室内无线综合分布系统-江苏电信

CDMA室内分布系统简介,通信规划设计院2010.9,CDMA室内分布系统介绍,CDMA室内分布系统设计,CDMA室内分布系统介绍,4,CDMA室内分布系统介绍,什么是室内分布系统为什么要建室内分布系统室内分布系统的组成部分室内分布系统的典型组建方案,5,CDMA室内分布系统介绍,什么是室内分布系统,6,CDMA室内分布系统介绍,什么是室内分布系统,室内分布系统是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种方法，室内分布系统主要采用室内分布式天线把无线信号覆盖到室内的各个区域，是对大网的优化与延伸。室内分布系统是无线网络传播的“通道”。,7,CDMA室内分布系统介绍,为什么要建设室内分布系统,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）,既有深度覆盖的需求，又有话务分担的需求。最终是提升整体网络服务能力的需求。,8,CDMA室内分布系统介绍,室内分布系统的组成部分信号源,微型直放站,9,CDMA室内分布系统介绍,室内分布系统的组成部分信号源,10,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统,室内分布系统的组成部分,室内吸顶天线,宽频带功分器,宽频带耦合器,同轴阻燃馈线,室内板状天线,室内对数天线,11,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统天线功能：实现射频电能与电磁波能量的转换主要指标：频段，驻波比，增益，回波损耗，前后比，水平/垂直波瓣角,室内分布系统的组成部分,12,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统天线方向性：用于表示天线在空间各个方向发射或接收能力的高低。天线的方向性可用方向图来表示,室内分布系统的组成部分,13,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统天线半功率角度：指辐射功率不小于最大辐射方向上辐射功率一半的辐射扇面的角度。,室内分布系统的组成部分,14,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统天线增益：将天线辐射电磁波进行聚束以后比起理想的参考天线，在输入功率相同条件下，在同一点上接收功率的比值，显然增益与天线的方向图有关。方向图中主波束越窄，副瓣尾瓣越小，增益就越高。可以看出高的增益是以减小天线波束的照射范围为代价的。,室内分布系统的组成部分,15,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统天线增益：dBi：用点源天线(i)作为标准天线计算出的天线增益。G(dBi)=10lgGi,室内分布系统的组成部分,点源天线的球形辐射,16,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统天线增益：dBd：用半波振子天线(d)作为标准天线计算出的天线增益。G(dBd)=10lgGd,室内分布系统的组成部分,单一偶极子的“汽车轮胎”形辐射,17,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统天线增益：dBi与dBd的换算关系G(dBd)=G(dBi)-2.15,室内分布系统的组成部分,偶极子比点源天线增益高2.15dB,18,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统天线前后比：前向辐射功率与后向辐射功率之比前后比(dB)=10log,室内分布系统的组成部分,19,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统天线天线种类：,室内分布系统的组成部分,20,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统馈线环境20，各种馈线在不同频段100m传输损耗值：,室内分布系统的组成部分,21,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统功率分配器件功分器，耦合器功分器：通常是将射频信号功率进行均匀分配/合成的元器件。耦合器：通常是将射频信号功率按一定的耦合度分配/合成的元器件。,室内分布系统的组成部分,22,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统功率分配器件功分器，耦合器的共性：1）频率特性：单频、多频2）功率容限：中功率（3050W）大功率（100W）3）结构原理：腔体式：自然损耗0.10.2dB微带电路式：自然损耗0.40.5dB,室内分布系统的组成部分,23,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统功率分配器件功分器，耦合器的共性：4）前向与反向传输特性相同5）微带电路式反向功率容限低6）对不同频段射频信号传输特性相同,室内分布系统的组成部分,24,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统功率分配器件功分器命名：以平均分配的端口数命名，常用功分器有二功分器、三功分器、四功分器功分器插损计算：插损值10log(1/分配数)-自然损耗值（dB）,室内分布系统的组成部分,25,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统功率分配器件耦合器命名：以耦合度命名。常见耦合器：5dB,6dB,7dB,10dB,15dB,20dB大功率耦合器：25dB,30dB,35dB,40dB,45dB,室内分布系统的组成部分,26,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统功率分配器件耦合器耦合端插损值计算：插损值-耦合度-自然损耗值（dB）耦合器直通端插损值计算：插损值10log1-10(-耦合度/10)-自然损耗值（dB）例如：10dB腔体耦合器直通端插损值计算：插损值10log1-10(-10/10)-0.1-0.6dB,室内分布系统的组成部分,27,CDMA室内分布系统介绍,天馈系统功率分配器件耦合器直通端插损典型值：,室内分布系统的组成部分,28,CDMA室内分布系统介绍,其他设备电桥：插损-3.3dB基站合路单元：插损-3.3dB多频合路器：插损-1.0dB衰减器、负载滤波器、环形器接头、转接头光路系列器件,室内分布系统的组成部分,29,CDMA室内分布系统介绍,宏蜂窝分布系统适用范围：覆盖区有很大话务量，用于吸收话务量；或站点作为规划基站。方案优点：1）目标覆盖区内通话质量高2）吸收覆盖区内话务量，减少周围基站压力3）站点易于扩容,室内分布系统的典型组网方案,30,CDMA室内分布系统介绍,宏蜂窝分布系统方案缺点：1）投资很高2）需要专用通信机房和传输3）工程进度缓慢4）降低方案设计及工程预算的准确性,室内分布系统的典型组网方案,31,CDMA室内分布系统介绍,RRU分布系统,室内分布系统的典型组网方案,32,CDMA室内分布系统介绍,RRU分布系统适用范围：覆盖区有一定话务量，且信号质量要求较高的场所，如：商场、宾馆、写字楼等。方案优点：1）组网灵活2）目标覆盖区内通话质量高3）吸收覆盖区内话务量，减少周围基站压力,室内分布系统的典型组网方案,33,CDMA室内分布系统介绍,RRU分布系统方案缺点：1）投资较大2）加大PN规划难度,室内分布系统的典型组网方案,34,CDMA室内分布系统介绍,光纤直放站+分布系统,室内分布系统的典型组网方案,35,CDMA室内分布系统介绍,光纤直放站分布系统适用范围：覆盖区话务量较低的场所（如：地下车库、电梯等），或轻度导频污染的高层楼宇。方案优点：1）成本相对较低2）可实现富裕话务容量的调度,室内分布系统的典型组网方案,36,CDMA室内分布系统介绍,光纤直放站分布系统方案缺点：1）系统可靠性不高2）需增大搜索窗，降低了搜索速率,室内分布系统的典型组网方案,37,CDMA室内分布系统介绍,混合信源（RRU+直放站）+分布系统适用范围：大型建筑群、超高层建筑、住宅小区、隧道地铁以及无法安装宏蜂窝的高话务楼宇。方案优点：1）减少信号在主干线上的传输损耗2）光纤的分合路容易，便于调整覆盖范围3）扩大了覆盖范围4）利于进行资源调配,室内分布系统的典型组网方案,38,CDMA室内分布系统介绍,混合信源分布系统方案缺点：1）需增加光纤安装工程2）系统故障率有所增加,室内分布系统的典型组网方案,39,CDMA室内分布系统介绍,微型直放站适用范围：小型地下车库。方案优点：1）实施快速2）无需配套传输资源方案缺点：1）目标覆盖区域信号质量受室外影响较大2）故障排查难度大,室内分布系统的典型组网方案,40,CDMA室内分布系统介绍,组网方案中的几个关键问题：直放站最大的光纤拉远距离,室内分布系统的典型组网方案,41,CDMA室内分布系统介绍,组网方案中的几个关键问题：直放站最大的光纤拉远距离由于CDMA基站的最大搜索窗宽度为226个chips，因此CDMA基站的最大允许时延为：113chip/1.2288Mchip/s91.96s考虑信号在光纤中的传播速度约为3108m/s，直放站主机的处理时延为5s，因此直放站最大的光纤拉远距离为3108m/s（91.96s-5s）26.1Km,室内分布系统的典型组网方案,42,CDMA室内分布系统介绍,组网方案中的几个关键问题系统隔离度施主天线和覆盖天线之间要保证一定的隔离度，否则会引起自激。,室内分布系统的典型组网方案,施主天线前后比F/BD,覆盖天线前后比F/Bp,43,CDMA室内分布系统介绍,无线直放站组网方案中的关键问题：系统隔离度,室内分布系统的典型组网方案,隔离度：I=F/BD+LW+F/BP+LP空间传播损耗：LP=32.4+20logD+20logFD：收发天线间距，单位KmF：信号工作频率，单位MHzF/BD：施主天线前后比F/BP：覆盖天线前后比Lw：障碍物损耗,隔离度要求：IGS+10dB系统增益：GS=ERPPRXERP：天线口等效全向发射功率ERP=天线口输入功率天线增益PRX：施主天线接收信号电平,CDMA室内分布系统设计,45,CDMA室内分布系统设计,设计流程,46,CDMA室内分布系统设计,站点的概况站点的无线网络环境测试站点的话务量调研站点的建筑结构调研查勘报告,查勘,47,CDMA室内分布系统设计,站点的概况了解并记录站点的名称、地理位置、性质、各层用途、建筑规模、周围建筑环境、业主联系人等。站点的无线网络环境测试对建筑内的各处进行DT/CQT测试并记录、对周围基站分布进行了解和记录。,查勘,48,CDMA室内分布系统设计,站点的话务量调研对站点的现有用户数、用户价值进行调查、对站点的潜在用户数进行预测。站点的建筑结构调研索取建筑结构平面图，记录弱电/强电井道位置、蜂窝机房位置、层高、吊顶材料，记录覆盖禁忌区，对天馈系统路由可行性进行调查，对设备安装位置的环境进行调查。,查勘,49,CDMA室内分布系统设计,查勘报告站点的概况无线网络环境的分析建筑环境级建筑结构的分析室内分布系统覆盖方案,查勘,50,CDMA室内分布系统设计,模测,51,CDMA室内分布系统设计,模测,模测,覆盖测试,专项测试,52,CDMA室内分布系统设计,模测,覆盖测试定位测试模拟发射天线放置在设计位置调整天线的发射功率测试多个区域的场强确定天线的设计功率,53,CDMA室内分布系统设计,模测,覆盖测试定位测试,54,CDMA室内分布系统设计,模测,覆盖测试选位测试模拟发射天线放置在多个预设位置测试多个区域的场强确定天线的点位,55,CDMA室内分布系统设计,模测,覆盖测试不定位测试（天线功率8dBm，挂高2.2m）,56,CDMA室内分布系统设计,模测,覆盖测试不定位测试6C点排除覆盖2,4,5,6,711A点orF点(1)9D点orE点.(2)3A点orB点.(3)(1),(3)A点排除覆盖1,3,10,11,128,9D点orE点(4)10,(4)E点排除覆盖8,9确定A、C、E是最佳天线点位,57,CDMA室内分布系统设计,模测,覆盖测试样板测试又称“准实测”，选择标准楼层按照设计进行安装天馈系统，在天馈系统中注入模拟测试信号，进行全层测试。,58,CDMA室内分布系统设计,信号源的选型分布系统类型射频信号功率的预算射频信号功率的分配系统结构的兼容性多小区的切换区设计,设计,59,CDMA室内分布系统设计,话务量站点规模站点无线网络状况站点的重要性/用户价值其他因素,设计信号源的选型,60,CDMA室内分布系统设计,话务量预测依据各种不同的覆盖类型结合不同的室内话务测算公式具体估算出覆盖区域的话务量。话务量预测模型：（仅供参考）BH:话务总量(Erl);m:单用户忙时话务量(Erl);Sa:建筑面积(M2);Pem:同网络用户手机拥有率；Peu:实用面积比率；Nm:每平米人数；,设计信号源的选型,61,CDMA室内分布系统设计,话务量预测模型写字楼模型（单位：Erl）BHSaPeuNmPemm其中：Peu根据情况取60%80%；Nm根据情况取0.030.08；Pem市场占有率，考虑远期目标取30%；m建议取值0.015Erl。,设计信号源的选型,62,CDMA室内分布系统设计,话务量预测模型商场模型（单位：Erl）BHSaPeuNmPemm其中：Peu根据情况取35%45%；Nm根据情况取0.30.4；Pem市场占有率，考虑远期目标取30%；m一般取0.02Erl。,设计信号源的选型,63,CDMA室内分布系统设计,话务量预测模型会展中心模型（单位：Erl）BHSaPeuNmPemm其中：Peu根据情况取40%50%；Nm根据情况取0.30.4；Pem市场占有率，考虑远期目标取30%；m一般取0.015Erl。,设计信号源的选型,64,CDMA室内分布系统设计,功率预算的范围（前向功率预算）天线覆盖区域功率预算的目的确定天线点位确定天线口功率,设计射频信号功率的预算,65,CDMA室内分布系统设计,室内信号传播模型自由空间附加衰减损耗模型PL(d)=PL(d0)+20lg(d/d0)+d+FAF其中：PL(d)为路径d总损耗；PL(d0)为路径1米的自由空间损耗，PL(d0)32.4+20lg1(m)+20lgf(MHz)典型值如下：800MHz时，PL(d0)=31.5dB2000MHz时，PL(d0)=37.5dB2400MHz时，PL(d0)=40.0dB,设计射频信号功率的预算,66,CDMA室内分布系统设计,室内信号传播模型自由空间附加衰减损耗模型PL(d)=PL(d0)+20lg(d/d0)+d+FAF为距离损耗因子，由多种因素组成，要由模拟测试求得一般范围为：01.6dB/m；d为自由空间传播直线距离m；FAF为穿墙损耗dB，以下为CDMA800频段在各种墙体穿透损耗测试值：,设计射频信号功率的预算,67,CDMA室内分布系统设计,室内信号传播模型下表为CDMA800在各种材料穿透损耗测试值：,设计射频信号功率的预算,68,CDMA室内分布系统设计,边缘场强的预算边缘覆盖场强的计算公式：PdBm=PT+GM-PL(d)-RPdBm为射频信号边缘场强功率dBm；PT为室内天线口输入功率dBm；GM为室内天线增益dBi；PL(d)为路径d总损耗dB;R为衰减（主要是多径衰减）储备，R的值与网络特性、无线信号特性和覆盖半径内的建筑结构有关，需要模测，典型值为：GSM/PHS/WLAN:10-15dB；CDMA/WCDMA/TDSCDMA:5-10dB,设计射频信号功率的预算,69,CDMA室内分布系统设计,边缘场强的预算举例：假设本工程为某一宾馆的CDMA800室内分布系统工程，天线输入口导频功率PT=0dBm，吸顶天线增益为GM=2.0dB，同层预测覆盖距离d=15米，覆盖距离内测得穿墙损耗15dB,测得=0.5dB/m，求导频功率边缘场强？解：先计算PL(d=15m)=31.5+20lg(15/1)+0.5*15+15=77.5dB再计算PdBm=02.077.5-10=-85.5dBm,设计射频信号功率的预算,70,CDMA室内分布系统设计,天线点位的设计a.走廊、大厅吊顶内，易于布线b.检修口附近，易于维护c.远离柱子、钢筋混凝土墙等d.位置低于横梁、金属吊定、金属风管等e.覆盖半径内直射、穿射，避免斜穿、绕射,设计射频信号功率的预算,71,CDMA室内分布系统设计,天线口输入功率的设计a.一般宾馆、写字楼、商场覆盖建议2dBmb.电梯覆盖建议3dBmc.体育馆、展览馆等覆盖建议3dBmd.室外天线口功率设计15dBm,设计射频信号功率的预算,72,CDMA室内分布系统设计,天线覆盖距离的设计a.空旷区域：1220米b.商场型区域：1015米c.写字楼型：812米d.宾馆型：610米,设计射频信号功率的预算,73,CDMA室内分布系统设计,天线覆盖环境的设计a.避免穿承重墙覆盖，垂直穿透不超过1堵b.非承重墙考虑穿1堵，最多垂直穿2堵c.对于大理石墙面的墙体，不建议穿透d.对于柱子密集的空旷区域，建议缩短覆盖半径e.对于商场内密集的货架，建议缩短覆盖半径,设计射频信号功率的预算,74,CDMA室内分布系统设计,天线增益的选择a.普通楼层覆盖可取全向天线增益：2.15dBib.电梯覆盖天线建议使用天线增益：812dBic.体育馆、展览馆等覆盖根据场馆特点可用6-8dBid.底层窗边天线可取定向吸顶天线增益：5dBie.室外天线根据覆盖环境可选择614dBi增益天线,设计射频信号功率的预算,75,CDMA室内分布系统设计,功率分配的范围（前向功率分配）信号源天线功率分配的目的确定系统结构,设计射频信号功率的分配,76,CDMA室内分布系统设计,功率分配的设计要点1）功率分配的设计目标是天线口输入功率2）功率分配的主要工具是功分器、耦合器3）功率分配中主要的功率损失是馈线的衰耗，其次是接头、器件的自由损耗4）功率分配的设计应保证所有天线的设计功率能够满足其覆盖的需求,设计射频信号功率的分配,77,CDMA室内分布系统设计,功率分配的设计技巧先天线后信源先支路后主干,设计射频信号功率的分配,78,CDMA室内分布系统设计,功率分配的设计流程,设计射频信号功率的分配,支路,主干,79,CDMA室内分布系统设计,功率分配的设计流程1）预设天线口功率根据模测数据将天线口最低功率作为预设功率,设计射频信号功率的分配,80,CDMA室内分布系统设计,功率分配的设计流程2）连接天线确定建筑内主干的位置:一般为弱电井按照前向信号的走向确定天线间主要馈线的路由设计馈线的规格和长度，并保留一定的余量（见下图）,设计射频信号功率的分配,81,CDMA室内分布系统设计,功率分配的设计流程,设计射频信号功率的分配,82,CDMA室内分布系统设计,功率分配的设计流程2）连接天线先连接距弱电井较远的天馈线根据天线口功率的相对值以及馈线的损耗值，选取合适的功分器或耦合器（见下图）,设计射频信号功率的分配,83,CDMA室内分布系统设计,功率分配的设计流程,设计射频信号功率的分配,84,CDMA室内分布系统设计,功率分配的设计流程2）连接天线后连接距弱电井较近的天馈线根据天线口功率的相对值以及馈线的损耗值，选取合适的功分器或耦合器（见下图）,设计射频信号功率的分配,85,CDMA室内分布系统设计,功