WCDMA室内覆盖设计要点.ppt

WCDMA室内覆盖设计要点广州杰赛通信规划设计院2009年,2,3,第一部分WCDMA室内覆盖的方式,4,室外基站穿透方式：优点：单站覆盖整片区域，单楼的覆盖成本低缺点：穿透损耗大的楼宇覆盖效果差室内分布系统方式：优点：覆盖单个楼宇效果好；借分布式天馈系统可以绕过建筑物外墙、克服高穿透损耗缺点：按楼建设，成本高、物业协调困难,两种主要覆盖方式的优缺点：,5,大量点测试得到建筑物穿透损耗分布,存在拐点；门限以下建筑应通过室外方式覆盖,6,WCDMA相比与GSM，室内穿透损耗高还是低？,以往相关研究的结论并不一致:COST231清华的测试结果都是频段升高、穿透损耗增大TheMobileRadioPropagationChannel一书中测得频段升高、穿透损耗缩小,清华论文-433MHz/900MHz楼内测试,900MHz,450MHz,7,WCDMA的室内穿透损耗该取多少？,一般认为：频段升高，穿透能力增强绕射能力减弱门窗少且门窗面积较小的封闭性建筑，室内信号中穿透分量为主体，频率升高穿透损耗减小；对于门窗较大的建筑，室内信号中绕射分量为主体，频率升高穿透损耗增大目前多为后者,目前链路预算中采用的穿透损耗不大，主要为避免站距过密、干扰不容易控制：,预计WCDMA室内分布系统的需求高于G网(室分数是现网的两倍？),8,第二部分联通室分指导意见要点,9,总则名词术语总体要求室内分布系统设计信源和分布系统的选取分布系统设计原则及步骤覆盖区设计RRU的使用干放的使用多频段合路器馈线选取原则天线类型选取及布局频率的使用建议站点勘查和机房选择系统间干扰有源系统监控要求技术指标要求中继、接口要求供电系统防雷和接地附录A-E,10,泄漏电缆:在同轴电缆的外导体上开切不同形式的槽孔，在向前传递信号的同时向四周进行信号的辐射和接收；分为两种：耦合型槽孔间距小于波长，漏泄无方向性，工作频带宽但衰减快辐射型槽孔间距接近波长，漏泄同相叠加，工作频带窄但衰减慢关键指标：耦合损耗、传输衰减、频率范围、特性阻抗等例：假设RRU输出功率为40dBm，能否利用安德鲁11/4的RCT6-CPUS-1型泄漏电缆（WCDMA频段传输衰减6.5dB/100m，耦合损耗62/69dB）覆盖1公里的地铁隧道（中部乘客距漏缆约4米）？答：主要计算末端可否达到覆盖要求；1）1公里处漏缆末端导频功率X=40dBm-10-10（百米）*6.5dB=-35dBm2）按照95%的可通率要求，1公里处、距泄漏电缆2米处电平为：L=-35dBm69dB=-104dBm3）中部乘客距离大约为4m，大于2m时计宽度因子=20Log（4/2）=6dB4）考虑地铁车厢损耗6dB，则用户处的导频信号场强为：-104dBm6dB6dB=-116dBm结论：考虑干扰储备3dB，该值刚好满足WCDMA接收解调要求,11,第三部分MCL问题分析,12,MCL（MinimumCoupleLoss）：最小耦合损耗,此处指基站至终端之间的最小耦合损耗,原因：,但终端的功率不能无限制的降低：3GPP25.101要求终端功率下限不低于-50dBm,NodeB,UE1,UE2,为了避免远近效应，需要通过功率控制作用令各终端在接收机处的信号功率刚好满足解调要求,13,室分的MCL是保证终端以最低发射功率、最靠近天线时，仍不至于在信源基站接收端功率过高、影响他人,在基站接收端的信号功率=-50dBm-MCL基站接收端底部噪声=KTB+Nf，Nf为4dB时噪声为-104dBm室分指导意见建议MCL不小于65dB，则在基站接收端的信号功率不高于-115dBm，其对应的噪声抬高为：ROT=10log(10-104/10+10-115/10)/10-104/10=10log1+10(-115+104)/10=10log(1+0.08)=0.33dB,对底部噪声的抬高很底；且仅比接收灵敏度（其他话音用户信号电平）高5dB,14,室分的MCL=分布系统损耗-有源器件增益+空间传播损耗,空间传播损耗：假设终端距离天线的最小距离为2米，则Ls(dB)=32.5+20LgD(M)=32.5+20Lg2=38.5dBMCL65dB时要求分布系统损耗26.5dB（其中包含了分布系统损耗和有源器件增益）,对于不同的信源功率，可以核算出下行的天线口最大功率：,一般可满足要求；小功率信源基站容易出现问题,15,室分的MCL=分布系统损耗-有源器件增益+空间传播损耗,MCL不足导致的问题：距离天线过近的用户在基站接收端的信号功率高于解调所需，对其它用户产生干扰，并迫使其它用户也随之提高上行功率；最终导致边缘的其它用户无法获得服务（覆盖损失）,MCL不足时的对策：增大分布系统损耗，或在室分系统中增加衰减器；拉大天线点与用户之间的最小距离思考：改变信源基站功率能否解决MCL问题？,16,第四部分直放站、干放与RRU的干扰分析,1、WCDMA网直放站引入干扰的分析,直放站存在设备噪声；通过上行放大、上行链路损耗，叠加在施主基站底部噪声上；引起施主基站的干扰,1、WCDMA网直放站引入干扰的分析1）直放站段的上行在带宽为3.84MHz时，系统高斯白噪声No为：NoKTB=-108dBm直放站存在设备噪声系数Nf，一般为5dB以内：NfSNR_in/SNR-out=（S/Ni)/(Gr*S/Nout)空载时，直放站施主端的上行噪声电平：Pnr=NoutdBmGr*No*Nf=108dBmNf（dB）Gr（dB）所以：直放站的上行噪声主要由其噪声系数和上行增益决定基站端接收到的上行噪声：Pnb=直放站上行噪声电平Pnr直放站输出端到基站接收端的空间损耗Lp,1、WCDMA网直放站引入干扰的分析2）基站段的上行施主基站输入端等效的热噪声总功率Pn=自身固有热噪声功率Pbts+直放站引入热噪声功率Pnb其中，Pbts=No+NFBTS可以理解为，增加直放站后，施主基站的底噪声被抬高了；引入噪声电平升高ROT(RiseOverThermal)ROT=10log(10Pbts/10+10Pnb/10)/10Pbts/10功率之比取对数则Pn=PbtsdBm+ROT通常界定上行噪声可以用Pnb、ROT、Pn三者之一（等价的）,1、WCDMA网直放站引入干扰的分析3）上行干扰计算示例假设如图示情况：Lp80dB,NFBTSNFREP=4dB，Gr75dB，则Pnb108dBm4dB75dB-80dB109dBmROT=10log(10（4-108）/10+10-109/10)/10（4-108）/10=10log1+10(-109+104)/10=10log(1+0.316)=1.19dBPn=4108+1.19=-102.8dBm即：底部噪声从加直放站前的-104dBm提高到-102.8dBm结论：直放站引入后噪声恶化量取决于直放站反向链路增益的大小和直放站与基站之间的路径损耗及直放站的上行噪声系数,2、WCDMA网干放引入干扰的分析1）干放的干扰相当于多个直放站并联的上行干扰假设信源基站并行接有N个干放，分别对基站的引入噪声为Pnb1、Pnb2、PnbN其中，PnbN=KTB+Nf(dB)+GrN(dB)LpN则该信源基站的总噪声电平升高ROT=10log(10Pbts/10+10Pnb1/10+10Pnb2/10+10PnbN/10)/10Pbts/10信源基站的底噪为Pn=PbtsdBm+ROT假设各干放通过调节，使得引入的Pnb相等(GrLp相等)，则ROT=10log(10Pbts/10+N*10Pnb1/10)/10Pbts/10要维持ROT不变，并联各直放站的Pnb应为单个直放站的10Log(1/N);则允许的Gr相对单个直放站下降10LogN（dB）实际系统受限于(GrLp）最大的干放,2、WCDMA网干放引入干扰的分析2）直放站所接分布系统中含有干放时的上行干扰等效于直放站级联,级联的干放首先引起直放站的输入底噪抬高：（为了简化计算，假设M个干放对直放站引入的干扰相等）则，直放站在施主基站输入端的输入底噪：由基站ROT的公式可计算：,ROT,3、WCDMA网直放站引入干扰的分析直放站级联与直放站并联的比较为便于比较，假设各直放站的增益和路径损耗差相同假设前一级的直放站与后一级的各直放站NR、GR上相等，则级联（N-1）个直放站的1个直放站，在施主基站引入噪声电平为：,=10log(N-1)10Pnb1/10+10No/10+NR+GR上-L1=10log(N-1)10Pnb1/10+10No/10*10(NR+GR上-L1)/10=10log(N-1)10(Pnb1+NR+GR上-L1)/10+10Pnb1/10并联的N个直放站在施主端的引入噪声电平为：Nin=10Log(N10Pnb1/10)只有当第一级的直放站NR+GR上-L1=Nr+Gr上-L1时，并联与级联相等即，若要求有相同的干扰引入，级联的上行增益要逐级递减NR,4、WCDMA网RRU引入干扰的分析1）RRU的干扰分析,BBU完成调制解调，RRU完成射频信号处理和模数转换CPRI接口:服从CPRI(公共无线接口协议)，由爱立信、华为、NEC、北电和西门子五个厂家联合发起制定,开放接口,4、WCDMA网RRU引入干扰的分析1）RRU的干扰分析多个RRU共小区,RRU并联,RRU级联,并联与级联的差别：级联需要通过上级RRU的接口模块和CPRI接口；但信号都最终叠加在BBU端口,4、WCDMA网RRU引入干扰的分析1）RRU的干扰分析,RRU与直放站和干放的区别：噪声系数只存在于RRU中，BBU作为数字处理部分没有信噪比恶化,信号放大设备只存在于RRU中,4、WCDMA网RRU引入干扰的分析1）RRU的干扰分析并联：0.5/0.5共小区时的干扰,每个RRU的信号为：（KTB+Nfn+Iorn+Iocn)/2假设RRU的噪声系数相等，则BBU处得到的信号为：（KTB+Nf+Ior1+Ioc1)/2+(KTB+Nf+Ior2+Ioc2)/2=KTB+Nf+(Ior1+Ioc1+Ior2+Ioc2)/2,假设各RRU的无线环境类似（外扇区干扰Ioc相等），则=KTB+Nf+(Ior1+Ior2)/2+Ioc与单个RRU时相比：KTB+Nf+Ior+Ioc结论：RRU0.5/0.5共小区时不会引起噪声抬高，但是各RRU的容量减半，上行覆盖减少3dB,4、WCDMA网RRU引入干扰的分析1）RRU的干扰分析多个RRU共小区（并联或级联）的干扰,每个RRU的信号为：KTB+Nfn+Iorn+Iocn假设RRU的噪声系数相等，则BBU处