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室内分布系统培训 舟山事业部2011年2月 目录 何谓射频 射频是无线电频率 Radiofrequency 的简称 RF 射频是指能够承载信号能量的无线电波 它可通过天线发射和接收 並以交变的电磁场形式在自由空间以光速传播 碰到不同介质时传播速率发生变化 也会发生电磁波反射 折射 绕射 穿透等 引起各种损耗 移动通信系统使用频段 接收机的热噪声功率电平 底噪 任何一个无线通信接收机能否正常工作 不仅取决于所能获得的输入信号的大小 而且也与其内部噪声以及外部噪声和干扰的大小有关 接收机内部噪声也称为热噪声 它是由电子运动所产生的 其定义是指当温度为290 K 17 C 时 由接收机通带 通常由接收机中频带宽所决定 所截获的热噪声功率电平 这个热噪声功率电平也称为接收机的底噪 是计算接收机噪声的基本参数 No KTB W B 接收机 中频 带宽T 绝对温度值290 23K 玻尔兹曼常量1 37 10如用dBW表示 可写为No dBw 204dBW 10lgB或 174dBm 10lgB对于G网 B 200KHz 10lgB 53dBHz No 121dBm 最大干扰容限 在最大干扰容限的仿真模拟测试中 有关主管部门提出的一个标准是以接收机灵敏度 射频线性部分 恶比0 8dB为标准 这相当于在被干扰信号上迭加了一个比它低6 9dB 以下计算以7dB计 dBm 的干扰信号 各系统干扰容限表 发信功率及其单位换算 通常发信机功率单位为 瓦特 W 它也可以表示为dBW 即以1W为基准的功率分贝值 即Pt dBW 10lgPt W 1W为了便于计算 发信功率单位也可用 毫瓦 mW 表示 同样 它也可以表示为dBmW 简写为dBm 即以1mW为基准的功率分贝值 即 Pt dBm 10lgPt mW 1mW而因为1W 1000mW所以1dBW 30dBm 是指发生在无线电频谱内的干扰 接收机收到无用信号时会导致有用信号的接收质量下降 出现信息差错或丢失 甚至会阻断通信 这就是通常所说的无线电干扰 无无线电干扰通常有如下几类 同信道干扰与有用信号载频相同的无用信号对有用信号接收机造成的干扰均称为同信道干扰 邻道干扰由相邻信道的信号发射功率落入相邻信道的接收机通带内所造成的干扰称为邻道干扰 带外干扰由发射机的谐波或杂散辐射落到有用信号接收机通带内所造成的干扰称为带外干扰 互调干扰包括发射机互调干扰和接收机互调干扰 当多部发射机载频信号落入另一部发射机时 由于在非线性作用下相互调制 产生不需要的组合频率产物 从而对与这些组合频率相同的接收机造成干扰 称为互调干扰 当多个强信号同时进入一部接收机时 在接收机非线性作用下产生组合频率产物 落入接收机通带内造成的干扰 称为接收机互调干扰 阻塞干扰当接收机收到一个强干扰信号时 会使其灵敏度降低 严重时会造成通信中断 称为阻塞干扰 来自工 科 医等非无线电设备的干扰一些非无线电设备在运行时产生的无线电波辐射 对无线电台 站 会产生有害干扰 称为非无线电设备辐射干扰 主要包括工业用的高频炉 热合机 高压电线 发电机和电动机等 交通工具如摩托车 电车 轮船点火系线统等 医疗用高频设备 X光机以及内外科医疗仪器设备等 无线电干扰 室内分布系统概述 室内信号存在的问题由于建筑屏蔽 隔墙 楼层 信号多径衰落的影响 会导致如下问题 孤岛效应 顶部 乒乓效应 中部 盲区 弱信号区 电梯 地下室 网络繁忙 大型商场 展览中心 室内信号分布系统 隔墙的阻挡 5 20dB 楼层的阻挡 20dB以上 家具等其它障碍物的阻挡 2 15dB 多路径衰落 10dB 高层建筑 20层以上 孤岛效应 同频 领频干扰严重 手机无法登录 乒乓效应 信号强度理想 但切换频繁 通话困难 需要考虑的因素 室内分布系统 直放站是基站 BS 与移动台 MS 之间的中继转发器 实际上就是一个同频双向放大的中继站 Repeater 直放站系统概念 直放站系统的组成 直放站种类及应用 目前国际上流行的各类方案 无线直放站 光纤直放站 移频直放站 塔顶放大器 室内信号分布系统 Repeater DT MT 施主天线 覆盖天线 无线直放站 空间耦合方式 室外无线直放站的应用 无线同频直放站 无线直放站的特点与应用范围 一 信号源较纯净 接收场强要强 施主信源小区BCCH信号电平值比相邻小区BCCH信号电平值一定要高出6dBm以上 二 设置工作频段 需包含施主信源小区所有工作频点 如 工作频点为7 28 65 82 90 设置的工作频段为5 92就满足 三 收发天线的隔离度问题 否则会引起系统自激 无线同频信源选取原则 直放站收发天线的隔离问题 远端机 MS 中继端机 BTS 光纤 耦合器 光纤直放站的应用 光纤直放站 直接耦合方式 光纤直放站 光纤直放站的应用 光纤直放站的特点与应用范围 特点采用基站直接耦合方式 经光纤中继设备将GSM CDMA信号传输到远端覆盖区 输出信号频率与输入信号频率相同 透明信道 覆盖区天线可根据地形情况选择全向或定向天线 不存在直放站收发隔离问题 选点方便 光纤中继距离可达20公里 一个光中继设备可同时与多个覆盖端机连接 设备安装点所需条件光中继端到覆盖区远端 需一对空闲或已占用但有空闲窗口的光纤 或一条有两个空闲窗口的单模光纤 应用范围填补盲区扩大覆盖 特别是接收不到空间无线信号的地区 无法安装无线中继站的地方 适用于村镇 公路 厂矿 小区 旅游景点等 话务分流将空闲小区的信号经光纤引到高话务量区域 分流该区域的话务量 直放站的主要功能是使覆盖 盲区 消失 或者使覆盖 热点 缓解 总之 是增加了覆盖面积 同时 直放站作为有源系统不可避免地将噪声叠加于施主基站的接收端 降低了施主基站接收机的灵敏度 也必然减少了施主基站的覆盖面积 我们的任务就是对直放站引入的噪声增量与覆盖面积的变化定量地作一描述 直放站引入的噪声增量 直放站引入的噪声增量 在工程上控制基站噪声增量可以采用 改变GR 改变LP 改变PL完成 施主基站噪声增量与直放站覆盖面积直接有关 应求得平衡 工程上 应允许噪声增量在0 97 3dB之间为好 具体取值应首先满足对直放站覆盖面积的要求为准 应用 室内分布系统中无源器件介绍 天线馈线功分器耦合器负载衰减器3dB电桥合路器 2020 3 17 27 可编辑 插入损耗 信号源输出最大功率 Pa 与负载吸收功率 PL 之比的分贝数LA 10lgPa PL输入驻波比 反射系数与回波损耗 电压或电流波的最大值 电压或电流波的最小值 反射波电压或电流 入射波电压或电流 1 1 RL 20log 1 1 功率容量 正常工作时通过的最大功率三阶互调 发射信号落在接收带内的最大互调产物 室内分布系统中无源器件参数介绍 隔离度 当主路接匹配负载时 各输出口的对端隔离 幅度平衡 指频带内所有输出端口之间的幅度误差最大值 驻波比 指沿着信号传输方向的电压最大值和相邻电压最小值之间的比率 注 驻波比和回波损耗是描述器件同一电气指标的两种不同的表达方式 二 无源器件 功分器 功分器 是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等能量的器件 也可反过来将多路信号能量合成一路输出 此时也可称为合路器 一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度 功分器的产品种类 800MHz 2500MH宽频腔体功分器 功分器的典型指标 电气指标参数说明 插入损耗 器件直通损耗 其计算公式为所有路数的输出功率之和与输入功率的比值 或单路的实际直通损耗减去理想的分配损耗 一般理想分配损耗由下式获得 理想分配损耗 dB 10log 1 N N为功分器路数 无源器件 功分器 在分布系统中 功分器作为下行信号来说是个功率分配器 对上行信号来讲又是个 小信号 合路器 功率分配器上标注的功率是指输入端口的最大输入功率 而作为 小信号 合路器来讲 不能在输出端口按标注的功率输入信号 功分器的功率容量 承载功率与输入功率 基站大功率耦合器 800MHz 2500MH腔体定向耦合器 无源器件 耦合器 耦合器的典型指标 二 无源器件 耦合器 耦合度 当其余端口接匹配负载时 耦合端输出功率与主线输入功率之比 耦合损耗 由于一定能量传输到耦合端而引起主线输出功率减小 它等于主线插入损耗的理论值 主线插入损耗的最小理论值与耦合度的关系如下 电气指标参数说明 二 无源器件 耦合器 主线损耗 当匹配负载接主线外各端口时 主线插入损耗包括能量耦合损耗和能量耗散损耗两方面 如7dB耦合器的主干损耗为 主干损耗 典型值 0 9665 0 25 1 2665dB若考虑波动 设波动为 0 5dB 则7dB耦合器的主干损耗应为1 35dB 隔离度 当输入端接匹配负载时 输出口与耦合口之间的隔离 方向性 当功率在指定方向上传输时 耦合端口的输出功率与同样功率在相反方向传输时同一耦合端口的输出功率之差 方向性 隔离度 耦合度例如 6dB的隔离度是38dB 耦合度实测是6 5dB 则方向性 隔离度 耦合度 38 6 5 31 5dB 电气指标参数说明 二 无源器件 耦合器 功率容量 承载功率 在耦合器上标注的功率同样是指输入端口的最大输入功率 输出口和耦合端口不能用标注的最大功率输入 输出口和耦合端口的最大输入功率由耦合度和负载电阻决定 驻波比 指沿着信号传输方向的电压最大值和相邻电压最小值之间的比率 注 驻波比和回波损耗是描述器件同一电气指标的两种不同的表达方式 电气指标参数说明 二 无源器件 耦合器 dB电桥的定义 d 电桥是定向耦合器的一种 作为功率合成器使用时 两路输入信号接入互为隔离端口 而耦合输出和直通输出端口互易 如作为两路输出 不考虑损耗 则输入信号功率之和平分于两输出口 无源器件 dB电桥 主要应用于同频段内不同载波间的合路应用 电桥的典型指标 二 无源器件 dB电桥 合路器简介合路器分为同频合路器和异频段合路器两种 异频段合路器是指两个不同频段的信号功率进行合成所用 无源器件 合路器 合路器的典型指标 双频合路器CM 2WNN1D01 二 无源器件 合路器 应用功能对比 合路器 电桥 功分器 二 无源器件 合路器 工程中通常使用的是同轴型衰减器 通常有固定及可变衰减两种 衰减器主要用于检测系统中控制微波信号传输能量 消耗超额能量 因而扩展信号测量的动态范围 诸如功率计 频谱分析仪 放大器 接收器等 负载是一种特殊的衰减器 衰减度为无限大 衰减器的分类主要是根据衰减度的不同和功率容量的不同 无源器件 衰减器 衰减器的定义 馈线 是传输高频电流的传输线 馈线 天线 antenna 是将高频电流或波导形式的能量变换成电磁波并向规定方向发射出去或把来自一定方向的电磁波还原为高频电流的一种设备 转接头 把不同类型的传输线连接在一起的装置 天线 故障现象覆盖区无信号覆盖区信号变弱通话质量差手机上线困难上行干扰基站监控问题 直放站故障现象 信源问题信源小区主导信号不明显 直放站放大无主导信号 在直放站覆盖区的信号会来回切换 通话断续不清 甚至掉话 信源小区故障 影响直放站覆盖区也不能通话 施主信源同 邻频干扰 影响直放站覆盖区通话断续不清晰 甚至掉话等现象 信源小区改频或天线做调整 如直放站未及时随着调整 会引起直放站覆盖区无信号 信号变弱 通话质差 掉话等现象 直放站故障现象 设备问题电源模块故障 直放站覆盖区无信号 主机下行模块增益不足或无增益 如下行低噪放 下行选频功放模块 下行功放模块产生故障 则会引起覆盖区信号变弱或无信号 以及通话断续不清晰 甚至掉话现象 主机上行模块增益不足或无增益 如上行低噪放 上行选频功放模块 上行功放模块 则会引起覆盖区有信号 手机较难打电话或打不了电话 甚至与其他小区切换会产生掉话现象 天馈线系统问题接收天馈线系统异常 比如天馈线及接头进水或被压扁 引起驻波高 Sit