直放站工程常见问题及分析

直放站工程常见问题及分析 2004年4月 深圳国人通信公司 主要内容 一、直放站工程常见问题及解决办法 二、高层建筑信号覆盖问题探讨 一、直放站工程常见问题及解决办法 直放站常见的问题有 自激 直放站工作在非线区 干扰基站 上下行不平衡 室内信号泄露 系统参数恶化 自激 自激产生的原因： ?隔离度不够 一般要求系统的隔离度大于直放站增益15dBm ?弱信号 同样站点隔离距离，强信号通常不会自激，弱信 号很容易就会自激。 自激判断方法 GSM系统： 用手机直观判断 用频谱测试 CDMA系统： 用频谱仪测试 基站查询 -60 -50 -40 -30 -20 -10 829830831832833834835836837838 Ref Level : -0.1 dBm dB / Div : 6.86 dB M1 Spectrum Analyzer CH28 Model: MS2711ASerial #: 00139017 Date: 01/04/2002Time: 16:40:08 RBW: 1 MHzVBW: 30 kHzDetection: Neg. Peak CF: 833.5 MHz SPAN: 10.0 MHz Attenuation: 30 dB dBm Frequency (828.5 - 838.5 MHz) M1: -6.43 dBm 833.011 MHz CDMA上行自激信号上行自激信号 特点：能量集中 边沿清晰 幅度较大 信号带内 特点：能量集中 边沿清晰 幅度较大 信号带内 -110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 829830831832833834835836837838 Ref Level : -10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1 Spectrum Analyzer ZNN112 Model: MS2711ASerial #: 00125130 Date: 01/26/2002Time: 00:42:27 RBW: 1 MHzVBW: 30 kHzDetection: Pos. Peak CF: 833.5 MHz SPAN: 10.0 MHz Attenuation: 0 dB dBm Frequency (828.5 - 838.5 MHz) M1: -35.40 dBm 833.513 MHz 环境不好引起的自激环境不好引起的自激 -90 -80 -70 -60 -50 829830831832833834835836837838 Ref Level : -46.0 dBm dB / Div : 4.5 dB M1 Spectrum Analyzer CH3 Model: MS2711ASerial #: 00139017 Date: 01/05/2002Time: 11:01:38 RBW: 1 MHzVBW: 30 kHzDetection: Neg. Peak CF: 833.5 MHz SPAN: 10.0 MHz Attenuation: 0 dB dBm Frequency (828.5 - 838.5 MHz) M1: -62.17 dBm 833.337 MHz 临界自激信号临界自激信号 如何避免自激 1、在工程设计要考虑施主天线与重发天线的隔离？ 主要靠经验 2、弱信号时与强信号时的天线间的隔离的差别？ 系统要求的增益不一样，在工程方案设计时容 易忽视 3、调试？ 调试要认真确认 调试是要留一定余量 室内分布系统也要注意自激产生 隔离度的计算参考公式 水平隔离度： Ih=22.0+20log10(d/)-(Gd+Gr)+(Xd+Xr)C （公式1） 垂直隔离度： Iv28.0+40log10(d/) C （公式2） 天线的安装方式及隔离度值范围 垂直安装方式 施主天线 重发天线 施主天线 重发天线 1525米 5米 距离 （米）隔离度（dB） 5 74 10 86 15 93 20 98 25 102 30 105 35 108 5 74 10 86 15 93 20 98 25 102 30 105 35 108 天线的安装方式及隔离度值范围 水平安装方式 重发天线重发天线 施主天线施主天线 25米 距离 （米）隔离度（dB） 5 70 10 76 15 79.5 20 82 25 84 30 85.5 35 86.8 5 70 10 76 15 79.5 20 82 25 84 30 85.5 35 86.8 直放站工作在非线区 主要原因有： 输入信号太大，LNA饱和 增益太大，功放饱和 如何确认 输入信号设计或调到多少较合适？ 输入信号=设备的标称输出功率-设备的增益 如：标称输出功率为40dBm，增益为90dB的机 器，则输入信号电平为-50dBm左右。 功放饱和的频谱现象 LNA饱和表现在频谱的根部扩张 功放饱和表现在频谱的顶部失真 功放饱和频谱 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 870872874876878880882884886888 Ref Level : 10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1 Spectrum Analyzer ZXS825 Model: MS2711ASerial #: 00125130 Date: 01/24/2002Time: 20:02:31 RBW: 1 MHzVBW: 30 kHzDetection: Pos. Peak CF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 10 dB dBm Frequency (868.5 - 888.5 MHz) M1: -9.34 dBm 878.525 MHz 正常信号谱正常信号谱 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 870872874876878880882884886888 Ref Level : 0.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1 Spectrum Analyzer ZXS8 Model: MS2711ASerial #: 00125130 Date: 01/24/2002Time: 19:37:02 RBW: 1 MHzVBW: 30 kHzDetection: Pos. Peak CF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 0 dB dBm Frequency (868.5 - 888.5 MHz) M1: -18.22 dBm 878.525 MHz 功放饱和输出谱功放饱和输出谱 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 870872874876878880882884886888 Ref Level : 10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1 Spectrum Analyzer ZXS825 Model: MS2711ASerial #: 00125130 Date: 01/24/2002Time: 20:02:31 RBW: 1 MHzVBW: 30 kHzDetection: Pos. Peak CF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 10 dB dBm Frequency (868.5 - 888.5 MHz) M1: -9.34 dBm 878.525 MHz 正常信号正常信号 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 870872874876878880882884886888 Ref Level : 0.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1 Spectrum Analyzer VVX Model: MS2711ASerial #: 00139005 Date: 01/17/2002Time: 20:21:48 RBW: 1 MHzVBW: 30 kHzDetection: Pos. Peak CF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 0 dB dBm Frequency (868.5 - 888.5 MHz) M1: -20.53 dBm 878.575 MHz 前端饱和前端饱和 顶部失真顶部失真 前端饱和信号频谱前端饱和信号频谱 功放饱和的调试方法 LNA饱和 减小输入信号 在前端加衰减器 功放饱和 降低设备增益 降低设备内部增 益，减少非线形 噪声，提高信号 质量 降低设备内部增 益，减少非线形 噪声，提高信号 质量 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 870872874876878880882884886888 Ref Level : 10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1 M2 Spectrum Analyzer ZXS830 Model: MS2711ASerial #: 00125130 Date: 01/24/2002Time: 20:03:26 RBW: 1 MHzVBW: 30 kHzDetection: Pos. Peak CF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 10 dB dBm Frequency (868.5 - 888.5 MHz) M1: -78.07 dBm 868.55 MHzM2: -78.07 dBm 868.55 MHz -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 870872874876878880882884886888 Ref Level : 10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1 Spectrum Analyzer ZXS825 Model: MS2711ASerial #: 00125130 Date: 01/24/2002Time: 20:02:31 RBW: 1 MHzVBW: 30 kHzDetection: Pos. Peak CF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 10 dB dBm Frequency (868.5 - 888.5 MHz) M1: -9.34 dBm 878.525 MHz -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 870872874876878880882884886888 Ref Level : 10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1 M2 Spectrum Analyzer ZXS820 Model: MS2711ASerial #: 00125130 Date: 01/24/2002Time: 20:02:57 RBW: 1 MHzVBW: 30 kHzDetection: Pos. Peak CF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 10 dB dBm Frequency (868.5 - 888.5 MHz) M1: -77.17 dBm 868.55 MHzM2: -77.17 dBm 868.55 MHz 降低设备内部 增益，减少非 线形噪声，提 高信号质量 降低设备内部 增益，减少非 线形噪声，提 高信号质量 降低20dB增益降低20dB增益 降低30dB增益降低30dB增益 降低25dB增益降低25dB增益 调测方向调测方向 增加串入衰减 器，降低噪声， 提高信号质量 增加串入衰减 器，降低噪声， 提高信号质量 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 870872874876878880882884886888 Ref Level : 10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1 M2 Spectrum Analyzer ZD420 Model: MS2711ASerial #: 00125130 Date: 01/24/2002Time: 23:12:02 RBW: 1 MHzVBW: 30 kHzDetection: Pos. Peak CF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 20 dB dBm Frequency (868.5 - 888.5 MHz) M1: -67.98 dBm 868.5 MHzM2: -67.98 dBm 868.5 MHz -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 870872874876878880882884886888 Ref Level : 10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1 M2 Spectrum Analyzer ZD318 Model: MS2711ASerial #: 00125130 Date: 01/24/2002Time: 23:02:42 RBW: 1 MHzVBW: 30 kHzDetection: Pos. Peak CF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 20 dB dBm Frequency (868.5 - 888.5 MHz) M1: -68.62 dBm 868.5 MHzM2: -68.62 dBm 868.5 MHz -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 870872874876878880882884886888 Ref Level : 10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1 M2 Spectrum Analyzer ZD410 Model: MS2711ASerial #: 00125130 Date: 01/24/2002Time: 23:10:22 RBW: 1 MHzVBW: 30 kHzDetection: Pos. Peak CF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 20 dB dBm Frequency (868.5 - 888.5 MHz) M1: -69.48 dBm 868.5 MHzM2: -69.48 dBm 868.5 MHz 增加串入衰减 器，降低噪 声，提高信号 质量 增加串入衰减 器，降低噪 声，提高信号 质量 加入10dB衰减器加入10dB衰减器 加入20dB衰减器加入20dB衰减器 加入15dB衰减器加入15dB衰减器 调测方向调测方向 干扰基站 干扰源的来源： 自激 上行底噪过大 基站带直放站过多 其它系统的干扰 静态噪声及计算静态噪声及计算 输入端：Pin= =KT0B 式中: K为波尔兹曼常数： 1.3810-23 W/Hz K T0为绝对温度2900K B为设备带宽 输出端： Pout= = Pin+Gr+F 噪声功率输入Pin 直放站增益Gr 直放站噪声系数F 底部噪声=静态噪声+动态噪声底部噪声=静态噪声+动态噪声 动态噪声动态噪声 外部的环境噪声 自然噪声人为噪声 自然噪声 大气、太阳、银河噪声等 人为噪声 电力线、汽车发动机、工 业设备等 测算有效路径损耗： 基站机顶到直放站施主口见的有效路径损耗 LLINK=PBTS-PDONOR GSM系统计算时要考虑载频数和双工合路单元的插损 cdma系统计算时不但要考虑载频数和双工合路单元的插 损，还要考虑分配导频功率所占基站输出功率的比例和用 户水平。 底噪的计算方法 一般要求基站接受到直放站的噪声电平小 于-120dBm，那么要求直放站的输出底噪电 平小于-120dBm-LLINK CDMA室内机（宽带）底噪图CDMA室内机（宽带）底噪图 -130 -120 -110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 810815820825830835840845850855 Ref Level : -30.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1 Spectrum Analyzer JX-DZ Model: MS2711BSerial #: 00209018 Date: 04/24/2002Time: 14:36:33 RBW: 1 MHz VBW: 30 kHzDetection: Pos. Peak CF: 833.49 MHz SPAN: 50.0 MHz Attenuation: 0 dB dBm Frequency (808.49 - 858.49 MHz) M1: -52.02 dBm 830.169 MHzCDMA室内机（宽带）底噪图CDMA室内机（宽带）底噪图 本机设备底噪本机设备底噪 功放噪声功放噪声 白噪声白噪声 无线直放站施 主天线端口 无线直放站施 主天线端口 无线直放站重 发天线端口 无线直放站重 发天线端口 使用便携 式频谱仪 使用便携 式频谱仪 -130 -120 -110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 3-0 810 815 820 825 830 835 840 845 850 855 : - M1 Spectrum Analyzer 频谱测 量图 无线射频直放站底部噪声的测量 频谱测 量图 无线射频直放站底部噪声的测量 无线直放站施主天线 端口底部噪声 无线直放站施主天线 端口底部噪声： PL 无线直放站重发天线 端口底部噪声 无线直放站重发天线 端口底部噪声Gr+PL 使用便携 式频谱仪 使用便携 式频谱仪 干线放大器施主天线端 口底部噪声 干线放大器施主天线端 口底部噪声Gr+PL+L Gr=光纤直放站增益 L=分布线缆有效路径损耗 无线射频直放站+分布系统底部噪声的测量无线射频直放站+分布系统底部噪声的测量 移频直放站覆盖端重发 天线口底部噪声 移频直放站覆盖端重发 天线口底部噪声 Gr1+PL+L+Gr2 Gr1=接入端机增益 Gr2=覆盖端机增益 L=移频传输有效路径损耗 重发天线重发天线 移频直放站 接入端机 移频直放站 接入端机 基站 传输天线传输天线 传输天线传输天线 接入衰减接入衰减 移频直放站接入 端施主信号接入 口底部噪声 移频直放站接入 端施主信号接入 口底部噪声：PL 移频直放站传输天线端 口底部噪声 移频直放站传输天线端 口底部噪声Gr1+PL 移频直放站覆盖端传输 天线口底部噪声 移频直放站覆盖端传输 天线口底部噪声 Gr1+PL+L 移频直放站底部噪声的测量移频直放站底部噪声的测量 测试注意事项： GSM系统如果宽带设备，要测试整个带宽的噪 声功率 CDMA系统要测试载频带宽的噪声功率，即 1.23MHz。 直放站引入噪声的计算 计算公式为： NBTS=KTB+NFBTS NBTS=KTB+NFREP+GR-LP NBTS= NBTS+ NBTS不是直接相加，需转换成 模拟量相加 GR直放站增益，NFREP直放站噪声系数，LP综合 传输路径损耗，系统净增益G=PBTS-PREP 等效模型为： 多个直放站或干放的计算 一般室内分布系统会有许多干放并行的将信 号分布到各个楼层，它的模型为下图所示 n个室内干放并接后的噪声总功率为： NnBTS=10lgn+ NBTS 从上例子中，我们可以看出，能使噪声总功率发生 改变的有三个参数GR、LP、n，为时室内分布系统对基 站的噪声功率不抬高，需在网络设计时预算好LP、n， 选好GR，在工程开通时适当的调整GR的大小，就可以解 决该问题。 注意：当所接入的直放站输出功率都一致时，才可以用 上边的公式计算，否则需一个一个计算。 -40 -30 -20 -10 829830831832833834835836837838 Ref Level : -7.4 dBm dB / Div : 4.23 dB M1 Spectrum Analyzer CH20 Model: MS2711ASerial #: 00139017 Date: 01/04/2002Time: 16:26:31 RBW: 1 MHzVBW: 30 kHzDetection: Neg. Peak CF: 833.5 MHz SPAN: 10.0 MHz Attenuation: 40 dB dBm Frequency (828.5 - 838.5 MHz) M1: -12.82 dBm 833.563 MHz 底噪过高底噪过高 直放站底噪过高的频谱图 其它系统对直放站系统的干扰： 主要是基站（微蜂窝）室内分布系统直接带干放 系统，移动天线与联通天线太近，通过干放产生 的互调干扰。 上下行不平衡 上下信号不平衡主要体现在直放站增益的 不平衡，一般是上行增益小于下行增益， 一般不严重时表现为手机发射功率大；严 重时主要表现为手机能接收到信号，用路 测仪测试，可以明显地看到，接入时间过 长，甚至无法接入网络；用户通常看到的 是手机有满格信号，一拨电话信号就掉或 拨号后好长时间没有反应； 上下行不平衡的现象 ?手机的发射功率大 ?接入网络困难，接入网络时间长 ?室外正常，室内通话困难 上下行不平衡产生的原因： 离基站距离较远 覆盖距离过大高山站 容易产生自激的站 害怕干扰基站，上行增益调到最小 建议： 直放站系统的上下行增益差不要超过3-5dB 频率污染和导频污染 导频污染主要表现为掉话和切换频繁，在室 内分布系统里主要在高层建筑中容易发生 这种情况。 产生导频污染的主要原应有： 1） 信号源选取不当 2） 信号分配不当 3） 网络参数设置不当 信号源选取不当 主要是以无线直放站作信源引入时，施主天 线的安装位置不当使得选取的信号不纯净。 解决的办法是： 合理选用施主天线和安装位置，用方位选择 性好的天线，天线的安装位置不宜太高，一般 在 12层以下较好。 信号分配不当 在高层建筑，楼内信号杂而多，需要信 号足