移动通信技术分析

1,四、技术要点,抑制联通信号,光纤直放站的特点及应用,无线接入方式进行室内覆盖注意事项,移动通信技术分析,目录,直放站信源的选取,3,直放站信源的选取,在选择直放站信源时，不仅要注意信源小区的质量，而且要考虑到信源基站的话务质量问题和信源基站相对直放站系统的距离；如果信源基站本身话务量较高，则容易产生拥塞；如果信源基站较远，则要考虑此小区是否与周围小区信号做切换关系，如果未做，则容易产生掉话；在直放站信源的选取上，可采用手机定向测试的方法，具体如下图：,4,SMA头二功分器一只、SMA-JJW跳线三根、手机测试跳线两根、N/SMA-JK接头一只、八木天线一副、NOKIA（5110/6110/6150/6210）手机两只、联通和移动SIM卡各一张。,手机定向测试天馈的使用方法,组成：,直放站信源的选取,5,手机定向测试天馈的使用方法,可同时测量联通和移动网络信号,使用方法：,直放站信源的选取,6,手机定向测试天馈的使用方法,NOKIA手机6210背后的测试跳线接口（其它型号一样）,可单机测试,直放站信源的选取,7,手机定向测试天馈的使用方法,特点：,方向性好，能即时辨别最佳基站方向，为设计者提供准确方向；精确度高，经实测，与HM5014型频谱仪所测数值误差在3dB以内；实用性强，能在现场测出联通与移动两网之间的信号的差异，为设计者作选择设备型号提供有力参考；携带方便。,保护测试跳线不受损坏；测试时八木天线旁不要有人为障碍物影响接收信号。,注意事项：,直放站信源的选取,8,移动ARFCN95与联通ARFCN96仅相差200KHz，如果联通工作频率偏低端，应尽量选择BCCH在低端的信源小区为施主小区；施主天线不宜离联通基站太近，主瓣方向不宜对准联通基站，如果接收联通信号信号电平太强（大于-30dBm），则可能使直放站前级放大器饱和，降低下行增益，使直放站失效；选择带外抑制度高的设备；联通CDMA设备下行高端885MHz带外杂散辐射被无委会限定要高于125dBc，即CDMA下行最大发射功率为20W（43dBm）时，带外885MHz杂散为-83dBm，只要移动天线距离CDMA天线20米（900M损耗约70dB）外，就不会受到联通干扰。,抑制联通信号,9,光纤直放站的特点及应用,特点及应用：,可采用直接耦合方式，要注意耦合施主基站所有载波；多个覆盖端的光路均衡问题；传输光纤的条件：要有至少一条空闲的光纤或两条有一个空闲窗口的光纤。,10,无线接入方式进行室内覆盖注意事项,中继器应有效好的频带选择性，较好的线性指标；中继器的安装调试对上行信号、噪声应有严格的测算和控制，以防干扰基站；无线接入方式不能解决“乒乓效应”严重的高层建筑的覆盖。,注意事项：,原因：,周围小区信号强度较高且均衡；无线接入方式，覆盖电平不能完全压制外界信号，相当于又引入一干扰源；密集分布天线,成本高,移动通信技术分析,目录,12,BTS下行发射功率：PTb手机发射功率：PMBTS噪声系数：NFb手机噪声系数：NFM等效输入噪声电平：PNb=KTBdB+NFb等效输入噪声电平：PNM=KTBdB+NFMBTS上行接收信号电平：PRb=PM-LP手机下行接收信号电平：PRM=PTb-LP,上、下行平衡条件,移动通信技术分析,13,上行载噪比：C/N上=下行载噪比：C/N下=PRbdB-PNbdB=PRMdB-PNMdB=PM-LP-KTBdB-NFb=PTb-LP-KTBdB-NFM上下行平衡条件：C/N上=C/N下PM-LP-KTBdB-NFb=PTb-LP-KTBdB-NFMPM-NFb=PTb-NFM或PTb+NFb=PM+NFM,基站发射功率+基站噪声系数=手机发射功率+手机噪声系数,上、下行平衡条件,移动通信技术分析,14,基站接收到直放站噪声电平：PNb=KTBdB+G+NFr-Ld基站与直放站级联系统噪声系数：NF=NF1+NF=10logNF1+dB,上、下行平衡条件,基站与直放站级联系统噪声系数NF与传输损耗Ld直放机增益G的关系,移动通信技术分析,15,基站与直放站级联系统噪声系数NF与传输损耗Ld直放机增益G的关系,设直放站本机噪声系数：NFr=4dB、基站噪声系数：NFb=2dB,上、下行平衡条件,移动通信技术分析,16,BTS下行发射功率：PTb手机发射功率：PMBTS噪声系数：NFb机噪声系数：NFM等效输入噪声电平：PNb=KTBdB+NFb等效输入噪声电平：PNM=KTBdB+NFMBTS上行接收信号电平：PRb=PM-LP手机下行接收信号电平：PRM=PTb-LP上行载噪比：C/N上=PRb/PNb下行载噪比：C/N下=PRM/PNM=PRbdB-PNbdB=PRMdB-PNMdB=PM-LP-KTBdB-NFb=PTb-LP-KTBdB-NFM上下行平衡条件：C/N上=C/N下PM-LP-KTBdB-NFb=PTb-LP-KTBdB-NFMPM-NFb=PTb-NFM或PTb+NFb=PM+NFM基站发射功率+基站噪声系数=手机发射功率+手机噪声系数,上、下行平衡条件,移动通信技术分析,17,移动通信室内路径损耗传播模型,在室内电磁波传播受响的因素很多，在有限的空间内环境变化大，墙、顶、地、人和室内物体等都会引起电磁的反射、折射、散射和吸收，电磁场分布十分复杂，电波传播模型相应多种多样。本文着重介绍在测试的基础上总结出来的三种传播模型，可供移动通信室内覆盖预测参考用。,移动通信技术分析,18,室内大尺度路径损耗,室内大尺度路径损耗是指短距离、短时间内快速衰落（衰落深度达2040dB），其传播模型表达式为：PL(d)=PL(d0)+10nlog()+X(dB)(式1)式中：PL(d)表示路径d的总损耗值；PL(d0)表示近地参考距离(d0=310)时，自由空间衰减值；X表示标准偏差(314)的正态随机变量。,移动通信室内路径损耗传播模型,移动通信技术分析,19,室内路径损耗因子模型,这一模型灵活性很强，预测路径损耗与测量值的标准偏差为4dB，衰减因子模型表达式为：PL(d)=PL(d0)+10nlog()+FAF(dB)(式2)式中：n表示同层损耗因子（1.63.3）;FAF表示不同层路径损耗附加值（1020dB）。,移动通信室内路径损耗传播模型,移动通信技术分析,20,室内空间自由路径损耗附加因子模型,在室内可以认为是自由空间受限的传播路径，这一模型灵活性很强，预测路径损耗与测量值的标准偏差为4dB，其传播模型表达式为：PL(d)=PL(d0)+20log()+d(dB)(式3)式中：路径损耗因子（-0.21.6dB/m）。,移动通信室内路径损耗传播模型,移动通信技术分析,21,室内场强预测举例,假设本工程为某一宾馆的室内分布系统工程，天线输入口功率Pt=5dBm，吸顶天线增益为Gm=2.1dBi，同层预测距离d=15米，d0设定为1米。PL(d0)=31.5dB(f=900MHz)，采用2式，其中n为2.8代入式2得:PL(15m)=PL(1m)+102.8log()+0=31.5+32.9=64.4dB预测出距离信号源15米处的场强(设衰减储备R为10dB)：PdBm=Pt+Gm-PL(15m)-R=5dBm+2.1dB-64.4dB-10dB=-67.3dBm,移动通信室内路径损耗传播模型,移动通信技术分析,22,移动通信中继转发系统（直放站和室内分布系统）由于其投资少、见效快且机动灵活，对网络优化起了不小的作用。但是，不可避免的也会对网络造成一定的影响。移动通信中继转发系统对网络的影响主要体现在拥塞率和掉话率两个指标。,移动通信中继转发系统对网络的影响分析,移动通信技术分析,23,拥塞率,若信源基站本身容量有限，引入转发系统后由于覆盖区域的增加，必然导致话务量和话务申请次数的增加，由此可能会增加拥塞率。应该说这个影响是积极的，只要适当增加信源基站的容量即可解决。若信源基站本身容量足够，引入转发系统后拥塞率不应该增加。除非转发系统所用载波数比源基站少。由上可见，只要合理配置源基站容量，正确转发源基站载波，拥塞率是不会恶化的。,移动通信中继转发系统对网络的影响分析,移动通信技术分析,24,掉话率是衡量网络质量的一个重要指标。一般分质差掉话、切换掉话和弱信号掉话三种。质差掉话：质差掉话是基站和手机受到干扰后造成信号信噪比恶化引致。通常情况下源基站的质差掉话应为0。引入转发系统后，以下几种情况可导致质差掉话。转发系统上行噪声电平过高，降低了源基站范围内手机上行信号的信噪比；转发系统覆盖区域与其它基站相邻，且存在邻频或同频干扰。设备本身技术指标达不到入网要求，上行交调信号干扰基站。由上可见，优质的设备、合理的频率调整和正确的系统调试，完全可以避免上述情况出现，质差掉话不应该变化。,移动通信中继转发系统对网络的影响分析,掉话率,移动通信技术分析,25,切换掉话：切换掉话是由于基站切换参数不合理、手机切换频繁或相邻小区重叠范围不能保证切换时间造成的。引入转发系统后，以下几种情况可导致切换掉话。由于转发系统引入，导致源基站与原本不相邻的基站相邻，所做切换参数不合理。室内覆盖系统的信号与周围基站的信号相邻，且信号强度相当，造成手机频繁切换。相邻小区覆盖范围重叠不够，无法保证切换时间。由上可见，通过合理设计系统覆盖场强和合理调整切换参数，切换掉话是不应该变化的。,移动通信中继转发系统对网络的影响分析,掉话率,移动通信技术分析,26,弱信号掉话弱信号掉话是由于基站信号覆盖范围有限，基站与基站间存在信号盲区。当手机由有效范围向盲区移动时，会因信号消失而掉话。由于许多山区受地形限制，即使加入转发系统后，其覆盖区域也不可能与源基站或其它基站无缝衔接。因此必然会存在信号盲区，必然会产生弱信号掉话。,移动通信中继转发系统对网络的影响分析,掉话率,移动通信技术分析,27,综上所述，中继转发系统对网络的影响原因是多方面的。合理地评价转发系统对网络的影响可归纳为：拥塞率允许略微增加；质差掉话不允许变化；切换掉话不允许变化；弱信号掉话不可避免。,掉话率,移动通信中继转发系统对网络的影响分析,移动通信技术分析,28,解决室内信号分布系统引起基站掉话的方法,方案设计时预留足够的多路径衰落余量；使用高增益的定向天线，保证有起主导作用的小区信号；施主天线安装位置不能太高（8层以下）避免同频，邻频干扰。,移动通信中继转发系统对网络的影响分析,移动通信技术分析,29,干扰基站掉话率上升中继站覆盖区内上下行不平衡,中继站因质量问题或工程安装不当造成的不良后果,移动通信技术分析,30,干扰基站的原因,上行输出噪声干扰,中继站因质量问题或工程安装不当造成的不良后果,移动通信技术分析,31,干扰基站的原因,放大器线性不好（交调过大）,移动通信技术分析,中继站因质量问题或工程安装不当造成的不良后果,32,下行交调产物串入上行干扰基站,干扰基站的原因,移动通信技术分析,中继站因质量问题或工程安装不当造成的不良后果,33,收发天线隔离不够，系统自激,干扰基站的原因,直放站收发天线的隔离度问题隔离度的测试,移动通信技术分析,中继站因质量问题或工程安装不当造成的不良后果,34,隔离度：I=F/BD-GD+LW+F/BP-GP+LP空间传播损耗：LP=92.4+20lgD（D为两天线间距离，单位为km）收发隔离要求：ERP-IERP-PRX,施主天线前后比F/BD施主天线增益GD,用户天线前后比F/BP用户天线增益GP,建筑物,ERP,PRX,障碍物损耗LW,干扰基站的原因,直放站收发天线的隔离度问题,35,1.在覆盖天线馈入一个不用信道的信号PT，通常将PT电平调为0dBm2.然后用综合测试仪测量施主天线接收下来的信号电平PR隔离度I=PT-PR放大器正常工作的条件：G（放大器增益）I（隔离度）,干扰基站的原因,隔离度的测试,36,POI技术,POI定义,POI（PointofInterconnection）是多网综合通信平台，也叫公共输入输出设备，也叫耦合器前端输入设备。它是多种网络信源设备与宽频天馈之间的连接设备。,移动通信技术分析,37,以不同营运商的不同营运网络（中国移动GSM900、中国移动GSM1800、中国移动第三代移动通信系统3G、其它）POI作为系统信源端的接口界面。从系统容量上考虑，爱立信基站一小区24载波已是最大配置，因此POI接口最大配置为GSM900和GSM1800各有24个TRX接口，还考虑3G有3个端口接入。考虑到小区覆盖较多采用两对收发天线，为减少插入损耗合理利用基站功率，因此POI设备考虑同时有两路输出，既能达到设计要求，又节约设备的投资成本，且方便扩容（只需根据系统的载波数灵活的调配输入端口合路模块的数量，并且能保证在各种情况下因入的合路损耗最小）。,例：国际会议展览中心POI设计依据,移动通信技术分析,POI技术,38,采用频响好，功率容量较大的电桥进行合路：在基站设备组合器的选取上，对于大型室内覆盖系统来说，话务量的大,频率复用度高,频率安排上必须使用射频跳频技术，因此限制了腔体组合器件的选取；同时考虑到器件的功率容量，微带合路器目前所能做到的最大功率容量也不超过20W，因此POI方案采用频响好，功率容量较大的电桥进行合路。考虑到GSM1800下行交调落入3G频段，一般天馈系统采用收发单工的形式，为减少可能存在的干扰。POI系统设计可以采用环行器来解双工。同时采用高隔离指标的三频合路器，保证多系统集成的可靠性，减少维护量。,POI设计依