室内分布及直放站系统培训

室内分布及直放站系统培训 目录常用射频无源器件直放站系统直放站统一监控系统室内信号分布系统概述 常用射频无源器件包括 耦合器 功分器 合路器 馈线和天线等 耦合器指标 耦合器是一个三端口的微波器件 将一路信号分为不等的两路信号 耦合器有三个端子 分别为输入 直通和耦合端 根据输入与耦合端的功率差 耦合器分为微带型和腔体型 功分器 功分器是功率分配器的简称 它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 也可将多路信号能量合成一路输出 此时可也称为合路器 一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度 功分器可分为腔体结构和微带结构两种 腔体结构的功率容量是200W 微带结构的功率容量是50W 按照分配比例分为二功分 三功分 四功分 理想分配损耗 dB 10Log 1 N N为功分器路数 则对应二功分 三功分 四功分分配损耗分别为3dB 4 8dB 6dB 功分器指标 合路器 合路器是一种把不同的输入信号结合 使得输出信号包含所有输入信号频段的微波器件 合路器可用于不同系统的信号合路 如GSM TD SCDMA DCS WLAN WCDMA等 这几种信号可以根据实际的情况进行组合 分类 双频合路器GSM DCS合路器 GSM 3G合路器宽频合路器GSM DCS 3G合路器GSM DCS 3G WLAN合路器 合路器指标 电桥指标 3dB电桥 3dB电桥能够沿传输线路某一确定方向上对传输功率连续取样 能将一个输入信号分为两个互为等幅且具有90 相位差的信号 主要用于多信号合路 提高输出信号的利用率 广泛应用室内覆盖系统中对基站信号的合路 衰减器指标 衰减器是一种可定量吸收传输线中的能量 扩展功率量程 控制功率电平的微波器件 负载指标 射频负载主要用于吸收射频或微波系统的功率 可作为天线的假负载和发射机终端 连接器指标 常用天线 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 带宽无论是发射天线还是接收天线 它们总是在一定的频率范围内工作的 通常 工作在中心频率时天线所能输送的功率最大 偏离中心频率时它所输送的功率都将减小 据此可定义天线的频率带宽 有几种不同的定义 一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度 一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度 在移动通信系统中是按后一种定义的 具体的说 就是当天线的输入驻波比 1 5时 天线的工作带宽 增益在输入功率相等的条件下 实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比 它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度 常用天线 室内天线类 室内全向天线 室内定向吸顶天线 室内壁挂天线 八木天线 对数周期天线 其中八木天线和对数周期天线在室内分布中常用于电梯内覆盖室外天线类 角反射天线 抛物面天线 定向板状天线 伪装美化天线系列其中伪装美化天线多用于小区覆盖 以保持与小区周围环境协调一致 全向天线指标 室内吸顶天线具有结构轻巧 外型美观 安装方便等优点 定向吸顶天线 室内吸顶天线具有结构轻巧 外型美观 安装方便等优点 定向天线指标 定向壁挂板状天线 由于增益较高 特别适用于室内覆盖中的狭长区域 天线具有体积小 重量轻 安装简便等特点 也可用作小区覆盖的室外天线 八木天线指标 定向八木天线 是CDMA和GSM频段点对点或点对面的通信线路上广泛使用的天线 天线具有结构简单 重量轻 安装简单方便等特点 对数周期天线 对数周期天线是目前最理想的方向图宽频带天线 增益中等 但该天线具有其它天线不可能有的独特的性能 即工作带宽内天线电性能指标基本不变 该天线外形美观 体积小 重量轻 安装简单又方便 伪装美化天线 草坪灯 树桩 蘑菇头 热带树 射灯 路灯 馈线 目录常用射频无源器件直放站系统直放站统一监控系统室内信号分布系统概述 直放站系统 输出功率指放大器输出信号能量的能力 一般单位为W mW dBm 注 dBm是取1mw作基准值 以分贝表示的绝对功率电平 换算公式 电平 dBm 10lg功率 mw 1Wl0lg1000 30dBm2W10lg2000 33dBm5w10lg5000 37dBm10w10lg10000 40dBm20w10lg20000 43dBm从以上不难看出 功率每增加一倍 电平值增加3dBm 增益是指放大器在线性工作状态下对信号的放大能力 即放大倍数 单位可表示为分贝 dB 即 dB 10lgA A为功率放大倍数 是指放大器在线性工作状态下对信号的放大能力 输出功率减去设备的输入功率既为该设备产生的增益 直放站是基站 BS 与移动台 MS 之间的中继转发器 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 使用直放站作为实现 小容量 大覆盖 目标的必要手段之一 主要是由于使用直放站一是在不增加基站数量的前提下保证网络覆盖 二是其造价远远低于有同样效果的微蜂窝系统 直放站是解决通信网络延伸覆盖能力的一种优选方案 它与基站相比有结构简单 投资较少和安装方便等优点 可广泛用于难于覆盖的盲区和弱区 如商场 宾馆 机场 码头 车站 体育馆 娱乐厅 地铁 隧道 高速公路 海岛等各种场所 提高通信质量 解决掉话问题 优化无线通信网络 直放站系统 信号传输方式直放站在下行链路中 由施主天线在基站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 在上行链接路径中 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 直放站系统 直放站电源模块电源模块是一种具有多路输出的AC DC中大功率电源 整个电源采用最新电路设计 具有结构紧凑 性能可靠 整机稳压精度高 输出效率高 输入电压范围宽 适合农村电网 输出具有短路保护 过流保护 过压保护 整机具有过温保护以及监控告警等多种功能 整个电源严格按安规要求设计 符合信息技术设备安全标准要求 输入特性1 输入功率 额定电压值 350W 220Vac2 输入电压范围 165Vac 290Vac3 输入电流 2A4 输入频率范围 47Hz 63Hz5 输入额定频率 50Hz6 24小时最大功耗 8 5度输出电气特性1 输出额定电压 27Vdc 12Vdc2 输出电流范围 27Vdc 0 10A 12Vdc 0 3A3 稳压精度 27Vdc 2 12Vdc 2 4 电压调整率 27Vdc 1 12Vdc 1 5 负载调整率 27Vdc 2 12Vdc 2 6 输出纹波 噪声 峰 峰值 27Vdc 200mV 12Vdc 100mV 直放站系统 直放站系统 DC DC AC DC 基站发射塔 施主天线 用户天线 MS 空间 无线 耦合方式 基站设备 直放站耦合方式 TX RX 直接耦合方式 用户天线 MS 耦合器 基站设备 基站合路器 直放站耦合方式 TX RX 基站发射塔 直放站的种类根据实际的应用情况 常用的可分为宽带直放站 选频直放站 光纤直放站 移频直放站 干线放大器 对于其他一些特殊应用场合 也有一些其他种类的直放站 如迷你型直放站等 直放站的种类 射频宽带直放站 或频段选频直放站 在GSM频段的全部或部分频段内工作的直放站 主要用于信源比较干净的基站系统的盲区 弱信号区 直放站的种类 频段选频直放站 移频室内分布系统应用工作示意图 干线放大器 主要用于补偿微蜂窝室内分布系统和无线接入室内分布系统主干电缆的信号损耗 双向放大上 下行链路信号 提高话音质量 有效扩展和填补基站信号覆盖盲区 扩大覆盖范围 干线放大器可用于较大型写字楼 高层酒店 大型商场 展览馆 地下隧道 机场等的室内信号分布系统中 干线放大器设备 干线放大器设备 定向传输天线 距离信源较远的楼宇 干放室内分布系统应用工作示意图 中间链路跨度较长增加干线放大器 光纤直放站设备 光纤直放站 借助光纤进行信号传输的直放站 将收到的信号 经光电变换变成光信号 传输后又经电光变换恢复电信号再发出 是由靠近基站侧的近端机及覆盖区侧的远端机两部分组成 光纤直放站利用光纤传输损耗小 布线方便 适合远距离传输的特点 可解决收不到基站信号的村镇 旅游区 公路等 以及可解决大型及超大型建筑物内的信号覆盖 用于要求较高的大型高层区域建筑物 群 小区等场合 光纤直放站设备 基站 TX RX 光纤直放站天线口引入信号方式 衰减器 30dB耦合器 光纤直放站接入端机 光纤直放站覆盖端机 光纤传输距离不大于20公里 基站天馈线 移频直放站设备 移频直放站 将指配工作频率转换为其它频率进行传输的直放站 将收到的频率变频为其它频率 传输后再变频为原先收到的频率 放大后发送出去 利用移频转发技术 有效降低对收发天线的隔离度要求 使它较光纤分布系统 同频转发系统具有工程选址容易 安装灵活 成本较低等优点 移频直放站设备 移频无线直放站应用工作示意图 移频直放站接入端机 移频直放站覆盖端机 基站 重发天线 传输天线 传输天线 移频传输距离不大于15公里 移频传输频率F2 移频直放站覆盖频率F1 太阳能直放站设备 控制器 蓄电池组 太阳能电池方阵 太阳能电池方阵 将太阳能转变成直流电 蓄电池组 将直流电储存起来 以便夜间或阴天使用 控制器 防止蓄电池的过充电和过放电 直放站 对射频信号进行放大 直放站 数字光纤直放站设备 数字光纤直放站数字光纤近端机耦合基站下行信号 经过双工器 移频模块将射频信号转换为中频信号 中频板将中频信号转换为数字信号 由光通讯模块转化成光信号向数字光纤远端机传送 数字光纤远端机光通讯模块将接收到得光信号转换成数字信号后 通过中频板将数字信号转换为模拟中频信号 再由移频模块将中频信号转换为射频信号 经功放 低噪放 LNA 一体化模块进行放大 然后再经双工器送到转发天线发送出去 同时 转发天线接收来自手机的信号 反向经过类似的宽带放大后 将增强的信号通过光纤发向基站天线 在整个过程中 数字光纤直放站抵消掉了基站到直放站之间的无线信号路径损耗 相当于在基站和手机之间提供了一个双向透明的通道 使无线信号得到了延伸 数字光纤直放站设备 数字光纤直放站的原理框图 塔顶放大器设备 主要用于保证GSM900和DCS1800的上 下链路平衡 通常安装在基站天线以下 用于扩展上行链路信号覆盖和提高上行通话质量 可通过减少基站数量 或扩大现有基站信号覆盖面积 为网络优化提供高效率 低成本的解决方案 单向单工 双工塔顶放大器 塔顶放大器设备 基站 双向塔顶放大器 目录常用射频无源器件直放站系统直放站统一监控系统室内信号分布系统概述 监控组网结构 监控中心 即直放站统一监控系统 服务器 指提供监控后台服务的设备 可提供的服务功能包括 业务处理 协议分析 通信处理等 客户端 指提供监控人机操作界面的设备 提供业务操作能力 无线MODEM 调制解调器 用于监控系统与直放站系统之间建立通信和数据信息交互 短信网关 短信网关 ISMG 是外部信息资源站实体与网内短信中心之间的中介实体 短信网关一方面负责接收监控中心发送给直放站的信息并提交给短信中心 另一方面 直放站发给监控中心的短信将由短信中心通过短信网关发给监控中心 短信服务中心 提供短信收 发及处理服务 监控组网结构 直放站设备主机 承担直放站系统中各设备的通信处理和转发 无线MODEM 调制解调器 用于监控系统与直放站系统之间建立通信和数据信息交互 注 可以由主设备单独构成 也可由主从设备构成分布式监控网络 监控组网结构 数传方式 短消息方式 短信中心方式 监控主板介绍监控主板是主机监控系统硬件部分的核心 在下层软件的支持下 它可以将本地调测或监控中心要设置的参数送到监控主板 由监控从板完成设置 也可以将需要读取的状态量直接或者经监控从板读出后送到本地调测或监控中心 监控主板 通信接口介绍本地通信口本地通信口主要是在本地调测时使用 它符合RS 232电气规范 当需要进行本地通信时 硬件上只需用一根RS 232电缆将电脑与监控主板相连 即可建立进行本地串行通信的物理连接 然后 使用本地调测软件建立通信链路 即可进行本地调测 远程通信口监控中心与直放站进行通信 需使用远程通信口 监控主板的远程通信口连接着无线Modem 在监控中心发送的不同命令的控制下 无线Modem按照规定的通信协议发送数据包 监控中心任务相应的接收数据包 即可实现直放站与监控中心的通信 也即实现监控中心对直放站参数的设置和查询以及对状态的读取 监控主板 监控SIM卡要满足以下要求 a 开通来电显示功能 b 开通主 被叫短信息功能 c 开通主 被叫数据传真业务功能 d 关闭其他不相关功能 如彩铃 移动梦网等 e 监控卡号必须是主叫号码 关闭语音功能 f 话费保证监控需要 监控SIM卡要求 目录常用射频无源器件直放站系统直放站统一监控系统室内信号分布系统概述 室内信号分布系统概述 现代都市中建筑物越来越高 越来越多 越来越密集 移动通信的无线电信号在其间受到阻挡而衰减 另外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 对无线电信号的屏蔽和衰减特别厉害 很难进行正常的通信 在一些高层建筑物的低层 基站信号通常较弱 存在部分盲区 在某些超高建筑物的高层 又没有覆盖 在大多数的地下建筑 如地下停车场 地下商场 地铁 隧道等场所 通常都是盲区 在大中城市的中心区 基站密度都比较大 平均站距小于 所以通常进入室内的信号通常比较杂乱 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杂乱 近处基站的信号 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 话音质量差 掉话现象严重 在城市的边缘区 基站密度小 站距大 在距基站较远的建筑物内 因建筑材料对电磁波的损耗 移动通信用户在室内的通信也受到了很大的影响和限制 进行室内覆盖系统建设的直接理由 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 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 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 出现乒乓切换效应 话音质量难以保证 并出现掉话现象 室内信号分布系统概述 室内信号分布系统概述 室内盲区新建大型建筑 停车场 办公楼 宾馆和公寓等 话务量高的大型室内场所车站 机场 商场 体育馆 购物中心等 增加微蜂窝建立分层结构 发生频繁切换的室内场所高层建筑的顶部 收到多个基站的功率近似的信号 什么地区需要室内分布系统 室内信号分布系统概述 室内覆盖是针对室内用户群 用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案 近几年在各家移动通信运营商中得到了广泛应用 室内覆盖系统为上述问题提供了较佳的解决方案 其原理是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落 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 同时 使用微蜂窝系统可以分担室外宏蜂窝话务 扩大网络容量 从整体上提高移动网络的服务水平 什么是室内分布系统 室内信号分布系统的作用 克服建筑屏蔽 填补建筑物内的盲区 改善网络指标 扩充网络容量解决高层建筑信号干扰吸纳话务量 增加话费收入抢占资源 加强竞争 室内信号分布系统概述 室内分布系统一般由信号源和信号分布系统二部分组成 室内分布系统 室内分布系统 室内分布系统主要由信号源设备 宏蜂窝基站 微蜂窝 光端机 光缆 室内有源放大设备 直放站 干线放大器 及其无源器件 同轴电缆 泄漏电缆 功分器 耦合器 合路单元 室内重发天线 等组成 室内分布的组网分类 根据信号源类型分布系统分为 微蜂窝分布系统室内微蜂窝系统作为室内分布系统的信号源 信号源和分布系统通过馈线与分布系统直连 微蜂窝分布系统适用于覆盖范围较大且话务量相对较高的建筑物内 在市区中心使用较多 解决覆盖和容量问题 宏蜂窝分布系统室外宏蜂窝作为室内分布系统的信号源 宏蜂窝分布系统适用于低话务量和较小面积的室内覆盖盲区 在市郊等偏远地区使用较多 直放站 Repeater 在基站存在富余容量的情况下 通过直放站 Repeater 将基站信号引入室内分布系统 室内分布的组网分类 微蜂窝本身功率较小 只适用于较小面积的室内覆盖 若要实现较大区域的覆盖 就必须增加微蜂窝干放 与宏蜂窝相比微蜂窝成本较低 对环境要求不高 施工方便等 所以微蜂窝作信号源使用也较为广泛 微蜂窝作信源接入信号分布系统 室内分布的组网分类 宏蜂窝作信号源容量大 覆盖范围广 信号质量好 容易实现无源分布 网络优化简单 是室内分布系统最好的接入方式 但宏蜂窝成本较为昂贵 且需有传输通路 建设周期长 宏蜂窝作信源接入信号分布系统 室内分布的组网分类 利用施主天线空间耦合 无线直放站 或利用耦合器件直接耦合存在富余容量的基站信号 光纤移频 再利用直放站设备对接收到的信号进行放大为信号分布系统提供信号源 无线直放站作信源接入信号分布系统 室内分布的组网分类 用耦合器从附近基站耦合部分信号进入光纤直放站近端机 再通过光纤传送到欲覆盖区的直放站远端机 光纤直放站作信源接入信号分布系统 室内分布的组网分类 用耦合器从附近基站耦合部分信号进入移频直放站近端机 再通过中间无线传送到欲覆盖区的直放站远端机 移频直放站作信源接入信号分布系统 不同信源方式的比较 不同信源方式的比较 射频无源分布系统主要由分 合路器 功分器 耦合器 馈线 天线组成 无源系统没有有源设备所以故障率低 可靠性高 几乎不需要维护 且容易扩展 但信号在馈线及各器件中传递时产生的损耗无法得到补偿 因此覆盖范围受信源输出功率影响较大 信源输出功率大时 无源系统可应用于大型室内覆盖工程 如大型写字楼 商场 会展中心等 信源功率较小时 无源系统仅应于小范围区域覆盖 如小的地下室 超市等 射频无源分布系统 有源系统主要由干线放大器 功分器 耦合器 馈线 天线组成 有源系统中的有源设备可以有效补偿信号在传输中的损耗 从而延伸覆盖范围 受信号源输出功率影响较小 有源系统广泛应用于各种大中型室内覆盖系统工程 射频有源分布系统 光纤分布系统是采用光纤作为传输介质 由覆盖端机 主单元 接口单元 远端覆盖单元 天线 光分 合路器件组成 由于光纤损耗小 适合于长距离传输 该系统广泛应用于大型写字楼 酒店 地下隧道 居民楼等室内覆盖系统的建设 光纤分布方式 信号源通过泄漏电缆传输信号 并通过电缆外导体的一系列开口 在外导体上产生表面电流 从而在电缆开口处横截面上形成电磁场 这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用 它适用于隧道 地铁 长廊等地形 泄露电缆分布方式 室内信号分布方式比较 室内覆盖信号分布系统方案 壁挂天线 BTS 无线直放站 基站接入 耦合器 干线放大器 耦合器 二功分器 RD 52NP C0 吸顶天线 或 壁挂天线 吸顶天线 二功分器 二功分器 耦合器 耦合器 吸顶天线 多系统共用信号分布系统组网 随着地铁 大型展馆 大型建筑群的出现室内分布系统也出现新的特点 多运营商 多种通信制式共用信号分布系统成为被广泛应用的解决方法 为了节约系统投入室内分布系统可以同时兼顾多套移动通信系统 包括CDMA800 GSM900 DCS1800 3G等多套系统 室内分布系统需要兼顾多套系统时需要注意以下几点 无源器件无源器件选用宽频器件 频率范围一般为800 2500MHz 天线系统室内分布系统天线系统选用宽频器件 频率范围一般为800 2500MHz POI是信号公共的输入输出平台其实现功能如下 POI 公共输入输出平台 多系统共用信号分布系统组网 实现同频段 同系统的多运营商信号共路双向或单向传输如下图 实现多频段 多系统的信号共路双向或单向传输如下图 多系统共用信号分布系统组网 分布系统前端合路在分布系统前端利用POI将多系统信号源 CDMA800 GSM900 DCS1800 3G等 合路 信号合路后再接入室内分布系统 多系统共用信号分布系统组网 分布系统中间合路考虑到3G系统损耗明显高于其他系统 单独布放3G系统主干路由 信号源经分路后根据其他系统结构特点在需要的地方通过宽频合路器合路后接入室内分布系统 满足信号室内覆盖要求 多系统共用信号分布系统组网 分布系统末端合路单独布放3G或WLAN系统主干路由 在局部地区需要多媒体等高数据业务区域做天线末端合路 需要增补3G覆盖的区域 多系统共用信号分布系统组网 室内分布系统的工程建设 室内分布系统的建设总体可以分为勘测 设计 施工 开通测试等四个个阶段 室内覆盖选点原则可供参考 第一 尽量寻找室内信号不好 又有人流量的建筑物作为室内覆盖选点的对象 第二 选择城区内知名的高层建筑进行覆盖 如热卖出租的写字楼 就目前的网络优化手段而言 对于高层空间的无线干扰及乒乓切换效应 没有其它更为有效的解决方案 第三 分析宏蜂窝话务情况 划定高话务区域 然后在高话务区域寻找话务热点建筑 利用室内覆盖系统吸收建筑物内的话务 从而缓解宏蜂窝容量方面的压力 一般可选择城区中心人流量大的商场 酒店等 不论