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无线信号覆盖知识培训 京信通信系统（中国）有限公司 目录 1 1 2 2 3 3 4 4 移动通信电波传播特性移动通信电波传播特性 天馈线系统天馈线系统 移动通信电波传播模型移动通信电波传播模型 3 3 4 4 解决弱信号覆盖的方法及案例解决弱信号覆盖的方法及案例 移动通信电波传播特性 1 1、自由空间传播损耗、自由空间传播损耗 移动通信电波传播特性 2 2、移动通信信道的主要特点移动通信信道的主要特点 移动通信电波传播特性 3 3、电波传播的特点电波传播的特点 移动通信电波传播特性 3 3、电波传播的特点电波传播的特点 (2)三种不同类型的损耗 a 路径传播损耗：指电波在空间传播所产生的 损耗，它反映了传播在宏观大范围的空间距离上 的接收信号电平平均值的变化趋势。 b 慢衰落损耗：是由于在电波传播路径上受到 建筑物及山丘等的阻挡所产生的阴影效应而产生 的损耗。它反映了中等范围内数百波米长量级接 收电平的均值变化而产生的损耗，一般遵从对数 正态分布。 C、快衰落损耗：主要是由于多经传播而产生的 衰落，它反映微观小范围内数十波长量级接收电 平的均值变化而产生的损耗，一般遵从瑞利分布 或莱斯分布。可细分为：空间选择性衰落、频率 选择性衰落和时间选择性衰落。 移动通信电波传播特性 3 3、电波传播的特点电波传播的特点 （3） 3种效应 a 阴影效应：由于大型建筑物和其他物体的阻挡而形成在传播 接收区域上的半盲区。 b 远近效应：由于接收用户的随机移动性，移动用户与基站间 的距离也是在随机的变化，若各移动台发射功率一样，那么到达 基站的信号强弱不同，离基站近信号强，离基站远信号弱，这类 现象通常称为远近效应。远近效应将加大系统的邻道干扰和杂散 辐射干扰，并要求基站接收机的动态范围加大。 C、多普勒效应：是由于接收的移动用户高速运动而引起传播频率 的扩散而引起的，其扩散程度与用户运动速度成正比。 移动通信电波传播模型 传播模型建立的意义：传播模型建立的意义： 研究信号衰减的规律，为移动通信网络规划提供指 导。 CBA FED 移动通信电波传播模型 1 1、奥村（奥村（OkumuraOkumura）模型模型 奥村模型是奥村根据在日本大量测试数据统计出的以 曲线图表示的传播模型。该模型是预测城区信号时使用最 广泛的模型。它以准平坦地形大城市的中值场强或路径损 耗为参考，对其他传播环境和地形条件等因素分别以校正 因子的形式进行修正。 移动通信电波传播模型 2 2、Okumura-Okumura-HataHata模型模型 移动通信电波传播模型 3 3、COST231-COST231-HataHata模型模型 移动通信电波传播模型 4 4、COST231-WICOST231-WI模型模型 COST231-WI模型广泛用于建筑物高度近似一致的城区和郊区环境 。该模型是基于Walfisch-Bertoni模型和Ikegami模型得到的。在使 用高基站天线时该模型采用理论的Walfisch-Bertoni模型计算多屏绕 射损耗，在使用低基站天线时采用测试数据。该模型也考虑自由空 间损耗，从建筑物顶到街面的损耗以及街道方向的影响。 适合频段：8002000MHz 基站的天线高度：450m 移动台天线高度：13m 覆盖距离：0.025km 移动通信电波传播模型 4 4、COST231-WICOST231-WI模型模型 移动通信电波传播模型 5 5、Keenan-MotleyKeenan-Motley模型模型 移动通信电波传播模型 6 6、规划软件中常使用的传播模型规划软件中常使用的传播模型 移动通信电波传播模型 信号衰减的一般性结论信号衰减的一般性结论 建筑物内损耗的一般结论： 位于市区的建筑平均穿透损耗大于郊区和偏远区 有窗户区域的损耗一般小于没有窗户区域的损耗 建筑物内开阔地的损耗小于有走廊的墙壁区域的损耗 街道墙壁有铝的支架比没有铝的支架产生更大的衰减 只在天花板加隔离的建筑物比天花板和内部墙壁都加隔离的建筑物产生的衰减 小 在UHF频段要考虑树叶对传播的影响。研究表明，一般夏天树木枝叶繁茂，因此 夏天信号的衰耗会比冬天的时候大10dB左右，垂直极化的信号损耗大于水平极化 信号的损耗。 天馈线系统 电磁波电磁波 麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出了著名的电磁场理论（现在称 为经典电磁场理论）。根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电磁场可以 相互激发，这样变化的电磁场就会脱离场源，由近及远地向周围空间传 播出去，形成电磁辐射。这种变化的电磁场按一定的速度以波的形式向 四周传播出去，就称为电磁波。 天馈线系统 电磁波电磁波的极化的极化 电磁波的极化可分为椭圆极化（包括园极化）、线极化。 如果电磁波在传播过程中电场的方向是旋转的，就叫做椭圆极化波。旋转过程中 ，如果电场的幅度（即大小）保持不变，就称为圆极化波。 线极化波可分为垂直极化波、水平极化波。 如果电磁波的电场方向垂直于地面，称为垂直极化波，此时无线电波是水平向外 传播的。如果电波的电场方向与地面平行，则称为水平极化波，此时无线电波是 向垂直方向传播的。 垂直极化波 水平极化波 天馈线系统 天线的基本概念天线的基本概念 无线电发射机输出的射频信号，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线 以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅 接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。 按用途分类，可分为通信天线、电视天线、雷达天线等； 按工作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微波天线等； 按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等； 按外形分类，可分为线状天线、面状天线等。 天馈线系统 天线的基本指标天线的基本指标 增益 波瓣宽度 极化方式 回波损耗 前后比 交调 隔离度 天馈线系统 天线的增益天线的增益（dBd dBd 和和 dBidBi） 全向辐射器在各个方向上 的辐射能量相等 天线相对于偶极子的增益用 “dBd” 表示 天线相对于全向辐射器的增益用 “dBi” 表示 如: 3dBd = 5.17dBi 单一偶极子的 “汽车轮胎”形辐射图 2.17dB 偶极子比全向辐射器的增益 高 2.17dB 天馈线系统 天线的波瓣宽度天线的波瓣宽度 方位角 (如水平面) 图 仰角(如垂直面) 图 15 (eg) 峰值 峰值 - 3dB 峰值 - 3dB 60 (eg) 峰值 峰值 - 3dB 峰值 - 3dB 3dB 波瓣宽度 天馈线系统 天线的极化方式天线的极化方式 无线电波振动的平面称为它的极化面 垂直方式 水平方式 + 45斜角 - 45斜角 天馈线系统 天线的阻抗天线的阻抗 阻抗是电磁能量通过介质的一个特性 阻抗的单位为欧姆()。 电 缆 天 线 50 欧姆 80 欧姆 为实现良好的性能，阻抗需达到匹配状态 50 欧姆 天馈线系统 天线的回波损耗天线的回波损耗 阻抗的变化会干扰能量流传输的方式，并使部分能量反弹 80 欧姆 50 欧姆 前向: 10W 回波: 0.5W 此例中，回波损耗为 10log(10/0.5) = 13dB VSWR (驻波比) 是对此现象的另一种度量方法， 天馈线系统 天线的前后比天线的前后比 前后比是指扇形天线的前向辐射功率和后向辐射功率之比 后向功率前向功率 前后比(dB) = 10 log前向功率/后向功率，典型值约为25dB 目的是尽可能减少后向辐射功率 天馈线系统 天线的隔离度天线的隔离度 隔离度是某一极化接收到的另一极化信号的比例 1000mW (即 1W) 1mW 该例子中，隔离度为： 10log(1000mW/1mW) = 30dB 天馈线系统 天线的三阶交调天线的三阶交调 天线三阶交调产物是指当两个或多个频率信号经过天线时，由于 天线的非线性而引起的与原信号有和差关系的射频信号。 我国移动通信系统基站天线交调标准 三阶交调 -107dBm f 1 22 122 21 P1 P3 天馈线系统 滤波器滤波器 滤波器通过有用频率信号而抑制无用频率信号的电路、器件或模块。有 有源滤波器和无源滤波器之分。 主要指标选频宽度（带宽BW）、选择性、插损、带外衰减。 双工滤波器简称双工器。可把两路不同频段的信号合成一路，或把一条 传输线中两路不同频段的信号分成两路。 主要指标插损、隔离度。 DUP 天馈线系统 环行器环行器 环行器使信号单方向传输的器件。 双工环行器即双工环行滤波器，是一种能使信号实现单方向传输的双工 滤波器。根据信号走向来完成分路、合路的功能。 DUP 天馈线系统 衰减器衰减器 衰减器在相当宽的频段范围内一种相移为零、其衰减和特性阻抗均为与 频率无关的常数的、由电阻元件组成的四端网络。其主要用途是调整电路中 信号大小、改善阻抗匹配。衰减的单位为dB。衰减器有功率容量的要求。 主要用途衰减器主要用于放大器输出功率测试，为测试配件（先衰减， 再进频谱仪）。可变衰减器用于主机输入信号的调整，多用于室内直放站。 天馈线系统 耦合器耦合器 耦合器实现从主干通道中提取出部分信号的器件。 分类按耦合度的大小分为5、10、15、20、dB不同规格；从基站提取 信号时可用大功率耦合器（300W），其耦合度可从6065dB中选用。耦合器 的接头多采用N头。 耦合度为10dB 损耗为0.7dB 耦合器 主干通道 耦合端 20dBm 10dBm 19.3dBm 天馈线系统 功分器功分器 功分器进行功率分配的器件。有二功分器、三功分器、四功分器等 ；接头类型分N头（50）、SMA头（50 ）、和F头（75 ）三种，我 们公司常用的是N头和SMA头。 主要指标插损、隔离度 10dBm 6.5dBm 6.5dBm 损耗3.5dB 天馈线系统 负载、转接头负载、转接头 负载终端在某一电路（如放大器）或电器输出端口，接收电功率的元 器件、部件、或装置，统称为负载。 对其要求阻抗匹配和所能承受的功率。 转接头把不同类型的线缆接头连接在一起的器件。 接头类型SMA/N/BNC/TNC/F/DIN ，接头分公型（J）和母型（K）。 天馈线系统 泄漏电缆泄漏电缆 泄漏电缆是一种具有优良导引辐射性能的传输线，它开有八字槽，电流 沿外导体内表面轴向流动，受到槽孔的切割，内部的电池能就会从槽孔 中泄漏出来。 泄漏辐射和电磁波波长，槽孔的长度L，槽孔节距d及角度有很大关系 。 解决弱信号覆盖的方法及案例 室内分布系统室内分布系统 系统图 通过室内型天线和功分器、耦合器等将信号均匀的分布到大楼内的弱信号区 解决弱信号覆盖的方法及案例 大型室内分布系统大型室内分布系统 GSM900 CU GSM900 CM CDMA800 CU 3G WLAN 吸顶天线 耦合器 GSM1800 CM P O I TX RX 银行 机场 商场 会展 大型室内覆盖工程（如大型写字楼、商场、会展中心等），需要实现多系统 共用一套天馈系统，此时一般采用POI设备将多系统集成，示意图如下： 解决弱信号覆盖的方法及案例 光纤分布系统光纤分布系统 地下层 远端单元 远端单元 远端单元 远端单元 光纤 地上层主机 光纤覆盖端 光纤 原理 应用 解决弱信号覆盖的方法及案例 泄漏电缆分布系统泄漏电缆分布系统 图例 功分器 耦合器吸顶天线 信号下行泄漏电缆 信号上行泄漏电缆 中国联通 GSM BTS 中国联通 中国移动 CDMA BTS GSM BTS 中国联通 GSM BTS 中国联通 CDMA BTS 中国移动 GSM BTS 列车上行隧道 民用机房内 列车下行隧道 列车下行隧道 列车上行隧道 地铁站厅、站台 下行分 布天线 上行分 布天线 寻呼系统 下行 POI 上行 POI 解决弱信号覆盖的方法及案例 小区分布系统小区分布系统 特点： 1、覆盖较全面； 2、业主容易接受； 3、施工难度大； 4、单独建小区，能提供 一定的话务量。 解决弱信号覆盖的方法及案例 小区分布系统实例小区分布系统实例 鸿铭中心小区： 鸿铭中心位于韶山北路263号（原湖橡厂区），占地104亩，拥有 500平方米流金泻玉新财富大道，40000多平方米个性化独立临街商 铺，缔造长沙新商业代表性地标，造就了市中心大规模，高档的高 尚生活社区。小区共有22栋建筑，共分为商业街、南苑和北苑；建 筑物高度分有五栋16层，二栋11层，二栋10层，十栋7层，其它都 为三层的建筑。 解决弱信号覆盖的方法及案例 主机和天馈线的安装 鸿铭中心小区： 解决弱信号覆盖的方法及案例 鸿铭中心小区： 美化天线的安装 解决弱信号覆盖的方法及案例 GRRUGRRU技术特点技术特点 l光纤路由适应能力强 l不干扰基站 l覆盖能力与基站相当 l改善上行覆盖质量 l支持射频跳频 l及时掌控话务动态 l