室内覆盖工程设计工程师技能培训

1 i i 3G 室内覆盖工程设计工程师技能培训 2 i i 3G 主要内容 1. 室内分布系统介绍 2. 广州移动主流蜂窝设备介绍 3. 有源设备及无源器件介绍 4. 分布系统方案设计思路 5. 分布系统设计的规范 6. 分布系统设计基础知识 7. 3G技术介绍 8. TD-SCDMA室内分布系统设计 3 i i 3G 一、室内分布系统介绍 1、概述 室内信号分布系统的作用： 克服建筑屏蔽，填补通信盲区。 降低手机功率，排除信号干扰。 改善网络指标，均衡网络容量。 解决话务拥塞，增加话费收入。 延伸覆盖范围，提高服务质量。 室内分布系统是针对室内用户群，主要解决建筑物内移动通信网络的网络覆盖、网络容量和网络质量的一种方案。其原理是利用室内分布系统将移动通信基站的信号均匀的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。 4 i i 3G 2、室内分布系统的组网 如上图所示，室内分布系统由信号源部分和信号分布系统两部分组成。 5 i i 3G 室内分布系统的信源有以下几种接入方式： 2.1信源部分 1）宏蜂窝作为信源接入方式 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。但宏蜂窝设备较为昂贵，环境要求较高，需机房配套，且需光纤传输资源，建设周期较长。 2）微蜂窝作为信源接入方式 由于微蜂窝本身功率较小，适用于较小面积的覆盖，要实现较大面积的覆盖，一般需考虑容量和增加干放。与宏蜂窝相比微蜂窝成本较低，不需要机房，对环境要求不高，施工方便等。 3）直放站作为信源接入方式 是利用施主天线空间耦合或利用耦合器直接耦合存在富余容量的基站信号，再利用直放站（或干放）设备对接收到的信号进行放大，为室内分布系统提供信号源。 6 i i 3G 直放站作为信源接入方式的几种模式： 1）通过施主天线从附近基站的提取信号（信源基站 +无线直放站） 2）通过耦合器直接耦合信源基站的信号（信源基站 +干放） 3）通过耦合器耦合信源基站的信号，通过光纤传送到欲进行覆盖的区域 （光纤直放站） 4）通过耦合器耦合信源基站的信号，通过移频直放站无线传送至覆盖区域 （移频直放站、飞地压扩系统） 7 i i 3G 室内分布系统信源选择比较 ： 8 i i 3G 信号分布系统只要是由信号分 /合路器、功率分配器件、馈线、室内天线等组成，是将基站信号或直放站信号均匀的覆盖到室内的每个角落。下面列举几种室内分布系统的方式： 2.2信号分布系统 （ 1）无源分布系统 主要由分 /合路器、功分器、耦合器、馈线、天线组成。无源分布系统没有有源设备，所以故障率低、可靠性高、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，因此覆盖范围受信源输出功率影响较大。 （ 2）有源分布系统 主要由干线放大器、分 /合路器、功分器、耦合器、馈线、天线组成。有源分布系统中有源设备可以有效的补偿信号在传输中的损耗，从而延伸覆盖的范围，受信号源输出功率影响较小。 （ 3）光纤分布方式 采用光纤作为传输介质，由近端机、远端机、天线及光分 /合路器组成。由于光纤传输损耗小，适用于长距离传输覆盖。 （ 4）泄露电缆分布方式 信号源通过泄露电缆传输信号，并通过电缆外导体的一系列开口，在外导体上产生电流，从而在电流开口处的横截面产生磁场，这些开口相当于一系列的天线起到信号接收和发送作用，一般用于隧道，地铁覆盖。 9 i i 3G 几种信号分布方式比较： 信号分布方式 优点 缺点 1.无源天馈分布方式 成本低、无源器件、故障率低、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.有源天馈分布方式 设计简单，布线灵活，场强均匀 频段窄、多系统兼容困难、需要供电、故障率高、有噪声累积、造价高 3.光纤分布方式 传输距离远、布线方便、性能和传输质量好 造价高 4.泄露电缆分布方式 场强分布均匀、可靠性高，频带宽，多系统兼容性好。 造价高，覆盖半径小。 10 i i 3G 3.室内分布系统综合解决方案的种类 室内分布系统按信源分类可分为五种： 1.无线同频直放站 2.无线移频直放站 3.光纤直放站 4.低话务容量的微蜂窝 5.高话务容量的基站 11 i i 3G 二、广州移动主流蜂窝设备介绍 一般宏蜂窝载波输出功率按 43dBm/CH(最大 47dBm)设计，微蜂窝载波输出功率按最大功率输出，若实际有其他需求则按实际需求进行设计； 主设备类型 CDU类型 插损 每 CDU带载波 TRU功率 合路后输出 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 广州移动 2G主设备采用爱立信的蜂窝设备，目前主流设备型号如下表： 当使用 RBS2206与 RBS2111时，需增加 3dB电桥进行上下行信号合路； 当使用 RBS2308与 RBS2309时，输出口需增加二功分器方便以后扩容。 1.常用蜂窝设备介绍 12 i i 3G RBS2206：最大输出功率 DCS1800为 47dBm， GSM900为 45dBm，单机架最大载波数为 12，使用的 TRU模快为双载波模块，所以 RBS2206的载波数只能为双载波， RBS2202：最大输出功率为 47dBm，单机架最大载波数为 6。 覆盖类型 适用范围 覆盖目的 话务容量 (ERL) 直放站 村庄、道路、小型住宅楼、停车场等 区域 补盲、弱覆 盖 - 50dBm(一般要求 ) 邻频要求 施主小区信号强度 -次强小区信号强度 10dBm( 室外 ) 施主小区信号强度 -次强小区信号强度 6dBm( 室内 ) 无线直放站隔离度 隔离度 -直放站实际工作增益 G + 15dB 误码指标 RQ= Grep + 15dB, Grep为直放站增益。 当施主天线和重发天线隔离度小于直放站的下行增益 G时，施主天线从施主基站接收频率为 f的下行信号，经过增益为G的直放站放大后，由重发天线发出去。一部分信号再经过重发天线的后瓣（付瓣）耦合到施主天线的后瓣（付瓣），再由直放站放大。这样无线同频直放站就形成一个潜在的正反馈环路，产生自激，带来下行干扰。直放站自激时，轻则是直放站的覆盖区通话音质变差，接通率下降，掉话率上升 ;严重时使施主基站和其周围的基站发生瘫痪。 69 i i 3G 避免下行干扰的主要措施是增大直放站隔离度。一般采用以下方式增大施主天线和重发天线间隔离度 : 采用前后比大的天线 ; 采用旁瓣抑制比大的天线 ; 增大两天线安装距离及高度差 ; 安装天线时，两天线尽量背对背并利用隔离网或建筑物 隔离两天线 70 i i 3G 1）水平隔离度 Lh用分贝表示公式如下： Lh=22.0+20log10(d/ )-(Gt+Gr)+(Xt+Xr) (1) 其中： 22.0为传播常数 d为收发天线水平间隔 为天线工作波长 Gt、 Gr分别为发射和接收天线的增益 Xt、 Xr分别为发射和接收天线的前后比 2） 垂直隔离度 Lv用分贝表示公式如下： Lv 28.0+40log10(d/ ) (2) 其中： 28.0为传播常数 d为收发天线垂直间隔 为天线工作波长 收发天线之间隔离度计算 71 i i 3G 7.直放站上行噪声分析 1、理论分析计算 根据到达施主基站 CDU端的上行噪声电平计算公式 : PNr -121+NF+GUL-EDoPL 有效路径损耗： EDoPL= PTPR=41-(-45)=86dB 其中 -121为直放站白噪声 (单位 dBm),NF为直放站噪声系数 , GUL 为直放站上行增益 , PT为 CDU输出功率 , PR为直放站输入功率 则推算到达施主基站 CDU端的上行噪声电平： PNr -121+NF+GUL-EDoPL=-121+6+80-86=-121dBm 即 PNr -120dBm，系统上行噪声不会影响基站。 注：因为外界白噪声强度为 -121dBm，外界白噪声是完全淹没在基站噪声下的 ,它对基站是完全没有影响的， -121+GUL+NF-EDoPL -120，该式成立即在外界白噪声影响下，系统上行增益所能到达的最高值即 GUL最高值。 72 i i 3G 2、调试方式确定上行噪声 基站机顶到直放站施主端口之间的 下行有效路径损耗 等于基站机顶的发射功率减去直放站施主端口的接收功率。用公式表示为： LD-link=PBTS-Pdonor。 假设：基站最大发射功率 20W,开销功率占 20%，则机顶发射功率 PBTS=20W*20%=4W=36dBm 下行有效路径损耗 LD-link=36- Pdonor 73 i i 3G 因为上、下行链路频率相差不大，可近似认为上行有效路径损耗等于下行有效路径损耗。考虑到 直放站到达机站基顶的上行输出噪声不能大于 -120dBm,可以测算出 直放站施主端口输出的最大上行底部噪声功率 = LD-link - 120dBm 直放站的下行增益 =直放站的输出功率 -直放站的输入功率，由于上行噪声限制，决定了直放站的上行增益，直放站开通时，一般先确定直放站的上行增益，然后根据实际需要，确定直放站的下行增益，从而确定直放站的输出功率，下行增益减上行增益一般不能超过 5dB。 74 i i 3G 七、 3G技术介绍 第三代移动通信系统最早由国际电信联盟 1985年提出，考虑到该系统将于 2000年左右进入商用市场，工作的频段在 2000MHz，且最高业务速率为 2000Kbps，故于 1996年正式更名为 IMT-2000。 75 i i 3G 3G的目标 76 i i 3G 3G速率要求 77 i i 3G 三种标准制式的技术比较 WCDMA TD-SCDMA CDMA2000 载波间隔 5MHz 1.6MHz 1.25MHz 码片速率 3.84Mcps 1.28Mcps 1.2288Mcps 帧长 10ms 10ms（分为两个子帧） 20ms 基站同步 异步（无 GPS）可选同步 同步（主从同步，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 单载波直接序列扩频 CDMA多址 单载波直接序列扩频 时分多址同步 CDMA多址 单载波直接序列扩频 CDMA多址 越区切换 软切换，频间切换 与 GSM间的切换 接力切换，频间切换，与 GSM间的切换 软切换，频间切换 与 IS-95B间的切换 业务特性 适合于对称业务。 支持对称业务，支持不对称业务具有突出的表现。 适合于对称业务。 双工方式 FDD TDD FDD 语音编码 自适应多速率 可变速率 可变速率 下行速率 14.4Mbps（联通） 2.8Mbps（移动） 3.1Mbps（电信） 78 i i 3G 3G技术的演进 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 三家运营商目前网络情况 1）中国移动 我国国家无线电管理委员会分配给中国移动 GSM900系统的频带为19MHz； DCS1800 系统的频带为 10MHz，频段间隔都是 200KHz。 GSM900 上行： 890 909MHz 下行： 935 954MHz DCS1800 上行： 1710 1720MHz 下行： 1805 1815MHz 中国移动的 TD-SCDMA获得的三个频段为 : A频段： 1880-1900MHz B频段： 2010MHz-2025MHz C频段： 2300MHz-2400MHz 目前， TD网络设备能同时支持 A/B两个频段 ,支持三频段也已经有了。 81 i i 3G 2）中国联通 我国国家无线电管理委员会分配给中国联通 GSM900系统的频带为6MHz； DCS1800 系统的频带为 10MHz，频段间隔都是 200KHz。 GSM900 上行： 909 915MHz 下行： 954 960MHz DCS1800 上行： 1745 1755MHz 下行： 1840 1850MHz 目前联通 WCDMA采用的网络频段是 2100MHz,频带为 10MHz 上行 :1940 1955MHz 下行 :2130 2145MHz 2.1GHz频段上行频点号为 9612 9888，下行频点号为 10562 10838 82 i i 3G 3）中国电信 我国国家无线电管理委员会分配给 CDMA800 系统的频带为10MHz，系统频道间隔为 1.23MHz。 上行： 825835MHz 下行： 870880MHz CDMA系统沿用 AMPS系统的频点号 (PN)，频点号与中心频率的关系： F(n)=825.00+0.030 n (移动台发、基站收 ) F(n)=870.00+0.030 n (基站发、移动台收 ) 83 i i 3G 4）频点号计算 A、 GSM900及 DCS1800系统中频点号（ BCCH）计算方法： GSM:890-915.0MHZ和 935-960.0MHZ，其频点号为 1-124。 那么：上行频率 f(n)=890+0.2（ n） MHz, 下行频率 f(n)=975+0.2（ n） MHz 其中 ,n为绝对频率号 ,从 1124（ 124个频点） DCS1800： 1710.0-1785.0MHZ和 1805.0-1880.0，其频点号为 512-885。那么： 上行频率 f(n)=1710+0.2（ n-511） MHz,下行频率 f(n)=1805+0.2（ n-511） MHz 其中 ,n为绝对频率号 ,从 512885（共 374个频点） B、 TD-SCDMA系统中信道号（ ARFCN）计算方法： 频段 A： 1880-1920MHz，按照每波道 1.6MHz可提供 25个频道； 频段 B： 2010-2025MHz，按照每波道 1.6MHz可提供 9个频道； 频段 C： 2300-2400MHz，按照每波道 1.6MHz可提供 62个频道。 TD-SCDMA射频信道编号与载波频率之间的关系是 Nt=5F，如 TD-SCDMA使用的 B频段 2010-2025MHz范围频率，则信道号 ARFCN是 10050-10125 84 i i 3G 八、 TD-SCDMA室内分布系统设计 1、站点类型 A.共址新建站（改造站）： 对现有 GSM室内分布系统进行合理的改造，增加 TD信源及其他必要设备器件，采用共用分布系统、合路信源的方式进行覆盖。 B.新址新建站： 对新增的室内分布物业点，在网络规划时既考虑 2G信源又考虑 TD信源，同时采用共用分布系统、合路信源的方式进行覆盖。 85 i i 3G 2、中兴 TD设备介绍 大功率单通道 RRU 多模紧凑型 BBU 8通道 RRU 多模一体化基站 ZXSDR BS8800 81载扇 ZXSDR B8300 81载扇 ZXTR R8918 7W9载波 ZXTR R11i 16W6载波 ZXTR R08A 3W6载波 ZXTR R11A 16W6载波 ZXTR R21 20W9载波 8通道 RRU(A频段 ) 单通道 RRU(A频段 ) A.设备类型型号 86 i i 3G 适用机房 适用场景 ZXSDR B8300 机房空间不足 机房条件受限 室外宏覆盖 室内覆盖 TD-LTE-GSM多模 ZXSDR BS8800 有机房空间 室外宏覆盖 TD-LTE-GSM多模 适用场景 ZXTR R8918 室外宏覆盖 ZXTR R21 室内覆盖 ZXTR R11i 室内覆盖 ZXTR R08A(A频段 ) 室外宏覆盖 ZXTR R11A(A频段 ) 室内覆盖 B.应用场景 87 i i 3G C. ZXSDR B8300简介 环境适应性强 接口丰富 组网灵活 安装灵活，可独立安装、挂墙安装，降低对机房的要求，提高与 2G设备共站率 3U Iub接口支持 E1STM-1CSTM-1GEFE等接口 支持全基带池交换，基带资源共享 根据话务量灵活调度基带资源，适应各种话务分布场景，节约设备成本，降低资产闲置率 容量最大、每载扇功耗最低 扩展能力强，支持多模和 LTE平滑演进 支持 81载扇 每载扇的功耗业界最低 整机功耗： 130W（ S666） 100W（ S333） 支持更多基带板槽位，可满足 TD、LTE、 GSM等多种制式未来演进、融合的扩展需求 支持 TD-SCDMA S999 + TD-LTE 至少 3个 20M 2*2MIMO，兼顾一定容量的室内覆盖 满足在引入 A、 C频段后更多容量需求 88 i i 3G ZXSDR B8300性能参数 型号 B8300 满配重量（ kg） 9kg 尺寸（ mm） 132.6 482.6 197（高 x宽 x深） 设备功耗（最大 /平均） 130W（ S666配置） /100W（ S333配置） 采用的供电方式 (在无外置单元的情况下 ) 直流 /交流 (交流需配置供电单元 ) 设备支持的安装方式 19机架安装、挂墙安装 Iub光接口支持类型和数量 (标配 /最大 ) 2 STM-1 / 2CSTM-1 / 2FX / 2 GE Iub电接口支持类型和数量 (标配 /最大 ) 16 E1 / 2 FE / 2 GE 支持的同步方式 GPS、北斗、 bits、线路时钟 基站单机柜最大配置 (载扇 ) 81载扇 每基带板最大支持载波数量 (现阶段 /软件升级后 ) 9 是否支持堆叠连接方式 是 89 i i 3G D.单通道大功率 RRU ZXTR R21 ZXTR R21是一款单通道大功率 RRU产品，业界 功率最高 、 效率最高 、容量最大 、 体积最小 、 重量最轻 体积仅 7.8L，重量 7Kg，集成度高，安装极其方便 特别适用于室内覆盖，也可用于宏覆盖的盲区热区覆盖 支持 9载波 ，在室内覆盖时，可以解决高话务问题 体积小重量轻 大容量 发射