室內(nèi)覆蓋工程設計工程師技能培訓

1 i i 3G 室內(nèi)覆蓋工程設計工程師技能培訓 2 i i 3G 主要內(nèi)容 1. 室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹 2. 廣州移動主流蜂窩設備介紹 3. 有源設備及無源器件介紹 4. 分布系統(tǒng)方案設計思路 5. 分布系統(tǒng)設計的規(guī)范 6. 分布系統(tǒng)設計基礎知識 7. 3G技術介紹 8. TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)設計 3 i i 3G 一、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹 1、概述 室內(nèi)信號分布系統(tǒng)的作用： 克服建筑屏蔽，填補通信盲區(qū)。 降低手機功率，排除信號干擾。 改善網(wǎng)絡指標，均衡網(wǎng)絡容量。 解決話務擁塞，增加話費收入。 延伸覆蓋范圍，提高服務質(zhì)量。 室內(nèi)分布系統(tǒng)是針對室內(nèi)用戶群，主要解決建筑物內(nèi)移動通信網(wǎng)絡的網(wǎng)絡覆蓋、網(wǎng)絡容量和網(wǎng)絡質(zhì)量的一種方案。其原理是利用室內(nèi)分布系統(tǒng)將移動通信基站的信號均勻的分布在室內(nèi)每個角落，從而保證室內(nèi)區(qū)域擁有理想的信號覆蓋。 4 i i 3G 2、室內(nèi)分布系統(tǒng)的組網(wǎng) 如上圖所示，室內(nèi)分布系統(tǒng)由信號源部分和信號分布系統(tǒng)兩部分組成。 5 i i 3G 室內(nèi)分布系統(tǒng)的信源有以下幾種接入方式： 2.1信源部分 1）宏蜂窩作為信源接入方式 宏蜂窩作信號源容量大、覆蓋范圍廣、信號質(zhì)量好、容易實現(xiàn)無源分布、網(wǎng)絡優(yōu)化簡單。但宏蜂窩設備較為昂貴，環(huán)境要求較高，需機房配套，且需光纖傳輸資源，建設周期較長。 2）微蜂窩作為信源接入方式 由于微蜂窩本身功率較小，適用于較小面積的覆蓋，要實現(xiàn)較大面積的覆蓋，一般需考慮容量和增加干放。與宏蜂窩相比微蜂窩成本較低，不需要機房，對環(huán)境要求不高，施工方便等。 3）直放站作為信源接入方式 是利用施主天線空間耦合或利用耦合器直接耦合存在富余容量的基站信號，再利用直放站（或干放）設備對接收到的信號進行放大，為室內(nèi)分布系統(tǒng)提供信號源。 6 i i 3G 直放站作為信源接入方式的幾種模式： 1）通過施主天線從附近基站的提取信號（信源基站 +無線直放站） 2）通過耦合器直接耦合信源基站的信號（信源基站 +干放） 3）通過耦合器耦合信源基站的信號，通過光纖傳送到欲進行覆蓋的區(qū)域 （光纖直放站） 4）通過耦合器耦合信源基站的信號，通過移頻直放站無線傳送至覆蓋區(qū)域 （移頻直放站、飛地壓擴系統(tǒng)） 7 i i 3G 室內(nèi)分布系統(tǒng)信源選擇比較 ： 8 i i 3G 信號分布系統(tǒng)只要是由信號分 /合路器、功率分配器件、饋線、室內(nèi)天線等組成，是將基站信號或直放站信號均勻的覆蓋到室內(nèi)的每個角落。下面列舉幾種室內(nèi)分布系統(tǒng)的方式： 2.2信號分布系統(tǒng) （ 1）無源分布系統(tǒng) 主要由分 /合路器、功分器、耦合器、饋線、天線組成。無源分布系統(tǒng)沒有有源設備，所以故障率低、可靠性高、且容易擴展。但信號在饋線及各器件中傳遞時產(chǎn)生的損耗無法得到補償，因此覆蓋范圍受信源輸出功率影響較大。 （ 2）有源分布系統(tǒng) 主要由干線放大器、分 /合路器、功分器、耦合器、饋線、天線組成。有源分布系統(tǒng)中有源設備可以有效的補償信號在傳輸中的損耗，從而延伸覆蓋的范圍，受信號源輸出功率影響較小。 （ 3）光纖分布方式 采用光纖作為傳輸介質(zhì)，由近端機、遠端機、天線及光分 /合路器組成。由于光纖傳輸損耗小，適用于長距離傳輸覆蓋。 （ 4）泄露電纜分布方式 信號源通過泄露電纜傳輸信號，并通過電纜外導體的一系列開口，在外導體上產(chǎn)生電流，從而在電流開口處的橫截面產(chǎn)生磁場，這些開口相當于一系列的天線起到信號接收和發(fā)送作用，一般用于隧道，地鐵覆蓋。 9 i i 3G 幾種信號分布方式比較： 信號分布方式 優(yōu)點 缺點 1.無源天饋分布方式 成本低、無源器件、故障率低、無需供電、安裝方便、無噪聲累積、寬頻帶 系統(tǒng)設計較為復雜、信號損耗較大時需加干放 2.有源天饋分布方式 設計簡單，布線靈活，場強均勻 頻段窄、多系統(tǒng)兼容困難、需要供電、故障率高、有噪聲累積、造價高 3.光纖分布方式 傳輸距離遠、布線方便、性能和傳輸質(zhì)量好 造價高 4.泄露電纜分布方式 場強分布均勻、可靠性高，頻帶寬，多系統(tǒng)兼容性好。 造價高，覆蓋半徑小。 10 i i 3G 3.室內(nèi)分布系統(tǒng)綜合解決方案的種類 室內(nèi)分布系統(tǒng)按信源分類可分為五種： 1.無線同頻直放站 2.無線移頻直放站 3.光纖直放站 4.低話務容量的微蜂窩 5.高話務容量的基站 11 i i 3G 二、廣州移動主流蜂窩設備介紹 一般宏蜂窩載波輸出功率按 43dBm/CH(最大 47dBm)設計，微蜂窩載波輸出功率按最大功率輸出，若實際有其他需求則按實際需求進行設計； 主設備類型 CDU類型 插損 每 CDU帶載波 TRU功率 合路后輸出 RBS2206 CDU_F 4 4 43 39 RBS2308 CDU_H 4.5 4 33 28.5 RBS2309 CDU_H 4.5 2 37 32.5 RBS2111 外部合路 2 43 40 廣州移動 2G主設備采用愛立信的蜂窩設備，目前主流設備型號如下表： 當使用 RBS2206與 RBS2111時，需增加 3dB電橋進行上下行信號合路； 當使用 RBS2308與 RBS2309時，輸出口需增加二功分器方便以后擴容。 1.常用蜂窩設備介紹 12 i i 3G RBS2206：最大輸出功率 DCS1800為 47dBm， GSM900為 45dBm，單機架最大載波數(shù)為 12，使用的 TRU?？鞛殡p載波模塊，所以 RBS2206的載波數(shù)只能為雙載波， RBS2202：最大輸出功率為 47dBm，單機架最大載波數(shù)為 6。 覆蓋類型 適用范圍 覆蓋目的 話務容量 (ERL) 直放站 村莊、道路、小型住宅樓、停車場等 區(qū)域 補盲、弱覆 蓋 - 50dBm(一般要求 ) 鄰頻要求 施主小區(qū)信號強度 -次強小區(qū)信號強度 10dBm( 室外 ) 施主小區(qū)信號強度 -次強小區(qū)信號強度 6dBm( 室內(nèi) ) 無線直放站隔離度 隔離度 -直放站實際工作增益 G + 15dB 誤碼指標 RQ= Grep + 15dB, Grep為直放站增益。 當施主天線和重發(fā)天線隔離度小于直放站的下行增益 G時，施主天線從施主基站接收頻率為 f的下行信號，經(jīng)過增益為G的直放站放大后，由重發(fā)天線發(fā)出去。一部分信號再經(jīng)過重發(fā)天線的后瓣（付瓣）耦合到施主天線的后瓣（付瓣），再由直放站放大。這樣無線同頻直放站就形成一個潛在的正反饋環(huán)路，產(chǎn)生自激，帶來下行干擾。直放站自激時，輕則是直放站的覆蓋區(qū)通話音質(zhì)變差，接通率下降，掉話率上升 ;嚴重時使施主基站和其周圍的基站發(fā)生癱瘓。 69 i i 3G 避免下行干擾的主要措施是增大直放站隔離度。一般采用以下方式增大施主天線和重發(fā)天線間隔離度 : 采用前后比大的天線 ; 采用旁瓣抑制比大的天線 ; 增大兩天線安裝距離及高度差 ; 安裝天線時，兩天線盡量背對背并利用隔離網(wǎng)或建筑物 隔離兩天線 70 i i 3G 1）水平隔離度 Lh用分貝表示公式如下： Lh=22.0+20log10(d/ )-(Gt+Gr)+(Xt+Xr) (1) 其中： 22.0為傳播常數(shù) d為收發(fā)天線水平間隔 為天線工作波長 Gt、 Gr分別為發(fā)射和接收天線的增益 Xt、 Xr分別為發(fā)射和接收天線的前后比 2） 垂直隔離度 Lv用分貝表示公式如下： Lv 28.0+40log10(d/ ) (2) 其中： 28.0為傳播常數(shù) d為收發(fā)天線垂直間隔 為天線工作波長 收發(fā)天線之間隔離度計算 71 i i 3G 7.直放站上行噪聲分析 1、理論分析計算 根據(jù)到達施主基站 CDU端的上行噪聲電平計算公式 : PNr -121+NF+GUL-EDoPL 有效路徑損耗： EDoPL= PTPR=41-(-45)=86dB 其中 -121為直放站白噪聲 (單位 dBm),NF為直放站噪聲系數(shù) , GUL 為直放站上行增益 , PT為 CDU輸出功率 , PR為直放站輸入功率 則推算到達施主基站 CDU端的上行噪聲電平： PNr -121+NF+GUL-EDoPL=-121+6+80-86=-121dBm 即 PNr -120dBm，系統(tǒng)上行噪聲不會影響基站。 注：因為外界白噪聲強度為 -121dBm，外界白噪聲是完全淹沒在基站噪聲下的 ,它對基站是完全沒有影響的， -121+GUL+NF-EDoPL -120，該式成立即在外界白噪聲影響下，系統(tǒng)上行增益所能到達的最高值即 GUL最高值。 72 i i 3G 2、調(diào)試方式確定上行噪聲 基站機頂?shù)街狈耪臼┲鞫丝谥g的 下行有效路徑損耗 等于基站機頂?shù)陌l(fā)射功率減去直放站施主端口的接收功率。用公式表示為： LD-link=PBTS-Pdonor。 假設：基站最大發(fā)射功率 20W,開銷功率占 20%，則機頂發(fā)射功率 PBTS=20W*20%=4W=36dBm 下行有效路徑損耗 LD-link=36- Pdonor 73 i i 3G 因為上、下行鏈路頻率相差不大，可近似認為上行有效路徑損耗等于下行有效路徑損耗?？紤]到 直放站到達機站基頂?shù)纳闲休敵鲈肼暡荒艽笥?-120dBm,可以測算出 直放站施主端口輸出的最大上行底部噪聲功率 = LD-link - 120dBm 直放站的下行增益 =直放站的輸出功率 -直放站的輸入功率，由于上行噪聲限制，決定了直放站的上行增益，直放站開通時，一般先確定直放站的上行增益，然后根據(jù)實際需要，確定直放站的下行增益，從而確定直放站的輸出功率，下行增益減上行增益一般不能超過 5dB。 74 i i 3G 七、 3G技術介紹 第三代移動通信系統(tǒng)最早由國際電信聯(lián)盟 1985年提出，考慮到該系統(tǒng)將于 2000年左右進入商用市場，工作的頻段在 2000MHz，且最高業(yè)務速率為 2000Kbps，故于 1996年正式更名為 IMT-2000。 75 i i 3G 3G的目標 76 i i 3G 3G速率要求 77 i i 3G 三種標準制式的技術比較 WCDMA TD-SCDMA CDMA2000 載波間隔 5MHz 1.6MHz 1.25MHz 碼片速率 3.84Mcps 1.28Mcps 1.2288Mcps 幀長 10ms 10ms（分為兩個子幀） 20ms 基站同步 異步（無 GPS）可選同步 同步（主從同步，需 GPS） 同步（需 GPS） 功率控制 快速功控： 上、下行 1500Hz 0-200Hz 反向： 800Hz 前向：慢速、快速功控 多址方式 單載波直接序列擴頻 CDMA多址 單載波直接序列擴頻 時分多址同步 CDMA多址 單載波直接序列擴頻 CDMA多址 越區(qū)切換 軟切換，頻間切換 與 GSM間的切換 接力切換，頻間切換，與 GSM間的切換 軟切換，頻間切換 與 IS-95B間的切換 業(yè)務特性 適合于對稱業(yè)務。 支持對稱業(yè)務，支持不對稱業(yè)務具有突出的表現(xiàn)。 適合于對稱業(yè)務。 雙工方式 FDD TDD FDD 語音編碼 自適應多速率 可變速率 可變速率 下行速率 14.4Mbps（聯(lián)通） 2.8Mbps（移動） 3.1Mbps（電信） 78 i i 3G 3G技術的演進 79 i i 3G EV-D0 Rel.0 EV-D0 Rev.A Rev.B Phase Rev.B Phase DO Advanced Broadband downloads DL:2.4M bps UL:153kbps Broadband uploads Low Latency,QoS,VoIP DL:3.1M bps UL:1.8Mbps DL:9.3M bps UL:5.4Mbps DL:14.7M bps UL:5.4Mbps Multicarrier-tripled Data rates across cell Enhanced capacity and data rates DL:34.4M bps UL:12.4Mbps 2008 2009 2010 2011 80 i i 3G 三家運營商目前網(wǎng)絡情況 1）中國移動 我國國家無線電管理委員會分配給中國移動 GSM900系統(tǒng)的頻帶為19MHz； DCS1800 系統(tǒng)的頻帶為 10MHz，頻段間隔都是 200KHz。 GSM900 上行： 890 909MHz 下行： 935 954MHz DCS1800 上行： 1710 1720MHz 下行： 1805 1815MHz 中國移動的 TD-SCDMA獲得的三個頻段為 : A頻段： 1880-1900MHz B頻段： 2010MHz-2025MHz C頻段： 2300MHz-2400MHz 目前， TD網(wǎng)絡設備能同時支持 A/B兩個頻段 ,支持三頻段也已經(jīng)有了。 81 i i 3G 2）中國聯(lián)通 我國國家無線電管理委員會分配給中國聯(lián)通 GSM900系統(tǒng)的頻帶為6MHz； DCS1800 系統(tǒng)的頻帶為 10MHz，頻段間隔都是 200KHz。 GSM900 上行： 909 915MHz 下行： 954 960MHz DCS1800 上行： 1745 1755MHz 下行： 1840 1850MHz 目前聯(lián)通 WCDMA采用的網(wǎng)絡頻段是 2100MHz,頻帶為 10MHz 上行 :1940 1955MHz 下行 :2130 2145MHz 2.1GHz頻段上行頻點號為 9612 9888，下行頻點號為 10562 10838 82 i i 3G 3）中國電信 我國國家無線電管理委員會分配給 CDMA800 系統(tǒng)的頻帶為10MHz，系統(tǒng)頻道間隔為 1.23MHz。 上行： 825835MHz 下行： 870880MHz CDMA系統(tǒng)沿用 AMPS系統(tǒng)的頻點號 (PN)，頻點號與中心頻率的關系： F(n)=825.00+0.030 n (移動臺發(fā)、基站收 ) F(n)=870.00+0.030 n (基站發(fā)、移動臺收 ) 83 i i 3G 4）頻點號計算 A、 GSM900及 DCS1800系統(tǒng)中頻點號（ BCCH）計算方法： GSM:890-915.0MHZ和 935-960.0MHZ，其頻點號為 1-124。 那么：上行頻率 f(n)=890+0.2（ n） MHz, 下行頻率 f(n)=975+0.2（ n） MHz 其中 ,n為絕對頻率號 ,從 1124（ 124個頻點） DCS1800： 1710.0-1785.0MHZ和 1805.0-1880.0，其頻點號為 512-885。那么： 上行頻率 f(n)=1710+0.2（ n-511） MHz,下行頻率 f(n)=1805+0.2（ n-511） MHz 其中 ,n為絕對頻率號 ,從 512885（共 374個頻點） B、 TD-SCDMA系統(tǒng)中信道號（ ARFCN）計算方法： 頻段 A： 1880-1920MHz，按照每波道 1.6MHz可提供 25個頻道； 頻段 B： 2010-2025MHz，按照每波道 1.6MHz可提供 9個頻道； 頻段 C： 2300-2400MHz，按照每波道 1.6MHz可提供 62個頻道。 TD-SCDMA射頻信道編號與載波頻率之間的關系是 Nt=5F，如 TD-SCDMA使用的 B頻段 2010-2025MHz范圍頻率，則信道號 ARFCN是 10050-10125 84 i i 3G 八、 TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)設計 1、站點類型 A.共址新建站（改造站）： 對現(xiàn)有 GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)進行合理的改造，增加 TD信源及其他必要設備器件，采用共用分布系統(tǒng)、合路信源的方式進行覆蓋。 B.新址新建站： 對新增的室內(nèi)分布物業(yè)點，在網(wǎng)絡規(guī)劃時既考慮 2G信源又考慮 TD信源，同時采用共用分布系統(tǒng)、合路信源的方式進行覆蓋。 85 i i 3G 2、中興 TD設備介紹 大功率單通道 RRU 多模緊湊型 BBU 8通道 RRU 多模一體化基站 ZXSDR BS8800 81載扇 ZXSDR B8300 81載扇 ZXTR R8918 7W9載波 ZXTR R11i 16W6載波 ZXTR R08A 3W6載波 ZXTR R11A 16W6載波 ZXTR R21 20W9載波 8通道 RRU(A頻段 ) 單通道 RRU(A頻段 ) A.設備類型型號 86 i i 3G 適用機房 適用場景 ZXSDR B8300 機房空間不足 機房條件受限 室外宏覆蓋 室內(nèi)覆蓋 TD-LTE-GSM多模 ZXSDR BS8800 有機房空間 室外宏覆蓋 TD-LTE-GSM多模 適用場景 ZXTR R8918 室外宏覆蓋 ZXTR R21 室內(nèi)覆蓋 ZXTR R11i 室內(nèi)覆蓋 ZXTR R08A(A頻段 ) 室外宏覆蓋 ZXTR R11A(A頻段 ) 室內(nèi)覆蓋 B.應用場景 87 i i 3G C. ZXSDR B8300簡介 環(huán)境適應性強 接口豐富 組網(wǎng)靈活 安裝靈活，可獨立安裝、掛墻安裝，降低對機房的要求，提高與 2G設備共站率 3U Iub接口支持 E1STM-1CSTM-1GEFE等接口 支持全基帶池交換，基帶資源共享 根據(jù)話務量靈活調(diào)度基帶資源，適應各種話務分布場景，節(jié)約設備成本，降低資產(chǎn)閑置率 容量最大、每載扇功耗最低 擴展能力強，支持多模和 LTE平滑演進 支持 81載扇 每載扇的功耗業(yè)界最低 整機功耗： 130W（ S666） 100W（ S333） 支持更多基帶板槽位，可滿足 TD、LTE、 GSM等多種制式未來演進、融合的擴展需求 支持 TD-SCDMA S999 + TD-LTE 至少 3個 20M 2*2MIMO，兼顧一定容量的室內(nèi)覆蓋 滿足在引入 A、 C頻段后更多容量需求 88 i i 3G ZXSDR B8300性能參數(shù) 型號 B8300 滿配重量（ kg） 9kg 尺寸（ mm） 132.6 482.6 197（高 x寬 x深） 設備功耗（最大 /平均） 130W（ S666配置） /100W（ S333配置） 采用的供電方式 (在無外置單元的情況下 ) 直流 /交流 (交流需配置供電單元 ) 設備支持的安裝方式 19機架安裝、掛墻安裝 Iub光接口支持類型和數(shù)量 (標配 /最大 ) 2 STM-1 / 2CSTM-1 / 2FX / 2 GE Iub電接口支持類型和數(shù)量 (標配 /最大 ) 16 E1 / 2 FE / 2 GE 支持的同步方式 GPS、北斗、 bits、線路時鐘 基站單機柜最大配置 (載扇 ) 81載扇 每基帶板最大支持載波數(shù)量 (現(xiàn)階段 /軟件升級后 ) 9 是否支持堆疊連接方式 是 89 i i 3G D.單通道大功率 RRU ZXTR R21 ZXTR R21是一款單通道大功率 RRU產(chǎn)品，業(yè)界 功率最高 、 效率最高 、容量最大 、 體積最小 、 重量最輕 體積僅 7.8L，重量 7Kg，集成度高，安裝極其方便 特別適用于室內(nèi)覆蓋，也可用于宏覆蓋的盲區(qū)熱區(qū)覆蓋 支持 9載波 ，在室內(nèi)覆蓋時，可以解決高話務問題 體積小重量輕 大容量 發(fā)射