GSM室内分布系统培训教材2.doc

. . . .1. GSM室内分布系统2. 简明培训教材3. 第一章 系统概述4. 1.1原理概述5. 1.1.1室内覆盖系统意义6. 随着城市里移动用户的飞速增加以及高层建筑越来越多，话务密度和覆盖要求也不断上升。这些建筑物规模大、质量好，对移动电话信号有很强的屏蔽作用。在大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境下，移动通信信号弱，手机无法正常使用，形成了移动通信的盲区和阴影区；在中间楼层，由于来自周围不同基站信号的重叠，产生乒乓效应，手机频繁切换，甚至掉话，严重影响了手机的正常使用；在建筑物的高层，由于受基站天线的高度限制，无法正常覆盖，也是移动通信的盲区。另外，在有些建筑物内，虽然手机能够正常通话，但是用户密度大，基站信道拥挤，手机上线困难。7. 特别是移动通信的网络覆盖、容量、质量是运营商获取竞争优势的关键因素。网络覆盖、网络容量、网络质量从根本上体现了移动网络的服务水平，是所有移动网络优化工作的主题。8. 因此，室内移动通信环境有太多需要完善的地方：1、 容量方面，建筑物诸如大型购物商场、会议中心，由于移动电话使用密度过大，局部网络容量不能满足用户需求，无线信道发生拥塞现象，例如：车站、机场、商场、体育馆、购物中心等; 2、 覆盖方面，由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传输衰耗，形成了移动信号的弱场强区甚至盲区，例如：大型建筑、地下停车场、写字楼、宾馆和公寓等。3、 质量方面，建筑物高层空间极易存在无线频率干扰，服务小区信号不稳定，出现频繁切换效应，话音质量难以保证，并出现掉话现象，例如：高层建筑的中高层，收到多个基站的相近场强的信号。9. 在这种情况下，需要一种覆盖距离更小，覆盖程度更深，更为全面的覆盖方案来解决这些问题。天馈分布系统，可以通过馈线，将天线伸入建筑物的深处，覆盖每个角落，可以有效地解决上述问题。10. 室内覆盖系统是针对室内用户群，如：室内盲区、话务量高的大型室内场所、发生频繁切换的室内场所，用于改善建筑物内移动通信的一种方案，它能将移动基站的信号均匀地分布在室内的每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。室内覆盖系统的建设，可以较为全面地改善建筑物内的通话质量，提高移动电话接通率，开辟出高质量的室内移动通信区域。11. 1.1.2室内覆盖系统原理112. 室内覆盖系统以室外宏蜂窝作为室内覆盖系统的信号源，即无线接入方式，在室外站存在富余容量的情况下，通过直放站（Repeater）将室外信号引入室内的覆盖盲区。直放站（Repeater）以其灵活简易的特点成为解决简单问题的重要方式。直放站不需要基站设备和传输设备，安装简便灵活，设备型号也丰富多样，在移动通信中正扮演越来越重要的角色。13. 1.1.3直放站的应用场合114. 主要有以下几种：15. 扩大服务范围，消除覆盖盲区；16. 在郊区增强场强，扩大郊区站的覆盖；17. 沿高速公路架设，增强覆盖效率；18. 解决室内覆盖；19. 将空闲基站的信号引到繁忙基站的覆盖区内，实现疏忙。20. 1.1.4室内站的规划11 室内站规划原则（1） 根据现场实测和OMC统计，室内通话质量良好，无乒乓切换发生。21. （2）95%室内覆盖，保证在95%以上所需要室内覆盖的地区，不论空闲和通话状态用户占用室内信道。22. （3）95%室内用户占用，保证95%以上的信道占用由室内用户产生。并尽可能达到100%。23. （4）无信号泄漏，保证室内信号不对室外网络产生干扰，室内信号在覆盖边界（如窗口）在保证室内通话基础上不会太强。24. （5）环保性，保证室内信号在规定的最高电平以内，一般规定在人员经常停留地区最高信号接收电平不超过-25DBM。25. （6）如果作为一般准则，窗口电平应保持在-7580dBm，如果有干净频段，此范围应在-85-75dBm。26. 2室内站规划流程（1） 确定建设目标：首先应确定对哪种建筑物进行室内信号覆盖（如机场、购物中心、办公写字楼、展览中心、宾馆酒店等），同时根据建筑物内的人员职业分布情况估算其中潜在的移动用户数量，从而进一步估算出该场所所潜在的话务量。（2） 初始规划：在现场查勘之前应先进行初始规划工作，包括：获取楼层布局图以及当前的管线分布图；和该建筑相关的信息包括附近网络的信息；同时对机房位置和容量配置进行预规划；以及制定现场测试计划等。（3） 现场查勘：对建筑物内部进行现场查勘是一项十分重要的工作，现场查勘的内容包括：建筑物的内部装修结构（楼层面积、楼层高度、墙壁与天花板吊顶的材料、需要覆盖的区域）；建筑物内部的信号场强测试；机房位置的设计确认；楼层竖井和平面布线的设计确认等。细致的现场查勘工作将为日后的施工带来极大的方便，避免在随后的施工过程中遭遇意想不到的困难。（4） 系统方案设计：根据现场查勘的结果设计施工方案，施工方案中应包括：系统框架图、天线位置分布图、所使用的分路器和耦合器等器件的种类、所使用的馈线种类、天线型号的选择、选择基站主控单元和分布单元的类型等。（5） 频率规划：频率的选择（特别是BCCH）应该参考现场查勘时的扫频结果。如果开通前周围网络频率规划变化过大，建议重新进行扫频测试工作。从长远考虑来说，室内分布系统将会越来越多，配置也会越来越大。专门的频点分配非常重要，专门指定的频点不但有利于频率规划，而且对节约室内设计的投资也很有帮助。（6） 参数规划：参数设置的目的是使手机进入建筑物内部以后，保证其在大部分时间内占用室内分布系统的信号，因此它的参数设置必须结合周围的无线环境和周边基站的性能进行。（7） 室内分布系统的安装布线：分布端的主馈线应由基站引出，通过线井分别铺设至各层，各层分布馈线走吊顶上方线槽。竖井和平面所使用的馈线应用扎带扎紧，防止电缆自重拖动接头。馈线弯曲应严格符合最小弯曲半径要求，馈线布放应严格按照弱电桥架走线。所有器件均要良好固定，做到美观整洁，不影响大楼整体美观。（8） 室内分布系统的验收；室内分布系统施工完成后，应按照事先制定的施工规范对工程安装质量进行验收，以保证系统在日后的正常运行和维护。27. 1.2系统组成28. 1.2.1室内覆盖系统组成29. 室内覆盖系统主要由三部分组成：信号源设备（微蜂窝、宏蜂窝基站或室内直放站）；室内布线及其相关设备（同轴电缆、光缆、泄漏电缆、电端机、光端机等）；干线放大器、功分器、耦合器、室内天线等设备。30. 信号源：宏蜂窝、微蜂窝、直放站。31. 干线信号放大器：在馈线中传输的信号，由于传输距离过远和功率分配，在信号强度不足的位置，可以通过信号放大器将信号中继放大。32. 功分器、耦合器：可以通过功分器和耦合器将信号的功率分配到不同位置的天线。33. 1.2.2室内直放站系统工作原理34. 室内直放站系统由施主天线、室内直放站和重发天线组组成。35. 施主天线接收到基站下行信号，经馈线进入下行放大链路放大后，由重发天线发射到覆盖区。同样的，覆盖区手机的上行信号由重发天线接收，经馈线进入上行放大链路放大后，由施主天线发回基站。由此，覆盖区的上、下行信号得到有效放大，确保通信的正常进行。36. 室内直放站系统原理框图如下：施主天线室内直放站重发天线组37. 1.3主机结构38. 1.3.1室内覆盖系统主机结构39. 室内覆盖系统主机内部结构由两个相对独立的链路，即上行链路和下行链路组成，分别放大上、下行信号。40. 1.3.2室内覆盖系统主机内部结构框图41.42. 1.3.3室内覆盖系统主机结构描述43. 下行链路 接收的基站信号经过双工器后进入下行链路。下行链路由六级部件组成，逐级分别为：第一级下行滤波器、下行低噪声放大器、下行选段（选频）器、第二级下行滤波器、下行功率放大器、第三级下行滤波器。信号通过下行链路后，再由另一个双工器，通往主机以外。44. 上行链路 接收的手机信号经过双工器后进入上行链路。上行链路也由六级部件组成，逐级分别为：第一级上行滤波器、上行低噪声放大器、上行选段（选频）器、第二级上行滤波器、上行功率放大器、第三级上行滤波器。信号通过上行链路后，再由另一个双工器，通往主机以外。45. 1.4器件技术指标46. YKPS-2500 系列功率分配（合路）器47.48. 主要技术参数49. 产品型号50. YKPS-2502S51. YKPS-2503S52. YKPS-2504S53. 用途54. GSM、CDMA、PHS55. 室内分布系统56. GSM、CDMA、PHS57. 室内分布系统58. GSM、CDMA、PHS59. 室内分布系统60. 频率范围61. 800-2500 MHz62. 800-2500 MHz63. 800-2500 MHz64. 插入损耗（dB）65. 3.5 dB66. 5.4dB67. 6.6dB68. 隔离度69. 20 dB70. 20 dB71. 20 dB72. 输入驻波比（VSWR）73. 1.3574. 1.3575. 1.3576. 阻抗77. 5078. 5079. 5080. 接口形式81. IN:N-K/OUT:SMA-J82. IN:N-K/OUT:SMA-J83. IN:N-K/OUT:SMA-J84. 承载功率（W）85. 2586. 2587. 2588. 工作温度89. -30_6090. -30_6091. -30_6092. 相对温度93. 9_95%94. 9_95%95. 9_95%96. 外形尺寸（mm）97. 62551998. 71601999. 1047419100. 重量101. 170g102. 220g103. 370g104. YKDC-2500 系列定向耦合器105.106. 主要技术参数107. 产品型号108. YKDC-2505109. YKDC-2507110. YKDC-2510111. YKDC-22515112. YKDC-2520113. 频率范围114. 800-2500 MHZ115. 800-2500 MHZ116. 800-2500 MHZ117. 800-2500 MHZ118. 800-2500 MHZ119. 耦合度（dB）120. 50.6121. 71122. 101123. 151124. 201125. 隔离度126. 20 dB127. 20 128. 22 129. 25 130. 30131. 输入驻波比132. 1.4133. 1.4134. 1.4135. 1.4136. 1.4137. 插损138. 2.2139. 1.5140. 1.1141. 0.7142. 0.5143. 外形尺寸（mm）144. 1534517145. 1534517146. 1534517147. 1534517148. 1534517149. 重量150. 200g151. 200 g152. 200 g153. 200 g154. 200 g155. TQJ-SA800/2500-3 全向吸顶天线156.157. 主要技术参数158. 产品型号159. TQJ-SA800/2500-3160. 频率范围161. 806-960MHz和1710-2570MHz162. VSWR163. 1.5164. 输入阻抗165. 50166. 增益167. 3dBi168. 极化形式169. 垂直极化170. 互调171. -107dBm172. 最大功率173. 50W174. 接地形式175. 直流接地176. 输入接口177. N型阴头178. 重量179. 490Kg180. 尺寸181. 18680mm182. 辐射体材料183. 黄铜184. 天线罩材料185. 防紫外线ABS186. 天线颜色187. 白色188. TDJ-900G12 定向天线189.190. 主要技术参数191. 产品型号192. TDJ-900G12193. 频率范围194. 806-960MHz195. 电压驻波比196. 1.5197. 增益198. 12dBi199. 前后比200. 18dB201. 波瓣宽度202. 34203. 功率容量204. 150W205. 极化形式206. 垂直或水平207. 输入阻抗208. 50209. 闪电保护210. 直流接地211. 接口形式212. N型213. 结构214. 十四单元215. 重量216. 420g217. 长度218. 865mm219. TDJ-SA800/2500-10-90A 定向板状天线220.221. 主要技术参数222. 产品型号223. TDJ-SA800/2500-10-90A224. 频率范围225. 806-960MHz和1710-2570MHz226. VSWR227. 1.5228. 输入阻抗229. 50230. 水平波瓣宽度231. 90232. 垂直波瓣宽度233. 68234. 增益235. 7dBi236. 极化形式237. 垂直极化238. 最大功率239. 50W240. 接地形式241. 直流接地242. 接头形式243. N型阴头、白色电缆244. 重量245. 320g246. 辐射体材料247. 黄铜248. 天线罩材料249. 防紫外线ABS250. 天线颜色251. 白色252. 1.5系统（技术方面）优缺点分析253. 按信号源的不同，室内分布系统可分为蜂窝室内分布系统和直放站室内分布系统。254. 蜂窝系统的优点是信号稳定、可靠，通信质量好。缺点是建设周期较长，一次性投资大，还需要专门的传输线路。无线直放站系统的优点是投资省、安装方便快捷，可以很快解决信号弱和盲区问题。缺点是通过定向天线难以取得单一纯净的信号，系统的话音质量相对蜂窝系统较差，且可能造成对施主基站及其他基站的干扰。255. 按所采用设备的不同，室内分布系统也可以分为无源系统和有源系统。无源系统主要由无源器件组成，设备性能稳定、安全性高、维护简单，信号经过功分器、耦合器和线路衰耗后，到达各个天线处的强度不同，覆盖效果也不尽相同。而有源系统的信号经过各级衰耗后，到达末端时可以被放大器放大，达到理想的强度，保证覆盖效果。但是它建设、维护复杂，近端和所有远端设备都需要电源，有源设备易损坏，系统的安全性和稳定性不如无源系统。256. 按照布线材料的不同，室内分布系统也可分为同轴电缆系统、光纤系统和泄漏电缆系统。同轴电缆是最常用的材料，性能稳定、造价便宜但线路损耗大。大型同轴电缆室内分布系统通常需要多个干线放大器作信号放大接力。光纤线路损耗小，不加干线放大器也可将信号送到多个区域，保证足够的信号强度，性能稳定可靠，但在近端和远端都需要增加光电转换设备，系统造价高，适合质量要求高的大型场所。泄漏电缆系统不需要室内天线，在电缆通过的地方，信号即可泄漏出来，完成覆盖。泄漏电缆室内分布系统安装方便，但造价高，对电缆的性能要求高，使用较少。257. 类型258. 对比项目259. 蜂窝系统260. 直放站系统261. 信号源262. 源信号单一纯净263. 源信号比较纯净,在信号比较复杂的大城区有时难以取得纯净信号。264. 传输方式265. 需要专门的传输线路和传输设备266. 无线直放站不需要传输线路光纤直放站需要光纤链路267. 采用的分布系统268. 均可采用有源或无源天馈分布系统269. 上行噪声控制270. 无源系统不会产生干扰噪声有源系统可控制在本室内系统内271. 直放站本身会形成上行噪声可能对源基站或者周边基站形成干扰272. 下行信号质量273. 信号稳定、可靠，通信质量好274. 信号稳定、可靠，通信质量较好275. 系统容量276. 单独用户容量控制，可根据需要调整277. 与源基站共享，用户容量受限278. 占地面积279. 需要独立的房间和温控系统280. 可挂在墙上，面积小于1平方米281. 建设周期282. 需要半个月以上283. 12天284. 投入资金285. 比较大，包括专门的线路和设备286. 投资小第三章 系统维护287. 5.1网络优化288. 对于建成的室内覆盖系统，很重要的一点就是优化。以下就针对常见的室内覆盖系统进行说明。289. 5.1.1相邻小区的确定290. 在城市的中心区，基站密度都比较大，平均站距小于1km，所以通常进入室内的信号比较杂乱、不稳定。特别是在一些没有完全封闭的高层建筑的中、高层，进入室内的信号非常多，邻近基站的信号直射，远处基站的信号通过直射、折射、反射、绕射等方式进入室内，信号忽强忽弱不稳定，同频、邻频干扰严重。手机在这种环境下使用，未通话时，小区重选频繁；通话过程中频繁切换，易导致话音质量差、掉话现象严重。291. 解决这类问题的最主要方式是根据实际情况为微蜂窝、直放站选择适当的相邻小区。相邻小区测量频点的限制，可以有效地控制微蜂窝与其他小区发生联系。292. 适当调整微蜂窝的C2值，使手机的空闲时尽可能占用室内信号。C2是基于参数C1并加入一些人为的偏置参数而形成的。加入人为影响是为了鼓励移动台优先进入某些小区或阻碍移动台进入某些小区，通常这些手段都用来平衡网络中的业务量，C2公式为：C2=C1+REO-TEOxH（PET-T）；其中REO（Cell Reselect Offset）为小区重选偏置；PET（Penalty Time）为惩罚时间；TEO（Temporary Offset）为临时偏置。对于室内分布系统，一般鼓励移动台尽可能工作于该小区（即对该小区具有一定的倾向性）。这种情况下，建议设置REO在020dB之间，根据对该小区的倾向程度，设置REO。倾向越大，REO越大，反之，REO越小。293. 5.1.2重选和切换的优化294. 现代建筑多以钢筋混凝土为骨架，再加上全封闭式的外装修，对无线信号的屏蔽和衰减特别厉害；高层建筑物内电梯多，又多为金属全封闭结构，这就导致在进出建筑物、电梯时信号变化非常强烈。这就要对微蜂窝的相关重选、切换参数进行细致的设置、调整。295. 调整微蜂窝的切换电平，使手机在使用时切入容易，切出难。我们主要调整功率预算的切换边界，提高功率预算的值，其目的是阻止相邻小区之间的乒乓切换。296. 提高室内微蜂窝的接入电平门限值，保证通话质量。我们对室内分布的场强要求是建筑面积的95%必须是在-85dBm以上，所以我们对于微蜂窝的接入电平门限的定义和室外大站是不一样的，微蜂窝的接入电平门限值定义的比较高。297. 减少切出的相邻小区，增加切入的相邻小区。在做微蜂窝时，对于出邻区我们定义了一些必要的相邻小区，对于入邻区我们尽可能的多定义一些相邻小区。298. 5.1.3载频调整优化299. 对于许多大型酒店和购物中心采用多个微蜂窝小区分片覆盖，分担话务的情况，我们都建议尽量通过调整载频分布，将多个小区合并为一个小区，因为那样往往会出现话务量不均衡甚至相差悬殊以及各小区间的切换成功率较低的问题。将多个小区覆盖优化调整为一个小区覆盖，用户可以无切换通话，消灭了潜在的不稳定因素。300. 另外分布系统的工艺质量也会影响基站信号，例如上下行功率不匹配导致上行干扰或信号弱，引起话音断续或掉话。301. 5.1.4天线在网络优化中的作用302. 天线技术是移动通信技术基础，基站天线是移动通信网络与用户手机终端空中无线联结的设备，其主要作用是辐射或接收无线电波，辐射时将高频电流转换为电磁波，将电能转换电磁能；接收时将电磁波转换为高频电流，将磁能转换为电能。天线的性能质量直接影响移动通信网络的覆盖和服务质量；不同的地理环境，不同服务要求需要选用不同类型，不同规格的天线。室内覆盖系统的天线调整及参数设置在移动通信网络优化工作中有很大的作用。303. 5.1.4.1天线的主要性能指标304. 表征天线性能的主要参数有方向图，增益，输入阻抗，驻波比，极化方式，双极化天线的隔离度，及三阶交调等。1、 方向图305. 天线方向图是表征天线辐射特性空间角度关系的图形。以发射天线为例，从不同角度方向辐射出去的功率或场强形成的图形。一般地，用包括最大辐射方向的两个相互垂直的平面方向图来表示天线的立体方向图，分为水平面方向图和垂直面方向图。平行于地面在波束最大场强最大位置剖开的图形叫水平面方向图；垂直于地面在波束场强最大位置剖开的图形叫垂直面方向图。306. 描述天线辐射特性的另一重要参数半功率宽度，在天线辐射功率分布在主瓣最大值的两侧，功率强度下降到最大值的一半（场强下降到最大值的0.707倍，3dB衰耗）的两个方向的夹角，表征了天线在指定方向上辐射功率的集中程度。一般地，GSM定向基站水平面半功率波瓣宽度为65，在120的小区边沿，天线辐射功率要比最大辐射方向上低9-10dB。2、 方向性参数307. 不同的天线有不同的方向图，为表示它们集中辐射的程度，方向图的尖锐程度，我们引入方向性参数。理想的点源天线辐射没有方向性，在各方向上辐射强度相等，方向是个球体。我们以理想的点源天线作为标准与实际天线进行比较，在相同的辐射功率某天线产生于某点的电场强度平方E2与理想的点源天线在同一点产生的电场强度的平方E02的比值称为该点的方向性参数D=E2/E02。3、 天线增益308. 增益和方向性系数同是表征辐射功率集中程度的参数，但两者又不尽相同。增益是在同一输出功率条件下加以讨论的，方向性系数是在同一辐射功率条件下加以讨论的。由于天线各方向的辐射强度并不相等，天线的方向性系数和增益随着观察点的不同而变化，但其变化趋势是一致的。一般地，在实际应用中，取最大辐射方向的方向性系数和增益作为天线的方向性系数和增益。309. 另外，表征天线增益的参数有dBd和dBi。dBi是相对于点源天线的增益，在各方向的辐射是均匀的；dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。相同的条件下，增益越高，电波传播的距离越远。习惯上我们采用dBi来表征天线的增益。4、 输入阻抗310. 输抗是指天线在工作频段的高频阻抗，即馈电点的高频电压与高频电流的比值，可用矢量网络测试分析仪测量，其直流阻抗为0。一般移动通信天线的输入阻抗有50和75两种，在湘潭的移动网中我们采用的都是输入电阻为50的天线。5、 驻波比311. 由于天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗不可能完全一致，会产生部分的信号反射，反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波，其相邻的电压最大值与最小值的比即为电压驻波比VSWR。一般地说，移动通信天线的电压驻波比应小于1.4，但实际应用中我们都要求VSWR应小于1.3。6、 极化方式312. 根据天线在最大辐射（或接收）方向上电场矢量的取向，天线极化方式可分为线极化，圆极化和椭圆极化。线极化又分为水平极化，垂直极化和45极化。发射天线和接收天线应具有相同的极化方式，一般地，移动通信中多采用垂直极化或45极化方式。实际上采用垂直极化方式是历史造成的错误，因为垂直极化波受天气，特别是受下雨的影响很大，所以在今后的工作中如果可能的话要尽量少用此类型的天线。6、 双极化天线隔离度313. 双极化天线有两个信号输入端口，从一个端口输入功率信号P1dBm，从另一端口接收到同一信号的功率P2dBm之差称为隔离度，即隔离度=P1-P2。314. 移动