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1、作者:日期:中国移动GSM/WCDMA通信系统室内覆盖改造工程工程名称:设计编号:建设单位:设计单位:设计时间:设计负责人:工程概述11。1原GSM工程概况11。1.1工程说明 11.1。2主要工程内容 11.1。3工程完成情况 11.2原WLAN 工程概况 11。2。1工程说明11。2.2主要工程内容 11.2。3工程完成情况 11。3新建WCDMA 工程概述 11。3。1工程说明11.3。2主要工程内容 11。3.3设计目标 11.3。4设计依据2系统预测32.1容量预测32.1.1 G网容量预测 32.1.2 W网容量预测42.2信号源配置预测 52。3设备机房预测 62。4传输预测62
2、.5信号损耗预测 62。5信号输出强度预测(以下部分为假设值)方案设计3.1设计思路83.2覆盖方式8室内分布器件 93。2.2大厅覆盖93。2。3平层覆盖93.2。4电梯覆盖93.3系统原理图9系统拓扑图 93。3.2总体系统93。3。3天线点位图9四、方案分析104.1电磁辐射防护分析 104。2 覆盖场强分析 104.3信号外泄分析134.4上下行平衡分析 144.5抑制外系统信号分析 164。6干扰分析184。6.1杂散干扰分析 184。6。2互调干扰分析 204.6。3阻塞干扰分析 214。6.4干扰分析总结 224。7切换预测分析 234。8 系统扩容性分析 244。9引入噪声分析
3、 244.10上行增益调节分析(假设值)26五、工程实施275。1主设备及附件的安装说明 275.2工程实施计划 31六、系统清单和报价336。1新增器件清单336。2预算编制说明及预算表格 336.3利旧器件清单 33七、器件主要性能指标 33八、附件408.1原GSM/W LAN系统天线点位图 40& 2原GSM/WLAN 系统原理图 40& 3 WCDMA室内模测思路及数据 40系统情况一览表集成商:项目编号:工程名称:地址:楼宇性质:业主姓名:业主电话:测试人员:测试时间:楼宇层数: 地下层: 总面积: tf_高度: m_GSM部分:原始LAC :原始CI :信号源类型
4、:信号源配置: 分区方式:信号源位置: 传输类型: 设计边缘场强(dBm) :天线总数:WLAN部分:信号源类型:信号源配置:分区方式:信号源位置:覆盖类型:设计边缘场强(dBm): 天线总数:WCDMA部分:信号源类型: 信号源配置: 分区方式: 信号源位置: 覆盖类型: 设计边缘场强(dBm):天线总数:采用分布系统方式: 纯无源 射频放大 光纤其它有源器件数量:0安装位置:电梯覆盖方式: 电梯井定向天线覆盖匚|电梯厅全向天线覆盖其它 工程总造价:设备费:元元工程费:元工程建设其他费:元馈线供应商:_其它说明:一审日期:结论:一审人员:二审日期:结论:二审人员:三审日期:结论:三审人员:一
5、、工程概述1.1原GSM工程概况1.1。1工程说明主要工程内容1。1.3工程完成情况1。2原WLAN工程概况工程说明主要工程内容1。2。3工程完成情况1。 3新建WCDMA工程概述1.3。1工程说明1.3。2主要工程内容1.3。3设计目标(以各地移动要求为主)1. 确保原有网络(主要是GSM网络)在改造后仍能达到覆盖要求;2. 导频信号覆盖电平:重点信号强度要求:EO- 80dBm( 50%负载)普通信号强度要求: Ec> -85 dBm(50%负载);3. 移动台天线端下行导频信道 Ec/lo要求:>12dB (50%负载);4. 外泄电平(建筑物10米左右)要求:w 90dBm
6、5. 对于电梯、地下停车场等边缘地区覆盖导频功率场强要求:95dBm6. Ec/lo > 12dB的激活导频数不超过3个(50%负载);7. 室内天线的导频信道发射功率EIRP<15dBm每载波;8. 覆盖区与周围各小区之间有良好的无间断切换;9. 无线覆盖区内可接通率:要求在无线覆盖区内的 95%位置,99%的时间移动台可接入网络;10. 对基站的噪声影响小于0。8dB ;11. 馈线、功分器、耦合器、天线、合路设备、滤波器等无源器件指标均达到 2G WLAN3G共网要求。1。3。4设计依据(以各地移动要求为主)1. 中华人民共和国卫生部颁发环境电磁波卫生标准;2. WCDMAP
7、P T系 列标准;3. WCDMAPP T系 列标准;4. 移动通信工程设计人民邮电出版社;5. 张农移动通信设计技术讲义邮电部设计院;6. 威廉C Y 李移动通信设计原理;7. Willian G 。Duff。Handbook on Mobile Communications;8. WCDM无线网络工程人民邮电出版社;9. WCDM系统技术与设计(第二版);10. 中国移动 WCDM室内测试方案中京邮电通信设计院;11. 移动室内分布系统 3G改造指导意见(暂行);12. GSM设计资料及测试数据;13. 模测数据,见附件WLAF室内验收模测。系统预测室内覆盖系统改造充分利用原 GSM/WL
8、AN系统已有资源,保证现有设备正常工作,局 部调整网络结构,实现GSM/WLAN/WCDMA 共网覆盖。做到资源充分利用,节约投资,平 台充分共享。2。1容量预测网容量预测网络容量分析对于网络的建设有非常重要的意义,但在实际容量分析过程中我们发现通常当尚未达到理论能承载的话务量,即按照小区的载波数在一定的呼损条件下(通常取2%)查爱尔兰B表得到的小区能承载的话务量,网络就已经出现拥塞,导致设计的网络容量 无法满足实际的话务需求。准确分析实际信道的承载能力已成为平衡网络容量安全和网络资 源效益的杠杆.对于爱尔兰B公式中爱尔兰表计算可设信道数目为疋:n,则网络呼损的概率由下式计算确nAn!23ni
9、 AAAA1!2!3!n!n!A为流入话务量,B为损失话务量与流入话务量的比值。爱尔兰表由以上公式得出在目前做GSM初始网络规划时,不同信道可承载话务量一般是应用爱尔兰B公式计算得出的。研究验证,由于客观原因实际流入信道的话务往往很难完全满足爱尔兰B公式的前提条件,此时爱尔兰B公式不能准确描述小区无线信道呼损(B)、信道数(n)和流入话务量(A)三者之间的关系,理论值与实际值相差甚远。有较多因素均会对实际信道利用率产生影响。通过大量实际经验我们总结出不同载波配置下不同的信道利用率,详细见下表:表2-1载频配置与信道利用率对应表载波数TCH数 量2%呼损率的爱尔 兰b表对应话务量实际信道 利用率
10、实际承载 最佳话务 量172。9447.40%1.393562148.252.90 %4o 337832214.959o 80%8.910243021.9362%13.596653728。2563.70%17o 9952564535。6176o 10%27.0992175343。0677 o 80%33.5006886049.6478.70 %39.0666896756.2875%42.21107563 o 976.30 %48.7557118371.5781.20%58o 11484129179.2783 o 80%66o 42826每个用户的业务量定义为峰值小时期间的某一给定时刻,每一给定
11、用户进行通话的平均概率,其单位是爱尔兰。移动通信网络设计中所采用的值为0.025ERL/用户,中国原邮电部规定的是 0。01 0。03之间 现取0.025。xxxxx主要用途为商务出租(参考写字楼的话务量计算模型),人均占地面积 20m ,手机拥有率95 %,移动用户占75%,拨打率30%。预测话务量(单位:ERL)=建筑面积十20X 95%X 75%X 30%X 0。025。预测话务量=xxx根据以上提供的公式计算出:总话务约为xxxERL,根据爱尔兰表及预测情况,并配一定的话务余量,原有GSM微蜂窝基站xxxTRX, BTS输出功率为xxxdBm已经完全能够满足要求。由于以上计算有相当大的
12、余量,而且未来3G网络使用后,GSM基站的容量要求将减少,那时可以根据实际情况,适当调整。2。1。2 W网容量预测由于目前国内 WCDMA室内覆盖系统没有适用的话务模型,我们可以根据相同地点已 发生的2G话务量来推断3G话务容量主要是先基于一些假设及相关的工程项目的数据,对该热点的话务量进行推算。根据计算GSM话务量统计资料,我们可以得知,xxx忙时话务量约xxxERL ,取每用户 0.02ERL,可支持的用户数为:xxx/0。025S=xxx人1.话务特点分析3G移动用户将使用多种类的语音和数据业务,如何计算容量取决于大量参数的调整,其中3G终端的渗透率初期难以估计,但它的取值对最终结果影响
13、十分大,暂且认为3G终端的初始渗透率为15% (此数据相对较高,联通 CDMA1网络发展初期阶段,CDMA2OO0X终端渗 透率稍高于10 %,采用话费换手机方案,发展两年后超过20%),即xxx X 0。15=xxx。而根据Mil测试结果,在无线环境良好的条件下(由于室内分布系统环境相对封闭,传播损耗很小,可近似认为符合,此时系统容量受限因素主要是OVSR码数目),单载频支持语音用户在122以上。2. 数据流量分析本系统在设计时,首先按现有用户数据模型及数据传输时的可延时的特性,在现有QOS为2 %的配置下可基本满足其需要,当:用户渗透率话音视频电话PS数据100%20%100%可以计算出不
14、同业务支持的用户数:话音88.2 X 100%= xxx,视频电话 88.2 X 20%=xxx,PS 数据 88。2 X 100%= xxx.根据Mil系统测试结果:ServiceSi ngle CellMulti CellCS12 。 2122118CS643030PS64/643030PS144/641414PS384/6477MixedService1 PS384+2 CS64+83 CS12。21 PS384+2 CS64+83 CS12。2通过上面我们从话务和数据分析,可以看到,本系统的设计使用 xxx载频的NodeB完全满足话务需求.实际系统中,容量会减少一些,如果有进一步提高容
15、量的要求,可以通过增 加3G系统的载频数方便地进行扩容。待以后进入业务增长期后再用分区或在本扇区增加载频的方式扩容。2.2信号源配置预测1. 直放站使用分析2. G网信号源配置3. W网信号源配置WCDMA信源使用Node B,输出功率最大xxxdBm ,导频功率xxxdBm,但考虑到50%负载情况下电平下降情况,实际工程计算中采用xxx dBm.2.3设备机房预测机房位置图及说明2。4传输预测对楼内传输情况进行说明,考虑工程替换的难易度2。5信号损耗预测按照各自覆盖区域最近的线路走线和进行功率分配。为了减少功率的线路损耗,并考虑到根据现场情况而导致的实际施工难度、节约成本,建议主干线采用 7
16、/8 ”普通阻燃馈线,平层超出2米以上距离的采用1/2"普通阻燃馈线。通过宽频耦合器和宽频功分器将信号均匀合 理的分配到所需要覆盖的区域。(详见系统原理图)本方案提供了详细的分析计算,保证整个系统的合理性,优异性,达到最佳的覆盖效果相应的各种器件及馈线 3G信号损耗列表如下:表22器件、馈线损耗表器件损耗双频合路器1。0dB二功分器3.3dB三功分器5。3dB四功分器6.6dB6dB耦合器1。4dB10dB耦合器0。6dB15dB耦合器0。3dB20dB耦合器0.2dB3dB电桥3.2dB1/2硬馈线1.1dB/10M7/8硬馈线0.7dB/10M天线布放采取高密度,低功率的分布方式
17、,天线口的WCDMA 导频输出功率控制在05dBm左右,这样既能达到良好的覆盖效果,又吸收了话务量,并可较有效的控制信号的泄漏和相互干扰。2.5信号输出强度预测(以下部分为假设值)方法一:理论计算基于对信号的传播模型分析,我们知道WCDMA和WLAN主要测试路径损耗会由于频率不同引起误差,具体计算如下PL (dB)=69。55+22.16log ( F) 13。82log (H)+ (44。9-6。55log(H ) )x log (D) -C(F) 当 F仁2100MHz、F2=2400MHzPL(误差)=PL(F1) PL ( F2)=22。16 log(F1) 22。16 log(F2
18、) -1.3结论一:因为频率引起的误差调整值为1.3dB 。同时由于WLAN和WCDMA室内覆盖标准不同,我们也可以推算出理论推算下的天线 输出功率,举例计算如下:标准层覆盖:在WLAN覆盖的标准为:-72dBmWLAN 测试天线口输出功率:15 dBm在WCDMA中覆盖标准为:一90dBmWCDMA 天线口输出功率:一90+ : 15- (-72) =-3结论二:考虑结论一的频率误差,WCDMA标准层天线口输出功率建议为一 3dBm左右重点覆盖层:在WLAN覆盖的标准为:一72dBmWLAN 测试天线口输出功率:15 dBm在WCDMA中覆盖标准为:一85dBmWCDMA 天线口输出功率:一
19、85 +15-(-72 ) =2结论三:考虑结论一的频率误差,WCDMA重点覆盖层天线口输出功率建议为2dBm左右方法二:实际模拟测试根据WLAN的实际模拟测试和验收测试,反向推导天线口输出标准层覆盖:我们可以看到附件中原始系统中最后一页和验收报告最后一页测试的数据第27层ANT3的输出功率为:16。5 dBm选取的主力覆盖区 A点的信号强度为:-70 dBm在WCDMA中覆盖标准为:-90dBmWCDMA 天线口输出功率:16。5 70( 90) =-3.5结论四:考虑结论一的频率误差,WCDMA标准层天线口输出功率建议为一3.5dBm左右重点覆盖区:我们可以看到验收报告最后一页测试的数据和
20、对应的原始系统图输出功率中的数据第3层ANT6的输出功率为:13.8 dBm选取的主力覆盖区 B点的信号强度为:一 67 dBm在WCDMA中覆盖标准为:-85dBmWCDMA 天线口输出功率:13.8- :-67- (-85) = 4。2结论五:考虑结论一的频率误差,WCDMA重点覆盖区域天线口输出功率建议为一4。2dBm左右三、方案设计3.1设计思路在3G建网初期,需要考虑对一些室内的热点地区引入专门的3G室内分布系统,因此如果已有2G室内分布系统,应优先考虑 2G/3G之间共用室内分布系统。对 3G室内分布系统 来讲,与GSM共用是简单、有效而且经济、快速的建设方案。3G与GSM共室内分
21、布系统对原有系统的改动是很小的, 最主要的工作是需要保证在基站设备接入端采用能够满足系统 间隔离度的双工器。因为能够提供满足隔离度要求的器件,所以对于WCDMA系统,建议合路方式的说明(例如平层和主干线合路),在功率分配不够的区域才加设干线放大器以保证有足够的信号强度;考虑到新的系统在初期阶段用户不会很多,短期内估计不存在业务繁忙的问题,所以 什么样的基站 配置就能够满足业务测试及初期使用的要求.3.2 覆盖方式简要说明覆盖方式,例如 W网为无源+干放覆盖方式,G网为无源覆盖方式。GSM/WCDMA基站信号通过宽频器件和馈线将信号均匀合理的分配到所需要覆盖的区域.3。2。1室内分布器件无源器件
22、主要使用:6dB、10dB、15dB、20dB、30dB耦合器;宽频二功分器、三功分器;室内全向吸顶天线;GSM&WCDMA 双频合路器、GSM&WLAN & WCDMA三频合路器。3.2。2大厅覆盖3.2。3平层覆盖3.2。4电梯覆盖3。3系统原理图3.3。1系统拓扑图3.3。2总体系统3。3。3天线点位图四、方案分析4。1电磁辐射防护分析根据中华人民共和国国家标准环境电磁波卫生标准,即国标 GB9172 88,环境电磁波容许辐射强度分为两个级别,见下表所示:波长容许场强一级(安全区)二级(中间区)300MHz-300GHzyW / cm210< 40A、一级标
23、准为安全区,指在该电子波强度下长期居住、工作、生活的一切人群,均在会受到任何有害影响的区域;B、二级标准为中间区,指在该电子波强度下长期居住、工作、生活的一切人群可能引起潜在性不良反应的区域。例:一室内覆盖系统最强信号电平为 15dBm(0.032W),载波配置为12个,天线的增益为2。1dBi,计算最强功率密度并判断是否符合国家环境电磁波卫生标准:1)天线口总输入电平为:0。032 X12 = 0.38W (25.79dBm)2)天线 EIRP 为:25.79 + 2。1 = 27。89 (0。615W)3)设人员活动范围距天线一米以外,则最强功率密度为:0.615 / 4 (n) 2 =
24、0。049W/m2 (4.9 yW/ cm2)可证明电磁辐射满足一级标准的要求.4.2覆盖场强分析室内覆盖系统覆盖范围主要由天线口功率天线到手机的传播损耗和系统最大允许的损耗决定.另外,话务负荷50 %时对场强的影响、隔墙穿透损耗余量、衰落损耗余量等也要考 虑进来。首先计算传播损耗,对于 WCDM系统无线传播分析我们仍采用Okumura_Hata模型。PL(dB)=69。55+26.16lg ( F) -13。82lg(H)+ (44.9 6.55lg ( H) * lg ( D) C ( F)PL:路径损耗,单位 dBF: 频率,单位 MHz计算取值为 2000MHzD:距离,单位kmH:天
25、线有效高度,单位 m计算取值为2mC(F):环境校正因子,计算取值为0=0(城市)C (F)02=2(lgF/28 ) +5。4=12。27 (dB)(郊区)=42。87(lgF)-18。33lgF+40。49=32。52 (dB)(乡村)代入相关数值得:PL(dB ) =69.55+ 86.35-4。16+42。93 * lg ( D)(D)=151.74+42.93 * log隔墙损耗:水泥墙按10 dB,钢精混凝土墙按20 dB算;多径衰落损耗余量:室内按 7 dB预留;系统负荷50%寸覆盖场强下降:约 3dB;为了方便分析,我们用Okumura_Hata模型分别计算了室内各种状况下的路
26、径衰耗值预测了在各种距离和阻挡情况下的覆盖强度,见下表:2000MHz频段的室内衰耗及覆盖强度预测表(天线安装高度:2米;天线软天花明装;天线总发射功率:5 dBm)距离空间衰耗多径衰落负何衰洛(50%负荷)122.95 dB7 dB3 dB235。 88dB7 dB3dB343.43 dB7 dB3dB隔墙损耗总路径衰落量覆盖强度-33dB-28 dBm-46 dB41 dBm1-53 dB-48 dBm552.96 dB7 dB3dB20 dB83dB78dBm656.36 dB7 dB3dB20 dB86 dB-81dBm759.23 dB7 dB3 dB20 dB89dB-84dBm6
27、1.72 dB7 dB3dB20 dB92dB-87dBm91063.92 dB65。 88dB7 dB7 dB3 dB20 dB94dB-89dBm3dB30 dB106dB101 dBm152073.44 dB78。8dB2582.96 dB3086。 36dB7 dB3 dB30 dB113dB-108 dBm7 dB7 dB7 dB3dB3 dB3dB30 dB30 dB30 dB119dB123dB126dB114 dBm118dBm121dBm注:1. 室内环境下,1米之内不考虑隔墙;5-10米距离考虑1堵钢精混凝土墙;10米以上考虑水泥墙和钢精混凝土墙各一堵;总路径衰落量为分析方
28、便进行了取整处理。2. 室内环境下计算的标准差10 12 dB误差主要由多径衰落和隔墙损耗不同造成。Okumura_Hata模型的计算结果表明:室内30米处的衰耗即达到 86.36 dB,再综合考虑其他衰减因素,总路径衰落量达到了126dB,若要保证手机接收电平为-85 dBm以上,天线发射功率将需要达到 41 dBm,这在室内环境下是不可能满足的。按照常规的做法,天线口功 率给定5dBm在室内只有1堵墙的情况下,覆盖半径为1015米.若覆盖距离每增减一倍,按照无线空间衰耗计算,理想状态下覆盖强度增减约13dB。因此,若覆盖半径定为 7米时,隔一堵墙后的边缘覆盖强度可以保证达到一79dBm甚至
29、更强。因此从下行覆盖强度方面考虑,天线在楼层(楼道)中的覆盖半径定为 7 12米(面积约80卅)较合适,有钢精混凝土墙 时定为58米(面积约40m2)比较合适.在无墙的地下室 会展厅酒店大堂等较空旷的场所,覆盖距离可以适当加大,如果不计算30dB的隔墙衰耗,根据上表可知,一只发射功率为5 dBm的天线可以覆盖半径为10-12米的区域(面积约 350吊).电梯覆盖策略:由电波在2000MHz的传播特性可知,传播距离每增加一倍,衰耗将增加13dB(900MHz时相应的值为6dB),因此WCDM系统在行程很长的电梯内不适合做远距离的定向覆盖,比较彻底的电梯覆盖解决方案应该是:电梯井道内敷设1/2 &
30、#39;泄漏电缆+电梯厅装设吸顶天线综合覆盖,只有如此才能有效抵抗快衰落多普勒频移和空间衰落等多种不利因素但实际工程中考虑经济性问题,常使用电梯厅覆盖针对不同的业务不同的启动门限为:数率最小覆盖电平384K-86。5dBm144K91。 2dBm64K93.6dBm此标准来源于 3GPP TS 25.101 V5。11.0( 2004-06)4.3信号外泄分析1. GSM系统由于本文当着重考虑 WCDMA系统,然而在 GSM系统部分,已经通过中国移动公司验收,在此不作详细分析2. WCDMA 系统根据Okumura_Hata模型,计算离大楼10米远处信号的泄漏情况:PL (dB)= 69。55
31、+26。16log ( F) 13.82log(H)+(44.9-6.55log (H) ) * log (D) -C ( F) 其中:PL :路径损耗,单位 dBF: 频率,单位MHz,计算取值为2000MHzD:距离,单位km ,假设天线到窗边为 10mH:天线有效高度,单位m,计算取值为3mC (F):环境校正因子取0有:PL(dB)=69。55+26.16log (2000) 13.82log(3 ) +(44.9 6.55log (3)* log(0.01)=69.55+86.35-6.59 ( 44.9-3。13)* 2=65。41dB通过上式说明,从天线口至窗边理想损耗为65.4
32、1dB。现根据本方案实际物理条件,我们分别取与窗边距离最远10米和最近5米的两个天线进行计算,但由于室内传播模型未固定,现不能完全固定室内综合传输损耗,所以在本方案的计算中基本数据参照 4。2中的2000MHz频段的室内衰耗及覆盖强度预测表:可以做一次真实物理条件下的泄漏情况列表4。4上下行平衡分析WCDMA系统中,上行链路和下行链路的平衡并非网络设计目标.基站功率在下行由小区所有用户及信令共享,因而不会成为覆盖受限链路。相反,手机发射功率是在规范中加以 定义的。由于手机发射功率有限,上行链路则成为 WCDMA系统覆盖的受限链路。也就是说,小 区的最大半径取决于功率上限最小的一类手机。所以WC
33、DMA系统的链路预算通常是指上行链路预算,即从最大允许的上行损耗中除掉路径损耗以外的其他损耗和增益,从而得到最大允许的路径损耗,再将最大允许的路径损耗值带入传播模型中,得到预期的小区覆盖半径和覆盖面积.021839Nod |由于WCDMA的覆盖区域不像 GSM那样由信号电平的绝对值来决定,它的覆盖与系统的负载或干扰水平相关加入负载和邻近小区干扰后,小区半径会作相应的收缩在WCDMA的链路预算中,要引入一个参数称之为负载因子,一般建议取50%来作为覆盖设计的负载余量。在网络设计中给所有小区均匀加入负载余量,使得系统在实际上非均匀的负载运行状态下仍然能通过小区呼吸调整维持平衡。而在WCDMA系统中
34、,引入了多媒体业务和每种业务所具有的不同的QoS的概念。多业务环境和WCDMA系统本身的特点使得在规划 WCDMA系统时有许多不同于 GSM系统 规划的地方其中特别要注意的是在规划WCDMA系统时,小区的覆盖和负荷要相互结合起来考虑。由于限制了移动台的最大发射功率,这样在上行链路限制了小区的覆盖范围;而在下行链路由于干扰而限制了小区的容量。另外在WCDMA系统中,功率控制(TPC)、由于软切换和更软切换产生的增益、 上下行链路的功率预算不同等因素在做规划时都要加以考虑 一般负载因子取 50%时上行链路噪声恶化量为 3dB .GSM系统的无线网络规划是在小区的容量和覆盖两者间求得最佳点,而WCD
35、MA系统无线网络规划要在容量、覆盖、不同服务质量三者间寻求最佳点。我们在进行网络规划时,对覆盖规划时集中于上行链路,采用成熟技术来提高上行链路的覆盖,如通过增加天线数量和增益,减小基站射频部分的基站噪声系数,减小天线和基站低噪声放大器间的电缆损耗等方式来实现。而对容量规划,如果系统还远没有达到系统理论容量的极限值时,可以通过增加下行输出功率来扩大覆盖范围,以达到充分利用 WCDMA系统大容量的特点由于基站在空载和满负荷时输出功率变化较大,所以在直放站调试时必须考虑基站下行输出功率和直放站下行输出功率匹配的问题当基站空载时导频功率为 33dBm输出,力让其它控制信道的功率共 36dBm,为其满载
36、功率的 20%。这是直放站输出功率也应该为其最大 输出能力的20%,才能与基站匹配,但是由于考虑 WCDMA基站的一般高负荷为 75%负载情 况,高于这个负载,基站开始进行一些降载策略,平衡与其它基站之间的负载不平衡。所以,可以将基站的75%负载输出功率作为干放的最大输出功率匹配点。所以我们认定基站75%负荷输出功率为41dBm左右,即可采用对应的干放设备保证峰值 状态下的正常工作。4。5抑制外系统信号分析1. 对于下行信号:干放设备受到的3G频带外的信号干扰由双工滤波器和选频的带外抑制来实现,现在GSM信号与3G信号合路,为最大可能的干扰 ,但是由于3G干放设备对于 GSM信号的带外抑制大
37、于150dB,可以不考虑。对于3G频带内部不同系统信号的抑制主要考验设备的ACRR旨标,我公司设备 ACRR旨标都超过了 3GPP规范的要求。详见下表:邻道抑制比是指直放站工作频率范围内的载波信号信道增益与邻近信道增益的比值。直放站邻道抑制比指标直放站最大发射功率距离信号带宽内第一个5MHz信道或最后一个5MHz信道的频偏3GPP规范要求的ACRR直我公司产品ACRR直P 31 dBm5 MHz33dB35dB10 MHz33dB35dBP< 31 dBm5 MHz20dB22dB10 MHz20dB22dB2. 对于上行信号:我们很清楚,各种形式的干扰都要计算其落在受害系统工作频道内的
38、值,实际上归结起来还是以同频干扰的形式来干扰受害系统的,我们通过精密的计算和有效的工程措施可以最终控制其影响但是,对于同样工作在 WCDM频带内的两个或两个以上运营商的同类系统,其相互间的影响就要难控制得多了。对于我们来说,很难做到在每一时间每一地点我们的信号都比其他运营商的强,WCDMA干扰发射机发射的带内波可以直接进入受害系统,此时,强干扰信号通过改变接收机前端的工作状态,对弱的有用信号形成抑制作用,影响接收机对弱信号的接收灵敏度,甚至可使系统工作完全失败,这就形成了阻塞。由于接收机前端的低噪声放大器的放大倍数是根据放大微弱信号所需要的整机增益来设定的,强干扰信号电平在超出放大器的输入动态
39、范围后,直接将放大器推入到非线性工作状态,导致放大器对有用的弱信号的放大倍数大大降低,甚至弱信号被完全抑制掉。为了保证系统的正常工作,前端的低噪声放大器的输入1dB压缩点应大大高于阻塞电平 (Pb)。根据3GPP中关于基站 ACS的指标要求,普通覆盖范围基站临频干扰信号的干扰电平要求低于-42dBm.即:52dBm=PI>接收的干扰电平=Po MCLPo:干扰发射机的输出功率,MCL是系统间的隔离度。设干扰手机在距天线处 2米使用,空间衰耗约 46 dB,吸顶天线增益 3.0 dBi,天线口 功率XdBm基站功率导频输出功率33dBm则隔离度为:MCL=33-( 3.0+X)+46=(7
40、6-X)dBWCDM的手机上行最大发射功率为21 dBm,手机天线增益为 0 dBi。所以42dBm=Pb > Po-MCL=21- ( 76X) =X-55所以天线反射功率必须不大于于13dBm.1dBACR-42d''AC! !5M增加干放设备后由于干放设备的上行ACRR指标,还可保证干放后接天线导频发射功率提高15dB以上也不会出现对基站的5MHz带外系统上行干扰,提高了系统抗干扰能力。4.6干扰分析根据信息产业部相关频率规划的规定,目前移动公司通信系统频谱划分具体如下所示:频率移动通信系统使用频率范围(MHz)上行频率下行频率移动EGS隠统885-909930-9
41、54移动DCS1800系统1710- 17301805- 1825WCDM系 统1920- 19802110-2170GSM和WCDMA 共用一个分布系统,相互之间会产生干扰。各系统的有源设备在发射 有用信号的同时,在它的工作频带外还会产生杂散、谐波、互调等无用信号,这些信号落到其他系统的工作频带内,就会对其他系统形成干扰。在对共用室内分布式系统时所带来的频谱间干扰,需根据各系统之间的频率关系以及发射/接收特性来具体研究可以说干扰的主要影响是对系统上行接收通道的影响。在这里,主 要考虑以下两个方面: 接收机灵敏度降低和接收机过载。为了将这些影响所带来的性能损失降到最小,而不修改(或少修改)现有
42、的发送和接收单元,必须对整个系统的杂散、互调及阻塞干扰进行仔细地考虑.整个分析基于下图所示原理,基站输出直接进入合路器,与实际工程环境有很大差别,计算数据依赖于国际国内相关标准,与实际工程要求值有很大的差别因此,该计算结果仅作为理论分析使用在实际工程应用中,仅供参考该计算DCS1800冬路辔器W上行杂散干扰分析杂散干扰对系统最直接的一个影响就是降低了系统的接收灵敏度,在分析杂散干扰时有一个原则,即在分析一个系统所受到的杂散干扰时,主要考虑其他系统的带外杂散落到本系统带宽内的功率是否高于本系统带宽内的空间热噪声功率,如果比该热噪声功率低, 则该杂散对本系统的接收灵敏度将不会造成影响,如果杂散功率
43、高于相应带宽内的空间热噪声功 率,则系统的接收灵敏度将会受到一定程度的影响下面从各系统带外杂散发射以及白噪声功率的角度来进行分析各系统间的杂散干扰,并提出对整个系统隔离度的指标要求。根据相关国际标准,可以得出各系统在其它系统的频段上的杂散发射指标,具体如下:1. GSM基站系统带外杂散在 DCS1800 系统应用频段内:w -30dBm/1MHz(-37dBm/200KHz)在 WCDMA 系统应用频段内:w -30dBm/1MHz(-23dBm/5MHz )2. DCS1800基站系统带外杂散在 GSM 系统应用频段内:w -36dBm/100KHz ( 33dBm/200KHz )在 WC
44、DMA 系统应用频段内:w 30dBm/1MHz(-23dBm/5MHz )3. WCDMA基站系统带外杂散在 GSM 系统应用频段内:w 36dBm/100KHz ( 33dBm/200KHz)在 DCS1800 系统应用频段内:w 30dBm/1MHz( 37dBm/200KHz)各系统工作信道带宽内总的热噪声功率按照下面的公式可以计算出来,具体计算如下:Pn=-174dBm+10lgBw(Hz)GSM、DCS1800系统工作信道带宽为 200KHz,因此GSM、DCS1800系统工作信道带宽内总的热噪声功率:Pn 1=Pn2= 174dBm+10lg(200 x 103Hz)=-121d
45、BmWCDMA系统工作信道带宽为 5MHz,因此WCDMA系统工作信道带宽内总的热噪声 功率:Pn 3=-174dBm+10lg(5x 106Hz)= 107dBm根据上述的计算结可知,为了使系统之间的杂散干扰降低到可以忽略的程度,必须对整个系统的隔离度提出相应的要求,具体如下:1. GSM言号通道对其他系统的通道隔离度:对 DCS1800 37-(-121 ) =84dB对 WCDMAe23( 107) =84dB2. DCS1800信号通道对其他系统的通道隔离度:对 GSM -33 ( -121 ) =88dB对 WCDMA-23 ( -107 ) =84dB3. WCDM信号通道对其他系
46、统的通道隔离度对 GSM 33 ( 121)=88dB 对 DCS1800 37- ( 121)=84dB88dB,就可以满足忽略各系统之间从计算结果可知,对于整个系统的隔离度只需大于 杂散干扰的要求。4。6.2互调干扰分析这3个系统共有 6个频带,包括 GSM上行、GSM下行、DCS1800上行、DCS1800下行、WCDMA上行以及WCDMA下行。这些信号产生的三阶互调信号的频率成分将会非常多其中有一些频率成分将会落在某系统的上行频段内而造成干扰。为了便于理论分析,只考虑下行信号产生的三阶互调产物落在上行频段内的情况,每个系统都是单载波.表4 1 f1-f3具体说明源信号Mi n(M Hz
47、)Max(MHZ说明f1935954GSM下行频率范围f218051825DCS1800下行频率范围f321102170WCDMA行频率范围表42三阶互调频率成分频率Min( MHZMax(MHZ是否对系统接收造成干扰GSM与 DCS1800两个系统之2f1-f245103否间产生的三阶互调成分2f2 26562715否f1GSM与 WCDM两个系统之间f3 202300否产生的三阶互调成分2f12f3-f132663405否DCS1800与 WCDIM两个系统2f3 23952535影响WLAN之间产生的三阶互调成分f22f2 14401540否f3从上表中可知,这几个系统所产生的三阶互调产
48、物中对基站上行造成干扰的频段只有一个。下面通过分析互调产物的强度来分析这些干扰对通信系统所造成的影响。假定,GSM、DCS1800以及 WCDMA系统基站输出功率为 43dBm,多频合路器的三阶 互调抑制度为120dBc.DCS1800与WCDMA两系统之间产生的三阶互调产物是由 DCS1800下行信号(43dBm ) 和WCDMA (43dBm )下行信号相互调制所产生的,它的频率范围为23952535MHz,对于WLAN系统产生影响。考虑到WCDMA为扩频信号,信道宽度为 5MHz,由其所产生的互调成分也是宽带的,由于DCS1800系统的信道宽度是 200KHZ,这将会使互调干扰的强度有所
49、降低,定量地说,降低量为10* log (5MHz/200KHz ) =14dB.理论分析计算得到,落入 WLAN系统的三阶互调 产物信号强度为 43120-14= -91dBm为了保证在合路过程中,将系统之间的干扰降低到可以接受的程度,可以采用降低系统下行功率、频率规划以及提高合路器件的线性指标等方面来解决。4。6.3阻塞干扰分析当GSM、DCS1800以及WCDMA或其频率组合成分落在这几个系统中某基站接收机 接收信道带宽之外,却仍能进入该基站接收机, 当干扰大于标准中所规定的干扰电平, 就会 引起接收机灵敏度的下降,恶化接收机的性能,这时就引起了阻塞干扰。根据相关标准,GSM和DCS18
50、00基站接收机的接收灵敏度为 -104dBm , WCDMA基站 接收机的接收灵敏度为-121dBm。根据3GPP相关标准,GSM和DCS1800两系统对于阻塞干扰的要求如下表所示:频率(MHz)GSM( dBm)频率(MHz)DCS1800( dBm)1 91581 16900980 1275081805-127500根据3GPP相关标准,WCDM系统对于阻塞干扰的要求如下表所示频率(mhz干扰功率(dBm)频率(MHz)干扰功率(dBm1920-1980-40921-960+16 dBm1900192019801920-4018051880+16 dBm1 19002000-12750-1
51、5由上述分析可以得到,对于整个系统的阻塞干扰信号的抑制,可以通过增加系统隔离度来实现。由相关标准中涉及的阻塞干扰电平的要求可知,消除阻塞干扰对系统隔离度要求并不高。只要隔离度能满足杂散干扰的要求,就一定能满足阻塞干扰的要求。464干扰分析总结由于在上述分析中,基站端都是直接连接多频合路器,在计算中都没有考虑信号衰减,而在实际工程应用中,往往都是经过了电缆,功分器,耦合器等器件后连接合路器,在应用 中应考虑信号噪声衰减根据不同的合路方案,我们所需要的系统隔离度不同,理论计算所 得的隔离度值为最大要求,在实际中不需要达到这个数值只要系统隔离度满足了杂散干扰的要求,就一定能满足阻塞干扰的要求。因此我们只需要考虑隔离度与杂散干扰的关系在实际工程中,由于各系统通过链路损耗后,在合路器上的杂散功率远小于理论计算值。如在实际中,WCDMA基站在GSM系统上行频段内杂散发射小于等于-70dBm/100KHz ,WCDMA通道对于GSM通道的隔离度为-67(-121)=54dB.当然对于不同的场合计算可能有所差别,需要具体分析。通过上述的理论分析,我们可以得到,在方案中GSM与WCDMA合路选取的双频合路器的隔离度和三阶互调指标,对于整个系统的干扰有着直接的影响在本方案中,我们采用JCDUP 8019 GSM & 3G双频合路器,其性能指标如下表所示:表4-3 JCDUP
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