微蜂窩和室內(nèi)分布系統(tǒng)培訓(xùn)

1、 中國聯(lián)通培訓(xùn)講義中國聯(lián)通培訓(xùn)講義直放站及室內(nèi)分布系統(tǒng)基礎(chǔ)知識直放站及室內(nèi)分布系統(tǒng)基礎(chǔ)知識 微蜂窩系統(tǒng)設(shè)備簡介 1 什么是微蜂窩 微蜂窩: 低 發(fā) 射 功 率 低 天 線 安 裝 位 置 天 線 尺 寸 小 BTS 設(shè) 備 體 積 小 ( 微 BTS) 覆 蓋 范 圍 小, 大 約 100m 200m 天 線 掛 高 低 于 屋 頂 控 制 信 號 傳 播 距 離， 提 高 頻 率 復(fù) 用 度 融 入 現(xiàn) 有 的 宏 蜂 窩 網(wǎng) 絡(luò)， 增 加 容 量2 為什么要使用微蜂窩提 高 容 量有 限 的 頻 率 資 源, 宏 蜂 窩 的 頻 率 資 源 已 經(jīng) 用 盡 緩 解 熱 點 地 區(qū) 的 高

2、話 務(wù) 量 需 求 增 加 覆 蓋 室 內(nèi) 覆 蓋 盲 區(qū)， 隧 道 和 地 鐵 等 費 用 低 廉 價 格 更 低 和 體 積 更 小 的 微 基 站 便 于 安 裝， 易 于 選 站3 微蜂窩和宏蜂窩的關(guān)系微小區(qū) 用 于 吸 收 話 務(wù) 熱 點 的 話 務(wù) 量 上 層 宏 小 區(qū) 功 能: 全 覆 蓋 通 話 質(zhì) 量 下 降 時 作 為 應(yīng) 急 小 區(qū) ( 街 角 效 應(yīng)) 服 務(wù) 快 速 移 動 用 戶 服 務(wù) 微 小 區(qū) 層 溢 出 的 話 務(wù) 量 微 小 區(qū) 的 冗 余 層4 分層小區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)置實俐G900 Macro CellG900/G1800 Micro CellG900/G18

3、00 Pico CellsG1800 Macro CellG900/G1800 Pico Cell(Tunnel,Subway)GSM 微蜂窩設(shè)備合跳頻、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。v 高度靈活的模塊化設(shè)計，易于擴展。v 可最多提供8個載頻的配置。v 與SIEMENS BS60/BS240系列完全兼容。v 體積小巧，無須專門的機房條件。v 支持綜合跳頻、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。高度靈活的模塊化設(shè)計，易于擴展。BS82 結(jié)構(gòu)v 高度靈活的模塊化設(shè)計，易于擴展。v 基于SIEMENS最新的BS24X系列的設(shè)計結(jié)構(gòu)， 體積小，單位體積的載頻數(shù)高。v 所有單元可以方便的進行替換和升級。MECHANICAL VIEW現(xiàn)場圖CDMA微蜂

4、窩設(shè)備 現(xiàn)有二種CDMA微蜂窩設(shè)備: LUCENT的 CDBS 和 Compact 4.0 CDBS分BBU和RFU二部分,這二部分由光纖連接. Compact 4.0機柜和宏站的一樣,只是連接的天饋系統(tǒng)不一樣,作為微蜂窩連接的是分布系統(tǒng);作為宏站連接的是室外天線.二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹2.1 室內(nèi)分布系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型（示意圖）二、室內(nèi)分布系統(tǒng)的介紹2.2 室內(nèi)分布系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 室內(nèi)分布系統(tǒng)主要由信源和信號分布系統(tǒng)兩部分組成。信號源用于引入信號，可以是微蜂窩基站，也可以是室內(nèi)直放機。分布系統(tǒng)按采用的傳輸材料，可分為電分布系統(tǒng)、光纖分布系統(tǒng)、光電混合分布系統(tǒng)和泄漏電纜分布系統(tǒng)。二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹

5、2.3 室內(nèi)分布系統(tǒng)分類2.31 信號源分類微蜂窩有線接入方式 以室內(nèi)微蜂窩系統(tǒng)作為室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的信號源，即有線接入方式。適用于覆蓋范圍較大且話務(wù)量相對較高的建筑物內(nèi)，在市區(qū)中心使用較多，解決覆蓋和容量問題。二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹直放站Repeater 在室外站存在富余容量的情況下，通過直放站Repeater將室外信引入室內(nèi)的覆蓋盲區(qū)。二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹2.32 主要分布方式電分布系統(tǒng): 電分布系統(tǒng)，是指全部采用電器件實現(xiàn)的一種室內(nèi)分布系統(tǒng)。其特點是設(shè)計簡單、成本較低、見效較快、維護量小。因此，電分布系統(tǒng)是最常用的一種室內(nèi)分布系統(tǒng)。二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹光纖分布系統(tǒng): 光纖分布系統(tǒng)是指以光纖傳輸

6、為主的分布系統(tǒng)。其具有抑制干擾能力強、產(chǎn)生干擾小、遠距離傳輸、大面積覆蓋的特點。但光纖分布系統(tǒng)的建設(shè)成本和運營成本都較高。二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹2.4 室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計方案舉例2.41 典型應(yīng)用設(shè)計模型a. 小型建筑物b. 中型建筑物二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹特點： 適合中小型場所（如娛樂城、 飯店大堂、小型市場、餐館 等） 成本較低、設(shè)計簡單、安裝 容易 工期短、見效快二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹c. 大型建筑物超大型建筑物二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹說明： 由于大型、超大型建筑物內(nèi)話務(wù)量高，單靠外界基站極易造成話務(wù)阻塞，因此在這樣的建筑內(nèi)常安裝微蜂窩基站。二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹2.42 實例介紹a. 建筑物環(huán)境概述

7、 某商城共三層根據(jù)現(xiàn)場勘測，酒店內(nèi)信號電平覆蓋效果大多區(qū)域不符合要求，多數(shù)電平在 -95- 100dB之間，部分樓層存在多個電平值接近的BCCH，造成信號切換頻繁。建議對大樓進行有源GSM信號室內(nèi)覆蓋，以達到改善手機接收信號電平和有效吸收室內(nèi)話務(wù)量的目的。信號源采用GSM微蜂窩基站。b. 覆蓋區(qū)域及組網(wǎng)方式 根據(jù)現(xiàn)場無線環(huán)境測試，及商城建筑結(jié)構(gòu)和其功用，結(jié)合投資成本，擬對其全部區(qū)域進行有源室內(nèi)信號覆蓋。二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹c. 工程規(guī)模 商城共三層，根據(jù)現(xiàn)場勘測，大樓總面積約30000平方米 本系統(tǒng)為有源射頻電分布系統(tǒng)，信號源為GSM900MHz 微蜂窩基站 在本系統(tǒng)中，主干線通過每層的配電井

8、， 再利用同軸射頻電纜把信號送到各層，各層的功率分布電纜安裝在走廊天花板吊頂內(nèi)，用以將射頻信號送到安裝于各層的重發(fā)天線 室內(nèi)重發(fā)天線的分布和設(shè)置方案，是根據(jù)Gema Model 與INDOOR RAY TRACING 及DIFRACTION MODEL設(shè)計模型， 并結(jié)合大量的室內(nèi)分布系統(tǒng)的經(jīng)驗，同時考慮建筑物的本身結(jié)構(gòu)、天線的性能，以及每層95%以上區(qū)域射頻覆蓋的原則而設(shè)計出來的二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹d. 設(shè)計技術(shù)指標 移動用戶的忙時話務(wù)量為0.025Erl 無線信道的呼損率取定 A、語音信道（TCH）呼損為2% B、控制信道（SDCCH）呼損為0.1% 干擾保護比： 同頻干擾保護比：C/I 1

9、2dB（不開跳頻） C/I 9dB（開跳頻） 鄰頻干擾保護比： 200KHz鄰頻干擾保護比： C/I -6dB 400KHz鄰頻干擾保護比：C/I -38dB二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹 覆蓋區(qū)內(nèi)可接通率：要求在無線覆蓋區(qū)內(nèi)的95%位置， 99%的時間移動臺可接入網(wǎng)絡(luò) 室內(nèi)覆蓋信號強度要求95%的區(qū)域信號強度 -75dBm，并且不能泄漏到室外 在基站接收端位置的收到的上行噪聲電平小于-120dBm 根據(jù)國家環(huán)境電磁波衛(wèi)生標準，室內(nèi)天線的發(fā)射功率為1015dBm/每載波之間 覆蓋區(qū)與周圍各小區(qū)之間有良好的無間斷切換 室內(nèi)覆蓋區(qū)誤碼率（RxQual）等級為2以下的地方占95%以上，室外90%以上二、室內(nèi)分

10、布系統(tǒng)介紹e. 設(shè)計思路 現(xiàn)場無線測試圖（示例） 一樓測試圖二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹 現(xiàn)場無線測試報告（示例） 模擬測試圖：信源頻點5，電平值為10dBm 一樓 信源ANT3處十米掃頻圖 二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹f. 覆蓋區(qū)域容量估算 我們假定：按每天每層有200人計算，總?cè)藬?shù)為： 2003=600人手機用戶按90%持有率、60%為聯(lián)通用戶計算： 60090%60%=324人在忙時大廈總話務(wù)量： 0.025324=8.1Erl考慮到移動用戶的增長性，根據(jù)“愛爾蘭B公式”（見右表），建議采用2載頻微蜂窩基站二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹g. 關(guān)于邊緣場強的切換考慮本設(shè)計中，邊緣場強的選取原則是： 室內(nèi)覆蓋信號高于

11、室外信號10dB 室內(nèi)下行信號對室外的溢出量，在建筑物周圍20米外的測量應(yīng)低于室外場強10dBh. 系統(tǒng)下行信號估算以大樓1樓天線ANT1-1F/03為例 天線口強度為：12dBm 天線距其覆蓋區(qū)最遠點M距離為： 25m 根據(jù)Gema Vallejo室內(nèi)NLOS傳輸模型，可得A1在25M點信號衰減： L=68.5（dB）二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹 其他阻擋: 15dB M點信號強度為： 12-68.5-15=-71.5（dBm） 信號泄漏到大廈外的電平(穿過墻體): -71.5-20=-91.5dBm滿足設(shè)計要求。 同時，當手機接收信號電平要求最小為 -75dBm時，系統(tǒng)尚有3.5dB的余量普通大樓

12、建材和結(jié)構(gòu)對信號的損耗二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹i. 上下行平衡計算（以ANT1-1F/03天線口信號為例）下行系統(tǒng)余量 微蜂窩輸出信號電平： +28dBm 天線口信號強度： 微蜂窩輸出信號電平-耦合器損耗-功分器損耗-饋線損耗 28-10.7-3.5-1.8=12（dBm） 當手機最小接收信號電平為-75dBm時，下行系統(tǒng)余量：3.5dB上行系統(tǒng)余量 手機發(fā)射功率為：30dBm 手機上行信號到達天線口的強度為：手機發(fā)射功率-路徑損耗-其他損耗 =30dBm-68.5dB-15=-53.5dBm 微蜂窩接收上行信號電平：天線口的信號-功分器損耗-耦合器損耗 -電纜損耗 =-53.5-3.5-10.7

13、-1.8=-69.5（dBm）當基站接收最小電平為-75dBm時，上行余量5.5dB由以上分析結(jié)果可知，系統(tǒng)的上、下行鏈路均有足夠的余量而達到平衡二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹j. 系統(tǒng)原理圖（節(jié)選示意圖）二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹k. 設(shè)備安裝示意圖（部分實物圖）三、室分天線和無源器件介紹3.1 室分天線介紹3.11 室分天線分類 室分室內(nèi)天線 按使用環(huán)境 室分室外天線 室分全向天線按覆蓋范圍 室分定向天線 室分吸頂天線 室分壁掛天線按功能結(jié)構(gòu) 室分八木天線 室分角形天線 室分拋物面天線三、室分天線和無源器件介紹3.12 室分天線種類 室內(nèi)分布系統(tǒng)中所用到的天線主要包括： 室內(nèi)吸頂天線（全向/定向）、室內(nèi)壁

14、掛天線（全向/定向）、室內(nèi)八木天線。該類型天線均安裝方便、體積小巧，主要用于系統(tǒng)初始端的信號接收和引入， 并完成系統(tǒng)所有終端的信號覆蓋及覆蓋范圍擴展。全向和定向天線的典型安裝實例Example 上海南京路上海南京路微蜂窩解決高話務(wù)微蜂窩解決高話務(wù)地區(qū)的容量地區(qū)的容量三、室分天線和無源器件介紹3.1 無源器件概述3.11 無源器件基本概念 所謂“源”，就是電源?！盁o源”器件是相對“有源”而言的。 無需電源供電就能用的器件，便是“無源”器件。即器件的電路模型中不包含電源（多為受控源）的，就是“無源”器件。3.12 無源器件種類 室內(nèi)分布系統(tǒng)中所用到的無源類器件主要包括： 耦合器、 功分器、 合路器

15、、電橋和雙工器等無源器件。主要用于對線路上信號進行分配、耦合、合并，可以把一路主路分為多路，或把多路合成一路，按所需要的電平大小從主路上耦合信號。三、室分天線和無源器件介紹3.2 無源器件的結(jié)構(gòu)功能3.21 耦合器 耦合器是一個三端口器件（原理上為四端口網(wǎng)絡(luò)， 其中隔離端口在器件內(nèi)部，并接有負載），1、2端口為主線傳輸端口, 3端口為耦合端口。 耦合端口可從主線按一定比例耦合部分功率輸出。 三、室分天線和無源器件介紹3.22 功分器 功分器可以將輸入信號功率按規(guī)定比例（等分或不等分） 分配為兩路或多路輸出。 功分器的各輸出端口之間應(yīng)保持一 定的隔離度。功分器通常用于功率 的等值分配，有寬帶和窄

16、帶之分。 通過等分功分器的級聯(lián)可以實現(xiàn)多 路等功率分配。三、室分天線和無源器件介紹3.23 電橋 電橋是個四端口網(wǎng)絡(luò)，它的特性是其中兩端口相互隔離， 另兩個端口等功率輸出， 并且兩個輸出信號有90的相位差。 電橋的兩個輸出端口與天線組合時可形成左 、右旋圓極化天線； 電橋的輸入和隔離端口分別作為兩個信號輸入端時,可將兩個信號各自的功率平均到兩 個輸出端口， 再合成為兩個混和信號輸出。 三、室分天線和無源器件介紹3.24 雙工器 雙工器即三端口雙頻濾波器可將一個覆蓋較大頻率范圍的信號分開為兩個指定頻率范圍信號的微波器件，它可避免收發(fā)干擾，并能抑制輸出信號的諧雜波輸出。雙工器的ANT口接收來自天線

17、的信號，并發(fā)射來自發(fā)信機的信號，把上、下行信號分開并分別從上、下行口輸出或輸入；或相反使用。雙工器可使中繼站和用戶端發(fā)射 /接收信號互不干擾，保證發(fā)射和接收同時進行，可以提高傳輸質(zhì)量。 三、室分天線和無源器件介紹3.25 合路器 合路器至少有兩個輸入口和一個輸出口, 輸入口分別用于不同頻段信號的輸入, 可將多路輸入信號合成后由輸出口輸出。此外，它還具有相反工作模式, 可將由合成端口輸入的多頻段信號分離為相應(yīng)頻段的信號并分別從相應(yīng)端口輸出。因此,合路器又稱為分路器。 三、室分天線和無源器件介紹3.26 移相器 移相器或稱調(diào)相器是用來調(diào)節(jié)器件間的電波相位間隙。通過精密的機械運做來實現(xiàn)高頻器件之間全

18、頻段平滑、準確的相位調(diào)節(jié)。根據(jù)結(jié)構(gòu)、頻率范圍、 電長度、 連接器規(guī)格的不同，可有多種選擇。多數(shù)調(diào)相器應(yīng)用于系統(tǒng)中短暫調(diào)節(jié)相位，當相位符合系統(tǒng)要求時，調(diào)相器被鎖定并保持。對需連續(xù)調(diào)節(jié)相位的系統(tǒng)，調(diào)相器被置于測試裝置，只有使用球型軸承和特殊機械裝置的調(diào)相器可勝任。 三、室分天線和無源器件介紹3.3 指標含義3.31 插入損耗表示無源器件輸入信號與輸出信號的功率的dB差值用公式表示為：Loss =10lgPout/Pin理想情況下，插損為0測量值為負dB數(shù)，技術(shù)指標取正dB數(shù)以具體器件為例，應(yīng)讀取最壞點的測量值，即最小負dB數(shù)。技術(shù)指標越接近0，器件的插損越好三、室分天線和無源器件介紹3.32 電壓

19、駐波比（VSWR） 表示輸入電壓與反射電壓所形成駐波的波峰與波谷之比 用公式表示為：VSWR=（Vin +Vref）/（Vin Vref） 理想情況下，駐波比為1 以具體器件為例，應(yīng)讀取最壞點的測量值，即最大值。技術(shù)指標數(shù) 越接近1，器件的駐波越好三、室分天線和無源器件介紹3.33 隔離度 表示在輸入端口接匹配負載時，任意兩個輸出口之間的衰減量最小 值 用公式表示為： Ig=10lg Pout1 / Pout2 理想情況下，隔離度 測量值為負dB數(shù)，技術(shù)指標取正dB數(shù) 以具體器件為例，應(yīng)讀取最壞點的測量值，即最大負dB數(shù)。技術(shù)指 標越大，器件各端口隔離越好三、室分天線和無源器件介紹3.34 耦合度（耦合器的性能指標） 表示耦合器輸出口輸出功率Pout與輸入口輸入功率Pin之比的分貝數(shù) 用公式表示為：C=10lgPout/Pin。測量值為負dB數(shù)，技術(shù)指標取正 dB數(shù) 測量值為負dB數(shù)，技術(shù)指標取正dB數(shù) 以3dB耦合器為例，技術(shù)指標越接近3，器件耦合性能越好三、室分天線和無源器件介紹3.35 相移角度（電橋和移相器的性能指標） 表示電橋兩個輸出端口輸出信號