2022年室内分布系统培训资料.doc
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1、室内分布系统培训材料一、室内覆盖分布系统1.概述现代都市中建筑物越来越高、越来越多、越来越密集,挪动通讯的无线电信号在其间遭到阻挠而衰减,另外现代建筑多以钢筋混凝土为骨架,再加上全封闭式的外装修,对无线电信号的屏蔽和衰减特别厉害,特别难进展正常的通讯。在一些高层建筑物的低层,基站信号通常较弱,存在部分盲区;在某些超高建筑物的高层,又没有覆盖。在大多数的地下建筑,如地下停车场、地下商场、地铁、隧道等场所,通常都是盲区。在大中城市的中心区 ,基站密度都比拟大,平均站距小于,因而通常进入室内的信号通常比拟杂乱、不稳定。特别是在一些没有完全封闭的高层建筑的中、高层,进入室内的信号特别杂乱,近处基站的信
2、号、远处基站的信号通过直射、折射、反射、 绕射等方式进入室内,信号忽强忽弱不稳定,同频、邻频干扰严峻。在这种环境下使用,未通话时,小区重选频繁,通话过程中频繁切换,话音质量差,掉话现象严峻。在城市的边缘区,基站密度小,站距大,在距基站较远的建筑物内,因建筑材料对电磁波的损耗,挪动通讯誉户在室内的通讯也遭到了特别大的妨碍和限制。特别是挪动通讯的网络覆盖、容量、质量是运营商获取竞争优势的关键要素。网络覆盖、网络容量、网络质量从根本上表达了挪动网络的效劳水平,是所有挪动网络优化工作的主题,室内覆盖系统正是在这种背景之下产生的。总之,进展室内覆盖系统建立的直截了当理由是: 覆盖方面,由于建筑物本身的屏
3、蔽和吸收作用,造成了无线电波较大的传输衰耗,构成了挪动信号的弱场强区甚至盲区; 容量方面,建筑物诸如大型购物商场、会议中心,由于挪动使用密度过大,部分网络容量不能满足用户需求,无线信道发生拥塞现象; 质量方面,建筑物高层空间极易存在无线频率干扰,效劳小区信号不稳定,出现乒乓切换效应,话音质量难以保证,并出现掉话现象。 室内覆盖系统为上述咨询题提供了较佳的处理方案。其原理是利用室内天线分布系统将挪动基站的信号均匀分布在室内每个角落,从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。2室内分布系统原理21 室内分布系统的信号源的选取室内分布系统的信源的选取应综合权衡系统容量、频率资源、预期收益、投入本钱、预期效
4、果等多方面要素才能定夺。系统容量直截了当决定室内分布系统的网络质量,如容量太小将直截了当导致覆盖区内的信道堵塞、呼损率大幅提高、接通困难、掉话严峻等一系列的严峻咨询题。容量太大又会造本钱过高和资源的宏大浪费,因而配置合理的室内分布系统的容量特别重要。以下提供工程设计中的经历值:挪动通讯系统信道配置的选择,可通过“爱尔兰B公式”和所需覆盖区域的业务量中直截了当估算出来。一个重要的规划参数是在峰值小时的给定时刻,所有信道均被使用的概率,这个堵塞概率用来衡量一次呼叫尝试由于没有空闲信道而失败的概率,爱尔兰B公式在假定呼叫建立时刻及通话持续时间到服从泊松(Poisson)分布情况下,建立了平均信道数目
5、、信道数目和堵塞概率之间的关系。下表给出了在不同信道数目和两种呼损率(2 5)时,用爱尔兰表示的容量。呼损率:2载频数1234567信道数7142230374553容量(爱尔兰)2.98.215222835.543比率0.410.570.680.730.760.790.81呼损率:5载频数1234567信道数7142230374553容量(爱尔兰)3.79.7172531.64047.5比率0.530.690.770.830.850.890.9每个用户的业务量定义为峰值小时期间的某一给定时刻,每一给定用户进展通话的平均功率,其单位是爱尔兰。GSM网络设计中所采纳的值为0.025爱尔兰/用户,中
6、国信息产业部规定的是0.010.03之间,现取0.02,系统在某一时刻所能支持的用户数量估算结果如下:呼损率:2载频数1234567信道数7142230374553容量(爱尔兰)2.98.215222835.543支持用户数(微蜂窝容量/每用户爱尔兰值)145410750110014001775021500支持用户群体(按10的拨计划)145041007501100014000177500215000支持的客流量(按10拥有率)1450041000750011000014000017750002150000呼损率:5载频数1234567信道数7142230374553容量(爱尔兰)3.79.7
7、172531.64047.5支持用户数(微蜂窝容量/每用户爱尔兰值)1854858501250158020002375支持用户群体(按10的拨计划)18504850850012500158002000023750支持的客流量(按10拥有率)185004850085000125000158000200000237500平均每用户忙时话务量:0.02Erl用户呼损率: 2%直放站覆盖区域的话务量不超过其施主基站话务量的40%当直放站覆盖区域的话务量超过其施主基站话务量的40%时,应改换宏蜂窝或微蜂窝基站作信源。举例话务量计算 室内分布系统信源选择的比拟使用基站使用直放站1. 是否增加容量依照需要增
8、加容量不能增加容量2. 信号质量好一般3. 对网络的妨碍小操纵不好妨碍特别大4. 是否需要传输设备需要不需要5. 是否需要重新频率规划需要不需要6. 是否需要调整参数需要支持7. 是否支持容量动态分配不支持(容量预分配)支持8. 是否支持多运营商不支持支持9. 安装时间较长较短10. 投资较多较少22室内覆盖系统组网如图中所示,室内分布系统主要由信号源设备(宏蜂窝基站、微蜂窝、光端机、光缆);室内有源放大设备(直放站、干线放大器)及其相关器件(同轴电缆、泄漏电缆、功分器、耦合器、合路单元、室内重发天线)等组成。 室内分布的组网分类l 室内分布系统的组网按照信号源有以下几种接入方式:(1) 宏蜂
9、窝作信源接入信号分布系统;(2) 微蜂窝作信源接入信号分布系统; (3) 直放站作信源接入信号分布系统。分别阐述如下: (1) 宏蜂窝作信源接入信号分布系统宏蜂窝耦合器功分器天线是以宏蜂窝基站作为信号分布系统的信号源。宏蜂窝作信号源容量大、覆盖范围广、信号质量好、容易实现无源分布、网络优化简单,是室内分布系统最好的接入方式。但宏蜂窝本钱较为昂贵,且需有传输通路,建立周期长。(2) 微蜂窝作信源接入信号分布系统是以微蜂窝基站作为信号分布系统的信号源。由于微蜂窝本身功率较小,只适用于较小面积的室内覆盖,假设要实现较大区域的覆盖,就必须增加微蜂窝功放。与宏蜂窝相比微蜂窝本钱较低、对环境要求不高、施工
10、方便等,因而微蜂窝作信号源使用也较为广泛。微蜂窝+功放接入信号分布系统微蜂窝微蜂窝干放天线功分器耦合器(3) 直放站作信源接入信号分布系统是利用施主天线空间耦合(无线直放站)或利用耦合器件直截了当耦合存在充裕容量的基站信号(光纤 移频),再利用直放站设备对接收到的信号进展放大为信号分布系统提供信号源。直放站以其灵敏简易的特点成为处理小容量室内分布系统的重要方式。安装简便灵敏,设备型号也丰富多样,在挪动通讯直放站中也扮演着重要的角色。直放站作信源接入信号分布系统有以下应用方式:1) 无线直放站(通过直放站的施主天线直截了当从附近基站接收信号)2) 光纤直放站(用耦合器从附近基站耦合部分信号通过光
11、纤传送到欲覆盖区的直放站)光纤直放站BTS远端机3)移频直放站近端机BTSl 室内分布系统依照传输媒介分为:(1)射频无源分布系统;(2) 射频有源分布系统;3) 光纤分布方式 4) 泄露电缆分布方式1) 射频无源分布系统源系统主要由分/合路器、功分器、耦合器、馈线、天线组成。无源系统没有有源设备故因而障率低、可靠性高、几乎不需要维护、且容易扩展。但信号在馈线及各器件中传递时产生的损耗无法得到补偿,因而覆盖范围受信源输出功率妨碍较大。信源输出功率大时,无源系统可应用于大型室内覆盖工程,如大型写字楼、商场、会展中心等;信源功率较小时,无源系统仅应于小范围区域覆盖,如小的地下室、超市等。如以下图:
12、功分器耦合器壁挂天线信源吸顶天线2) 射频有源分布系统有源系统主要由干线放大器、功分器、耦合器、馈线、天线组成。有源系统中的有源设备能够有效补偿信号在传输中的损耗,从而延伸覆盖范围,受信号源输出功率妨碍较小。有源系统广泛应用于各种大中型室内覆盖系统工程。如以下图:耦合器干放吸顶天线信源壁挂天线功分器3) 光纤分布方式光纤分布系统是采纳光纤作为传输介质,由覆盖端机(主单元、接口单元)、远端覆盖单元、天线、光分/合路器件组成。由于光纤损耗小,合适于长间隔传输,该系统广泛应用于大型写字楼、酒店、地下隧道、居民楼等室内覆盖系统的建立。如以下图:主机光端机光端机光端机4) 泄露电缆分布方式信号源通过泄漏
13、电缆传输信号,并通过电缆外导体的一系列开口,在外导体上产生外表电流,从而在电缆开口处横截面上构成电磁场,这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用。它适用于隧道、地铁、长廊等地形。如以下图:几种信号分布方式的比拟:信号分布方式优点缺点1. 无源天馈分布方式本钱低、无源器件,毛病率低、无需供电,安装方便、无噪声累积、宽频带系统设计较为复杂、信号损耗较大时需加干放2. 有源分布方式设计简单,布线灵敏,场强均匀频段窄,多系统兼容困难;需要供电,毛病率高、有噪声积累,造价高3. 光纤分布方式传输间隔远,布线方便,性和传输质量好。造价高4. 泄漏电缆分布方式场强分布均匀,可靠性高;频段宽,多系
14、统兼容性好。造价高,覆盖半径小。 确定了室内分布系统的信源的接入方式和信号的分布方式即完成室内分布系统的组网方案。23多系统共用信号分布系统组网随着地铁、大型展馆、大型建筑群的出现室内分布系统也出现新的特点。多运营商、多种通讯制式共用信号分布系统成为被广泛应用的处理方法。2.3.1多系统共建的可行性分析(增加分析部分见机场材料)多个运营商的投资,大量的根底设备对网络的建立速度大大的提高和降低建立本钱。POI是信号公共的输入输出平台事实上现功能如下:(POI公共输入输出平台)POI参数工作频段CDMA800825835MHz/870880MHz GSM900909915MHz/954960MHz
15、DCS180017451755MHz/18401850MHz3G19201980MHz/21102170MHz带内插损5dB (3G)1.5dB (其它)最大输入功率(dBm)CDMA80043/载频,1载频GSM90040/载频,2载频(954960MHz)DCS180043/载频,2载频输出端口 两组TX、RX互调抑制 110dBc带外抑制 80dBc驻波比VSWR 30dB系统发射/接收隔离度 80dB监测功能 具备基站端中国联通CDMA(1载波输入)中国联通GSM900(2载波输入)中国联通GSM1800(1载波输入)3G系统预留三个运营商接口 实现多频段、多系统的信号共路双向或单向传
16、输如以下图:POIGSMDCSCDMA3G室内分布系统 实现同频段、同系统的多运营商信号共路双向或单向传输如以下图:POIBTS1BTS3BTS2BTS4室内分布系统多系统共用信号分布系统组网确实是把多频段、多系统、多运营商的信号通过POI设备(公共输入输出平台)共用信号分布系统的组网方式。 共用信号分布系统组网时系统间的干扰协调例如:CDMA800MH和900MHz:由于800MHz频段CDMA数字蜂窝挪动通讯系统基站发射频段为870880MHz, 900MHz频段GSM数字蜂窝挪动通讯系统基站接收频段885-915MHz,两系统之间只有5MHz保护带。因而在多系统共用信号分布系统组网时CD
17、MA800下行杂散发射对GSM900的上行输出干扰应给予合理的协调。依照信部无200265号文精神协调如下:1) 800MHzCDMA系统基站和直放机在带外各频段杂散发射的核准限值频率范围测试带宽极限值检波方式9kHz150 kHz1 kHz-36dBm峰值150 kHz30MHz10 kHz-36dBm峰值30MHz1GHz100 kHz-36dBm峰值1GHz12.75GHz1MHz-30dBm峰值806MHz821MHz100 kHz-67dBm有效值885MHz915MHz100 kHz-67dBm有效值930MHz960MHz100 kHz-47dBm峰值1.7GHz1.92GHz1
18、00 kHz-47dBm峰值3.4GHz3.53GHz100 kHz-47dBm峰值发射工作频带两边各加上1MHz过渡带内的噪声电平100 kHz-22dBm有效值2) 800MHz频段CDMA系统的发射天与900MHzGSM系统的接收天线之间水平间隔与加装滤波器值的关系(待续)(接上文)3) 滤波器值的关系CDMA在885-915MHz频段带外杂散发射限值两系统天线之间水平间隔需加装滤波器值-67dBm/100kHz50m以上不需要加装滤波器20-50m10dB10-20m15dB4) CDMA800与GSM900共网时应进展电路和空间两方面隔离度的计算(见2.3.2)2.3.2多系统共建的
19、组网方式 合路器分析在设计联通CDMA800/GSM900共用一个分布系统的设计方案中,在信号源部分GSM使用微蜂窝做信号源,CDMA使用直放站做信号源,通过双频合路器把信号合路输出(对下行,对上行为分路),由于CDMA800/GSM900频段相近,信号在馈线和空中传输的损耗相近,因而在要求边缘场强一样,信号源输出功率一样的情况下两系统所需干放的位置应该一样。CDMA800/GSM900合路信号在进入干放前首先通过双频合路器分路 (对下行,对上行为合路),各自通过放大后再通过双频合路器把信号合路输出(对下行,对上行为分路)。联通CDMA800/GSM900共用一个分布系统,互相妨碍主要是两个系
20、统的信号源和干线放大器产生的杂散和互调对另一系统的干扰,由于CDMA的下行频段和GSM的上行频段相距最近(29MHz),且CDMA的下行频段输出功率比GSM的上行频段的输入功率大特别多(相差100到140dB),因而主要干扰为CDMA的下行频段对GSM的上行频段的干扰。在实际使用中需要直放站和干线放大器的杂散指标远小于联通新时空指标要求,它们在联通GSM900上行频段(909-915MHz)小于-65dBm,而目前联通CDMA只使用一个载波,不存在互调咨询题,因而CDMA的下行频段对GSM的上行频段的干扰主要是杂散产生的干扰:CDMA的下行输出杂散进入GSM的上行频段电平:-65dBm-80d
21、B=-145dBm-145dBm杂散对GSM900系统接收灵巧敏度的妨碍小于0.1dB。 干扰计算 室内分布系统CDMA直放站GSM微蜂窝CDMA/GSM双频合路器CDMA的杂散和互调在GSM频段:小于-67dBmGSM的杂散和互调在CDMA频段:小于-36dBmCDMA/GSM双频合路器的最小隔离度大于60dB结论: 最大干扰小于-127dBm CDMA和GSM共用信号分布系统的组网目前,中国联通在国内许多城市都已不同程度地建立了一批GSM室内分布系统,而CDMA网络建立较晚,室内分布系统的数量较少。因而借助原来GSM网络的室内分布系统资源处理CDMA网络的室内覆盖是在短时间建立成广覆盖的C
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