微蜂窝和室内分布系统培训.ppt

中国联通培训讲义,直放站及室内分布系统基础知识,微蜂窝系统设备简介,1 什么是微蜂窝,微蜂窝:,2 为什么要使用微蜂窝,提 高 容 量 有 限 的 频 率 资 源, 宏 蜂 窝 的 频 率 资 源 已 经 用 尽 缓 解 热 点 地 区 的 高 话 务 量 需 求 增 加 覆 盖 室 内 覆 盖 盲 区， 隧 道 和 地 铁 等 费 用 低 廉 价 格 更 低 和 体 积 更 小 的 微 基 站 便 于 安 装， 易 于 选 站,3 微蜂窝和宏蜂窝的关系,微小区 用 于 吸 收 话 务 热 点 的 话 务 量 上 层 宏 小 区 功 能: 全 覆 盖 通 话 质 量 下 降 时 作 为 应 急 小 区 ( 街 角 效 应) 服 务 快 速 移 动 用 户 服 务 微 小 区 层 溢 出 的 话 务 量 微 小 区 的 冗 余 层,4 分层小区结构设置实俐,GSM 微蜂窝设备,合跳频、数据业务。 高度灵活的模块化设计，易于扩展。 可最多提供8个载频的配置。 与SIEMENS BS60/BS240系列完全兼容。 体积小巧，无须专门的机房条件。 支持综合跳频、数据业务。高度灵活的模块化设计，易于扩展。,BS82 结构,高度灵活的模块化设计，易于扩展。 基于SIEMENS最新的BS24X系列的设计结构， 体积小，单位体积的载频数高。 所有单元可以方便的进行替换和升级。,现场图,CDMA微蜂窝设备,现有二种CDMA微蜂窝设备: LUCENT的 CDBS 和 Compact 4.0 CDBS分BBU和RFU二部分,这二部分由光纤连接. Compact 4.0机柜和宏站的一样,只是连接的天馈系统不一样,作为微蜂窝连接的是分布系统;作为宏站连接的是室外天线.,二、室内分布系统介绍,2.1 室内分布系统的结构模型（示意图）,二、室内分布系统的介绍,2.2 室内分布系统的网络结构 室内分布系统主要由信源和信号 分布系统两部分组成。信号源用于引 入信号，可以是微蜂窝基站，也可以 是室内直放机。分布系统按采用的传 输材料，可分为电分布系统、光纤分 布系统、光电混合分布系统和泄漏电 缆分布系统。,二、室内分布系统介绍,2.3 室内分布系统分类 2.31 信号源分类 微蜂窝有线接入方式 以室内微蜂窝系统作为室内覆盖 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。,二、室内分布系统介绍,直放站Repeater 在室外站存在富余容量的情况 下，通过直放站Repeater将室外信 引入室内的覆盖盲区。,二、室内分布系统介绍,2.32 主要分布方式 电分布系统: 电分布系统，是指全部采用电器 件实现的一种室内分布系统。其特点 是设计简单、成本较低、见效较快、 维护量小。因此，电分布系统是最常 用的一种室内分布系统。,二、室内分布系统介绍,光纤分布系统: 光纤分布系统是指以光纤传输为 主的分布系统。其具有抑制干扰能力 强、产生干扰小、远距离传输、大面 积覆盖的特点。但光纤分布系统的建 设成本和运营成本都较高。,二、室内分布系统介绍,2.4 室内分布系统设计方案举例 2.41 典型应用设计模型 a. 小型建筑物,b. 中型建筑物,二、室内分布系统介绍,特点： 适合中小型场所（如娱乐城、 饭店大堂、小型市场、餐馆 等） 成本较低、设计简单、安装 容易 工期短、见效快,二、室内分布系统介绍,c. 大型建筑物,超大型建筑物,二、室内分布系统介绍,说明： 由于大型、超大型建筑物内话务 量高，单靠外界基站极易造成话务阻 塞，因此在这样的建筑内常安装微蜂 窝基站。,二、室内分布系统介绍,2.42 实例介绍 a. 建筑物环境概述 某商城共三层根据现场 勘测，酒店内信号电平覆盖效果大多区域不符合要求，多数电平在 -95 - 100dB之间，部分楼层存在多个电平值接近的BCCH，造成信号切换频繁。建 议对大楼进行有源GSM信号室内覆盖，以达到改善手机接收信号电平和有效吸 收室内话务量的目的。信号源采用GSM微蜂窝基站。 b. 覆盖区域及组网方式 根据现场无线环境测试，及商城建筑结构和其功用，结合投资成本，拟对 其全部区域进行有源室内信号覆盖。,二、室内分布系统介绍,c. 工程规模 商城共三层，根据现场勘测，大楼总面积约30000平方米 本系统为有源射频电分布系统，信号源为GSM900MHz 微蜂窝基站 在本系统中，主干线通过每层的配电井， 再利用同轴射频电缆把信号送到 各层，各层的功率分布电缆安装在走廊天花板吊顶内，用以将射频信号送到安装 于各层的重发天线 室内重发天线的分布和设置方案，是根据Gema Model 与INDOOR RAY TRACING 及DIFRACTION MODEL设计模型， 并结合大量的室内分布系 统的经验，同时考虑建筑物的本身结构、天线的性能，以及每层95%以上区域射 频覆盖的原则而设计出来的,二、室内分布系统介绍,d. 设计技术指标 移动用户的忙时话务量为0.025Erl 无线信道的呼损率取定 A、语音信道（TCH）呼损为2% B、控制信道（SDCCH）呼损为0.1% 干扰保护比： 同频干扰保护比：C/I 12dB（不开跳频） C/I 9dB（开跳频） 邻频干扰保护比： 200KHz邻频干扰保护比： C/I -6dB 400KHz邻频干扰保护比：C/I -38dB,二、室内分布系统介绍,覆盖区内可接通率：要求在无线覆盖区内的95%位置， 99%的时间 移动台可接入网络 室内覆盖信号强度要求95%的区域信号强度 -75dBm，并且不能泄 漏到室外 在基站接收端位置的收到的上行噪声电平小于-120dBm 根据国家环境电磁波卫生标准，室内天线的发射功率为1015dBm/ 每载波之间 覆盖区与周围各小区之间有良好的无间断切换 室内覆盖区误码率（RxQual）等级为2以下的地方占95%以上，室外 90%以上,二、室内分布系统介绍,e. 设计思路 现场无线测试图（示例） 一楼测试图,二、室内分布系统介绍, 现场无线测试报告（示例） 模拟测试图：信源频点5，电平值为10dBm 一楼 信源ANT3处十米扫频图,二、室内分布系统介绍,f. 覆盖区域容量估算 我们假定： 按每天每层有200人计算，总人 数为： 2003=600人 手机用户按90%持有率、60%为 联通用户计算： 60090%60%=324人 在忙时大厦总话务量： 0.025324=8.1Erl 考虑到移动用户的增长性，根据 “爱尔兰B公式”（见右表），建议采用 2载频微蜂窝基站,二、室内分布系统介绍,g. 关于边缘场强的切换考虑 本设计中，边缘场强的选取原则是： 室内覆盖信号高于室外信号10dB 室内下行信号对室外的溢出量，在建筑物周围20米外的测量应低于室外场强 10dB h. 系统下行信号估算 以大楼1楼天线ANT1-1F/03为例 天线口强度为：12dBm 天线距其覆盖区最远点M距离为： 25m 根据Gema Vallejo室内NLOS传输模型，可得A1在25M点信号衰减： L=68.5（dB）,二、室内分布系统介绍, 其他阻挡: 15dB M点信号强度为： 12-68.5-15=-71.5（dBm） 信号泄漏到大厦外的电平(穿过 墙体): -71.5-20=-91.5dBm 满足设计要求。 同时，当手机接 收信号电平要求最小为 -75dBm 时，系统尚有3.5dB的余量,普通大楼建材和结构对信号的损耗,二、室内分布系统介绍,i. 上下行平衡计算（以ANT1-1F/03天线口信号为例） 下行系统余量 微蜂窝输出信号电平： +28dBm 天线口信号强度： 微蜂窝输出信号电平-耦合器损耗-功分器损耗-馈线损耗 28-10.7-3.5-1.8=12（dBm） 当手机最小接收信号电平为-75dBm时，下行系统余量：3.5dB 上行系统余量 手机发射功率为：30dBm 手机上行信号到达天线口的强度为：手机发射功率-路径损耗-其他损耗 =30dBm-68.5dB-15=-53.5dBm 微蜂窝接收上行信号电平：天线口的信号-功分器损耗-耦合器损耗 -电缆损耗 =-53.5-3.5-10.7-1.8=-69.5（dBm） 当基站接收最小电平为-75dBm时，上行余量5.5dB 由以上分析结果可知，系统的上、下行链路均有足够的余量而达到平衡,二、室内分布系统介绍,j. 系统原理图（节选示意图）,二、室内分布系统介绍,k. 设备安装示意图（部分实物图）,三、室分天线和无源器件介绍,3.1 室分天线介绍 3.11 室分天线分类 室分室内天线 按使用环境 室分室外天线 室分全向天线 按覆盖范围 室分定向天线,室分吸顶天线 室分壁挂天线 按功能结构 室分八木天线 室分角形天线 室分抛物面天线,三、室分天线和无源器件介绍,3.12 室分天线种类 室内分布系统中所用到的天线主要包括： 室内吸顶天线（全向/定 向）、室内壁挂天线（全向/定向）、室内八木天线。该类型天线均安装 方便、体积小巧，主要用于系统初始端的信号接收和引入， 并完成系统 所有终端的信号覆盖及覆盖范围扩展。,全向和定向天线的典型安装,实例,三、室分天线和无源器件介绍,3.1 无源器件概述 3.11 无源器件基本概念 所谓“源”，就是电源。“无源”器件是相对“有源”而言的。 无需电源 供电就能用的器件，便是“无源”器件。即器件的电路模型中不包含电源（多为 受控源）的，就是“无源”器件。 3.12 无源器件种类 室内分布系统中所用到的无源类器件主要包括： 耦合器、 功分器、 合路 器、电桥和双工器等无源器件。主要用于对线路上信号进行分配、耦合、合并， 可以把一路主路分为多路，或把多路合成一路，按所需要的电平大小从主路上耦 合信号。,三、室分天线和无源器件介绍,3.2 无源器件的结构功能 3.21 耦合器 耦合器是一个三端口器件（原 理上为四端口网络， 其中隔离端口 在器件内部，并接有负载），1、2 端口为主线传输端口, 3端口为耦合 端口。 耦合端口可从主线按一定比 例耦合部分功率输出。,三、室分天线和无源器件介绍,3.22 功分器 功分器可以将输入信号功率按 规定比例（等分或不等分） 分配 为两路或多路输出。 功分器的各 输出端口之间应保持一 定的隔离 度。功分器通常用于功率 的等值 分配，有宽带和窄带之分。 通过 等分功分器的级联可以实现多 路 等功率分配。,三、室分天线和无源器件介绍,3.23 电桥 电桥是个四端口网络，它的特 性是其中两端口相互隔离， 另两个 端口等功率输出， 并且两个输出信 号有90的相位差。 电桥的两个输 出端口与天线组合时可形成左 、右 旋圆极化天线； 电桥的输入和隔离 端口分别作为两个信号输入端时,可 将两个信号各自的功率平均到两 个 输出端口， 再合成为两个混和信号 输出。,三、室分天线和无源器件介绍,3.24 双工器 双工器即三端口双频滤波器可将 一个覆盖较大频率范围的信号分开为 两个指定频率范围信号的微波器件， 它可避免收发干扰，并能抑制输出信 号的谐杂波输出。双工器的ANT口接 收来自天线的信号，并发射来自发信 机的信号，把上、下行信号分开并分 别从上、下行口输出或输入；或相反 使用。双工器可使中继站和用户端发 射 /接收信号互不干扰，保证发射和 接收同时进行，可以提高传输质量。,三、室分天线和无源器件介绍,3.25 合路器 合路器至少有两个输入口和一 个输出口, 输入口分别用于不同频 段信号的输入, 可将多路输入信号 合成后由输出口输出。此外，它还 具有相反工作模式, 可将由合成端 口输入的多频段信号分离为相应频 段的信号并分别从相应端口输出。 因此,合路器又称为分路器。,三、室分天线和无源器件介绍,3.26 移相器 移相器或称调相器是用来调节器 件间的电波相位间隙。通过精密的机 械运做来实现高频器件之间全频段平 滑、准确的相位调节。根据结构、频 率范围、 电长度、 连接器规格的不 同，可有多种选择。多数调相器应用 于系统中短暂调节相位，当相位符合 系统要求时，调相器被锁定并保持。 对需连续调节相位的系统，调相器被 置于测试装置，只有使用球型轴承和 特殊机械装置的调相器可胜任。,三、室分天线和无源器件介绍,3.3 指标含义 3.31 插入损耗 表示无源器件输入信号与输出信号的功率的dB差值 用公式表示为：Loss =10lgPout/Pin 理想情况下，插损为0 测量值为负dB数，技术指标取正dB数 以具体器件为例，应读取最坏点的测量值，即最小负dB数。技术指标越接近0，器件的插损越好,三、室分天线和无源器件介绍,3.32 电压驻波比（VSWR） 表示输入电压与反射电压所形成驻波的波峰与波谷之比 用公式表示为：VSWR=（Vin +Vref）/（Vin Vref） 理想情况下，驻波比为1 以具体器件为例，应读取最坏点的测量值，即最大值。技术指标数 越接近1，器件的驻波越好,三、室分天线和无源器件介绍,3.33 隔离度 表示在输入端口接匹配负载时，任意两个输出口之间的衰减量最小 值 用公式表示为： Ig=10lg Pout1 / Pout2 理想情况下，隔离度 测量值为负dB数，技术指标取正dB数 以具体器件为例，应读取最坏点的测量值，即最大负dB数。技术指 标越大，器件各端口隔离越好,三、室分天线和无源器件介绍,3.34 耦合度（耦合器的性能指标） 表示耦合器输出口输出功率Pout与输入口输入功率Pin之比的分贝数 用公式表示为：C=10lgPout/Pin。测量值为负dB数，技术指标取正 dB数 测量值为负dB数，技术指标取正dB数 以3dB耦合器为例，技术指标越接近3，器件耦合性能越好,三、室分天线和无源器件介绍,3.35 相移角度（电桥和移相器的性能指标） 表示电桥两个输出端口输出信号的相位差 用公式表示为：= |Angs4