室内覆盖工程技术及器件原理介绍V10版-20090804-Bppt课件

华为无线网规解决方案开发部/立体覆盖组,室内覆盖工程技术及无源器件介绍,2,交流提纲,第一部分室内覆盖工程技术一、室内覆盖设计依据二、室内覆盖建设流程三、室内覆盖勘测规范四、室内覆盖系统设计第二部分室内覆盖无源器件介绍一、功分器二、耦合器三、电桥四、合路器五、衰减器,3,室内覆盖设计依据,当完成以上四步室内覆盖相关依据的研究后，我们就可以进行室内覆盖的具体设计了。,4,一、室内覆盖设计依据,室内覆盖指标确定天线口功率规划室内传播模型典型场景天线覆盖半径,室内覆盖工程技术,5,室内覆盖指标确定,WCDMA业务覆盖区域类型,6,室内覆盖指标确定,WCDMA室内覆盖指标建议值,WCDMA室内覆盖指标确定的方法？指标确定的依据？,7,室内覆盖指标确定,覆盖区与周围各小区之间有良好的无间断切换；通话效果:CS业务BLER不高于1%；PS业务BLER不高于10%；天馈线系统驻波比1.5；呼叫建立成功率（各种QOS业务）：通常情况下，要求大于95%；业务掉话率：通常情况下，要求小于1%；业务拥塞率：通常情况下，要求小于2%；软切换成功率：通常情况下，要求大于98%；软切换比例：通常情况下，要求小于30%；更软切换成功率：通常情况下，要求大于98%；硬切换成功率：通常情况下，要求大于89%。,WCDMA室内覆盖其他相关指标要求建议值,8,一、室内覆盖设计依据,室内覆盖指标确定天线口功率规划室内传播模型典型场景天线覆盖半径,室内覆盖工程技术,9,最小耦合损耗(minimumcouplingloss,MCL)定义了基站接收部分和手机的发射部分之间最小的耦合损耗。MCL的值由2部分组成：手机到天线口的自由空间损耗和天线口到基站接收机的天馈系统损耗。,天线口功率规划,远近效应MCL取值,10,天线口功率规划,由于3GPP规范规定UE的最小发射功率为50dBm，因此，从上图的仿真结果可以看出，当最小耦合损耗为45dB时，UE到达基站接收端的信号为95dBm，它引起了约9dB的噪声抬高（基站本底噪声为105dBm）。,11,天线口功率规划,当MCL为65dB时，UE到达基站接收端的信号为115dBm，从仿真图上可以看出，由UE最小发射功率所引起的噪声抬升为0.4dB，与UE在完全功控条件下引起噪声抬升近似。因此，室内分布系统建设时，建议MCL值高于65dB。假定UE距离天线最近为1米，以频率2100MHz为例，则UE到天线口损耗为38dB；由于上下行频率相近，因此可认为天线口到基站接收端损耗（上行）与基站输出端到天线口损耗（下行）相同；那么，要满足MCL=38dB+（33-天线口导频功率）65dB则天线口导频功率6dBm结合覆盖要求，建议天线口输出导频功率为05dBm。,室内天线口功率过高带来的影响？多少就没有影响，或影响较小？,12,一、室内覆盖设计依据,室内覆盖指标确定天线口功率规划室内传播模型典型场景天线覆盖半径,室内覆盖工程技术,13,WCDMA室内分布系统传播模型,ITU-RP.1238室内传播模型该模型把传播场景分为NLOS和LOS。对于NLOS，模型所用的公式为：,：距离损耗系数：频率，单位MHz：移动台与发射机之间的距离，单位为m：楼层穿透损耗系数：慢衰落余量，取值与覆盖概率要求和室内慢衰落标准差有关。,对于LOS，模型所用的公式为：,备注：由于室内覆盖通常为平层覆盖，很少穿透楼层覆盖，因此，应修正为墙壁穿透损耗系数。,14,Keenan-Motley室内传播模型,Keenan-Motley模型在自由空间传播模型的基础上增加了墙壁的穿透损耗。,：表示频率，单位是MHz：表示移动台离发射机之间的距离，单位为km：墙壁损耗参考值：墙壁数目备注：该公式没有考虑室内慢衰落余量和人体损耗，当然这两项因素也可在链路预算时考虑。,WCDMA室内分布系统传播模型,15,WCDMA室内分布系统传播模型,华为室内传播模型华为以ITU模型、Keenan-Motley模型为参考，结合大量的实践经验和数据总结，提出华为室内覆盖传播模型：,：频率，单位MHz；：移动台与天线之间的距离，单位为m；：慢衰落余量，取值与覆盖概率要求和室内慢衰落标准差有关；：Pi，第i面隔墙的穿透损耗；n，隔墙数量；,16,假定天线口导频功率0dBm，人体损耗6dB，则穿一面墙，距离天线10米处，PL(d)=20*log(2100)+20*log(10)-28+10+6=75dB，边缘场强为：0dBm-75dB-6dB=-81dBm。,以穿一面砖墙进行链路预算，分析边缘场强,0dBm,?dBm,6dB10dB边缘场强天线口功率PL(d)人体损耗,WCDMA室内覆盖链路预算,17,一、室内覆盖设计依据,室内覆盖指标确定天线口功率规划室内传播模型典型场景天线覆盖半径,室内覆盖工程技术,18,典型场景天线覆盖半径,KTV包房,大型超市,传播模型是理论分析，如何指导实际工程建设呢？需要针对各种场景进行模拟测试，然后在实际网络开通后进行验证测试！WCDMA系统开通后室内覆盖测试示意图。天线口导频功率0-5dBm。,19,典型场景天线覆盖半径,根据现网开通后测试，统计总结得到典型场景天线覆盖半径，具有很强工程指导意义！,20,交流提纲,第一部分室内覆盖工程技术一、室内覆盖设计依据二、室内覆盖建设流程三、室内覆盖勘测规范四、室内覆盖系统设计第二部分室内覆盖器件原理介绍一、功分器二、耦合器三、电桥四、合路器五、衰减器,21,室内覆盖勘测设计流程,站点获取,站点勘测,方案设计,方案评审,工程实施,方案变更,竣工初验,项目整改,终验移交,Y,Y,N,客户提供目标楼宇，给出覆盖范围和目标、要求,楼宇概况（建筑环境和电磁环境），客户要求等,综合考虑容量、覆盖、干扰、成本、施工可行性等因素，输出文档、图纸、报价等材料,联合评审,根据材料清单发货，派设施工督导，严格按照设计图纸施工，遇到问题及时通报,事前定义简单变更，简单变更由现场直接处理；变更较大由设计单位重新勘测；方案变更后及时书面通报和备注,覆盖测试及安装工艺验收；输出测试报告和竣工文件；,根据实际情况确定是否整改,在网运行一段时间后进行DT、CQT测试，各方签字确认验收,22,明确室内覆盖的范围：明确是全楼覆盖，还是局部覆盖；明确电梯、停车场、裙楼、标准层等那些需要覆盖，那些不用覆盖。,明确覆盖验收指标：需要给出覆盖指标要求；网络KPI指标要求。,不同建筑物类型、同一建筑物的不同楼层覆盖目标有所不同。,明确覆盖目标的业务需求：在室内分布系统设计时，不同的业务需求的室内覆盖指标和容量设计不同。,站点获取,23,交流提纲,第一部分室内覆盖工程技术一、室内覆盖设计依据二、室内覆盖建设流程三、室内覆盖勘测规范四、室内覆盖系统设计第二部分室内覆盖器件原理介绍一、功分器二、耦合器三、电桥四、合路器五、衰减器,24,三、室内覆盖勘测规范,室内覆盖工程技术,勘测目的工程勘测电磁环境勘测模拟测试,25,室内覆盖勘测目的,勘测工作目的：调查了解目标覆盖点的建筑结构、电磁环境、物业要求等情况，从而确定室内分布系统具体设计方案。,勘测前准备工作,所需工具及文件,26,室内覆盖勘测目的,勘测前准备工作,确认勘测是否得到运营商和业主的许可；,了解勘测点周围基站分布情况、位置情况；,向用户、业主索取被测建筑的平面图以及相关地形、结构资料，如业主最终无法提供，勘测人员必须绘制详尽的平面图或立面图，或者用相机拍摄建筑物的消防走线图；,现场勘测前，要仔细研究被测建筑物图纸，尽量从图纸上搞清建筑结构；,了解勘测点的覆盖要求，如覆盖范围及覆盖等级等。,27,室内覆盖勘测目的,GSM测试手机（带SIM卡）,手提电脑（带WCDMA和GSM测试软件）,GPS（带指南针）,卷尺或红外测距仪,模拟测试吸顶天线,勘测记录表,建筑物平面图,数码相机,模拟发射机,GSM,WCDMA,WCDMA宽带信号源,WCDMA接收机,WCDMA测试手机,室内勘测需要工具及文件,28,三、室内覆盖勘测规范,室内覆盖工程技术,勘测目的工程勘测电磁环境勘测模拟测试,29,工程勘测,要求提供建筑设计平面图,覆盖站点的地理位置,建筑楼宇高度、层数、建筑总面积,对建筑物进行功能结构分割和描述,需要覆盖区域面积描述,站点描述,30,工程勘测,31,三、室内覆盖勘测规范,室内覆盖工程技术,勘测目的工程勘测电磁环境勘测模拟测试,32,利用路测软件进行测试，了解当前站点的覆盖现状，结合客户要求，确定需要解决的问题。,GSM电磁环境勘测内容：覆盖区主要BCCH的接收电平值、BSIC、LAC、CI、C1及C2参数、及通话等级；统计接通率、掉话率、切换情况、电磁干扰区域等；乒乓效应区域及BCCH的最大电平值；相邻小区载频号、电平值；盲区范围；漫游信号区域及BCCH的最大电平值；是否开跳频、跳频方式和基站小区名等；根据现有无线环境判断是否存在各运营商系统之间的干扰。,GSM电磁环境勘测,33,WCDMA电磁环境主要勘测参数：扰码SC值、Ec、Ec/Io、TX_POWER、BLER、切换成功率、掉话率等。,数据分析需提供以下信息：覆盖目标的当前无线网络情况（明确盲区范围、导频污染区域；明确室外基站进入室内信号强度、数量，以及可能对室内分布系统构成干扰的区域；统计接通率、掉话率、切换情况等）；需要提供室外基站小区入侵信号Ec、Ec/Io、TX的轨迹图；需要提供扰码SC、Ec、Ec/Io、Tx、BLER列表及百分比统计值；分楼层叙述，需特殊说明情况应反映在分析报告中；,WCDMA电磁环境勘测,34,沿楼宇外边缘,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,无线环境测试路由选择,电磁环境勘测,35,无线环境测试注意事项：手机距地面1.5米左右；对建筑结构不同层每层必测，必须给出路测图轨迹。所选楼层一定要全部扫频测试，各楼层一样的要说明，确信脱网的区域（如电梯停车场等）不用扫频测试。非标准楼层必测，标准层每5-8层间隔测一层。在设计文件中要给出路测分析结果和测试的记录文件，提供各种参数的统计柱状图；,电磁环境勘测,36,三、室内覆盖勘测规范,室内覆盖工程技术,勘测目的工程勘测电磁环境勘测模拟测试,37,模拟测试,模拟测试注意事项：选择典型楼层进行模拟测试；选择典型位置进行测试（走廊、门后、房中间、靠窗位置）；测试方法及数据统计方法。,38,交流提纲,第一部分室内覆盖工程技术一、室内覆盖设计依据二、室内覆盖建设流程三、室内覆盖勘测规范四、室内覆盖系统设计第二部分室内覆盖器件介绍一、功分器二、耦合器三、电桥四、合路器五、衰减器,39,四、室内覆盖系统设计,室内覆盖系统设计总体原则和步骤信源及分布系统方式选取覆盖分区考虑确定设备安装位置天线布放电梯覆盖考虑走线问题功率分配系统切换设计室外干扰及外泄控制设计举例,室内覆盖工程技术,40,室内覆盖系统设计总体原则,“小功率、多天线”滴灌覆盖原则,“先局部、后整体”“先平层、后主干”,主干线尽量采用7/8馈线，平层小于30米采用1/2馈线,主干线上主要用耦合器，平层主要用功分器,41,室内覆盖系统设计步骤,信源和分布系统选取,覆盖分区,当勘测完成后，可以进行室内覆盖系统设计，步骤如下,确定设备安装位置,天线布放（平层）,走线问题,电梯覆盖,功率分配（主干）,系统切换设计,室内外干扰考虑,馈线损耗,无源器件分配损耗,42,四、室内覆盖系统设计,室内覆盖系统设计总体原则和步骤信源及分布系统方式选取覆盖分区考虑确定设备安装位置天线布放电梯覆盖考虑走线问题功率分配系统切换设计室外干扰及外泄控制设计举例,室内覆盖工程技术,43,信源及分布系统方式选取,信源种类,宏基站,BBU+RRU,BBU+RHUB+pRRU(全数字室内分布系统）,直放站,44,主要根据容量需求和覆盖面积选取合适信源！,45,信源及分布系统方式选取,分布系统选取,射频同轴分布系统,光纤分布系统,iDBS,混合分布系统,泄漏电缆分布系统,46,信源及分布系统方式选取,信源及分布系统方式选取建议,47,四、室内覆盖系统设计,室内覆盖系统设计总体原则和步骤信源及分布系统方式选取覆盖分区考虑确定设备安装位置天线布放电梯覆盖考虑走线问题功率分配系统切换设计室外干扰及外泄控制设计举例,室内覆盖工程技术,48,覆盖分区考虑,根据容量分区,根据覆盖分区,覆盖区容量预测,基站小区提供容量,横向分区,纵向分区,覆盖区面积,单个小区覆盖面积,49,四、室内覆盖系统设计,室内覆盖系统设计总体原则和步骤信源及分布系统方式选取覆盖分区考虑确定设备安装位置天线布放电梯覆盖考虑走线问题功率分配系统切换设计室外干扰及外泄控制设计举例,室内覆盖工程技术,50,确定设备安装位置,专用机房,电梯机房,弱电井,停车场,楼梯间,物业协调结果运营商要求现场实际情况,选择,51,四、室内覆盖系统设计,室内覆盖系统设计总体原则和步骤信源及分布系统方式选取覆盖分区考虑确定设备安装位置天线布放电梯覆盖考虑走线问题功率分配系统切换设计室外干扰及外泄控制设计举例,室内覆盖工程技术,52,天线布放,室内覆盖天线选择,宽频壁挂天线,宽频吸顶天线,超薄吸顶天线,宽频对数周期天线,宽频八木天线,隐蔽吸顶天线（烟感器）,宽频全向天线,定向吸顶天线,53,天线布放注意事项：天线尽量设置在室内公共区域内部结构复杂的室内环境，采用“小功率、多天线”覆盖方式较空旷且以覆盖为主的区域，采用少天线、高功率覆盖方式对于建筑边缘的覆盖，采用定向天线避免室内信号泄漏造成干扰对于电梯的覆盖，可采用电梯井道或电梯厅布放天线进行覆盖尽量避免电梯内的切换，以避免电梯运行过程中由于切换造成的掉话（如果在电梯内切换，则必须要保证有足够的重叠区域，否则容易掉话）对于GSM系统，为了吸纳话务量，最小覆盖信号电平应比当前信号电平高6dB以上,天线布放,54,天线布放,当很高楼层都为同一小区，为防止各楼层信号形成天线阵，对室外构成干扰，同时确保覆盖区域内信号均匀分布，可以考虑相邻层天线交错安装。,55,1、避免正面选点，减少墙体对信号衰落,2、有效利用楼宇之间的空隙及墙壁的透射和反射达到理想覆盖效果,天线布放,居民小区覆盖室外天线安装方式,56,天线布放,标准层,先划分场景，再确定每种场景天线布放密度,裙楼,电梯,停车场,空旷型（1520米）,玻璃间隔型（1215米）,砖墙间隔型（1012米）,混凝土墙间隔型（810米）,天线主瓣朝向电梯厅（3层）,天线主瓣朝向电梯井道（5层）,57,天线布放,高级公寓天线布放示意图天线可布放位置：工字型走廊,58,天线布放,大型商场超市天线布放示意图,货架稀疏型,货架密集型,天线覆盖半径1215米,59,大型商场超市站点实际测试效果图,货架稀疏型,60,大型商场超市站点实际测试效果图,货架密集型,61,天线布放,KTV娱乐场所天线布放示意图,天线覆盖半径810米,62,天线布放,酒店天线布放示意图,天线覆盖半径1012米,63,天线布放,停车场天线布放示意图,64,四、室内覆盖系统设计,室内覆盖系统设计总体原则和步骤信源及分布系统方式选取覆盖分区考虑确定设备安装位置天线布放电梯覆盖考虑走线问题功率分配系统切换设计室外干扰及外泄控制设计举例,室内覆盖工程技术,65,电梯覆盖考虑,天线主瓣方向朝向电梯厅GSM一般可覆盖5层WCDMA一般可覆盖3层,天线主瓣方向朝向电梯井道GSM一般可覆盖7层WCDMA一般可覆盖5层,GSM:BCCH功率10dBmWCDMA:Ec功率5dBm,另外一种电梯覆盖方式：电梯厅布放天线。2G室内覆盖时有应用，3G室内覆盖时用较少采用。,66,四、室内覆盖系统设计,室内覆盖系统设计总体原则和步骤信源及分布系统方式选取覆盖分区考虑确定设备安装位置天线布放电梯覆盖考虑走线问题功率分配系统切换设计室外干扰及外泄控制设计举例,室内覆盖工程技术,67,走线问题,1、和业主进行友好协商，征得同意后，室内覆盖走线可选择停车场、弱电井、电梯井道、天花板内走线；2、对于居民小区覆盖走线，可选择小区内自有的走线井作为走线路游的首选，可避免与多个它其单位沟通。如：小区内预留走线井、路灯电力走线井等。若没有相关走线井道，则和相关部门协商后，可选择小区内公共走线管井作为走线路由。如：光缆井、热力管道井、水管井、有线电视井等。,68,四、室内覆盖系统设计,室内覆盖系统设计总体原则和步骤信源及分布系统方式选取覆盖分区考虑确定设备安装位置天线布放电梯覆盖考虑走线问题功率分配系统切换设计室外干扰及外泄控制设计举例,室内覆盖工程技术,69,功率分配,信号功率主要通过以下器件进行分配,馈线,功分器,耦合器,70,功率分配,“先平层设计”，主要用功分器（保证天线口功率平衡）；平层馈线小于30米一般用1/2馈线,功分器,功分器,根据天线数量确定采用何种功分器,71,功率分配,“后主干设计”，主要用耦合器（可以节省功率）；馈线一般用7/8馈线,根据主干信号功率和平层需要功率确定耦合器的耦合度,72,系统设计思路,主干耦合器安装在弱电井,平层功分器安装在弱电井或天花板内,功率分配,各器件在大楼内安装示意图,信源设备安装在机房或挂墙,73,功率分配,如果主干线全采用耦合器，可能引起天线口功率不平衡，因此，主干线可采用耦合器功分器分配功率方式！,耦合器方式,耦合器功分器方式,74,功率分配,如果运营商或物业特殊要求，所有主干线上无源器件必须安装在机房，以方便维护和测试，则主干线上主要采用功分器进行功率分配！,主干线主要采用功分器方式,75,四、室内覆盖系统设计,室内覆盖系统设计总体原则和步骤信源及分布系统方式选取覆盖分区考虑确定设备安装位置天线布放电梯覆盖考虑走线问题功率分配系统切换设计室外干扰及外泄控制设计举例,室内覆盖工程技术,76,大堂出入口,各个楼层电梯口，楼梯间,车库出入口,各个楼层窗口处,针对不同场景采用何种切换策略？,系统切换设计,77,一般建筑物大堂出入口切换区域建议在室外距离门口57米范围内，即建议在室外距离门口57米范围室内导频Ec-95dBm或按照Ec/Io外泄指标。切换区域不宜离马路太近或进入室内过深。,大堂切换设计策略：“小功率、多天线”方式定向天线从门口往里覆盖天线口功率可调,系统切换设计,78,系统切换设计,电梯切换设计策略：通常建议电梯内为同一小区当楼层太高，不能同一小区时，需要引入相邻小区信号；非全楼覆盖时，电梯井道天线主瓣方向朝向电梯厅；电梯内外不同小区时，切换区域选择在电梯厅。,电梯机房,ANT,1,-,11,F,-,n,ANT,1,-,7,F,-,n,ANT,1,-,3,F,-,n,电梯厅,电梯内一个小区,电梯井道内切换,电梯厅切换,79,高层切换设计策略：“小功率、多天线”方式，天线安装在房间内；定向天线从窗户边向里覆盖；,系统切换设计,80,系统切换设计,车库出入口切换设计：在车库出入口位置安装天线保证切换。,81,四、室内覆盖系统设计,室内覆盖系统设计总体原则和步骤信源及分布系统方式选取覆盖分区考虑确定设备安装位置天线布放电梯覆盖考虑走线问题功率分配系统切换设计室外干扰及外泄控制设计举例,室内覆盖工程技术,82,室外干扰及外泄控制,“小功率、多天线”滴灌覆盖技术解决室外干扰和控制室内信号外泄；在易外泄区域安装定向天线控制室内信号外泄；室外网络优化。,83,四、室内覆盖系统设计,室内覆盖系统设计总体原则和步骤信源及分布系统方式选取覆盖分区考虑确定设备安装位置天线布放电梯覆盖考虑走线问题功率分配系统切换设计室外干扰及外泄控制设计举例,室内覆盖工程技术,84,设计举例,阿联酋某室内覆盖项目楼高B4F75F,其中B4FB1F、1F4F为停车场，G为店铺，5F为会所，6F75F为公寓。B4F4F每层面积3600平方米，5F-6F每层面积1500平方米。,85,信源和分布系统选取,覆盖分区,确定设备安装位置,天线布放（平层）,走线问题,电梯覆盖,功率分配（主干）,RRU+无源室内分布系统,全楼分3个小区,B4F-21F,22F-48F,49F-75F,G、26F、55F,B4F-5F每层6副天线6F-75F每层4副天线,弱电井和天花板,因施工难度，在每层电梯厅布放两副天线,设计举例,86,设计举例,停车场天线安装图,标准层天线安装图，天线只能安装在走廊里,平层功分器安装在弱电井内平层采用1/2馈线,弱电井位置,弱电井位置,87,第一小区（B4F-21F）系统原理图,设计举例,88,交流提纲,第一部分室内覆盖工程技术一、室内覆盖设计依据二、室内覆盖建设流程三、室内覆盖勘测规范四、室内覆盖系统设计第二部分室内覆盖无源器件介绍一、功分器二、耦合器三、电桥四、合路器五、衰减器,89,功分器耦合器电桥合路器衰减器,室内覆盖无源器件介绍,90,功分器介绍,腔体功分器,微带功分器,两种功分器工程应用差异：防水、功率容量、插损,功分器是一种将一路输出信号能量等分成两路或多路输出的器件。,成本差异？,91,一分二功分器原理图,一分三功分器原理图,功分器介绍,92,功分器测试指标示意图,如图所示