WCDMA基站与天线Ecom

1、12概述概述基站硬件结构基站硬件结构天馈系统基础参数介绍天馈系统基础参数介绍天馈调整策略天馈调整策略目录目录3umts( universal mobile telecommunications system 通用移动通信系统)是采用wcdma空中接口技术的第三代移动通信系统，通常也把umts系统称为wcdma通信系统。umts系统采用了与第二代移动通信系统类似的结构，包括无线接入网络（radio access network ran ）和核心网络（corenetwork cn ）。其中无线接入网络处理所有与无线有关的功能，而cn处理umts系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换

2、和路由功能。cn从逻辑上分为电路交换域（circuit switched domain, cs） 和分组交换域（packet switched domain, ps）。utran、 cn与用户设备user equipment ue 一起构成了整个umts系统其系统结构。4这里仅将平常接触的比较多的几个部分进行讲解l ue user equipmentue是用户终端设备它主要包括射频处理单元基带处理单元协议栈模块以及应用层软件模块等ue通过uu接口与网络设备进行数据交互为用户提供电路域和分组域内的各种业务功能包括普通话音数据通信移动多媒体internet应用如e-mail www浏览ftp等5u

3、e包括两部分me mobile equipment 提供应用和服务usim umts subscriber module 提供用户身份识别lutran umts terrestrial radio access network umts utran 即陆地无线接入网分为基站node b 和无线网络控制器rnc 两部分node bnode b是wcdma系统的基站（即无线收发信机），通过标准的iub接口和rnc互连，主要完成uu接口物理层协议的处理，它的主要功能是扩频调制、信道编码及解扩、解调、信道解码，还包括基带信号和射频信号的相互转换等功能。 同时它还完成一些如内环功率控制等的无线资源管理功

4、能，它在逻辑上对应于gsm网络中基站（bts）。node b 由下列几个逻辑功能模块构成：rf收发放大、射频收发系统trx 、基带部分（base band） 、传输接口单元、基站控制部分6rnc radio network controllerrnc是无线网络控制器主要完成连接建立和断开切换宏分集合并无线资源管理控制等功能具体如下(1) 执行系统信息广播与系统接入控制功能(2) 切换和rnc迁移等移动性管理功能(3) 宏分集合并功率控制无线承载分配等无线资源管理和控制功能7基站硬件介绍现网基站类型基站硬件介绍8rbs 3206 rru rbs3418r6000系列rbs3206rbs3418/

5、3518+rrucoveragecapacityrbs6000rbs3206概述支持6个射频单元每个射频单元支持2个载波输出功率支持20w、40w和60 w最大支持 62 or或34 支持1536/1536 ce支持hspa ，64qam ，mimo 支持多种传输方式，e1/j1/t1, stm-1, e3/t3, ethernet机柜尺寸1850600400 mm电源：24v、48v和220v交流rbs3206硬件布局主要单元配置数目：ru：16fu：16cbu：12txb:14rxb:112etb:08ruif：12psu: 04pdu: 1auh: 01cburaxb/etbraxbru

6、ife1e1e1e1raxbraxbtxbtxbraxbraxb/etbetbetbcburaxbraxbruifetbetbraxbraxbtxbtxbe1e1e1e1raxb/etbraxb/etbericsson主单元模块(mu) 1、cbu基本控制单元，槽位1 2、et-mfx ip接口的传输板槽位2 3、et-mc1 传输板，槽位3 4、rax板，槽位8,9 5、tx6hs-06板，槽位11 6、ruif无线单元接口板，槽位12fu滤波单元发射信号的滤波接收信号的滤波和放大为asc/tma和ret供电和通信监控天线硬件ru射频单元 放大来自fu的接收信号 无线信号的模数转换 为fu、

7、asc/tma和ret提供直流电源 数字预失真 放大发射信号 内部温度监控并可发布温度告警 cbu基带的控制单元装载基站软件内部流量的交换功能atm流量管理支持atm和tdm传输提供4个e1传输接口，通过背板为其它基带板提供电源分配接收并在基站内提供同步时钟 提供gps接口，支持1pps同步时钟信号raxb基带接收板 上行接收信号的基带处理 解调 解码txb基带发射板 下行发射信号的基带处理 软切换和更软切换 传输信道处理 编码 调制和扩频 物理信道的合路 ruif无线单元接口 实现无线单元与基带之间的通信 控制信号 同步信号 gamma数据rbs3418概述容量容量最大支持 512/768（

8、 ul/dl）ce支持hspa ，64qam ，mimo最大支持配置6x1或 3x2支持双频段供电供电mu:24v、-48 v 、 220 v ac功耗：100w其它其它尺寸：177 (4u) x 482.5 (19”) x 271 mm 体积： 22升重量： 16.2公斤长期工作温度范围： mu: 5 c +50 c rru: -33 c55 c传输：e1/j1/t1, stm-1, e3/t3, ethernet支持15 km光纤拉远提供 8 组标准外部告警输出支持墙装或19英寸机柜安装rbs 3418主要板件（mu）基带、传输模块选项基带、传输模块选项( (板卡板卡) )上行上行: ra

9、xb: raxb max. 4 板卡 128 ce/raxb 下行下行:txb:txb max. 2 板卡 hs-tx45 (r99:384 ce, 或45hs码字）传输板：传输板：etbetb max. 2 板卡 atm，ippdufancburaxbraxb/etbraxbetbobife1e1e1e1txbtxbraxb远端单元 输出功率：支持20w、 40 w和60w 尺寸： 514 x 334 x 176 mm 体积： 33.3升 重量： 24公斤 电源：交流或 -48 v dc 功耗：典型230 w, 最大310 wotherother 支持 asc/tma和ret 运行温度-33

10、 c to +50 c 墙装或抱杆安装 obif光纤基带接口 主单元和远端单元的光纤接口支持6个rru 把基带时钟和bfn分配给rru 用户数据和oil数据的分配 提供8路外部告警接口 psu供电单元 电源电压转换 为基站提供-48v直流电源光纤 每根光缆包含两根单模光纤，满足itu-t g.652规范要求 lc接头 适用于室内和室外环境 主远端距离最大15公里 connectors main cable fibers inlet collars rru side mu side rbs3418基站优点占地面积小，功耗低寻找站址容易安装快速并且低成本站址租金低廉高功率输出，解决室内深度覆盖体积

11、小，静音运行，低功耗通过空气对流降温，无需制冷大功率可满足覆盖要求简化场地需求降低场地相关成本快速的网络装配占用空间更小更小的电源与备用电池rbs 6201详细参数小体积 占地600x400 mm (wxd) 高度1435 mm高容量 48 gsm trx 或 24 wcdma carrier with 2xmimo或 3x8 gsm +3x4 wcdma+3x20mhz lte配置灵活 支持gsm, wcdma和lte的混合配置完整的站点方案传输 预留3u传输空间支持多种传输类型电源 模块式可扩容电源系统,支持-48v, ac, +24v, -60v 典型功耗：3x1 40w 548w (w

12、cdma) 峰值功耗：3x1 40w 789w (wcdma)o&m 统一的温度控制，智能风扇 统一的电源、电池充放电控制rbs 6201详细参数rbs6000 功率优势 rus/rrus mcpa 输出功率80wrbs6000 wcdma抗干扰能力强rbs6000 gsm/wcdma系统共站工程实施更容易单机柜可以提供全套站点电源，传输的解决方案,节省机房空间,节省opex 集成度高,备件管理容易全面支持hspa+/lte 演进 天馈系统介绍电磁波的传播天馈系统组成基站天线性能参数自由空间中的电磁波什么叫无线电波？无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这

13、两者又都垂直于传播方向。电磁波的传播无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。无线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用公里秒表示。在媒质中的传播速度为：/，式中为传播媒质的相对介电常数。空气的相对介电常数与真空的相对介电常数很接近，略大于，即无线电波在空气中的传播速度略小于光速，通常我们就认为它等于光速。波长： /式中，为速度，单位为米/秒；为频率，单位为赫兹；为波长，单位为米。由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样电磁波的传播自由空间通信距离方程：设发射功率为pt，发射天线增益为gt，工作频率为f . 接收功率为pr，接收天线增益

14、为gr，收、发天线间距离为r，那么电波在无环境干扰时，传播途中的电波损耗l0 有以下表达式：l0 (db) = 10 lg（ pt / pr ）= 32.45 + 20 lg f ( mhz ) + 20 lg r ( km ) - gt (db) - gr (db)举例 设：pt = 10w= 40dbmw ；gr = gt = 7dbi ； f = 1910mhz则r = 500m 时， pr = ？解答： (1) l0 (db) 的计算l0 (db)= 32.45 + 20 lg1910(mhz) + 20 lg0.5 (km) - gr (db)- gt (db)= 32.45 + 6

15、5.62 - 6 - 7 - 7 = 78.07 (db)（2） pr 的计算pr = pt / ( 10 7.807 ) = 10 ( w ) / ( 10 7.807 ) = 1 ( w ) / (10 0.807 )= 1 ( w ) / 6.412 = 0.156 ( w ) = 156 ( mw )# 顺便指出，1.9ghz电波在穿透一层砖墙时，大约损失(1015) db天馈系统什么是天线?把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间.收集无线电波并产生电信号天馈系统天馈系统8防雷保护器主馈线（7/8“）5馈线卡6走线架4接地装置3接头密封件绝缘密封胶带，pvc绝缘胶带1天线调节支

16、架gsm板状天线抱杆（50114mm）室外馈线（1/2“）9室内超柔馈线7馈线过线窗基站主设备基站天馈系统示意图基站天线性能参数l 电路特性参数 驻波比 天线口隔离度 三阶交调l辐射特性参数 增益 半功率波瓣宽度 下倾角 副瓣抑制 前后比 不圆度 交叉极化比l机械参数 尺寸 重量 天线罩材料 外观颜色 工作温度 存储温度 风载 迎风面积 接头型式 包装尺寸 天线抱杆 防雷工作频带与输入阻抗 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。 一种是按天线增益下降三分贝时的频

17、带范围；另一种是按在规定的驻波比下天线能满足各项指标要求的频带范围。 移动通信系统中是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。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。 输入阻抗：50欧姆驻波比回波损耗（rl、驻波比、驻波比vswr三）、反射系数）、反射系数者之间的换算关系swr=r/r=(1+k)/(1-k) 反射系数k=(r-r)/(r+r)隔离度隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出现的比例天线增益天线增益天线增益是指：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一般说来，天线的主瓣波束宽度越窄，天线增益越高。天线的下倾天

18、线的下倾无下倾无下倾电下倾电下倾机械下倾机械下倾天线的下倾天线的下倾天线下倾的作用：天线下倾的作用：n天线下倾可以使小区覆盖面积变小，控制覆盖范围的大小。天线下倾使天线在垂直方向上的天线下倾可以使小区覆盖面积变小，控制覆盖范围的大小。天线下倾使天线在垂直方向上的增益增益 减小。降低了垂直方向上来的干扰的耦合能力。减小。降低了垂直方向上来的干扰的耦合能力。n天线下倾，加强了主覆盖区内信号电平，改善了小区的信号环境，增强了抗同频干扰能力。天线下倾，加强了主覆盖区内信号电平，改善了小区的信号环境，增强了抗同频干扰能力。n天线下倾改善了因垂直波束方向形成的天线下倾改善了因垂直波束方向形成的“塔下黑塔下

19、黑”区域区域天线下倾调整注意：天线下倾调整注意：n 应根据天线的垂直方向图提供的数据具体计算后进行下倾，保证服务区的覆盖范围，但又不应根据天线的垂直方向图提供的数据具体计算后进行下倾，保证服务区的覆盖范围，但又不形成覆盖盲区；形成覆盖盲区； n 天线下倾后，应注意上副瓣及旁瓣可能造成的对其他小区的干扰；天线下倾后，应注意上副瓣及旁瓣可能造成的对其他小区的干扰；n 天线机械下倾角度过大，会引起水平方向区畸变，使覆盖范围不易控制。天线机械下倾角度过大，会引起水平方向区畸变，使覆盖范围不易控制。天线的下倾天线的下倾下倾方法的比较下倾方法的比较10电下倾电下倾10机械下倾机械下倾6 电下倾电下倾+ 4

20、 机械下倾机械下倾天线的主瓣宽度天线的主瓣宽度三、通常我们所说的主瓣宽度（也叫3db波瓣宽度）是指在归一化方向图中，在天线最大辐射方向上，当最大辐射功率密度下降到一半时（即-3db点）对应两点的夹角，与方向图相对应，水平面的波瓣宽度就叫水平瓣宽；垂直面的波瓣宽度就叫垂直瓣宽在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣，其中最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣。主瓣两半功率点间的夹角定义为天线方向图的波瓣宽度。称为半功率（角）瓣宽。主瓣瓣宽越窄，则方向性越好，抗干扰能力越强方位即水平面方向图120 (eg)峰值峰值 - 10db点点 - 10db点点10db 波束宽度波束宽度60 (eg)峰值峰值 - 3db

21、点点 - 3db点点3db 波束宽度波束宽度15 (eg)peakpeak - 3dbpeak - 3db32 (eg)peakpeak - 10dbpeak - 10db俯仰面即垂直面方向图功率预算功率预算path loss = 154 dbcombinerloss = 5 dbfeederloss = 4 dbrx sensitivity- 102 dbmtx power45 dbmantennagain = 16 dbi- 102 dbm52 dbm36 dbm40 dbm downlinkpath loss = 154 dbfeederloss = 4 db tx power33 db

22、m(2w)antennagain = 16 dbidiversitygain = 4 db33 dbm- 121 dbm- 101 dbm- 105 dbm rx sensitivity -105 dbm uplink利用功率关系所确定的电平可以称为功率电平（需要计量的功率值和功率为一毫瓦的零电平功率比较），用数学表达式描述就是： dbm=30+10lgp (p:瓦 )其中：dbm代表功率电平。p代表需要计量的绝对功率值，单位为毫瓦，零 电平功率为一毫瓦。dbm表示以一毫瓦为基准的功率电平的分贝值dbi和dbd是功率增益的单位，两者都是相对值，但参考基准不一样。dbi的参考基准为全方向性天线；

23、dbd的参考基准为偶极子。一般认为dbi和dbd表示同一个增益，用dbi表示的值比用dbd表示的要大2.15 dbi。例如：对于一增益为16 dbd的天线，其增益折算成单位为dbi时，则为18.15dbi，一般忽略小数位，为18dbi。db也是功率增益的单位，表示一个相对值。当计算a的功率相比于b大或小多少个db时，可按公式10 lg a/b计算。例如：a功率比b功率大一倍，那么10 lg a/b = 10 lg 2 = 3db。也就是说，a的功率比b的功率大3db；如果a的功率为46dbm，b的功率为40dbm，则可以说，a比b大6db；如果a天线为12dbd，b天线为14dbd，可以说a比b小2db。馈线 在无线电发射机放大器输