室内内分布系统、直放站技术交流-京信通

室内分布系统、直放站技术交流 2009年 7月 室内分布系统 勘测 设计 实施 直放站系统 勘测 设计 实施 常见问题和典型案例 目录 室内分布系统 概述 室内分布系统是针对室内用户群、主要解决建筑物内移动通信网络覆盖的一种方案。 室内分布系统原理是通过微蜂窝基站或直放站引入信号源再由功率分配器、干线放大器、馈线、室内天线等将信号均匀地覆盖到室内的每个角落，保证室内区域拥有理想的信号覆盖。 经过大规模的基本网络建设，目前移动通信网络已经全面进入了网络深度覆盖建设和网络优化阶段。 室内分布系统 主要作用 室内分布系统的主要作用有： 盲区覆盖 划分微小区，吸纳话务量 解决网络的乒乓效应和孤岛效应 提高网络服务质量 室内分布系统 主要作用 一般高层 GSM网络的乒乓效应 一般 CDMA网络的导频污染 按信源的类别来区分可分为： (1) 宏蜂窝作信源接入信号分布系统 (2) 微蜂窝作信源接入信号分布系统 (3) 直放站作信源接入信号分布系统。 室内分布系统信源 分类 室内分布系统 分类 室内分布系统一般可分为 (1) 射频无源分布系统 (2) 射频有源分布系统 (3) 光纤分布系统 (4) 泄露电缆分布系统 室内分布系统 分类 C区 A区 B区 覆盖端机 C 覆盖端机 B 覆盖端机 A 光纤 光纤 光纤 中继端机 基站设备 光纤直放站系统 蜂窝分布系统 移频直放站系统 无线同频直放站系统 室内分布系统 勘测 勘测目的 勘测工作目的是调查了解目标覆盖点的周围环境、信号情况，从而确定工程的覆盖深度以及采用方式。勘测工作是整个项目至关重要的环节，该项工作的质量好坏直接影响到整个项目的成败，因而勘测工作必须考虑周到，考察详细，提供完整、详尽的勘测报告，以便于后续工作的开展。 勘测工具 测试手机、路测仪器、 GPS、建筑物平面图、数码相机、模拟测试仪器、卷尺、八木天线、空白勘测记录表等。 室内分布系统 勘测 勘测记录数据 地理位置、高度、层数、面积、内部结构、进行功能结构分割（确定标准层、裙楼层、地下层）、根据各层用途进行分割（区分大堂、餐饮、写字间、会议室等）。 电梯位置、数量、是否共井、停靠区间、用途等。 电气竖井位置、数量、走线位置的空余空间。 装修情况、天花板结构、电源情况、大楼接地点位置。 室内 DT测试 沿楼宇外边缘、沿楼宇内边缘靠窗米处、沿楼层中部走廊、楼梯、电梯口、根据大楼实际分割可能的弱信号区。 手机距离地面 1.5米左右，对建筑结构不同楼层每层测试，确信脱网的区域（如电梯、地下层）可不测试，标准层 5-8层间隔测试一层。 室内分布系统 勘测 信源选择 根据话务量预测及无线信号情况，结合建设方网络建设策略，确定站点选用的信号源。 如站点话务量潜力较大，为增加收入应以蜂窝作为信源；如为补盲覆盖，则采用直放站作为信源较为经济，而覆盖区若存在诸如 GSM乒乓效应等情况建议采用蜂窝作为信源，次之可采用光纤或移频直放站、微波直放站来解决。 若采用无线同频直放站，施主天线应置于可接收到良好信号的低层（ 4-8层） ,避免引入干扰信号。 随着网络的不断发展，网络数据业务传输速率和网络信号质量有着密切的关联，因此直放站在选取施主信号时一定保证使用高质量的信号。 室内分布系统 勘测 信源选择 施主天线位置尽可能低 施主天线水平半功率角尽量窄 52 220 安捷伦接收机 1530度 室内分布系统 勘测 GSM信源选择 信号质量良好，施主小区 BCCH信号调制时隙包络明显。 施主小区 BCCH电平大于所要求的输入电平，使主机可满功率输出。 施主小区 BCCH电平不能过强，以免设备前级放大器饱和。 对于宽带直放站，施主小区 BCCH应比相邻 BCCH信号电平高 6dB以上。 高质量信源信号 低质量信源信号 室内分布系统 勘测 模拟测试 根据初步方案的天线布放位置进行模拟测试。各代表楼层的天线必须进行模拟测试，最终确定天线的布放位置。 模测内容包括：同层测试、隔层穿透测试、电梯穿透测试、楼梯穿透测试、泄漏测试。 室内分布系统 设计 各项设计技术指标和设计目标按建设方和设计院要求执行。 设计原则： 利用信号源原有输出功率进行覆盖设计，先做局部设计，再做整体设计。 根据模拟测试结果，采用功率反推法确定布放天线位置和应馈功率。 对于抑制漫游信号，最小覆盖电平应比当前信号电平高 6dB以上。 对于吸纳话务量，最小覆盖电平应比当前信号电平高 6dB以上。 对于乒乓效应和孤岛效应，最小覆盖电平应比当前信号电平高 6dB以上。 切换区的确定，一般选择人员流动较少的区域。 对于微蜂窝信源，为防止信号外泄，一般在覆盖区域边缘采用定向天线，或采用“多天线、小信号”原则。 对于系统必须增加多台干放的，干放严格按并联方式设计。 室内分布系统 设计 功率反推法确定天线应馈功率 干扰信号场强： -65dBm 模拟信号源功率： 10dBm 模拟信号接收场强： -55dBm A B 如右图所示，拟在 A点安装天线，通过模拟测试在 B点接收信号强度为 -55dBm，同时 B点接收干扰信号强度为 -65dBm。 根据功率反推法，要抑制干扰信号，则须使该点覆盖场强高于干扰信号 6dB，即使该点覆盖场强达到 -65dBm+ 6dB =-59dBm；而通过模拟测试得出 AB点间的信号损耗为 10-（ -55） =65dB；因此若考虑覆盖 B点， A点天线应馈功率为 -59dBm+ 65dB=6dBm 。 室内分布系统 设计 GSM&TD-SCDMA合路设计 室内信号分布系统双频合路单元CDMA 直放站GSM 直放站室内信号分布系统双频合路单元直放站直放站CD M A + G S MM - 4000CD M A 干放GSMCD M A + G S MTO ： CD M A / G S M 双频天馈干放： 双频天馈CD M A + G S MM - 4000GSMCD M A + G S MTO ： CD M A / G S M 双频天馈： 双频天馈增加合路单元 增加干线放大器 增加跳接单元 室内分布系统 设计 电梯覆盖设计 ANT1-14F/10dBm ANT1-8F/12dBm ANT1-(-1)F/10 dBm ANT1-6F/12dBm 14F 7F -1F A梯 B梯 -56dBm -58dBm -70dBm -71dBm 1F 3F 10F -75dBm -80dBm -73dBm -78dBm 交错覆盖方式 ANT1-8F/12dBm ANT2-8F/12dBm ANT1-6F/12 dBm ANT2-6F/12dBm 14F 7F -1F A梯 B梯 -89dBm -82dBm -90dBm -85dBm 1F 3F 10F -74dBm -76dBm -70dBm -72dBm 普通覆盖方式 对数周期覆盖方式 室内分布系统 设计 电梯覆盖设计 ANT1-6F/14.2dBm ANT2-6F/14.3dBm ANT1-14F/12.2dBm ANT2-14F/12.2dBm T1-14F T2-14F 15F PS2-16F 楼梯间 14F 6F 1F -1F From： PS1-16F A梯 B梯 -61dBm -57dBm 13F -53dBm -65dBm -58dBm -67dBm -52dBm -69dBm -70dBm 12F 5F 若壁挂天线 安装在电梯井道内 ，主瓣方向指向电梯厅 ，该覆盖模式可应用在电梯厅信号不良的情况，既可以覆盖电梯厅又可以覆盖电梯箱。一副天线可覆盖 5层。 壁挂天线 安装在电梯井道内 ， 主瓣方向垂直朝上或朝下 ，该覆盖模式应用在电梯厅信号良好的情况，天线只覆盖电梯井道。一副天线可覆盖 6-8层。 壁挂天线覆盖方式 室内分布系统 设计 电梯覆盖设计 10 米A米1F 室内吸顶天线 2F 3F 4F 5F 6F 7F 8F 电梯 全向吸顶天线覆盖方式 室内分布系统 设计 电梯覆盖设计 主机 主机 随行电缆覆盖方式 室内分布系统 设计 电梯覆盖设计 泄漏电缆覆盖方式 主机 电梯箱 室内分布系统 设计 电梯覆盖设计 高动态线性放大器覆盖方式 电梯井内场强 -60dBm 接收天线 电梯放大器放置于轿厢顶部 轿厢内发射天线功率为 -300 dBm 电梯轿厢 馈线由顶端沿原有线（如电源线）进入轿厢内部 电梯井壁 室内系统天线 ,注入功率 10dBm 室内分布系统 设计 电梯覆盖设计 注意问题 无论采用哪种方式的电梯覆盖方案，应保持电梯厅与电梯井道内的信号为同一小区信号，至少应有足够的信号强度来保证顺利切换。 要求对建筑物一层大堂等人员流动较大的电梯厅，进行重点覆盖。 室内分布系统 实施 各项工程规范按建设方和设计院要求执行。 分布系统直放站设备调测项目： 基本工作频带、带内平坦度、接收信号功率、输出信号功率、增益、收发信隔离度、驻波比、噪声电平、互调干扰、带外杂散波、带外抑制度、输出光功率、接收光功率等。 测试工具： 测试手机、手提电脑、天馈线测试仪、卷尺、频谱仪等 室内分布系统 实施 在直放站的输入端测试上行噪场电平 （ 对于光纤直放站 ， 在中继端机的输入端测试上行噪声电平 ） 。 要求到达施主基站的噪声电平小于 -120dBm。 设直放站上行噪声电平为 PNR， 从施主基站到直放站输入端的信号损耗为 Lp， 则要求直放站上行噪声电平： PNR -120dBm+Lp。 上行噪声的测试 待测直放站 衰减器 频谱分析仪 施主天线 环形器或耦合器 覆盖天线 典型上行噪声波形 室内分布系统 实施 室内分布系统整体测试 信号强度 要求不低于设计要求 。 通话质量 要求话音清晰无噪声 ， 无断续 ， 无串音 ， 无单通现象 。 切换测试 进行室内 、 室外之间的通话切换测试 。 掉话率 要求在通话测试过程中掉话率不得高于 1%。 效果分析 对于室内覆盖系统的施主小区及相邻小区分别做开通前 和开通后的话务统计 ， 要求其各项指标均达到要求 ， 并 与预期效果作分析比较 。 直放站（中继器）属于同频放大设备，是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。 直放站在下行链路中，由施主天线现有的覆盖区域中拾取信号，通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。 在上行链路中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站，从而达到基站与手机的信号传递。 直放站可以扩大已建移动通信基站的覆盖范围，是解决盲区、边远地区移动通信的最经济有效的手段。 直放站系统 概述 扩大服务范围，消除覆盖盲区，如高山，建筑物，树林等阻挡物而形成的信号盲区； 在郊区增强场强，扩大郊区站的覆盖； 沿高速公路架设，增强覆盖效率； 解决室内覆盖，如大型建筑物内信号衰减信号盲区、地下商城、地铁、遂道等衰减信号盲区； 将空闲基站的信号引到繁忙基站的覆盖区内，实现疏忙； 其它因屏蔽不能使信号直接穿透之区域等。 直放站系统 主要作用 直放站系统 分类 从安装场所来分有室外型机和室内型机。 从传输带宽来分有宽带直放站和选频直放站。 从传输方式来分有无线同频直放站、光纤传输直放站和移频传输直放站。 从传输信号类型和处理方式分数字直放站和模拟直放站。 从供电方式不同 ,又有太阳能直放站。 直放站系统 分类 无线直放站 基站 施主天线 用户天线 主机 施主天线空间耦合无线接收基站信号，经主机放大后通过馈线馈入用户天线，由用户天线向覆盖区发射，并为覆盖区的移动台接收上行信号，向基站发射。 无线直放站 直放站系统 分类 无线直放站从其对无线信号的选择方式可分为 :频段选频方式和载波选频方式 频段选频无线直放站 载波选频无线直放站 L A N PAPA L A NA T TA T T监控单元N ot e B ook232 接口MTDT监控单元 接口监控单元 接口MT5W 功放L NANot e B ook232 接 口滤波器DOWN L I NK电调二功分器 3d B 电桥RC2DUP2L NA电调二功分器DUP1DTRC1监 控 单 元Car d P h one选频模块选频模块选频模块选频模块双载波功放双载波功放UP L I NKf3f2fUf1f0fU功放接 口滤波器 电调二功分器 电桥电调二功分器监 控 单 元选频模块选频模块选频模块选频模块双载波功放双载波功放中频频段选频无线直放站 载波选频无线直放站 光纤直放站 直放站系统 分类 电源单元DC - 48V （ A C 220V ）DC电源单元DCDC - 48V （ A C 220V ）MS光纤光纤PDCDC DC光发送机光接收机光模块电源DC光接收机光发送机光模块电源DC光衰减器DCPDCDC光衰减器BS电源单元（ ）电源单元（ ）光纤光纤光发送机光接收机光模块电源光接收机光发送机光模块电源光衰减器光衰减器按与基站的耦合方式可分为 : 无线空间耦合、直接耦合 按传输方式可分为 : 普通方式、波分复用、同纤传输 按所带覆盖端数目可分为 : 点对点、点对多点 直放站系统 分类 移频直放站 基站或微蜂窝作为一点对多点覆盖系统的网络信源，可通过两种链路链接。 其一、直接耦合基站或微蜂窝信号。 其二、通过无线方式耦合基站或微蜂窝信号。 近端机通过直接耦合或无线耦合方式获取信源信号 F1，并将 F1信号转换为链接信号 F2，同时将 F2信号发送给远端机。 远端机通过无线耦合方式接收近端机发射的链接信 F2，并将 F2信号转换为信源信号 F1，对覆盖区进行覆盖。 直放站系统 勘测 勘测工具 测试手机、路测仪器、 GPS、电子地图、数码相机、模拟测试仪器、卷尺、八木天线、板状天线、空白勘测记录表等。 主要勘测项目 地理位置地貌（ GPS信息）、距离施主基站的距离、工程点地形特点、用指北针确定施主天线和用户天线的方向、用电情况调查、接地情况调查。 直放站系统 勘测 路测路线选择 工程点周围小路、建筑物内部测试、坐汽车沿公路测试、坐火车沿铁路测试。 信源选择 选取原则同室内分布系统相同。 直放站系统 勘测 模拟测试（隔离度测试） 频谱分析仪 （综测仪）点频信号输出 RF OUT RF IN 施主天线 覆盖天线 隔离度：表指无线直放站覆盖天线端口与施主天线之间信号的损耗 测量方法 (采用频谱仪测量 )： 把频谱仪的 RF OUT端口连接到覆盖天线端， RF IN端口连接到施主天线端，连接方式如上图所示。 调频谱仪（信号发生器）产生一个中心频率为工作频带内测试信道（空闲信道）的频率、信号强度为 20dBm的点频信号 PT，通过 RF OUT 端口馈入覆盖天线发射出去。 用频谱仪观测从施主天线接收的从覆盖天线发射过来的信号 PR，则隔离度 I= PT- PR，单位是 dB。 直放站系统 勘测 隔离度要求 施主天线前后比 F/BD 覆盖天线前后比 F/BP 障碍物损耗 LW 隔离度计算如下： I = F/BD + LW + F/BP + LP 收发隔离要求： I-1 GREP 式中 F/BD：施主天线前后比； F/BP：覆盖天线前后比； LW：障碍物损耗 LW； GREP为直放机的增益； LP：自由空间传播损耗； LP = 32.4 + 20 logD+ 20 logF； D：两天线间距离，单位 km； F：频率，单位 MHz。 直放站系统 设计 各项设计技术指标和设计目标按建设方和设计院要求执行。 设计原则： 收发信隔离度大于系统增益 15dB。 计算天线口功率时不含天线增益。 系统设计方案中 必须保证上下行增益平衡，上行不干扰基站。 信源选择： 频段选频直放站：用于施主小区信号强度 次强小区信号强度 6dB。 载波选频直放站：用于施主小区 信号强度与次强小区信号强度相差不大，抑制多频点交调产物，杂散干扰，保证主机输出功率时。 光纤直放站：主要用于无法选取施主小区信号时，传输距离远。 移频直放站：主要用于信源复杂地区，隔离度难以实现的区域。 数字光纤直放站：大型建筑、道路、风景区、农村、高速、高铁。 微波数字直放站：大型小区、厂矿、复杂市区。 直放站系统 设计 一般在有山体等阻挡的情况下，在拐角处一方面用户占用的原小区的信号急剧衰减，而同样由于山体的阻挡，用户不能及时切换至新的小区，容易造成用户通话质量急剧恶化，以至掉话。 山 坡 山 坡 山 坡 山 坡 对于“拐角效应”的抑制，主要是解决拐角处切换不畅的问题，我们采用无线或光纤直放站来延伸拐角两端任一基站的信号 ，增加两小区在道路上的重叠范围，使用户有条件进行平滑切换。 拐角效应 直放站系统 设计 覆盖类型 B T S公路C om b aR - 9122公路公路B T S公路C om b aR - 9122公路单波束 双波束 直放站系统 设计 覆盖类型 BS光纤覆盖端机光纤Com b a中继端机覆盖端机光纤覆盖端机B T S F1 F2 F2 F2 F1 F1 F1 近端机 F1 F1 F1 F1 F1 F1 光纤一点对多点 移频一点对多点 直放站系统 实施 覆盖类型 各项工程规范按建设方和设计院要求执行。 直放站各项调测指标与室内分布系统中相同，上行噪声的测试相同。 直放站开通后应特别注意是否存在自激现象，上下行是否平衡。 常见问题和典型案例 信号外泄 切换掉话 如果室内小区的信号外泄，容易造成临近道路上的用户切入室内小区，而又由于很快远离室内小区而造成来不及切换而掉话。 解决方案：控制外泄 INDOOR CELL OUTDOOR CELL 如果室内小区的信号在大堂的电梯厅没有足够强，容易造成用户由室外进入大堂直至进入电梯一直占用室外小区信号，造成无法切换而掉话。 解决方案：重点增强电梯厅信号 常见问题和典型案例 时延对 CDMA光纤直放站的影响 如果手机收到直放站信号与施主基站信号相对延迟 Delay relative小于 40 chips， 一般可认为直放站信号是寄主基站信号的一路多径。 如果 Delay relative 大于 40 chips，一般情况下直放站信号将被当做重叠覆盖邻小区的信号。 必须选择与直放站覆盖区无重叠的基站小区作为施主。 8k m10k m10 k m / 0 .2 44 c h ip s/ km = 41 c h ip sD el a y r e l a t i v e = D el a y donor - to - r e p e a t e r + D el a y t r a n s c e i v e r s + D el a y r e p e a t e r + D el a y r e p e a t e r - to - m o b i l e D el a y donor - to -m o b i l e= 125 + 2 + 6 + 33 41 = 12 5 De la y t r a n s c e iv e r s = 2 * 1 . 2 2 8 8 = 2 c h ip sDe la y r e p e a t e r = 5 * 1 .2 2 8 8 = 6 c h ip s8 km / 0. 24 4 ch ip s/ km = 3 3 ch ip s光纤直放站寄主基站25 km / 0. 2 c hi ps / km = 12 5 ch i p s光纤直放站寄主基站 光纤直放站寄主基站 常见问题和典型案例 时延对 GSM光纤直放站的影响 如果直放站覆盖区与施主基站覆盖区有重叠，则在重叠覆盖区，两信号将互为多径干