国人通信--WCDMA室内分布系统直放站、干放交流.ppt

3G室内分布系统使用直放站 干放问题交流 产品行销部 直放站 干放选用考虑直放站 干放上下行增益设置直放站 干放对系统影响信源可带干放数量的考虑光纤直放站光损耗对链路的影响3G直放站 干放的监控实现方式 交流提纲 室内信号分布系统概述及组成 定义 室内信号分布系统是针对室内用户群 用于改善建筑物内移动通信环境差的一种成功方法 原理 通过室内天线将基站信号均匀分布到室内各处 保证室内有理想的信号覆盖 应用 在各移动通信运营商中得到了广泛的应用 用来解决建筑物室内盲区 弱区 频繁切换区或容量不足的问题 直放站 干放选用考虑 室内分布系统一般由信号源和信号分布系统组成 无源分布方式有源分布方式光纤分布方式泄露电缆分布方式 信号源信号分布系统 直放站微蜂窝宏蜂窝 信号源选取建议 分布系统容量考虑 不同类型的业务考虑比较复杂 参考信息产业部3G外场测试数据总结如下 1个CS64Kbps等效9 10个12 2K语音用户1个PS64Kbps等效6 7个12 2K语音用户1个PS144Kbps等效9 10个12 2K语音用户1个PS384Kbps等效27 28个12 2K语音用户 室内分布系统的信源的选取应综合权衡分布系统容量 室内外频率资源 系统投资回报比 预期覆盖效果等多方面因素 微型建筑物 5000m2以下 对于微型建筑物 如餐饮 娱乐场所 地下停车场 小型车站 商场等 一般采用小功率直放站作为信号源 按系统负载50 考虑 微蜂窝支持64等效语音用户 小区 预测室内覆盖系统的总话务量低于27ErL时 可用微蜂窝或直放站作为信号源 宏蜂窝支持128等效语音用户 小区 当室内覆盖系统的总话务量低于58Erl时可以选用单个宏蜂窝作为信号源 根据建筑物面积大小不同选用信号源建议 小型建筑物 5000 10000m2 对于小型建筑物 如超市 办公楼 医院 酒店等 如建筑物内部建筑结构单一 对射频信号的传输衰减较小 宜采用中功率直放站作为信号源 中型建筑物 10000 50000m2 对于中型建筑物 如大型写字楼 中型酒店 大型医院 商场 机场等话务量较高区域 宜采用微蜂窝作为为信号 大型建筑物 50000m2以上 对于大型建筑物 如火车站 大型酒店和综合性楼宇 大型商场等 由于面积较大 用户较多 信源宜采用微蜂窝或宏蜂窝作为信号源 无源分布方式指覆盖面积较小 信号源功率能够满足室内区域信号覆盖边缘场强要求的室内分布系统 有源分布方式指除过信号源外还有其他的中继 干线放大器 或信号重生 RRU 设备的室内分布系统 信号源输出功率无法满足室内区域信号覆盖边缘场强 因此加上3G干线放大器来补充信号强度 信号分布系统 光纤分布方式指覆盖面积较大 使用光纤将信号传输至每一个信号源点 然后进行信号分布 泄漏电缆分布方式指使用耦合型或辐射型泄漏电缆进行信号覆盖 主要使用在城市地铁 重要道路隧道中 信号覆盖均匀 但成本偏高 直放站 干放选用考虑直放站 干放上下行增益设置直放站 干放对系统影响信源可带干放数量的考虑光纤直放站光损耗对链路的影响3G直放站 干放的监控实现方式 交流提纲 直放站 干放上下行增益设置 由于WCDMA系统导频功率只占系统总功率的10 我们衡量系统覆盖功率时均是以导频 RSCP 功率来计算天线覆盖范围 通常基站总功率43dBm 导频功率约33dBm 下行增益考虑 基站非满载运行 Ec Io大于 10dB 时 Ec功率占的比重远超过10 以导频功率来衡量覆盖范围就可以覆盖的很远 大多数情况下考虑到性能价格比 我们按直放站标称功率的15 到20 来计算Ec功率 标称功率回退8到7dB就是输出的Ec功率 直放站在开通调试时 要考虑施主基站的负载情况 1 基站空载 直放站输出功率应低于标称功率7dB 2 基站满载 直放站输出功率可以等于标称功率 3 基站50 负载 直放站输出功率低于标称功率2 2dB 理论操作指引 直放站在开通调试时 要考虑施主基站实际最大负载 含直放站覆盖区域用户 时的情况 1 基站空载 直放站输出功率应低于标称功率XdB 2 基站最大负载时 直放站输出功率可以等于标称功率 3 基站一定量负载时 直放站输出功率低于标称功率YdB X 基站最大负载输出功率 36Y 基站最大负载输出功率 目前基站的输出功率 实际操作指引 国人通信WCDMA干线放大器增益可以达到45dB 所以要使干线放大器满功率输出 输入干放的导频功率应在 5dBm左右 干放增益根据信号源导频功率而定 信号源为直放站时 干放和直放站回退同样的dB数 信号源为RRU或宏站时 干放增益设置随施主基站负载大小而定 WCDMA基站本身的底部噪声电平值 KTB NFNodeB 108 5 103dBm 要使得直放站 干放对基站底部噪声抬高不多于1dB KTB NFREP GP上 链路损耗L 109dBm 上行增益考虑 基站满功率Pm 链路损耗L GP下 直放站输出功率Pr其中Pm 43dBmKTB 108dBmNFREP 5dB可以得出GP上 GP下 37 Pr可以得出结论 直放站总功率输出为5W时 直放站上行增益GP上 GP下时 满足不抬高基站底噪1dB的要求 直放站总功率输出为10W 直放站上行增益GP上 GP下 3时 满足不抬高基站底噪1dB的要求 在直放站覆盖边缘 90dBm处 终端UE最大发射功率21dBm 到达基站的强度 21 UE到直放站损耗L1 GP上 直放站到基站损耗L2 21 30 90 GP上 43 GP下 40 99 GP上 GP下 3 99dBm完全可以满足上行通信的需要 上下行平衡 根据信产部外场测试结果显示 50 负载时 基站接收灵敏度为 119dBm 也就是说上行增益再降低10dB 还有接收10dB余量 通常在室内分布系统中设置上行增益小于下行增益5 10dB 直放站 干放选用考虑直放站 干放上下行增益设置直放站 干放对系统影响信源可带干放数量的考虑光纤直放站光损耗对链路的影响3G直放站 干放的监控实现方式 交流提纲 直放站 干放对系统影响 直放站的使用 会给施主基站引入一定的噪声 噪声大小由直放站的反向噪声系数 反向增益和施主链路的有效路损耗决定 若反向增益设置过高 会引起上行噪声增加 降低基站的灵敏度 导致其反向覆盖范围减小 用户容量降低 上行噪声问题计算 基站接收机输入端等效热噪声电平 基站自身底部噪声电平值 PNODE KTB NFNODENFNODE基站接收机噪声系数 直放站热噪声经过放大和传输路径损耗后 到达基站接收机输入端的热噪声电平 PIN KTB NFREP GREP PLossKTB高斯环境噪声NFREP直放站上行噪声系数GREP直放站上行增益Ploss直放站到基站路径衰减值 基站热噪声电平升高ROT RiseOverThermal ROT 10log 10PNODE 10 10PIN 10 10PNODE 10 10log 1 10 NIM 10 引入噪声注入裕量NIM NoiseInjectionMargin NIM 10log 10PNODE 10 10PIN 10 PNODE PIN 基站热噪声电平升高 意味着基站接收机的灵敏度降低 3G直放站引入的噪声 可从CDMA来估测WCDMA情况 我们希望直放站对基站热噪声贡献最小 这种情况发生在NIM 0的时候 如果直放站引入的噪声电平值等于基站本身的底部噪声电平值 那么会抬高系统底噪3dB 一般情况下 使NIM大于6dB时 引入的恶化值可控制在1dB之内 3G直放站的应用 必须在覆盖功率和与噪声恶化量之间取折衷 结论 直放站 干放选用考虑直放站 干放上下行增益设置直放站 干放对系统影响信源可带干放数量的考虑光纤直放站光损耗对链路的影响3G直放站 干放的监控实现方式 交流提纲 信源可带干放数量的考虑 n个直放站热噪声经过放大和传输路径损耗后 到达基站接收机输入端的热噪声电平 每个站到达基站的噪声电平相等 PINn KTB NFREP GREP PLoss 10lgnKTB高斯环境噪声NFREP直放站上行噪声系数GREP直放站上行增益Ploss直放站到基站路径衰减值 基站带干放数量考虑 基站热噪声电平升高ROT RiseOverThermal ROT 10log 10PNODE 10 10PINn 10 10PNODE 10 10log 1 10 NIM 10 引入噪声注入裕量NIM NoiseInjectionMargin NIM 10log 10PNODE 10 10PINn 10 PNODE PINn n个直放站热噪声经过放大和传输路径损耗后 到达基站接收机输入端的热噪声电平分别是 第一个站到达基站噪声PIN1 KTB NF GREP1 PLoss1第二个站到达基站噪声PIN2 KTB NF GREP2 PLoss2第三个站到达基站噪声PIN2 KTB NF GREP3 PLoss3 基站热噪声电平升高ROT RiseOverThermal ROT 10log 10PNODE 10 10PIN1 10 10PIN2 10 10PIN3 10 10PNODE 10 10log 1 10 NIM 10 引入噪声注入裕量NIM NoiseInjectionMargin NIM 10log 10PNODE 10 10PIN1 10 10PIN2 10 10PIN3 10 为方便计算 引入 下行 系统增益的概念 如下图 直放站系统增益是指基站NODE B到直放站的输出端 包含基站到直放站间损耗 天线增益及直放站增益 系统增益Gx PREP PNODE KTB 108dBm 3 84MHz NFNODE 5dB PNODE KTB NFNODE 108 5 103dBm基站的输出功率43dBm 使用10W直放站 基站系统上下行链路损耗近似相等 室内分布系统上行增益小于下行增益10dB 直放站噪声系数为5dB 通过上面的公式可以计算出 PIN KTB NFREP Gx 10 108 5 3 10 116dBm 单直放站引入后的噪声增量 N PNODE PIN PNODE 102 78 103 0 22dB5个同样地直放站同时使用该基站时 PIN5 116 10lg5 109dBm此时 N PNODE PIN5 PNODE 0 97dB 使用2W直放站 室内分布系统上行增益小于下行增益5dB 直放站噪声系数为5dB 通过前面的公式可以计算出 PIN KTB NFREP Gx 10 108 5 10 5 118dBm单直放站引入后的噪声增量 N PNODE PIN PNODE 0 14dB 10个同样的直放站同时使用该基站时 PIN5 118 10lg10 108dBm此时 N PNODE PIN5 PNODE 1 2dB 根据以上算法可以得出以下基站直接带直放站或干放的结论 一个基站最多带直放站或者干放的个数 从两个方面来看 一是直放站或干放的输出功率 二是基站的能容忍噪声的增量 结论 根据信产部外场测试结果显示 基站 无直放站和干放 50 负载时 基站底部噪声电平值为 109dBm 直放站带干放数量考虑 PIN KTB N干放 G干放下 干放到直放站损耗L NFREP GREP下 PLoss 上下行增益差值Y KTB 5 干放功率 直放站功率 5 直放站功率 基站功率 Y KTB 10 干放功率 基站功率 Y 108 10 Gx2 Y 98 Gx2 Y 单干放使用时引入到基站的噪声电平值如下 干放和直放站上下行增益差值累计Y 10dB 干放功率为5w时 Gx2 37 43 6dB那么PIN 98 6 10 114dBm N PNODE PIN PNODE 0 33dBn个干放使用时 系统到基站的噪声电平值PINn 93 Gx2 Y 10lgn 根据以上算法可以得出以下直放站直接带干放数量的结论 一个直放站最多带干放的个数 从两个方面来看 一是干放的输出功率 二是基站的能容忍噪声的增量 和直放站功率无关 和噪声系数有关 结论 直放站 干放选用考虑直放站 干放上下行增益设置直放站 干放对系统影响信源可带干放数量的考虑光纤直放站光损耗对链路的影响3G直放站 干放的监控实现方式 交流提纲 级联系统的整体噪声系数公式如下 NF NF1 NF2 1 G1 NF3 1 G1G2 在接收机中 尽管各级放大器均会引入附加噪声 但只要第一级放大器的增益很大 以后各级的噪声就可以忽略 放大器的输出噪声主要由前置级所决定 光纤直放站光损耗对链路的影响 噪声叠加原理 远端机上行信号首先进入设备低噪放 增益G1 系统第二级为光纤损耗L单纯的损耗 光纤直放站系统的噪声系数NF NF1 L 1 G1可以看出 系统中光纤损耗L越大 系统噪声系数也会变大 我们公司标称噪声系数是在光纤20Km情况下测得的 结论 1 P1 2 P2 2 在线性范围内 P0 2 P2 光损耗大小及射频信号变化关系 直放站 干放选用考虑直放站 干放上下行增益设置直放站 干放对系统影响信源可带干放数量的考虑光纤直放站光损耗对链路的影响3G直放站 干放的监控实现方式 交流提纲 发展历程 3G直放站 干放的监控实现方式 主程序操作界面 监控网络示意图 监控方式1 监控方式2 监控方式3 华盛广场组网方案 室内分布系统组网案例 通过国人直放站主机接入到网管中心所有干放通过四芯屏蔽双绞线以