微蜂窩和室內(nèi)分布系統(tǒng)培訓(xùn)

1、 中國(guó)聯(lián)通培訓(xùn)講義中國(guó)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(shí)直放站及室內(nèi)分布系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 1微蜂窩系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)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(hào) 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(diǎn) 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(fèi) 用 低 廉 價(jià) 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(diǎn) 的 話 務(wù) 量 上 層 宏 小 區(qū) 功 能: 全 覆 蓋 通 話 質(zhì) 量 下 降 時(shí) 作 為 應(yīng) 急 小 區(qū) ( 街 角 效 應(yīng)) 服 務(wù) 快 速 移 動(dòng) 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(shí)俐G900 Macro CellG900/G1800 Micro CellG900/G1

3、800 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(jì)，易于擴(kuò)展。v 可最多提供8個(gè)載頻的配置。v 與SIEMENS BS60/BS240系列完全兼容。v 體積小巧，無(wú)須專門(mén)的機(jī)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(jì)，易于擴(kuò)展。BS82 結(jié)構(gòu)v 高度靈活的模塊化設(shè)計(jì)，易于擴(kuò)展。v 基于SIEMENS最新的BS24X系列的設(shè)計(jì)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(jìn)行替換和升級(jí)。MECHANICAL VIEW現(xiàn)場(chǎng)圖CDMA微

4、蜂窩設(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(jī)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(hào)分布系統(tǒng)兩部分組成。信號(hào)源用于引入信號(hào)，可以是微蜂窩基站，也可以是室內(nèi)直放機(jī)。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

5、紹2.3 室內(nèi)分布系統(tǒng)分類2.31 信號(hào)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(hào)源，即有線接入方式。適用于覆蓋范圍較大且話務(wù)量相對(duì)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(wèn)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(guò)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(shí)現(xiàn)的一種室內(nèi)分布系統(tǒng)。其特點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本較低、見(jiàn)效較快、維護(hù)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

6、輸為主的分布系統(tǒng)。其具有抑制干擾能力強(qiáng)、產(chǎn)生干擾小、遠(yuǎn)距離傳輸、大面積覆蓋的特點(diǎn)。但光纖分布系統(tǒng)的建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)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(jì)方案舉例2.41 典型應(yīng)用設(shè)計(jì)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(diǎn)： 適合中小型場(chǎng)所（如娛樂(lè)城、 飯店大堂、小型市場(chǎng)、餐館 等） 成本較低、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、安裝 容易 工期短、見(jiàn)效快二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹c. 大型建筑物d.超大型建筑物二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹說(shuō)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(shí)例介紹a. 建筑物環(huán)

7、境概述 某商城共三層根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，酒店內(nèi)信號(hào)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(gè)電平值接近的BCCH，造成信號(hào)切換頻繁。建議對(duì)大樓進(jìn)行有源GSM信號(hào)室內(nèi)覆蓋，以達(dá)到改善手機(jī)接收信號(hào)電平和有效吸收室內(nèi)話務(wù)量的目的。信號(hào)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(chǎng)無(wú)線環(huán)境測(cè)試，及商城建筑結(jié)構(gòu)和其功用，結(jié)合投資成本，擬對(duì)其全部區(qū)域進(jìn)行有源室內(nèi)信號(hào)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(chǎng)勘測(cè)，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(hào)源為GSM900MHz 微蜂窩基站 在本系統(tǒng)中，主干線通過(guò)每層的

8、配電井， 再利用同軸射頻電纜把信號(hào)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(hào)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(jì)模型， 并結(jié)合大量的室內(nèi)分布系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)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(jì)出來(lái)的二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹d. 設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo) 移動(dòng)用戶的忙時(shí)話務(wù)量為0.025Erl 無(wú)線信道的呼損率取定 A、語(yǔ)音信道（TCH）呼損為2% B、控制信道（SDCCH）呼損為0.1% 干擾保護(hù)比： 同頻干擾保護(hù)比：C/

9、I 12dB（不開(kāi)跳頻） C/I 9dB（開(kāi)跳頻） 鄰頻干擾保護(hù)比： 200KHz鄰頻干擾保護(hù)比： C/I -6dB 400KHz鄰頻干擾保護(hù)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(wú)線覆蓋區(qū)內(nèi)的95%位置， 99%的時(shí)間移動(dòng)臺(tái)可接入網(wǎng)絡(luò) 室內(nèi)覆蓋信號(hào)強(qiáng)度要求95%的區(qū)域信號(hào)強(qiáng)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(guó)家環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，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(wú)間斷切換 室內(nèi)覆蓋區(qū)誤碼率（RxQual）等級(jí)為2以下的地方占95%以上，室外90%以上二、

10、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹e. 設(shè)計(jì)思路 現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線測(cè)試圖（示例） 一樓測(cè)試圖二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹 現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線測(cè)試報(bào)告（示例） 模擬測(cè)試圖：信源頻點(diǎn)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(jì)算，總?cè)藬?shù)為： 2003=600人手機(jī)用戶按90%持有率、60%為聯(lián)通用戶計(jì)算： 60090%60%=324人在忙時(shí)大廈總話務(wù)量： 0.025324=8.1Erl考慮到移動(dòng)用戶的增長(zhǎng)性，根據(jù)“愛(ài)爾蘭B公式”（見(jiàn)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(chǎng)強(qiáng)的切換考慮本設(shè)計(jì)中，邊緣場(chǎng)強(qiáng)的選取原則是： 室內(nèi)覆蓋信

11、號(hào)高于室外信號(hào)10dB 室內(nèi)下行信號(hào)對(duì)室外的溢出量，在建筑物周圍20米外的測(cè)量應(yīng)低于室外場(chǎng)強(qiáng)10dBh. 系統(tǒng)下行信號(hào)估算以大樓1樓天線ANT1-1F/03為例 天線口強(qiáng)度為：12dBm 天線距其覆蓋區(qū)最遠(yuǎn)點(diǎn)M距離為： 25m 根據(jù)Gema Vallejo室內(nèi)NLOS傳輸模型，可得A1在25M點(diǎn)信號(hào)衰減： L=68.5（dB）二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹 其他阻擋: 15dB M點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度為： 12-68.5-15=-71.5（dBm） 信號(hào)泄漏到大廈外的電平(穿過(guò)墻體): -71.5-20=-91.5dBm滿足設(shè)計(jì)要求。 同時(shí)，當(dāng)手機(jī)接收信號(hào)電平要求最小為 -75dBm時(shí)，系統(tǒng)尚有3.5dB的余量普

12、通大樓建材和結(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)的損耗二、室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹i. 上下行平衡計(jì)算（以ANT1-1F/03天線口信號(hào)為例）下行系統(tǒng)余量 微蜂窩輸出信號(hào)電平： +28dBm 天線口信號(hào)強(qiáng)度： 微蜂窩輸出信號(hào)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(dāng)手機(jī)最小接收信號(hào)電平為-75dBm時(shí)，下行系統(tǒng)余量：3.5dB上行系統(tǒng)余量 手機(jī)發(fā)射功率為：30dBm 手機(jī)上行信號(hào)到達(dá)天線口的強(qiáng)度為：手機(jī)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(hào)電平：天線口的信號(hào)-功分器損耗-耦合器損耗 -電纜損耗 =-53.5-3.5-1

13、0.7-1.8=-69.5（dBm）當(dāng)基站接收最小電平為-75dBm時(shí)，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(dá)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(shí)物圖）三、室分天線和無(wú)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(wú)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）、

14、室內(nèi)壁掛天線（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(hào)接收和引入， 并完成系統(tǒng)所有終端的信號(hào)覆蓋及覆蓋范圍擴(kuò)展。全向和定向天線的典型安裝實(shí)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(wú)源器件介紹3.1 無(wú)源器件概述3.11 無(wú)源器件基本概念 所謂“源”，就是電源?！盁o(wú)源”器件是相對(duì)“有源”而言的。 無(wú)需電源供電就能用的器件，便是“無(wú)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(wú)源”器件。3.12 無(wú)源器件種類 室內(nèi)分布系統(tǒng)中所用到的無(wú)源類器件主要包括： 耦合器、 功分器、

15、合路器、電橋和雙工器等無(wú)源器件。主要用于對(duì)線路上信號(hào)進(jìn)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(hào)。三、室分天線和無(wú)源器件介紹3.2 無(wú)源器件的結(jié)構(gòu)功能3.21 耦合器 耦合器是一個(gè)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(fù)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(wú)源器件介紹3.22 功分器 功分器可以將輸入信號(hào)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

16、帶和窄帶之分。 通過(guò)等分功分器的級(jí)聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)多 路等功率分配。三、室分天線和無(wú)源器件介紹3.23 電橋 電橋是個(gè)四端口網(wǎng)絡(luò)，它的特性是其中兩端口相互隔離， 另兩個(gè)端口等功率輸出， 并且兩個(gè)輸出信號(hào)有90的相位差。 電橋的兩個(gè)輸出端口與天線組合時(shí)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(gè)信號(hào)輸入端時(shí),可將兩個(gè)信號(hào)各自的功率平均到兩 個(gè)輸出端口， 再合成為兩個(gè)混和信號(hào)輸出。 三、室分天線和無(wú)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(gè)覆蓋較大頻率范圍的信號(hào)分開(kāi)為兩個(gè)指定頻率范圍信號(hào)的微波器件，它可避免收發(fā)干擾，并能抑制輸出信號(hào)的諧雜波輸出。雙工器的ANT口接收來(lái)

17、自天線的信號(hào)，并發(fā)射來(lái)自發(fā)信機(jī)的信號(hào)，把上、下行信號(hào)分開(kāi)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(hào)互不干擾，保證發(fā)射和接收同時(shí)進(jìn)行，可以提高傳輸質(zhì)量。 三、室分天線和無(wú)源器件介紹3.25 合路器 合路器至少有兩個(gè)輸入口和一個(gè)輸出口, 輸入口分別用于不同頻段信號(hào)的輸入, 可將多路輸入信號(hào)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(hào)分離為相應(yīng)頻段的信號(hào)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(wú)源器件介紹3.26 移相器 移相器或稱調(diào)相器是用來(lái)調(diào)節(jié)器件間的電波相位間隙。通過(guò)精密的機(jī)械運(yùn)做來(lái)實(shí)現(xiàn)高頻器件

18、之間全頻段平滑、準(zhǔn)確的相位調(diào)節(jié)。根據(jù)結(jié)構(gòu)、頻率范圍、 電長(zhǎng)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(dāng)相位符合系統(tǒng)要求時(shí)，調(diào)相器被鎖定并保持。對(duì)需連續(xù)調(diào)節(jié)相位的系統(tǒng)，調(diào)相器被置于測(cè)試裝置，只有使用球型軸承和特殊機(jī)械裝置的調(diào)相器可勝任。 三、室分天線和無(wú)源器件介紹3.3 指標(biāo)含義3.31 插入損耗表示無(wú)源器件輸入信號(hào)與輸出信號(hào)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(cè)量值為負(fù)dB數(shù)，技術(shù)指標(biāo)取正dB數(shù)以具體器件為例，應(yīng)讀取最壞點(diǎn)的測(cè)量值，即最小負(fù)dB數(shù)。技術(shù)指標(biāo)越接近0，器件的插損越好三、室分天線和無(wú)源器件介紹3.32

19、 電壓駐波比（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(diǎn)的測(cè)量值，即最大值。技術(shù)指標(biāo)數(shù) 越接近1，器件的駐波越好三、室分天線和無(wú)源器件介紹3.33 隔離度 表示在輸入端口接匹配負(fù)載時(shí)，任意兩個(gè)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(cè)量值為負(fù)dB數(shù)，技術(shù)指標(biāo)取正dB數(shù) 以具體器件為例，應(yīng)讀取最壞點(diǎn)的測(cè)量值，即最大負(fù)dB數(shù)。技術(shù)指 標(biāo)越大，器件各端口隔離越好三、室分天線和無(wú)源器件介紹3.34 耦合度（耦合器的性能指標(biāo)） 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(cè)量值為負(fù)dB數(shù)，技術(shù)指標(biāo)取正 dB數(shù) 測(cè)量值為負(fù)dB數(shù)，技術(shù)指標(biāo)取正dB數(shù) 以3dB耦合器為例，技術(shù)指標(biāo)越接近3，器件耦合性能越好三、室分天線和無(wú)源器件介紹3.35 相移角度（電橋和移相器的性能指標(biāo)） 表示電橋兩個(gè)輸出端口輸出信