等配套设施，综合这些因素后最终决定采用那种方式进行室内覆盖。,42,天线的选择与布放,采用多天线小功率原则，合理布放天线，保证室内分布效果。 可选择的天线类型有多种，如小的平板定向天线，全向柱形天线，全向吸顶天线。 定向平板天线和全向吸顶天线通常用于办公室、宾馆、居住楼、展览馆、走廊。 对于一般单根天线覆盖区域较小的场合，建议使用全向天线。 如果是覆盖比较空旷的狭长区域，则建议采用定向天线。 全向柱形天线主要用于内部空间大的建筑，如体育馆工业场馆、商场。 对于居住楼和宾馆，设计天线的安装位置是有较大困难的，除了复杂的楼层布局，视觉效果也是很重要的。,43,信号外泄的控制,由于各种墙体的损耗不一致，尤其是窗户和玻璃幕墙的损耗较小，很容易造成室内小区信号经过外墙泄漏到室外，造成室外不必要的切换。 需要控制室内小区信号外泄的强度、位置和范围。考察外泄电平强度的参考点常常是建筑物墙体之外的10米，强度小于-90dBm 。 控制信号外泄的方法主要是利用墙体的隔离作用，辅助以外墙附近尽可能安装板状定向天线向内覆盖，另外尽可能使用小功率天线靠近外墙放置。,44,基站的白噪声为-120dBm，为了保证接收机的灵敏度，需要设置上行增益，使上行链路的总输入噪声小于-120dBm。 如：基站输出P43dBm，输入到直放站为-40dBm，即有效路径损耗为83dBm，那么直放站的上行增益设置也一定要小于：83dB 总的噪声系数 如只有直放站是有源器件，噪声系数为5dB，增益应设为小于78dB; 如增益设为80，直放站总的噪声-115dBm(白噪声噪声系数)，在输出口变为-35dBm，经过83dB的有效路径损耗输入到基站为-118dBm，大于源噪声-120dBm, 使基站接收机灵敏度降低2dB。,上行信噪比,45,掉话率： 95% (95%以上的地方可接通) 边缘场强： -85dBm C/I 12dB 上行噪声电平： 95%,场强分布的一般设计标准,46,微蜂窝，基站 直放站(宽带、信道选择)：增益7090db,20-33dBm输出 干线放大器：增益3050db,20-30dBm输出 耦合器：40dB(-0.3),30dB(-0.3),20dB(-0.5),10dB(-0.8),7dB(- 1.1),5dB(-1.3) 功分器：4功分器(-6.4)；3功分器(-5)，二功分器(-3.3) 室内天线：定向(60-120度，5-10dBi),全向吸顶(2-5dBi) 馈线接头： 波纹管电缆：7/8(-4dB/100m);1/2 (-7dB/100m);1/4 (-11dB/100m); 屏蔽网电缆：7D-FB(-15dB/100m);9D-FB(-12dB/100m);12D-FB(- 9dB/100m) 泄漏电缆：7/8 (-6dB/100m);1-1/8(-4dB/100m) 施主基站：水平波束角35度；增益：15-18dBi 光端机：点对点、点对多点 光 纤： 双纤、单纤,室内覆盖所需设备与元器件,47,室分系统测试特点,室内测试由于无法使用GPS，需要使用笔触式手持电脑在建筑物平面图上人工打点测试点 ； 室内的信号包括来自室外宏蜂窝的信号和室内微蜂窝的信号等； 室内的平面图是多层的，包括建筑物的每个楼层、电梯层，每个楼层有可能有一些单独的测试层，所以室内一般采用树型的图层管理结构； 室内的信号覆盖方式是多样的，包括光纤分布系统、泄露电缆等； 室内和室外基站之间的切换关系需要做特别设置，一般将室内微蜂窝的优先级别设为高于宏蜂窝。,48,室内覆盖需要现场测试的项目,驻波比 功率测试 噪声电平 放大器测试 光纤室内分布系统 有源分布系统 无源器件,49,从基站或微蜂窝信号引出处测试，前端未接任何有源器件或放大器，其驻波比要求小于1.3，若测试口 至末端天线数量小于5付时，驻波比应小于1.4。若中间 有放大器或有源器件，从放大器输入端处加一负载或天线，所有有源器件应改为负载或天线。 从管井主干电缆与分支电缆连接处，测至天线端的驻波比应小于1.3，距离超过100米或所接天线超过10付时，驻波比应小于1.25。 从放大器输出端测试，至末端的驻波比，前端未接任何放大器或有源器件，其驻波比要求小于1.3；若从测试口分支计起，天线数量小于5付时，驻波比应小于1.4。 对于双波段器件及天线，其驻波比指标可相应增大0.1，但测试频率范围应为800-2000MHZ。,驻波比测试,50,功率测试,基站、微蜂窝端口各载波输出功率。 所有有源器件或放大器的输入输出端各载波功率。 天线端输入功率（从人体安全辐射范围要求考虑，要求天线口功率小于15dBm）。,51,从基站接收端位置测试，要求噪声电平均小于-100dBm。,噪声电平测试,52,频率（在放大器输入输出端测试，要求能收到所有载波）。 放大器使用频带（带宽3dB点）。 带内平坦度（要求峰-峰值小于2dB）。 要求带内所有互调均小于-36dBm。 带外杂散波要求小于-30dBm。 增益（实际增益、输入、输出口电平差）。 ALC电平（要求在最大功率下、最大增益下测试，同时要求对波形畸变程度进行简单描述）。 输入、输出端口功率。,放大器测试,53,输入系统功率。 每天线端输入功率（要求小于10dBm）。 光输入、输出功率。 互调（带内小于-36dBm）。 带外杂散小于-30dBm。 平坦度（要求峰-峰值小于2dB）。,光纤室内分布系统测试,54,输入系统功率。 每天线口输入功率。 互调（带内小于-36dBm）。 带外杂散小于-30dBm。 平坦度（要求峰-峰值小于2dB）。,有源分布系统测试,55,插入损耗（每个功分器及耦合器插损）。 馈线损耗（每条支路馈线损耗）。 平坦度（要求峰-峰值小于2dB）。,无源器件测试,56,内容介绍,第1章 室分系统的工作原理 第2章 室分系统的系统组成 第3章 室分系统的建设流程 第4章 室分系统的设计调试 第5章 室分系统的专题分析,57,标准层、群楼：目标覆盖区域内95以上位置，1X增强型载波前向接收信号强度RXpower应大于80dBm，EC/Io值应该大于7dB（边缘速率大于153.6kbps）。 电梯、地下室：目标覆盖区域内95以上位置，1X增强型载波前向接收信号强度RXpower应大于85dBm， EC/Io值应大于8dB（边缘速率大于76.8kbps）,室分系统覆盖指标,58,可用率 要求在目标覆盖区内的95%位置，99%的时间移动台可接入网络 切换成功率 室内外小区和室内各小区之间的切换成功率94。 信号外泄 室内基站泄漏至室外10米出的信号强度应不高于90dBm。 上行噪声电平 在基站接收端位置收到的上行噪声电平小于113dBm/1.25MHz 。,室分系统用户感知相关性能指标,59,室内分布系统的覆盖效果与信号源和信号分布系统的选取、系统设计、设备性能以及施工质量等因素密切相关。而造成覆盖效果差的根本原因还是噪声和干扰的问题。 信号分布系统选取 室内分布系统的信号泄漏分析 多网合一的室内分布系统的干扰抑制 多系统室内覆盖方案分析 噪声的影响 其他因素,影响室分系统的问题,60,对于信号源为室内直放站的室内覆盖系统，不宜选取有源分布系统和光纤分布系统，主要是考虑噪声的影响。 如果要求室内覆盖系统的信号覆盖很均匀，那么每天线口的输出功率就要做到基本一致，这对于无源分布系统来说是很难做到的，比较适宜采用有源系统和漏缆系统。 对于布线距离很长而且施工难度很大的地方，不宜采用馈线做传输载体，建议采用光纤分布系统。,信号分布系统选取分析,61,室内分布系统的信号泄漏分析（1）,室内分布系统的信号泄漏容易造成对室外信号的干扰，容易导致室外用户选用室内信号，使软切换增多，从而影响室外的掉话率。CDMA网络采用软切换方式。是否进行切换主要根据当前基站能否满足终端的通信要求来判定。当前基站的导频强度掉到T_DROP以下时，移动台启动切换去掉计时器T1。当切换去掉计时器T1到期后(在此期间,其导频强度应始终低于T_DROP)，移动台启动系统的切换过程。影响网络容量的另一个因素就是软切换及其所需的额外开销，并且软切换被选链路过多也会对系统产生额外的干扰。因此，在3G工程设计阶段就需要控制过多的软切换区。减少室内天线的输出电平，以控制信号泄漏电平。室内分布天线口导频功率不超过7dbm。在靠近窗户、门口等边缘区域，应采用方向性较好的定向天线，以减少信号的泄漏从而优化切换关系。,62,室内信号对室外的泄漏分析（2）,室内分布天线通过走廊或者玻璃，信号能够直接泄漏到室外，而正好室外相应的区域是产生话务的地方，就会产生高层室内信号对于室外的干扰。在这种情况下，需要针对室内的天线进行优化，利用楼层的天然阻挡，确保高层室内信号不对室外造成干扰。 而对于低楼层，发生信号泄漏的主要是从大厅、地下室等处经窗户和出口处泄漏到室外，而这种泄漏会增加不必要的室内外切换，使网络服务质量下降。相对于高层而言，中低层的信号泄漏造成的影响较大。,63,对于中低楼层的信号泄漏，主要通过调整信号发射功率、优化切换参数等手段进行优化和控制。但要从根本上进行控制则必须在进行室内分布系统设计规划时就进行考虑，一方面要确定该建筑的实际建筑穿透损耗，另一方面对切换区进行合理规划设计，对室内天线位置和发射功率进行合理规划。如果必要，可以采用信号收发系统模拟测试，从而更准确地设计室内天线，控制室内信号泄漏。 一个总的原则是：室内在室外形成的乒乓切换区域。这个区域主要发生在大楼的室外区域，进行室内信号规划时就要考虑到室内信号对室外的影响，在室内信号性能测试时，需要针对大楼周围的室外区域进行信号路测，确保室内对室外信号的泄漏影响是在控制范围之内的。,室内信号对室外的泄漏分析（3）,64,在多网合一的室内分布系统的设计中，对系统间干扰的分析和抑制至关重要。系统间干扰的主要类型包括发射机杂散，接收机阻塞，互调干扰等。参考国内现存的移动系统的频谱分配，可明显看出系统之间的干扰主要存在于WCDMA上行与PHS之间，以及CDMA下行和GSM上行之间的干扰。,多网合一的室内分布系统的干扰抑制（1）,65,系统间的干扰可通过不同系统的空间隔离，降低干扰源的发射功率，在发射端和接收端增加滤波器等方法来有效地减少。通常选用能够满足系统间隔离度要求的合路器（POI）和滤波器来完成。另外还需要考虑系统合路的功率匹配问题。此时需要在合路器前端进行信号强度匹配，或采用逐级合路的方式，达到各个系统信号的等效覆盖。,多网合一的室内分布系统的干扰抑制（2）,66,多系统的宽频室内覆盖方案共用天馈线系统，具有相当灵活的可扩展性。但是,在多网合一的室内分布系统的