无线通信基础知识(精简版).ppt

无线专业基础知识培训 2010年10月 目录 典型的移动通信系统天线基础知识无线网络规划基础 GSM系统结构 BSS是NSS和MS之间的桥梁 主要完成无线信道管理和无线收发功能 BSS主要包括基站控制器BSC和基站收发信台BTS两部分 BSC 位于MSC与BTS之间 具有对一个或多个BTS进行控制和管理的功能 主要完成无线信道的分配 BTS和MS发射功率的控制以及越区信道切换等功能 BSC也是一个小交换机 它把局部网络汇集后通过A接口与MSC相连 BTS 基站子系统的无线收发设备 由BSC控制 主要负责无线传输功能 完成无线与有线的转换 无线分集 无线信道加密 跳频等功能 BTS通过Abis接口与BSC相连 通过空中接口Um与MS相连 此外 BSS系统还包括码变换和速率适配单元TRAU TRAU通常位于BSC和MSC之间 主要完成16kbps的RPE LTP编码和64kbps的A律PCM编码之间的码型变换 BTS结构 按制式分类 GSM基站 CDMA基站 PHS基站按频段分类 900M 1800M按站型分类 宏站 微站 直放站按用途分类 覆盖站 容量站 容量兼覆盖站按天线分类 全向站 定向站 全向 定向站 GSM承载能力 单载频承载用户数如果该载频上不含BCCH信道 则每个载频是8个时隙 也就是在同一时刻能多8个用户接入 如果开半速率则最多语序同时16个用户接入 单载频承载erl数如果该载频上不含BCCH信道 那么每个载频是8个时隙 按照0 02的呼损 一块载频8个信道能承受的话务量是3 63erl 从全网来看 一般忙时1个载频理论平均承载4 5爱尔兰的话务量 也就是200个左右的用户 平均每个用户只有2 2 5 的时间在打电话 其他时间待机 已可用以下方法对新增载频数进行计算 根据集团对载频利用率为70 计算 全网用户数 单机话务量 全网载频数 单载频理论承载erl数 70 则新增用户数对应需新增载频数 新增用户数 单机话务量 载频数单载频理论承载erl数 70 已仁怀市区为例 若新增10000用户 单载频理论承载话务量按4 5erl计算 则对应需新增的载频数 10000 0 016 4 5 70 50 79 在计算新增载频数时 建议各地级市及县公司单机话务量取0 016erl 遵义市取0 022erl 该单机话务量为参照其他地州市区及县级市取值 遵义各地级市及县公司单机话务量已现网提取数据为准 单载频理论承载话务量为4 5erl 基站图例 自建房 升高架 自建房 铁塔 抱杆基站 三角杆基站 宏基站作为主要覆盖方式 适合高密度话务量地区 每小区的覆盖半径大多为400m 25km发射功率较强 一般在10w以上一般需要机房 配套电源等辅助设施 微基站作为宏基站的补充和延伸 应用于 宏蜂窝覆盖不到又有较大话务量的地点作为热点应用的场合一般是话务量比较集中的地区 对配套设施的要求较低 载干比要求高 需严格控制天线增益 发射功率 TD SCDMA的关键技术 TD关键技术多址技术 双工技术 码道数量 接力切换 联合检测 同步方式 智能天线 TD SCDMA FDMA TDMA CDMA 智能天线 基本原理 天线圆阵 天线线阵 TD SCDMA信道组成 TD SCDMA各业务占用码道数 TD SCDMA每载频分为7个时隙 每个时隙16个码道 时隙及码道组成如下图 TD SCDMA承载能力 对于CS12 2K语音业务 1块载频若上下时隙对称 上下行时隙配置为3 3 上下行各需2个码道才能承载 所以一个时隙能容纳8个12 2K语音用户 对于主载频 其TS1时隙需要2个码道做PRACH信道 所以要少一个用户 则该载频能容纳7 2 6 23个用户数 若一个小区配置3块载频 1个主载频 2个辅载频 上下时隙配置对3 3 则该小区支持语音用户数位则为23 24 24 71个 对于64K业务 上下行都需要8个码道 若一小区配置3块载频 上下时隙配置为2 4 TS1时隙需要2个码道做PRACH信道 则主载频32个码道剩余24个码道支持3个用户 每块辅载频支持4个用户 所以整个小区能容纳11个63K业务用户 目录 典型的移动通信系统天线基础知识无线网络规划 12 天线知识 基本常识 无线电发射机输出的射频信号功率 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 并通过馈线送到无线电接收机 可见 天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备 没有天线也就没有无线电通信 从实质上讲天线是一种转换器 在移动通信系统中使用的基站天线一般多为由基本单元振子组成的天线阵列 通信天线基本功能辐射和接收无线电波 发射时 把高频电流转换为电磁波 接收时把电磁波转换为高频电流 导线上有交变电流流动时 就可以发生电磁波的辐射 辐射的能力与导线的长度和形状有关 如图1 1a所示 若两导线的距离很近 电场被束缚在两导线之间 因而辐射很微弱 将两导线张开 如图1 1b所示 电场就散播在周围空间 因而辐射增强 必须指出 当导线的长度L远小于波长 时 辐射很微弱 导线的长度L增大到可与波长相比拟时 导线上的电流将大大增加 因而就能形成较强的辐射 通信天线种类 按工作频段 超长波 长波 中波 短波 超短波 微波天线 按方向性 全向 定向天线 按结构特性 线天线 面天线 图1 1a 图1 1b 天线知识 基本常识 目录 典型的移动通信系统天线基础知识无线网络规划基础 无线网络规划流程 测试分析工程调整 无线网络规划分为前期准备 预规划 详细规划三大部分 建成后期通过网络优化对网络进行优化 调整 前期准备 包括集团发展策略理解 区域政治 经济发展情况以及省公司和分公司的业务发展需求了解 现网2G站点 小区 工程参数和话务 流量 数字地图 传播模型 业务模型等规划信息的收集 预规划 通过对规划信息的整理和分析 综合考虑现网业务需求 通过链路预算和容量估算确定网络规模 详细规划 通过站点规划 勘察确认 仿真的循环过程 使站点方案满足规划指标需求 包括覆盖规划 容量规划和性能评估 覆盖 容量 质量平衡 质量目标 覆盖目标 容量目标 加大室内分布建设力度 有数据业务需求的室内分布系统要100 开通TD 覆盖数据业务热点 实现室外成片连续覆盖 数据业务热点地区的TD室外覆盖要100 达到GSM覆盖水平 实现成片连续 根据业务发展水平 满足当期用户需求 1 覆盖区内无线可通率 移动台在无线覆盖区内90 的位置 99 的时间可接入网络 2 无线信道呼损 无线信道呼损市区不高于2 郊区不高于5 3 块差错率目标值 BLERTarget 话音1 CS64K0 1 1 PS数据5 10 无线网络规划 目标 TD SCDMANodeB TD SCDMANodeB 各业务覆盖半径基本相同 12 2kbps 64kbps 384kbps 不同速率业务覆盖半径基本相同 无明显 呼吸效应 传统的CDMA系统 负荷和干扰的上升对系统的服务质量 覆盖 容量会造成较大的影响 TD SCDMA系统各种多址技术使产生呼吸效应的因素显著降低 智能天线和联合检测技术最大限度的克服了小区呼吸效应 联合检测技术给系统带来较大增益 使小区内干扰因子下降智能天线波束赋形进一步减少小区内和小区间干扰采用多小区联合检测技术后 使得干扰进一步降低 无线网络规划 预规划 通过完善的一次性全网规划 保证网络规划的战略性目标 降低扩容对现网运行系统的影响 保证无线网络的低复杂性 易于网络建设和网络维护 一次规划 分期建设 无线网络规划 预规划 基站设置原则 宏基站 20 8防雷保护器 主馈线 7 8 5馈线卡 6走线架 4接地装置 3接头密封件绝缘密封胶带 PVC绝缘胶带 1天线调节支架 GSM CDMA板状天线 抱杆 50 114mm 2室外馈线 9室内超柔馈线 7馈线过线窗 基站主设备 天馈系统示意图 基站设置原则 宏基站 满足覆盖和容量要求 参考链路预算的计算值 充分考虑基站的有效覆盖范围 使系统满足覆盖目标的要求 充分保证重要区域和用户密集区的覆盖 包括党政军重要机关 移动分公司所在地 世界文化遗产风景区 机场火车站交通枢纽 企业办公楼 商业中心 酒店和娱乐场所等 进行需求预测 将基站设置在真正有话务和数据业务需求的地区 各类区域站间距建议区间为市区 400 800米 郊区 800 1200米 交通干线 铁路 高速公路 2000 3000米 满足网络结构要求 基站站址在目标覆盖区内尽可能平均分布 尽量符合蜂窝网络结构的要求 基站站址分布与标准蜂窝结构的偏差应小于站间距的1 4 避免周围环境对网络质量产生影响 天线高度在覆盖范围内基本保持一致 不宜过高 且要求天线主瓣方向无明显阻挡 基站设置原则 宏基站 机房选择 一般情况下 新建基站机房使用面积需要25平米 若兼顾未来发展需求 可按40平米考虑 若主设备采用挂墙式BBU RRU 机房使用面积应不小于15平米 机房高度 大于2 6米机房楼面均布活荷载标准值应达到6kN 平米 电信专用房屋设计规范 站址选择 基站站址宜选在交通便利的地方 不宜在大功率无线发射台 大功率电视发射台 大功率雷达站以及有电焊设备 X光设备或产生强脉冲干扰的热和机 高频炉的企业或医疗单位附近设站 站址不应选择在易燃 易爆的仓库和材料堆积场 以及在生产过程中容易发生火灾和爆炸危险的工业 企业附近不宜选择在生产过程中散发有害气体 多烟雾 粉尘 有害物质的工业企业附近 远离加油站 至少保证 油量少于50立方时间距大于12m 油量为50 1000立方时间距大于15m 油量为1000 2000立方时间距大于20m 基站尽可能避免设在雷击区严禁将基站设置在矿山开采区和易受洪水淹灌 易塌方的地方 机房不应选择木质结构或钢木结构房屋 不同通信铁塔间距离应保证50m以上 如果小于50m 必须要在不同地网间保证三点以上互连 当基站需要设置在飞机场附近时 其天线高度应符合机场净空高度要求 并且需经相关部门批准 高压线附近设站时 通信机房应保持20m以上的距离 铁塔离开高压线距离必须在自身塔高以上 外电引入交流电缆的选择 业主应该提供1路不小于三类的市电电源 80A 或以上 容量的分路开关 基站设置原则 宏基站 站址选择 基站站址不宜选择在环保评估敏感区域 如学校 医院 部队 由于无委要求对每个新建基站进行环境评估 应该在查勘报告中详细记录敏感单位情况 包括敏感单位名称 方向 距离等新选站与周边基站要尽量新城理想蜂窝结构为达到较好的覆盖效果 选址的楼宇一般要控制在规划点方圆R 4范围内 R为基站覆盖半径天线高度在覆盖范围内基本保持一致 不宜过高 且要求天线主瓣方向无明显阻挡要充分考虑基站的有效覆盖范围 使系统满足覆盖目标的要求 如农村站点尽量设置在地势相对较高处天线高度在覆盖范围内基本保持一致 不宜过高 且要求天线主瓣方向无明显阻挡密集市区 新选站高度应控制在25 40米之间一般市区 新选站高度应控制在30 50米之间其他区域 新建站高度应控制在60米以内市区边缘或郊区的海拔很高的山峰 与市区海拔高度相差100米以上 一般不考虑作为站址 根据仿真结果确认的天线方向角度 需要确认相应方向角是否有合适的天线安装位置不宜选择坡屋顶的房屋安装天线 定向天线要求前方无障碍物阻挡 全向天线要求保证4 6米的隔离度 安装在同一水平高度上 全向天线离塔体的水平距离应大于1 5米由于智能天线的波束较窄 且智能天线的性能对TD系统网络覆盖效果有着极其重要的影响 因此在天线安装时对周围阻挡的要求也应更为严格 具体要求为 天线前方150米内没有高楼阻挡 沿天线扇区方向 自天线顶端至屋面边沿 或女儿墙边沿 的连线与抱杆之间的夹角小于等于45 同一TD基站三个扇区天线间的间距要求 水平间距 2m 如果条件不具备 特殊情况下可以 1 5m 垂直间距 上层天线下缘与下层天线上缘 1 0m 特殊情况下可以 0 5m 相应方向角是否有合适的天线安装位置 基站设置原则 宏基站 新建基站查勘 基站天面要求 因为TD天线面积比2g天线大 且有室外RRU单元或者功放单元 相对于2G TD对天线的安装方面有特殊的要求 TD SCDMA天线受风面积大 天线的风荷载计算是重点 依照国标 建筑结构荷载规范 GB50009 2001中对风荷载计算的相关条文 对风载计算中的主要参数作出统一规定 计算出单副天线风荷载值 一般情况 TD天线安装方式分为铁塔上安装 增高架安装 抱杆安装常用的抱杆安装方式有附墙安装 配重式安装和三叉式安装附墙安装就是抱杆直接用锚栓和抱箍固定在墙体上 需要注意RRU或者功放的安装位置 配重式安装就是利用配重块来固定天线抱杆 需要核实屋面的承重能力 在北方地区还需注意不能破坏屋面的保温层 植筋式安装需要抱杆的支撑件与楼面有效连接 需要破坏防水层和保温层 天线安装方式 铁塔在原天线平台安装TD天线时 可按迎风面积等效的原则 核算现有铁塔是否满足抗风要求 如平台已占满 需在塔身加装支臂 则应根据现有G网天线的实际尺寸 结合原设计要求 判断加装TD天线后 塔架受风面积有无超标 必要时 需提请原设计单位进行铁塔承载力复核 对屋面升高架也可以按照上述原则 结合原设计工艺要求 判断是否可以利旧 由于升高架情况较复杂 尚应根据塔架自身状况和结构锚固条件进行判断 一般情况下 楼顶抱杆的长度为4米或6米 长4米的较多 楼顶增高架的高度为6到12米 楼顶铁塔的高度为15米 20米 25米 30米 地面钢管塔的高度为35 50米 地面角钢塔的高度为35 70米 天线安装方式 基站设置原则 宏基站 GPS作为同步定位设备引入TD系统 是不可缺少的组成部分 对于室外宏蜂窝站点GPS安装位置所处天空视野应开阔 周围没有高大建筑物阻挡 距离屋顶小型附属建筑物应尽量远 安装GPS天线的平面的可使用面积越大越好 天线上方90度范围内 至少南向45度 应无建筑物遮挡 GPS安装位置尽量不要位于微波天线的微波信号下方 高压电缆下方以及电视发射塔的强辐射下 GPS天线安装要求 基站设置原则 宏基站 从防雷的角度考虑 天线应处在避雷针的保护范围内 即避雷针顶端与GPS天线的连线与竖直方向的夹角应小于45 避雷针与GPS天线的水平距离在2 3米为宜 并且应高于GPS天线接收头0 5米以上 GPS安装位置尽量不要安装在屋顶四周的矮墙上 不要安装在屋顶的角上 屋顶的角最易遭到雷击 GPS馈线不应有过多的转弯 总长度不超过120米 如果扇区天线之间的位置相隔较大时 GPS天线安装在3个扇区天线的中间位置 GPS天线安装要求 基站设置原则 宏基站 同一TD基站三个扇区天线间的间距要求 天线边缘水平间距 1 0m 如果条件不具备 特殊情况下可以 0 5m 垂直间距 上层天线下缘与下层天线上缘 0 5m TD SCDMA线阵和GSM1800定向天线之间间距要求 并排同向安装时 水平隔离距离 2m 垂直距离 0 5m TD SCDMA线阵和GSM定向天线之间背靠背安装时 水平隔离距离 1m 垂直距离 0 2m TD SCDMA线阵和CDMA2000定向天线之间间距要求 并排同向安装时 水平隔离距离 1m 垂直距离 0 5m TD SCDMA与PHS隔离要求 避免TD的天线和PHS的天线处在同一个水平面内 TD SCDMA天线应避免直接指向PHS天线 TD SCDMA 2010 2025MHz 与其他系统共站时的干扰协调 TD SCDMA 1880 1900MHz 与其他系统共站时的干扰协调 TD SCDMA线阵和GSM1800定向天线之间间距要求 并排同向安装时 水平隔离距离 2m 垂直距离 0 5m TD SCDMA线阵和GSM定向天线之间背靠背安装时 水平隔离距离 1m 垂直距离 0 2m TD SCDMA线阵和CDMA2000定向天线之间间距要求 并排同向安装时 水平隔离距离 4m 垂直距离 1 5m TD SCDMA与PHS隔离要求 目前无法通过工程隔离手段实现1880 1900MHz频段TD SCDMA和PHS共址 综合上述分析结论 该频段优先考虑在室内分布系统使用 且需考虑应用场景内是否有PHS干扰 基站设置原则 宏基站 基站设置原则 室内覆盖 总体原则TD SCDMA室内分布系统建设以改造现有GSM室内分布系统 2G 3G共用方式为主 室内外覆盖一体化 确保分布系统提供良好的室内覆盖 同时要避免对室外构成强干扰 室内外异频 室内外采用异频组网方式 室内分布系统的改造要综合考虑GSM900 GSM1800 TD SCDMA和WLAN的需求 适当保证室内PHS天线和TD SCDMA的天线的隔离 保证PHS不会对室内TD SCDMA信号源产生干扰 指标要求无线信道呼损 无线信道呼损不高于2 无线覆盖区内可接通率 要求在无线覆盖区内的90 的位置 99 的时间移动台可接入网络 块差错率目标值 BLERTarget 话音1 CS64k0 1 1 PS数据5 10 机房土建 各分公司应加大房屋购置力度 提高机房自有率 尽早抢占优质站点资源 为TD的后期建设及全业务运营做好准备 天面土建 在城区建设中尽量采用美化天线 以改善基站与周边建筑的协调性 适应城市未来的发展 树立中国移动良好形象 由于原有条件不适合采用美化天线的再采用抱杆 其他土建配套 新建宏站机房设置1台5P空调 微基站采用1台3P空调 1套消防 1套监控 室内覆盖机房环境允许的情况下设置1台空调 1套消防 1套监控 以上均由集团公司投资 共址站的新增则由上市公司投资 基站设置原则 土建配套 适用直流环境站点必须采用直流电源 其他考虑交流供电 室内覆盖的后备电源时长 可根据现场环境可调整 环境允许 室内覆盖建议直接采用 48V 250A开关电源 蓄电池配置 48V 300Ah两组 室外覆盖建议直接采用 48V 300A开关电源 蓄电池配置 48V 500Ah两组 共址宏站尽量采用2G电源 48V 若要增加电源尽量考虑落地一体化开关电源 蓄电池配置 48V 200Ah一组 基站设置原则 电源配套 开关电源 新建站 高频开关组合电源机架容量均按600A配置 整流模块容量按本期负荷配置 整流模块数按n 1冗余方式配置 本期配置250A 共址站 对于原有设备不能满足容量需求的进行扩容或改造 在基站机房面积 楼板荷载及市电容量等条件许可的条件下 尽量为TD SCDMA设备独立配置一套 48V直流电源系统 蓄电池 新建站