GSM室内分布系统工程简明手册

1、 GSM 室内分布系统 工程培训简明教材 福建邮科通信技术有限公司 2006年 11月 20日 目 录 第一章 系统概述1.1原理概述随 着 城 市 里 移 动 用 户 的飞 速 增 加 以 及 高层 建 筑 越 来 越 多, 话 务 密 度 和 覆 盖要 求 也 不 断 上 升 。 这 些 建 筑 物 规 模 大、 质 量 好 , 对 移 动电 话 信 号 有 很 强的 屏 蔽 作 用 。 在大 型 建 筑 物 的 低层 、 地 下 商 场 、 地 下 停 车 场 等 环境 下 , 移 动 通 信 信 号弱 , 手 机 无 法 正 常 使用 , 形 成 了 移 动 通 信的 盲 区 和 阴

2、影 区 ; 在 中 间 楼 层 , 由于 来 自 周 围 不 同基 站 信 号 的 重 叠 , 产生 乒 乓 效 应 , 手 机 频繁 切 换 , 甚 至 掉 话 , 严 重 影 响 了 手机 的 正 常 使 用 ; 在 建筑 物 的 高 层 , 由 于 受基 站 天 线 的 高 度限 制 , 无 法 正 常 覆盖 , 也 是 移动 通 信 的 盲 区。 另 外, 在 有 些 建 筑 物内 , 虽 然手 机 能 够 正 常 通话 , 但 是 用 户 密 度 大 , 基 站信 道 拥 挤 , 手 机上 线 困 难 。特 别 是 移 动 通 信 的 网 络覆 盖 、 容 量 、 质 量 是 运营

3、商 获 取 竞 争 优势 的 关 键 因 素 。 网 络覆 盖 、 网 络 容 量 、 网 络 质 量 从根 本 上 体 现 了 移 动网 络 的 服 务 水 平, 是 所 有 移 动 网络 优 化 工 作 的 主题 。 因此,室内移动通信环境有太多需要完善的地方:1、 容量方面, 建筑物诸如大型购物商场、 会议中心, 由于移动电话使用密度过 大, 局部网络容量不能满足用户需求, 无线信道发生拥塞现象, 例如:车站、 机场、 商场、体育馆、购物中心等 ;2、 覆盖方面, 由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用, 造成了无线电波较大的传输 衰耗,形成了移动信号的弱场强区甚至盲区,例如:大型建筑、地下停车

4、场、写字 楼、宾馆和公寓等。3、质量方面,建筑物高层空间极易存在无线频率干扰,服务小区信号不稳定, 出现频繁切换效应,话音质量难以保证,并出现掉话现象,例如:高层建筑的中高 层,收到多个基站的相近场强的信号。在这种情况下,需要一种覆盖距离更小,覆盖程度更深,更为全面的覆盖方 案来解决这些问题。天馈分布系统,可以通过馈线,将天线伸入建筑物的深处, 覆盖每个角落,可以有效地解决上述问题。 室 内 覆 盖 系 统 正 是 在 这种 背 景 之 下 产 生的 。室内覆盖系统是针对室内用户群,如:室内盲区、话务量高的大型室内场所、 发生频繁切换的室内场所,用于改善建筑物内移动通信的一种方案,它能将移动

5、基站的信号均匀地分布在室内的每个角落,从而保证室内区域拥有理想的信号覆 盖。室内覆盖系统的建设,可以较为全面地改善建筑物内的通话质量,提高移动 电话接通率,开辟出高质量的室内移动通信区域。室内覆盖系统以室外宏蜂窝作为室内覆盖系统的信号源,即无线接入方式, 在室外站存在富余容量的情况下,通过直放站(Repeater 将室外信号引入室内 的覆盖盲区。主要有以下几种:扩大服务范围,消除覆盖盲区;在郊区增强场强,扩大郊区站的覆盖;沿高速公路架设,增强覆盖效率;解决室内覆盖;将空闲基站的信号引到繁忙基站的覆盖区内,实现疏忙。1.室内站规划原则(1根据现场实测和 OMC 统计,室内通话质量良好,无乒乓切换

6、发生。(2 95%室内覆盖,保证在 95%以上所需要室内覆盖的地区,不论空闲和通 话状态用户占用室内信道。(3 95%室内用户占用, 保证 95%以上的信道占用由室内用户产生。 并尽可 能达到 100%。(4无信号泄漏,保证室内信号不对室外网络产生干扰,室内信号在覆盖 边界(如窗口在保证室内通话基础上不会太强。 (5环保性,保证室内信号在规定的最高电平以内,一般规定在人员经常 停留地区最高信号接收电平不超过 -25DBM 。(6如果作为一般准则,窗口电平应保持在 -7580dBm,如果有干净频段, 此范围应在 -85-75dBm。2.室内站规划流程(1确定建设目标:首先应确定对哪种建筑物进行室

7、内信号覆盖(如机场、 购物中心、办公写字楼、展览中心、宾馆酒店等,同时根据建筑物内的人员职 业分布情况估算其中潜在的移动用户数量,从而进一步估算出该场所所潜在的话 务量。(2初始规划:在现场查勘之前应先进行初始规划工作,包括:获取楼层布 局图以及当前的管线分布图;和该建筑相关的信息包括附近网络的信息;同时对 机房位置和容量配置进行预规划;以及制定现场测试计划等。(3现场查勘:对建筑物内部进行现场查勘是一项十分重要的工作,现场查 勘的内容包括:建筑物的内部装修结构(楼层面积、楼层高度、墙壁与天花板吊 顶的材料、需要覆盖的区域;建筑物内部的信号场强测试;机房位置的设计确 认;楼层竖井和平面布线的设

8、计确认等。细致的现场查勘工作将为日后的施工带 来极大的方便,避免在随后的施工过程中遭遇意想不到的困难。(4 系统方案设计:根据现场查勘的结果设计施工方案, 施工方案中应包括:系统框架图、天线位置分布图、所使用的分路器和耦合器等器件的种类、所使用 的馈线种类、天线型号的选择、选择基站主控单元和分布单元的类型等。(5 频率规划:频率的选择 (特别是 BCCH 应该参考现场查勘时的扫频结果。 如果开通前周围网络频率规划变化过大,建议重新进行扫频测试工作。从长远考 虑来说,室内分布系统将会越来越多,配置也会越来越大。专门的频点分配非常 重要,专门指定的频点不但有利于频率规划,而且对节约室内设计的投资也

9、很有 帮助。 (6参数规划:参数设置的目的是使手机进入建筑物内部以后,保证其在大 部分时间内占用室内分布系统的信号,因此它的参数设置必须结合周围的无线环 境和周边基站的性能进行。(7室内分布系统的安装布线:分布端的主馈线应由基站引出,通过线井分 别铺设至各层,各层分布馈线走吊顶上方线槽。竖井和平面所使用的馈线应用扎 带扎紧,防止电缆自重拖动接头。馈线弯曲应严格符合最小弯曲半径要求,馈线 布放应严格按照弱电桥架走线。所有器件均要良好固定,做到美观整洁,不影响 大楼整体美观。(8室内分布系统的验收;室内分布系统施工完成后,应按照事先制定的施 工规范对工程安装质量进行验收,以保证系统在日后的正常运行

10、和维护。1.2系统组成信号源有:宏蜂窝、微蜂窝、直放站。干线信号放大器:在馈线中传输的信号, 由于传输距离过远和功率分配, 在 信号强度不足的位置,可以通过信号放大器将信号中继放大。功分器、 耦合器:可以通过功分器和耦合器将信号的功率分配到不同位置的 天线。室内直放站系统工作原理施主天线接收到基站下行信号,经馈线进入下行放大链路放大后,由重发天 线发射到覆盖区。同样的,覆盖区手机的上行信号由重发天线接收,经馈线进入 上行放大链路放大后,由施主天线发回基站。由此,覆盖区的上、下行信号得到 有效放大,确保通信的正常进行。室内直放站系统原理框图如下:1.3主机结构室内覆盖系统主机内部结构由两个相对独

11、立的链路, 即上行链路和下行链路组 成,分别放大上、下行信号。 下行链路 接收的基站信号经过双工器后进入下行链路。下行链路由六级部 件组成,逐级分别为:第一级下行滤波器、下行低噪声放大器、下行选段(选频 器、第二级下行滤波器、下行功率放大器、第三级下行滤波器。信号通过下行链 路后,再由另一个双工器,通往主机以外。上行链路 接收的手机信号经过双工器后进入上行链路。上行链路也由六级 部件组成,逐级分别为:第一级上行滤波器、上行低噪声放大器、上行选段(选 频器、第二级上行滤波器、上行功率放大器、第三级上行滤波器。信号通过上 行链路后,再由另一个双工器,通往主机以外。1.4设备技术指标 1、 底座的上

12、下行增益 /功率输出旋钮 MGC , 顺时针旋转上下行增益 /功率输 出增大,逆时针旋转上下行增益 /功率输出减小。2、交流电底座应插紧,防止日久发生脱落。3、 若调整 MGC 无法满足功率输出要求, 可以调节上下行功放的 ALC 旋钮, 调整上下行输出功率的大小。 1.5器件技术指标YKPS-2500 系列功率分配(合路器 YKDC-2500 系列定向耦合器 TQJ-SA800/2500-3全向吸顶天线 TDJ-900G12 定向天线 TDJ-SA800/2500-10-90A 定向板状天线 1.6系统(技术方面优缺点分析按信号源的不同,室内分布系统可分为蜂窝室内分布系统和直放站室内分布 系

13、统。蜂窝系统:通过无源器件和天线、馈线,将信号传送和分配到室内所需环境, 以得到良好的信号覆盖。用于中小型地区。其优点是信号稳定、可靠,通信质量好。缺点是建设周期较长,一次性投资 大,还需要专门的传输线路。无线直放站系统:通过直放站的施主天线直接从附近基站提取信号。 其优点是投资省、安装方便快捷,可以很快解决信号弱和盲区问题。缺点是 通过定向天线难以取得单一纯净的信号,系统的话音质量相对蜂窝系统较差,且 可能造成对施主基站及其他基站的干扰。按所采用设备的不同,室内分布系统也可以分为无源系统和有源系统。无源系统主要由无源器件组成,设备性能稳定、安全性高、维护简单,信号经过功分 器、耦合器和线路衰

14、耗后,到达各个天线处的强度不同,覆盖效果也不尽相同。 而有源系统的信号经过各级衰耗后,到达末端时可以被放大器放大,达到理想的 强度,保证覆盖效果。但是它建设、维护复杂,近端和所有远端设备都需要电源, 有源设备易损坏,系统的安全性和稳定性不如无源系统。按照布线材料的不同,室内分布系统也可分为同轴电缆系统、光纤系统和泄 漏电缆系统。同轴电缆系统:同轴电缆是最常用的材料,性能稳定、造价便宜但线路损耗 大。大型同轴电缆室内分布系统通常需要多个干线放大器作信号放大接力。 光纤系统:主要利用光纤来进行信号分布。适合于大型和分散型室内环境的 主路信号的传输。光纤线路损耗小,不加干线放大器也可将信号送到多个区

15、域, 保证足够的信号强度, 性能稳定可靠, 但在近端和远端都需要增加光电转换设备, 系统造价高,适合质量要求高的大型场所。泄漏电缆系统:不需要室内天线,信号源通过泄漏电缆传输信号,并通过电 缆外导体的一系列开口,在外导体上产生表面电流,从而在电缆开口处横截面上 形成电磁场,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。泄漏电缆室内分布系统安装方便,但造价高,对 电缆的性能要求高,使用较少。两种信源分布系统的比较: 第二章 勘测设计2.1建站基本要求1、室内移动通信环境有太多需要完善的地方;2、覆盖方面,由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用,造成了无线电波较大

16、的传 输衰耗,形成了移动信号的弱场强区甚至盲区 ;3、容量方面,建筑物诸如大型购物商场、会议中心,由于移动电话使用密度 过大,局部网络容量不能满足用户需求,无线信道发生拥塞现象 ;4、 质量方面, 建筑物高层空间极易存在无线频率干扰, 服务小区信号不稳定, 出现乒乓切换效应,话音质量难以保证,并出现掉话现象。5、 勘察设计时需要详细记录拟覆盖区的楼房结构, 最好能够拿到楼层建筑设 计图作为参考。2.2勘测流程图室内覆盖系统的勘测流程图如下: 2.3站址选择及数据记录通常我们都是在得到运营商通知后对需要覆盖的区域进行勘测,下列地区就 是首要确定的室内覆盖区域:a 室内盲区 新建大型建筑、停车场、

17、办公楼、宾馆和公寓等。b 话务量高的大型室内场所 车站、机场、商场、体育馆、购物中心等,增 加微蜂窝建立分层结构。c 发生频繁切换的室内场所 高层建筑的顶部, 收到多个基站的功率近似的 信号。1 、微蜂窝有线接入方式是以室内微蜂窝系统作为室内覆盖系统的信号源,即有线接入方式。适用于 覆盖范围较大且话务量相对较高的建筑物内,在市区中心使用较多,解决覆盖和 容量问题。2 、宏蜂窝无线接入方式是以室外宏蜂窝作为室内覆盖系统的信号源,即无线接入方式。适用于低话 务量和较小面积的室内覆盖盲区,在市郊等偏远地区使用较多。3 、直放站(Repeater 在室外站存在富余容量的情况下,通过直放站(Repeat

18、er 将室外信号引入 室内的覆盖盲区。利用微蜂窝解决室内问题也存在很大的局限性。建设微蜂窝的设备投入与工 程周期都较大,只适合在话务量集中的高档会议厅或商场使用。在这种情况下, 直放站(Repeater 以其灵活简易的特点成为解决简单问题的重要方式。直放站 不需要基站设备和传输设备,安装简便灵活,设备型号也丰富多样,在移动通信 中正扮演越来越重要的角色。直放站的应用场合主要有以下几种:扩大服务范围,消除覆盖盲区; 在郊区增强场强,扩大郊区站的覆盖;沿高速公路架设,增强覆盖效率;解决室内覆盖;将空闲基站的信号引到繁忙基站的覆盖区内,实现疏忙。在实地的勘测过程中应当注意采集一些原始的数据:包括室内

19、的信号场强的 分布和信号源的施主小区。2.4设备配置设计设备配置设计工作包括微蜂窝系统、传输系统、室内分布系统、电源系统等 内容,主要考虑的是能量分配的问题。信号源、原始场强分布、上行信噪比、互调干扰、上下行平衡、传输和分配损耗、施工难度、造价。掉话率: < 1%阻塞率: > 99%接通率: > 95%(95%以上的地方可接通 边缘场强: > -85dBmC/I > 12dB上行噪声电平: < -120dBm天线口功率: 5 - 15dBm室外溢出信号: < -85dBm切换成功率: > 95%Ls = PL + 10*N*Lgd(米 + FAF

20、PL 为距天线 1米处的路径衰减:典型值为 30dB 基站的白噪声为 -120dBm ,为了保证接收机的灵敏度,需要设置上行增益,使 上行链路的总输入噪声小于 -120dBm 。如:基站输出 P =43dBm ,输入到直放站为 -40dBm ,即有效路径损耗为 83dB , 那么直放站的上行增益设置一定要小于:83 -后极总的噪声系数如只有直放站是有源器件,噪声系数为 5dB ,增益应设为小于 78db;如增益设为 80, 直放站总的噪声 -115dBm(白噪声+噪声系数 , 在输出口变为 -35dBm , 经过 83dB 的有效路径损耗输入到基站为 -118dBm , 大于源噪声 -120d

21、Bm, 使 基站接收机灵敏度降低 2dB 。1 微蜂窝,基站2 直放站 (宽带、信道选择 :增益 70-90db,20-33dBm 输出3 干线放大器:增益 30-50db,20-30dBm 输出4 耦合器:40dB(-0.3、 30dB(-0.3、 20dB(-0.5,10dB(-0.8、 7dB(-1.1 、 5dB(-1.35 功分器:4功分器 (-6.4; 3功分器 (-5,二功分器 (-3.36 室内天线:定向 (60-180度, 5-10dBi, 全向吸顶 (2-5dBi7 馈线接头:波纹管电缆: 7/8(-4dB/100m;1/2 (-7dB/100m;1/4 (-11dB/10

22、0m;屏蔽网电缆:7D-FB(-15dB/100m;9D-FB(-12dB/100m;12D-FB(-9dB/100m 8 泄漏电缆:7/8 (-6dB/100m;1-1/8(-4dB/100m9 施主天线:水平波束角 <35度;增益:10-18dBi10 光端机:点对点、点对多点11 光纤:双纤、单纤2.5基础工程设计基础工程设计包括确定施主天线、重发天线、主机的架设位置、方法,安 装供电系统、防雷设施等。室内分布系统一般把主机放置在弱电室内,直接利用其电源供电;对于没 有备用电源要求的,可把 220v/50Hz的交流电从电源口接线座引入,接到直放 站的电源口接线座。注意:接电源线前,

23、先要断开外部接线柱。施主天线基本放置在楼顶,可利用大楼本身的防雷设施,达到避雷效果; 重发天线就利用楼内天花板吊顶,直接固定在吊顶上,特殊情况也可放置于吊 顶内。2.6物业协调2.7勘测设计报告福建邮科通信技术有限公司室内覆盖系统勘察设计表 大楼系统总原理图 各层详细原理图 各层天馈线分布图 地下室 F-1、 F-2天馈线分布图 第三章 设备安装3.1设备安装流程图3.2前期准备工作在安装之前,安装人员应和局方联系,了解安装地点是否具有装机条件。包 括:安装场所、抱杆、周围环境(是否会对环境造成影响 、电源等。有条件应和 局方人员前去现场勘察。安装需要用到的工具有:冲击钻、锤子、安全帽、螺丝刀

24、、钢锯、刀子、钳 子、扳手、卷尺、镊子、电烙铁等。安装人员应准备有关 出厂报告 , 设备 监控频率对照表 , 竣工报告 等, 以备需要时查询,以便建站调试和站点资料登记。a 、选择室内凉爽、干燥、通风的墙壁安装,室内有防火设施,无腐蚀性气体和 烟雾,屋顶无渗漏。b 、应提供一组独立、 稳定的 220v 交流电源, 不得与其他大功率的电信设备、 电 器共用。 c 、安装的建筑物应有避雷装置,应有足够的稳定度。d 、屋顶应安装好抱杆,以便施主天线的安装。清点货箱,看是否和货单上的总件数相符,包装箱外观是否完好;清点完无 误,即可开箱验货,核对装箱单和箱内实际货物是否相符,装箱单和开箱验货报 告中的

25、验货清单是否相符。3.3基础工程施工基础设施的施工包括:架设施主天线抱杆;预置重发天线位置;定好主机安装位置;安装供电系统、防雷设施。3.4设备安装1 、安装主机;2 、安装施主天线;3 、安装重发天线;4 、安装馈线系统。室内覆盖系统的主机一般采用挂壁安装,用膨胀螺丝固定在墙壁的适当位置 上,如下图: 主机固定后要牢固可靠,长期挂在墙壁上不掉落。室内覆盖系统施主天线采用八木天线,一般安装在楼顶上,用抱杆固定,如 下图: 施主天线安装于抱杆上,根据规划要求,调整天线水平面法线方向正对施主 基站天线,同时根据基站天线挂高、室内直放站施主天线挂高调整垂直角度正对 施主基站方向,抱杆应良好接地,还要

26、保证天线的抗风能力。重发天线一般用室内吸顶天线,直接利用天花板,固定在吊顶上,如下图所 示: 有时也根据需要,隐藏在天花板吊顶内,但必须固定可靠。馈线,视设计要求,可选用 10D 电缆、 1/2波纹电缆或编织小电缆。安装在 墙壁上时,用 PVC 管套住,每隔 1米使用塑料线扣固定,做到横平竖直;放置在 吊顶内时,每隔 1米使用扎带固定。视电缆长度,可选择 13处用接地卡接地。 对各种分支器,要用塑料线扣或扎带可靠固定。室内工程施工过程要注意以下几点:(1 系统的接头(耦合器、功分器等应安装在方便观察、调测的位置,并固 定牢固。(2 各个楼层的走线应标记路由标签,电缆隐蔽于建筑物的走线槽或吊顶内

27、, 不应影响建筑物原来的装修和外观。(3 1/2硬电缆的曲率半径要大于 30cm 。(4 施工人员要注意楼内用户的作息时间,遵守大楼安全和施工制度。 第四章 系统调试4.1调试流程图室内覆盖系统的一般调试流程如下图:调试流程图4.2通电调试前检测项目检查 220v 交流电源线路是否符合电源使用规范。 接电处要达到用电要求, 并 要接空气开关,做到安全使用;电源线路要求达到工程标准,必须用 PVC 管套住, 使得其可靠美观。检查 220v 交流电源电压是否符合要求。 用万用表测交流电输入电压, 测量值 应在 175VAC-265VAC 之间; 注意设备用电前要用可靠负载测试, 看能否正常工作,

28、即交流电零线是否接好。对于天线, 特别是施主天线 (八木天线 , 一般安装在楼顶上, 完毕后, 一定 要做到用手摇摆不会移动,即一般外力不能使之移位。而馈线则要求固定牢固, 不能让它随便挪动,分布美观,不影响楼内的外观。其他各种分支器,也要可靠 固定在墙体上,轻易拿不下来。对每一个接头,要正确连接,不易松动。4.3通电调试调整施主天线 室内覆盖系统所用施主天线为八木天线,距离基站较近,安 装调整相对于室外直放站简单,一般只要用目测,将天线水平方向和垂直方向对 准基站即可。施主天线对调完后,连接频谱分析仪,测量施主信号的接收电平,记录电平 强度值。用驻波比测试仪测出接收电平驻波比a 、 断开设备

29、和馈线的连接b 、将驻波比测试仪连接到馈线下端c 、将驻波比测试仪频率范围设置为直放站工作的频率范围d 、显示的曲线即为天馈的驻波比曲线若天馈系统的驻波比曲线的最大值小于 1.5, 则满足要求; 否则, 检查每个接 头的连接情况,直至达到要求。设备开通后, 电源模块输出电压有两路, 一路是 24VDC , 另一路是 12VDC , 用 万用表测的数据应该在其±1v 的误差范围内。 1. 下行链路工作增益 Gd 的确定下行链路工作增益主要影响直放站的下行覆盖范围,它由下式计算Gd=直放机输出功率 -LDonor (LDonor 是施主信号的接收电平, 单位为 dBm 下行链路的工作增益

30、的设定不象室外直放站越大越好,而要根据勘察设计的 结果,取设计时确定的值。2. 上行链路工作增益 Gu 的确定上行链路工作增益初步设定和下行链路工作增益相等, 它主要影响施主基站的 接收灵敏度,因此,在室内覆盖系统网络优化时还要对其进行调整。把 SIM 卡插入系统的手机模块内,启动手机模块。用手机发短信“ *10XXYY” 到 SIM 卡上,就可对监控系统进行上下行衰耗(即上下行增益设置。若设置成 功, SIM 卡能给手机还回一条短信, 内容值和手机所发的一致; 否则设置失败。 同 样,用手机发短信“ *2nXXXXXX”到 SIM 卡上,就可对监控系统进行频点设置。若 设置成功, SIM 卡

31、同样能给手机还回一条短信, 内容值和手机所发的一致; 否则设 置失败。设置完后, 可用手机发短信 “ #40” 到 SIM 卡上, 对已经设置的内容进行查询。 # “ *10XXYY”中, XX 表示上行衰耗, YY 表示下行衰耗;# “ *2nXXXXXX”中, n 为自然数,所用扇区有几个频点, n 最大值就为几, XXXXXX 表示载频号,可从频率对照表中查得。以上调试成功后,即可用频谱分析仪对室内覆盖系统的输出进行测试。从上 下行功放测试口可测得上下行输出功率、下行三阶互调、上行底噪、上下行链路 增益平衡等,并对测试数据进行记录。如果这些数据中有不符合设计要求的,则对系统的上下行链路增

32、益(或监控 系统的上下行衰耗重新设置,直到达到要求为止。 4.4覆盖区测试(1 在室内覆盖系统的不同覆盖区域的不同位置, 用测试手机进行通话呼叫, 检查通话情况。(2每个位置进行 4次以上通话。(1在室内覆盖系统和相邻基站交界区进行呼叫,检查双向越区切换状况。(2每个位置进行 4次以上通话。4.5工程验收系统调试完成,达到要求后,即可和局方一同进行现场验收;也可根据不同 地方具体情况,让设备运行一段时间再验收。现场验收通过后,即可进行工程竣工报告制作。并交付局方,让其确认、盖 章,方才完成此项工程。 第五章 系统维护5.1网络优化对于建成的室内覆盖系统,很重要的一点就是优化。以下就针对常见的室

33、内 覆盖系统进行说明。在城市的中心区, 基站密度都比较大, 平均站距小于 1km , 所以通常进入室内 的信号比较杂乱、不稳定。特别是在一些没有完全封闭的高层建筑的中、高层, 进入室内的信号非常多,邻近基站的信号直射,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、邻频干扰严重。手机 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,易导致话 音质量差、掉话现象严重。解决这类问题的最主要方式是根据实际情况为微蜂窝、直放站选择适当的相 邻小区。 相邻小区测量频点的限制, 可以有效地控制微蜂窝与其他小区发生联系。 适当调整微蜂窝的 C2值, 使手机的

34、空闲时尽可能占用室内信号。 C2是基于参 数 C1并加入一些人为的偏置参数而形成的。 加入人为影响是为了鼓励移动台优先 进入某些小区或阻碍移动台进入某些小区,通常这些手段都用来平衡网络中的业 务量, C2公式为:C2=C1+REO-TEOxH(PET-T ; 其中 REO (Cell Reselect Offset 为小区重选偏置; PET (Penalty Time为惩罚时间; TEO (Temporary Offset 为临时偏置。对于室内分布系统,一般鼓励移动台尽可能工作于该小区(即对该 小区具有一定的倾向性。这种情况下,建议设置 REO 在 020dB 之间,根据对 该小区的倾向程度,

35、设置 REO 。倾向越大, REO 越大,反之, REO 越小。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,对无线信号的 屏蔽和衰减特别厉害;高层建筑物内电梯多,又多为金属全封闭结构,这就导致 在进出建筑物、电梯时信号变化非常强烈。这就要对微蜂窝的相关重选、切换参 数进行细致的设置、调整。调整微蜂窝的切换电平,使手机在使用时切入容易,切出难。我们主要调整 功率预算的切换边界,提高功率预算的值,其目的是阻止相邻小区之间的乒乓切 换。对于许多大型酒店和购物中心采用多个微蜂窝小区分片覆盖,分担话务的情 况,我们都建议尽量通过调整载频分布,将多个小区合并为一个小区,因为那样 往往会出现话务量

36、不均衡甚至相差悬殊以及各小区间的切换成功率较低的问题。 将多个小区覆盖优化调整为一个小区覆盖,用户可以无切换通话,消灭了潜在的 不稳定因素。另外分布系统的工艺质量也会影响基站信号,例如上下行功率不匹配导致上 行干扰或信号弱,引起话音断续或掉话。这些则要在分布系统厂家的配合下进行 优化工作。天线技术是移动通信技术基础,基站天线是移动通信网络与用户手机终端空 中无线联结的设备,其主要作用是辐射或接收无线电波,辐射时将高频电流转换 为电磁波,将电能转换电磁能;接收时将电磁波转换为高频电流,将磁能转换为 电能。天线的性能质量直接影响移动通信网络的覆盖和服务质量;不同的地理环 境,不同服务要求需要选用不

37、同类型,不同规格的天线。室内覆盖系统的天线调 整及参数设置在移动通信网络优化工作中有很大的作用。 表征天线性能的主要参数有方向图,增益,输入阻抗,驻波比,极化方式, 双极化天线的隔离度,及三阶交调等。1、方向图天线方向图是表征天线辐射特性空间角度关系的图形。以发射天线为例,从 不同角度方向辐射出去的功率或场强形成的图形。一般地,用包括最大辐射方向 的两个相互垂直的平面方向图来表示天线的立体方向图,分为水平面方向图和垂 直面方向图。平行于地面在波束最大场强最大位置剖开的图形叫水平面方向图; 垂直于地面在波束场强最大位置剖开的图形叫垂直面方向图。描述天线辐射特性的另一重要参数半功率宽度,在天线辐射

38、功率分布在主瓣 最大值的两侧,功率强度下降到最大值的一半(场强下降到最大值的 0.707倍, 3dB 衰耗 的两个方向的夹角, 表征了天线在指定方向上辐射功率的集中程度。 一 般地, GSM 定向基站水平面半功率波瓣宽度为 65o ,在 120o 的小区边沿,天线辐 射功率要比最大辐射方向上低 9-10dB 。2、方向性参数不同的天线有不同的方向图,为表示它们集中辐射的程度,方向图的尖锐程 度,我们引入方向性参数。理想的点源天线辐射没有方向性,在各方向上辐射强 度相等,方向是个球体。我们以理想的点源天线作为标准与实际天线进行比较, 在相同的辐射功率某天线产生于某点的电场强度平方 E2与理想的点

39、源天线在同一 点产生的电场强度的平方 E02的比值称为该点的方向性参数 D=E2/E02。3、天线增益增益和方向性系数同是表征辐射功率集中程度的参数,但两者又不尽相同。 增益是在同一输出功率条件下加以讨论的,方向性系数是在同一辐射功率条件下 加以讨论的。由于天线各方向的辐射强度并不相等,天线的方向性系数和增益随 着观察点的不同而变化,但其变化趋势是一致的。一般地,在实际应用中,取最 大辐射方向的方向性系数和增益作为天线的方向性系数和增益。 另外,表征天线增益的参数有 dBd 和 dBi 。 DBi 是相对于点源天线的增益,在 各方向的辐射是均匀的; dBd 相对于对称阵子天线的增益 dBi=d

40、Bd+2.15。相同的 条件下,增益越高,电波传播的距离越远。习惯上我们采用 dBi 来表征天线的增 益。4、输入阻抗输抗是指天线在工作频段的高频阻抗,即馈电点的高频电压与高频电流的比 值, 可用矢量网络测试分析仪测量, 其直流阻抗为 0。 一般移动通信天线的输入 阻抗有 50和 75两种, 在湘潭的移动网中我们采用的都是输入电阻为 50的 天线。5、驻波比由于天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗不可能完全一致,会产生部分的信号 反射,反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波,其相邻的电压最大值与最小值的 比即为电压驻波比 VSWR 。一般地说,移动通信天线的电压驻波比应小于 1.4,但 实际应用中我们都

41、要求 VSWR 应小于 1.2。6、极化方式根据天线在最大辐射(或接收方向上电场矢量的取向,天线极化方式可分 为线极化,圆极化和椭圆极化。线极化又分为水平极化,垂直极化和±45o极化。 发射天线和接收天线应具有相同的极化方式,一般地,移动通信中多采用垂直极 化或±45o极化方式。 实际上采用垂直极化方式是历史造成的错误, 因为垂直极化 波受天气,特别是受下雨的影响很大,所以在今后的工作中如果可能的话要尽量 少用此类型的天线。7、双极化天线隔离度双极化天线有两个信号输入端口, 从一个端口输入功率信号 P1dBm , 从另一端 口接收到同一信号的功率 P2dBm 之差称为隔离度

42、,即隔离度 =P1-P2。 移动通信基站要求在工作频段内极化隔离度大于 28dB 。±45o双极化天线利 用极化正交原理,将两副天线集成在一起,再通过其他的一些特殊措施,使天线 的隔离度大于 30dB 。在城区内的一些室内或地下,如:高大写字楼内,地下超市,大酒店的大堂 等,信号覆盖较差,但话务量较高。为满足这一区域用户的通信需求,可采用室 内微蜂窝或室内分布系统,天线采用分布式的低增益定向天线和全向天线,根据 不同的场合和房屋楼层结构选择不同型号的天线, 以避免信号干扰影响通信质量。 天线在移动通信网络优化中起到非常大的作用,同时馈线,馈线转换头及室 内外跳线的质量也非常大地影响着

43、移动通信基站的覆盖质量。大部分覆盖效果差 的基站或室内覆盖系统是由于馈线及连接部分的质量差引起的, 可通过 VSWR 仪表 逐级逐段测量来判定质量差的部分,及时更换以保证整个覆盖系统天馈线部分的 质量,保证覆盖系统的运行质量和覆盖质量。5.2巡检室内覆盖系统在日常运行维护中,巡检的个不可忽视的环节,巡检包括现场 巡检和远程巡检。是直放站网络优化平台中心通过短信息在中心设置指令对现场站点进行远程 监控,包括数据的采集,数据的分析和告警!对微蜂窝或分布系统的观测和仪表工具检测!5.3维护下面是维护流程图: 5.4常见故障及排除方法所谓切换,就是指当移动台在通话过程中从一个基站覆盖区移动到另一个基

44、站覆盖区,从室外移动到室内,或者由于外界干扰而造成通话质量下降时,必须 改变原有的话音信道而转接到一条新的空闲话音信道上去,以继续保持通话的过 程。切换是移动通信系统中一项非常重要的技术,切换失败会导致掉话,影响网 络的运行质量。 GSM 系统采用的是移动台辅助切换方式, 即由移动台监测判决, 由 交换中心控制完成,在切换过程中基站和移动台均参与切换过程。(1越区切换参数定义不合理如:上行电平切换门限、下行电平切换门限、切换余量以及切换功率控制参 数等定义不合理,致使越区切换失败,产生掉话。(2信号强度滞后值设置不当有些小区,由于信号强度滞后值设置太小,小区基站没有足够的时间处理切 换呼叫,造

45、成许多呼叫在切换时丢失。(但若设置太大,又会引起许多不必要的 切换。(3忙时目标基站无切换信道有一些小区 , 由于相邻小区都很繁忙, 造成忙时目标基站无切换信道或在拓扑 关系中漏定义切换条件(含 BSC 间切换和越局切换,致使手机用户在进行切换 时无法占用相邻小区的空闲话音信道,此时 BSC 将对此进行呼叫重建,若主叫基 站的信号此时不能满足最低工作门限或亦无空闲话音信道,则呼叫重建失败导致 掉话。(4网络色码参数设置不当 允许的网络色码参数定义了移动台需测量的小区的 NCC 码的集合,为手机切 换提供可行的目标小区。如果该数据定义错误将引起越区切换不成功和小区重选 失败,产生掉话。(5信号强

46、度太弱当基站做分担话务量的切换时,有些切换请求会因切入小区的信号强度太弱 而失败,有时即使切换成功,也会因信号强度太弱而掉话。因为我们在 BSC 中对 手机用户的接收信号强度设有最低门限, 当低于此门限值时, 手机无法建立呼叫。 (6网络存在漏覆盖区或盲区当移动台进入网络的漏覆盖区或信号强度盲区时,信号变得太弱而发出切换 请求,切换不成功引起掉话。(7孤岛效应孤岛效应是基站覆盖性问题,当基站覆盖在大型水面或多山地区等特殊地形 时,由于水面或山峰的反射,使基站在原覆盖范围不变的基础上,在很远处出现 “飞地”,而与之有切换关系的相邻基站却因地形的阻挡覆盖不到,这样就造成 “飞地”与相邻基站之间没有

47、切换关系,“飞地”因此成为一个孤岛,当手机占 用上“飞地”覆盖区的信号时,很容易因没有切换关系而引起掉话。无线电波传播的特性决定其在传播过程中易受外界多种因素的影响;由于网 络内部原因,它还受到网络内部各种因素的影响,如同频、邻频干扰以及网络中 设备本身的非线性、设备故障所引起的交调干扰。在网络实际运行中我们常常遇 到以下几种干扰:(1 设备本身的非线性以及设备故障引起的交调干扰。 设备运行中缺乏定期 的指标测试和调整,使交调干扰在一定范围存在。如发射部分尤其是直放站上行 发射杂散辐射较大、接收部分杂散响应较大,造成对本信道和其它信道的干扰, 严重的将无法正常拨叫和通话。在网络运行中曾出现过因

48、为直放站而干扰城区多 个跳频基站的情况,并引起大量掉话。 (2频率规划或频点选择不正确,在较近距离内存在同频、邻频现象。目前 市区的站点分布越来越密,而分配给网络的频率资源是有限的,因此在频率规划 时存在同频、邻频的可能性,使用户在同一地点收到相同频点且载干比小于 9dB 或相邻频点且载干比小于-9dB 的信号,在通话中产生严重的背景噪音甚至掉话。 (3 大城市中由玻璃幕墙装饰的高层建筑物会引起电波的强烈反射, 这种反 射波很有可能引起严重的同频干扰或邻频干扰,此时需调整天线方位角以避开玻 璃幕墙的反射。(4小区参数定义不当造成干扰。如出现同 BCCH 、同 BSIC 的情况时会对无 线接口造

49、成干扰。在 GSM 系统的无线接口中,随机接入和切换接入信令使用相同 的编码和脉冲方式,均使用 8位信息码加上 6位奇偶校验位。小区收到接入信息 时,与本小区的 BSIC 比较,若相同则进行下一步解码,距离较近的同 BCCH 、同 BSIC 小区间可能会产生随机接入和切换接入的干扰。 由于切换多发生在小区边界, 切换接入信令会在更近的距离产生干扰。基站分布较密时切换频繁,出现干扰的 可能性也就较大。另外, MAX _TX _BTS 、 MAX _TX _MS 等参数设置不合理,也会造成干扰。如 MAX _TX _MS 设置过高,则在基站附近的移动台会对本小区造成较大的邻信道干 扰,影响小区中其

50、它移动台的接通和通话质量;过小则在小区边缘的手机将很难 占上信道,且受外界干扰更大。 MAX _TX _BTS 设置过大则会与邻小区产生覆盖交 叠,造成信道干扰,手机占用信道困难,通话质量差;过小又会在部分区域如室 内或电梯产生覆盖盲区。(5基站天线高度及俯仰角、方位角设计不合理,导致覆盖范围的不合理, 使小区的覆盖范围超出设计覆盖范围,从而与邻小区产生同频干扰或邻频干扰。 (6 TA 和实际不符由于某种原因,当 BSC 计算出的时间提前量(TA 与实际所需要的 TA 不相符 时,会造成时隙上干扰,干扰严重时会引起掉话。 (1由于两副天线俯仰角或方位角不同而产生的掉话在基站安装过程中每个定向小

51、区均有两副收发天线, 小区的 BCCH 、 SDCCH 、 TCH 有可能分别从两副不同的天线发出,当两副天线的俯仰角或方向角不同时,那么 就可能出现当用户能收到 BCCH 信号, 但产生呼叫时却因无法占用 SDCCH 而掉话或 当占用的 SDCCH 为用户指派另一副天线发射出的 TCH 时,用户因收不到另一副天 线的信号而掉话。(2由于天馈线自身原因而产生的掉话。天馈线损伤、进水、打折和接头处接触不良,均会降低发射功率和收信灵敏 度,从而产生严重的掉话。(3由于两副天线之间的距离原因而产生的掉话。两副天线之间应保持一定的水平距离以实现分集接收,否则将会降低收信灵 敏度产生掉话。两副天线之间的水平距离一般应大于 3m 。其它如:Abis 接口失败产生的掉话、 A 接口失败产生的掉话、基站软硬件故 障而产生的掉话就不一一缀叙了。在采用了直放站做分布系统时, 着重要考虑直放站系统对微蜂窝和基站的干 扰和影响。 现就以上的故障原因进行分析,并提出相应的解决方案。切换掉话虽然比较复杂,但我们只要能对整个切换过程有一个完整的、正确 的认识,并能找出切换失败的原因,问题就不难解决了。一般说来,引起切换的 原因主要有:因接收电平(RX_LEVEL或接收质量(RX_QUAL引起的切换;因干 扰引起的切换;因呼叫重建引起的切