ALTR-SP-02-05002-S-V1.4_WCDMA室内分布系统规范

1、QB/AL01-2005 V1.4.2 (2005-05WCDMA室内分布系统技术规范 The present document has been developed within the altratek Inc. Tech. Refer Dept. (altratek T M and may be further elaborated for theKeywordsWCDMA室内分布系统, 勘测、设计、安装阿尔创(广州信息技术有限公司地址广州市天河区黄埔大道西33号三新大厦25层电话.: +86 20 38201231传真: +86 20 38201230公司主页Copyright Not

2、ificationNo part may be reproduced except as authorized by written permission. The copyright and the foregoing restriction extend to reproduction in all media.© 2002, ALTRARK.All rights reserved.目次1、范围 (72、引用标准 (73、缩略语 (94、定义: (105、设计规范: (115.1、勘查要求: (115.1.1选点: (115.1.2 现场勘查: (115.2、设计文件: (125

3、.2.1、楼宇情况说明 (125.2.2、方案设计说明 (125.2.3、室内分布系统的技术指标 (135.2.4、话务量预测 (135.2.5、无线信号空中传播的损耗 (135.2.6、干放上行增益设置和噪声分析 (135.2.7、设备安装说明 (135.2.8、设备材料配置清单 (135.2.9、附件、附图 (135.3、设计指导 (145.3.1、基站/直放站/RRU的设计界面 (145.3.2、正确理解边缘覆盖场强(RSCP_Cpich (165.3.3、室内天线输出功率上限 (205.3.4、反向链路验算 (215.3.5、WCDMA室内无线信号传播模型 (235.3.6、2G系统升

4、级改造设计原则 (256、施工规范: (306.1基站安装: (306.2.室内天线安装: (306.3.馈线及相关设施 (306.4 无源器件、有源器件的安装: (316.5.电缆的端头处理: (326.6.电源线的连接: (336.7. 接地及标签: (336.8.标识规范: (337、设备规范 (357.1分布设备规范 (358、验收规范: (368.1 安装质量检查: (368.2 测试的准备工作: (368.3.验收测试: (368.3.1 室内天馈分布系统测试: (368.3.2 室内分布覆盖效果测试: (378.3.3 容量测试:(需运营商配合完成 (398.3.4 话音测试:

5、(398.3.5 PS业务测试 (428.3.6泄漏测试: (428.3.7以直放站为信号源的测试 (428.3.8室内测试报告: (449、附则: (4510、附录 (45A、施工安全协议书 (46B、室内分布系统的技术指标标准摸版 (481、GSM、DCS系统设计技术指标 (482、CDMA800系统设计技术指标 (483、PHS室内分布系统的技术指标 (494、WLAN系统设计技术指标 (505、WCDMA系统设计指标(草案 (50C、馈线百米损耗对照表 (51D、3 G手机技术指标参考 (51E、3G业务建议 (53F、关于第三代公众移动通信系统频率规划问题的通知信部无2002479号

6、.53G、移动通信系统频谱图 (55前言本技术规范是根据原邮电部和信息产业部相关标准以及3G标准化组织3GPP的相关标准制定的。3G的室内覆盖非常关键,通过NTT DoCoMo的FOMA©和香港和记黄埔公司(Hutchison的H3G©的商业运营经验,我们了解到3G系统室内用户的使用量占到70%,而室外用户的使用量只有30%。因为3G网络应用了很多新业务、视频电话、视频流、游戏等等等,这些新业务需要较高的系统容量和网络质量。这些应用又需要有更好的、舒适的环境,而室内则了具备这些环境。室内好的覆盖获得更多的网络覆盖范围,获得更多用户,并使网络容量大大提高,从而提高每个用户的业

7、务量,增加运营商的业务收入。同时由于运营商经过多年的2G网络建设及优化,已经把大城市的室内覆盖做的非常完善,终端用户也习惯了在商场、餐馆和酒店等室内场所使用移动电话,这样就对3G运营商在室内覆盖质量方面也提出了较高的要求,也对在现有2G 室内分布系统上升级和共存3G系统提出了实际地、迫切地市场需求。许多大楼地理位置重要,客流量比较大,话务量高,但在大楼内,无线信号非常弱,影响了移动终端使用。室内分布系统可以很好的解决上述问题。为保证公司技术人员在大规模建设WCDMA室内分布系统的技术规范性,指导公司技术人员在WCDMA室内分布系统的建设、运行与维护,保证室内分布系统的先进性、统一性、可扩展性和

8、业务的可实施性,特制定本规范。技术咨询部作为阿尔创(广州信息技术有限公司的技术支撑单位,开展WCDMA室内分布系统相关规范制定的工作,将更好地为阿尔创(广州信息技术有限公司室内分布系统建设和市场推广服务。本规范主要描述阿尔创(广州信息技术有限公司WCDMA室内分布系统的有关技术、管理和测试的要求,适用于阿尔创(广州信息技术有限公司所建设的相关WCDMA室内分布系统。本技术规范由技术咨询部提出并归口管理。本规范主要起草人员:张弛、徐国通。1、范围本规范主要适用于阿尔创(广州信息技术有限公司WCDMA室内分布系统中的设计、安装、设备、测试的要求。2、引用标准下列标准包含的条文,通过在本规范中引用而

9、构成为本规范的条文。本规范出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本规范的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。1信息产业部2002479号关于第三代公众移动通信系统频率规划问题的通知。23GPP TS 25.104 V6.0.03rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; BS Radio transmission and Reception (FDD (Release 6。33GPP TS 25.101 V6.4.03rd Generation Pa

10、rtnership Project Technical Specification Group Radio Access Network_User Equipment (UE radio transmission and reception (FDD(Release 6。43GPP TS 25.106 V6.0.03rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; UTRA repeater radio transmission and reception (Releas

11、e 6。53GPP TR 25.956 V5.0.0 (2002-033rd Generation Partnership Project_Technical Specification Group Radio Access Network_UTRA Repeater Planning Guidelines and System Analysis。6IEEE 802.11系列标准。7Wi-Fi标准。8国际以太网标准ISO/IEC 8802-3。9国际布线标准ISO/IEC 11801。10YDT-926.1-2001:大楼通信综合布线系统-第一部分:总规范。11 YDT-926.2-2001:

12、大楼通信综合布线系统-第二部分:综合布线用电缆、光缆技术要求;12YDT-926.3-2001:大楼通信综合布线系统-第三部分:综合布线用连接硬件技术要求。13GB/T 50311-2000:建筑与建筑群综合布线系统综合设计规范。14GB/T 50312-2000:建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范。15中华人民共和国通信行业标准YD5039-97通信工程建设环境保护技术规定。16中华人民共和国通信行业标准YD5059-98通信设备安装抗震设计规范。17中华人民共和国通信行业标准YD5068-98移动通信基站防雷与接地设计规范。18YD/T 754-95:通信机房静电防护通则。19中华人民共

13、和国卫生部颁发“环境电磁波卫生标准”。3、缩略语3G,3GMS(3rd Generation Mobile Communications System 第三代移动通信系统3GPP(3rd Generation Partnership Project第三代合作组织ACLR: (Adjacent channel interference raion 临信道泄漏比BER: (Bit error ratio 误码率BLER: (Block error ration 误块率BS:(Base Station基站C/I 载干比CDMA2000 码分多址2000系统CPICH(Common Pilot Cha

14、nnel 公共导频信道CS(Circuit Switch:电路交换域DAS(Distribute antenna system室内分布系统Ec/Io 导频干扰功率比FDD: (Frequency Division Duplex 频分双工Node B:UMTS 基站PHS:(Personal Handy-phone System个人手持电话系统PS(Packet-Switched domain:分组交换域RNC:(Radio Network Controller 无线网络控制器/基站控制器RRU 光纤拉远设备TCH:(Traffic CHannel业务信道TCP/IP:(Transmission

15、 Control Protocol/Internet Protocol传输层控制协议/网间协议TDD: (Time Division Duplex 时分双工TDMA:( Time Division Multiple Access 时分多址TD-SCDMA 时分同步码分多址系统UARFCN: (UTRA absolute radio frequency channel number UTRA绝对无线频率信道号UE: (User Equipment 用户设备,如3G手机VSWR:(Voltage Standing Wave Ratio电压驻波比WCDMA:(Wideband Code Divisi

16、on Multiple Access宽带码分多址4、定义:功分器:功分器将信号平均分配到各个支路上。二功分器表示可以将输入信号平均分配到2个支路上,依此类推。耦合器:具有定向传输特性的微波元件。用于非等分的功率分配,使系统设计更加灵活,节约投资。合路器: 将两个或几个端口的信号合成一路。直放站:直放站属于同频放大设备,是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。干线放大器:将引入的信号进行放大而达到扩展覆盖的同频放大装置,弱信号经干线放大器放大后经过功分器、馈线将信号分配给室内不同位置,再通过天线实现室内分布。衰减器:是由电阻元件构

17、成的二端对网络,或称衰耗器,它具有调节电平、匹配阻抗以及缓冲阻抗变化等作用。驻波比:沿线合成电压(或电流的最大值和最小值之比。极化:天线的极化是指天线最大辐射方向上电场矢量的取向。其中线极化是一种比较常用的极化方式,线极化又可分为“垂直极化”和“水平极化”。带内平坦度:在一定的频带内,信号会因某种原因而在幅度上产生上下波动。带内平坦度则是反映信号波动幅度的技术参数,此参数越小越好,理想值为0。隔离度:是耦合器、功分器等器件的重要参数。用于耦合器、功分器等器件的输出端口的区别。5、设计规范:5.1、勘查要求:5.1.1选点:运营商对提出需要进行室内分布的建筑,依据本规范的测试部分进行必要的拨打测

18、试,确定需要覆盖的楼层及其它要求, 选择室内信号不好、又有人流量的的地点作为室内分布选点的对象。5.1.2 现场勘查:为了使最终的方案符合实际,同时也避免施工过程中出现问题,必须进行现场勘查,所有安装因素(基站位置、天线位置、馈线走线等都需要经过仔细勘查后,确定安装位置。基站位置:了解弱电井/设备井位置,确定基站安装位置.天线及走线:了解需要进行室内分布的建筑每层的结构尺寸、墙体的类型及天线的安装要求,有条件的还可获取平面结构图;据前期测试的结果和该建筑的结构,结合运营商的覆盖要求及空间的链路预算,测算一根天线能覆盖的范围以及所需要的功率输出,再确定每层所需要的天线数量及位置。天线预定位置附近

19、应避免有较大金属物体或明显的阻挡物;根据基站和弱电井的位置,确定天馈线走线的路线.勘查数据记录:勘查数据的整理、记录,应包括以下内容:标明弱电井、电梯以及主要承重墙位置的平面图;图中同时注明长度尺寸、基站及每层的天线位置、馈线长度的估计值;楼宇结构图.楼宇主要出入口及周边情况5.2、设计文件:设计文件按以下格式编写:5.2.1、楼宇情况说明a. 楼宇概述包括但不限于以下内容:楼宇的位置、组成、面积、电子地图b. 楼宇外观图c. 楼宇建筑结构包括但不限于以下内容:标准层俯视切片图、非标准层俯视切片图、建筑群整体俯视图。d. 楼宇功能描述列表说明楼宇不同功能区间的分布和面积。e. 楼宇电梯情况描述

20、列表说明楼宇电梯的数量、用途、运行区间、停靠区间、电梯共井情况、是否覆盖等。f. 楼宇主要出入口情况描述包括但不限于以下内容:主要的人员出入口内外环境的描述、车辆出入口内外环境的描述,距楼宇边缘距离小于20米内的主要街道情况描述。g. 当前电磁环境包括但不限于以下内容:主要楼层的主导频信道CPICH场强轨迹图、导频信道能噪比Ec/Io轨迹图,CPICH场强分布统计饼图、Ec/Io统计饼图。5.2.2、方案设计说明a. 设计依据b. 设计原则c. 主要设备的性能技术指标5.2.3、室内分布系统的技术指标参见附录参考文本5.2.4、话务量预测5.2.5、无线信号空中传播的损耗5.2.6、干放上行增

21、益设置和噪声分析5.2.7、设备安装说明5.2.8、设备材料配置清单5.2.9、附件、附图a.××××室内分布系统系统结构图b.××××室内分布系统天馈系统示意图c.××××室内分布系统模拟测试图5.3、设计指导5.3.1、基站/直放站/RRU的设计界面a.信源输出功率WCDMA系统的下行信道包括一个公用导频信道(CPICH,一个公用寻呼信道(PCCPCCH,同步信道(SCH,一个呼叫指示信道(PICH和包含用户数据的专用物理信道(DPCH,这样在设计初期,必须要与运营商网络

22、优化人员共同确认基站配置,通常默认设置CPICH的功率为下行信道总功率的10%。如一般基站的输出功率为20W,那么CPICH按10%功率分配比例,寻呼、同步、呼叫指示信道等控制信道(CCH通常也占10%的功率。而实际承载用户语音和数据业务的信道占80%,下图是基站空载(0负荷和满载(满负荷 这样,基站/直放站/RRU等信源设备的输出功率计算时不能按基站射频指标直接计算,而应该按连续发射同时又便于使用UE测量的CPICH的功率计算。在10%功率分配比例,基站射频功率43dBm的情况下,信源口功率应按照33dBm计算。b.信源配置信息在设计初期,同时应向运营商网络优化人员询问信源配置信息,为了避免

23、混淆,先明确几个概念:机柜指一个标准19英寸架(也有非19英寸标准的产品,通常采用1个机柜、2个机柜这样的数量来表征。扇区Sector/Cell ,即我们通常意义上的小区,一般基站标准配置3扇区,通常采用小区识别码(CID 来表征。值得注意的是通常CID 和RNCID 合并为UCID ,运营商提供的或测试软件读取到的可能是UCID 。载波carrier ,即一个绝对物理信道,通常采用UARFCN 定义的10662信道号(对应2132.4MHz 来表征。一个机柜可以容纳几个扇区(通常16个,一个扇区可以包含几个载波(通常13个,不过在建网初期,通常均为1个载波所以在设计初期,应向运营商了解其基站

24、的配置信息,目前在室内分布系统采取的信源通常是单机柜单扇区单载波。C,射频口数量WCDMA 系统的基站(NODE B 支持2天线接收分集和4天线接收分集,这样意味着一个扇区通常会有24个射频接口,通常接口类型为DIN 型母头。基站的射频放大单元价格是比较昂贵的(特别是大功率的射频放大单元要保证其良好的发射性能指标,这样通常如果一个扇区包含2个以上载波时,通常会采用“空中合路”的技术,即不同的载波通过不同的射频输出口输出到不同的天线上,因为基站天线的型号、位置、安装方式基本相同,这样基本上可以保证相同的覆盖区域。通过“空中合路”技术,NODE B 可以节约合路单元,并避免了合路带来的功率损耗。

25、对室内分布系统而言,一旦基站采用了“空中合路”技术,需要外置合路标准机柜非标准机柜器,为了最大程度利用NODE B 的功率,一般采用2进2出的3dB 耦合器(3dB 电桥、hybrid coupler 完成外部合路。 5.3.2、正确理解边缘覆盖场强(RSCP_Cpich WCDMA 的下行链路功率的一部分必须分配给连续发射的公共信道,包括一个公用引导信道(CPICH ,一个主/公共控制物理信道(PCCPCH ,主/辅同步信道(SCH 。为了便于测量,我们对边缘覆盖场强的界定指标一般是RSCP_Cpich ,即手机接收到的CPICH 信道功率,(这个覆盖指标综合考虑了WCDMA 物理层提供的U

26、E 端测量指标,可参看3GPP TS 25.215,以及CPICH 公共导频信道功率持续恒定性。而实际上,大量资料和软件仿真表明:WCDMA 系统的覆盖明显受到上行链路限制,而容量则受到下行链路限制。考虑到下行链路预算问题复杂,受终端位置分布、终端软切换状态和邻小区干扰比等不确定性影响,基站对每个手机的DPCH 信道的发射功率并不是恒定的,独立地看待下行信号的DPCH_Ec 并没有意义;而且很难将DPCH_Ec 与RSCP_Cpich 有效关联。因此WCDMA 的链路预算以上行链路为基准计算。WCDMA 系统的链路预算不是一个单纯的线性过程,它和小区的负荷估算是结合进行的。首先,必须根据在不同

27、移动台速度下每种业务的质量要求,获得相应的上、下行的E b /N o 指标值(根据3GPP 规范查找,由此计算出各种业务的参考接收灵敏度。参考接收灵敏度与系统热噪声、业务速率和E b /N o 有关。然后,在设定或者已知小区负荷的情况下,上行最大允许路径损耗的计算就变成一个简单的与GSM 系统上行链路预算相似的计算过程。下面我们来推导一下边缘场强的合理指标: 5.3.2.1、计算NODE B 反向链路接收灵敏度上面的公式表述了CDMA 系统计算接收灵敏度的四个基本要素:白噪声电平、扩频增益、基站接收机噪声系数、能噪比。(关于该公式请尽量明白其原理,可参考一些关于扩频通信原理方面的书籍oN /b

28、 E N G N S f p Thermal NODEB +=其中的扩频增益因不同业务类型的数据率不同而不同。接收能噪比E b /N o 要充分考虑室内分布系统的特点:室内分布系统的基站无接收分集增益、室内多径环境和干放使用带来时间延迟以及室内用户移动速度等条件的影响下表数据来自3GPP TS 25.104,但是目前还没有权威机构关于室内环境下E b /N o 的测试数据。多径环境1和多径环境2是相对接近的数据。白噪声取值设W 为热噪声取样带宽,可知:W=1.25MHz ,对于IS-95和CDMA2000 1X 系统 W=3.84MHz ,对于UMTS 系统 W=247KHz ,对于GSM 系

29、统 按照波特兹曼公式推导可得:No=-174dBm/HzCS12.2K 25dB CS64K 17.8dB PS 64K PS 128K 14.8dB PS384K10dB扩频处理增益 业务类型 码片速率 3.84MCps R /W log(*10GP =12.2K 1% 64K 1% 144K1% 384K1% 接收E b /N o数据率 BLER T 有接收分集 无接收分集 11.9 dB 19.1 dB 15.9 dB 9.2 dB 8.4 dB 15.0 dB 15.5 dB 8.8 dB 10%5.4 dB10.8 dB 5.8 dB11.2 dB多径环境1有接收分集无接收分集 9.

30、0 dB 15.0 dB12.3 dB 6.4 dB 5.6 dB11.5 dB 12.1 dB 6.1 dB3.7 dB8.2 dB4.1 dB8.7 dB10%多径环境2No=-113dBm/ 1.25MHz,对于IS-95和CDMA2000 1X 系统 No=-108dBm/ 3.84MHz,对于WCDMA 系统 No=-120dBm/ 247KHz,对于GSM 系统 可知,对WCDMA 系统而言,白噪声取值为-108dBm 。 NODE B (基站接收机噪声系数一般基站的接收机噪声系数指标均小于5dB ,工程估值取7dB 即可。 从上面四个指标的分析,我们可以推算出NODE B (基站

31、在室内分布系统环境下不同业务类型、不同QoS 情况下的接收灵敏度。如下表所示: 5.3.2.2、计算反向链路预算在了解了NODE B (基站的接收灵敏度后,只要知道3 G 终端(比如手机的最大发射功率,我们就可以计算出反向链路的最大预算。根据3GPP TS 25.104规范我们知道,WCDMA 的终端技术指标为: 频率:1920MHz-1980MHz最大发射功率:等级1,2,3,4分别对应33dBm ,27dBm ,24dBm ,21dBm 最小可控输出功率:低于-50 dBm但是,在计算之前,我们必须考虑到负荷因子的影响,由于WCDMA 系统是同频系统,多用户存在情况下,基站的整体底噪声会相

32、应提高。按50%负荷情况考虑,取3dB 余量。进行一下简单的减法运算,我们得到了反向链路预算12.2K 1% 64K 1% 144K1% 384K1% 接收灵敏度数据率 BLER T 无接收分集19.1 108-25+7= -106.9dBm 15.9108-17.8+7= -102.9dBm 15.0-108-14.2+7= -100.2 dBm 15.5-108-10+7= -95.5dBm 10%10.8-108-14.2+7= -104.4dBm 11.2-108-10+7= -99.3dBm多径环境1 无接收分集 15.0-108-25+7= -111dBm 12.3-108-17.

33、8+7= -106.5dBm 11.5-108-14.2+7= -103.7dBm 12.1-108-10+7= -98.9dBm 8.2-108-14.2+7= -107dBm 8.7-108-10+7= -102.3dBm10%多径环境2考虑50%负荷3dB 余量,手机按2级功率计算,按多径环境1考虑可得:右表即为不同业务类型下的反向链路预算值,可以看到CS12.2K 和PS384K 两种业务的上行链路预算存在10dB 的差值。5.3.2.3、下行链路预算WCDMA 是上行受限系统,因此我们不必过多地分析下行链路,无论话务信道DPCH 或是手机接收灵敏度的值大小如何,我们可以认为只要反向链

34、路预算能够保证基站正确接收信号,那么前向链路就不会有任何问题。因此,前向链路预算可以与反向链路预算相同。5.3.2.4、边缘覆盖场强在得到了前向链路预算后,简单地将CPICH 功率(参见5.3.1、基站/直放站/RRU 的设计界面与前向链路预算相减,即得到了边缘覆盖场强,即RSCP_CPICH 。如右表。综合考虑并参考多方面资料,建议标准覆盖场强如下图所示,分为好、中、差3个覆盖级别。CS12.2K 130.9dB CS64K 126.6dB PS 64K PS 144K 124.2dB PS384K119.5dB上行链路预算 业务类型室内多径环境CS12.2K -97.9dBm CS64K

35、-93.6dBm PS 64K PS 144K -91.2dBm PS384K-86.5dBm最小覆盖电平(RSCP 业务类型室内多径环境 5.3.3、室内天线输出功率上限WCDMA 系统是自干扰系统,小区容量和系统噪声电平的高低有直接的关系。从3GPP TS 25.104我们已经知道WCDMA 终端最小可控输出功率低于-50 dBm ,而NODE B 在CS12.2K 业务时的接收灵敏度为-111dBm (参见5.3.2.1、计算NODE B 反向链路接收灵敏度,那么可以知道NODE B 和WCDMA 终端的最小链路损耗值不应该低于61dB 。考虑到室内分布系统中人员活动规律,工程中按手机用

36、户到室内天线的距离不小于1米计算,即最小空间链路损耗按35dB 计算。那么可以知道分布系统线路损耗应不低于26dB ,考虑3dB 余量,室内天线到基站的分布系统线路损耗最小为29dB ,按下行链路CPICH 功率为33dBm 计算,可知室内天线的功率上限为+4dBm 。RSCP (dBmEc/Io (dB Low coverage ( Ec/Io < -12.8 or RSCP < -97 -12.8Medium2 (-12.8 <= Ec/Io < -10.8 ANDRSCP >= -97-10.8RSCP >= -92-8.8High (RSCP >

37、;= -87 AND Ec/Io >= -8.8-87-92-97 Medium1 反向链路-50dBm33dBm4dBm在一些特殊场合地点,如展览馆、电梯井道内,由于手机用户的位置或存在较大的屏蔽损耗,室内天线到手机用户的最小空间损耗大于35dB ,此时可适当提高室内天线的输出功率上限,只要遵循64dB 的最小链路损耗原则即可。 5.3.4、反向链路验算 5.3.4.1、ROT 公式请牢记下面的公式:式中:设因噪声的引入使基站接收机等效热噪声电平升高的值为ROT(Raise Over Thermal ,设噪声注入余量为NIM (Noise Injection Margin ,其意义为基

38、站热噪声电平与基站接收端等效引入噪声电平之差,即:NIM= Nbts -Nrep_in举例如下:a 、WCDMA 基站热噪声电平为: -108dBm (3.84M 白噪声b 、安装了两个干放,经过计算后两个干放到达基站的噪声电平分别为-113dBm 和-109dBm ;c 、从公式定义可知:NIM 1 = -5dB ;NIM 2= -1dB ;代入公式可得:d 、可知:ROT 为3.24dB ,即基站的热噪声电平升高了3.24dB ,为-104.76dB 。5.3.4.2、建立反向链路模型找出原理图中所有干线放大器,并按下图建立模型:10(10101log(10ROT 10NIM (10NIM

39、 (10NIM (N21+×=10101log(10ROT 101(105(+×=79433.0316227.01log(10ROT +×=dB24.3ROT =图中:LC 是从基站到干线放大器的前向链路损耗,用基站输出功率电平减去干放入口功率电平即得;LA 是从干放到室内覆盖边缘的前向链路损耗,用干放输出功率电平减去边缘最小场强电平即得;GU 是干线放大器的上行增益,通常设置低于下行增益5dB 。 5.3.4.3、计算反向链路余量已经知道WCDMA 手机的发射功率最大为33dBm (参见3GPP TS 25.104,但参考信产部外场测试资料,一般按27dBm 计

40、算。而基站的接收灵敏度按最高要求考虑,即PS384K 业务,1%BLER 考虑为-95.5dBm (也可根据运营商BLER 要求和实际覆盖情况调整。设反向链路余量为Br (未考虑基站底噪声抬高 则:Br = 27- LA + GU LC + 95.5 5.3.4.4、计算基站热噪声功率电平首先计算NIM (噪声注入余量,注意这里需要考虑干线放大器的噪声系数,设噪声系数为Nf每条链路分别计算: 。 。 NIM1= GU1 - LC1 +Nf ; NIM2= GU2 LC2 +Nf ; 以此类推。 代入公式计算出ROT 值。 5.3.4.5、验算反向链路余量按照上面几步计算,已经知道了Br ,由于

41、多用户的存在,还需要考虑负荷因子,一般50%按3dB ;75%按6dB 考虑(可询问网络优化人员相应基站配置考虑,默认取3dB 。则:Br ROT 3 0反向链路余量必须大于0,否则覆盖效果不能保证。大于0即意味系统设计反向链路满足要求。如果小于0,那意味链路设计有问题,需要调整LA 或GU 来解决。通常反向链路余量在6dB 以上最好。 5.3.5、WCDMA 室内无线信号传播模型理论研究表明,无线信号室内环境中的损耗值与10*log10(d成正比,可以用公式表示如下:AF d (log *10*n dB (PL 10+=其中:PL(dB是我们需要预测的离天线距离为d 处的损耗值,单位是dB

42、;d 是到天线的距离,单位是米;AF 是由各种不同传播情况引入的衰减因子,单位是dB ; n 为同层衰减指数。5.3.5.1信号预测方法一由于目前3G 网络属于实验阶段,对于3G 信号的室内模型参数尚未总结出来,我们列出与3G 频段较接近的PHS 室内传播模型作为参考,加上适当的修正量作为设计3G 信号覆盖计算的参考依据。由于PHS 系统室内无线信号传播受建筑材料、楼层结构等因素影响非常大,10(10101log(10ROT 10NIM (10NIM (10NIM (N21+×=不同楼层间的具体情况可能千差万别,因此定义了5种基本传播情况: 开阔空间传播模型(红色穿过22mm 砖墙的

43、传播模型(绿色 走廊拐角处信号传播模型(黑色 信号沿着狭窄走廊传播模型(粉紫色 隔层无线信号传播模型(蓝色针对室内传播的特殊性,我们进行了大量的研究和试验,得到PHS 室内无线信号传播衰减模型如下图所示。示意图中,横坐标为距离d ,纵坐标为根据公式AF d n dB PL +=(log *10*(10 计算得出的损耗值,这样使距离和损耗之间的对应关系更直观。 模型中给出的是平均预测值,实际测量值会有一定的误差。该模型是基于大量实测数据的拟合结果,它还可以通过更多的实验得到进一步的丰富和优化。在设计中,根据楼层的结构,采用不同的模型就可以对室内传播损耗进行预测,从而完成上下行链路计算,得到精确的

44、室内覆盖区域场强预测。 5.3.5.2信号预测方法二由于目前WCDMA 网络基本上是由GSM 系统升级改造完成,根据一般测试的经验汇总,当WCDMA 与GSM 信号在同一位置天线以相同功率电平发射时,在天线位置5米外,WCDMA 信号室内传播损耗较GSM 信号高78dB 。在穿透明显障碍物(如钢筋混凝土墙时,WCMDA 信号衰减值较GSM 信号高开阔空间传播模型(深红色穿过22mm 砖墙的传播模型(绿色走廊拐角处信号传播模型(黑色信号沿着狭窄走廊的传播模型23dB 。在具备GSM 室内信号衰减测试条件的建设项目中,可参考以上数值来预测WCDMA 信号的室内传播损耗。 5.3.6、2G 系统升级

45、改造设计原则中国移动已将室内覆盖作为衡量网络覆盖质量的一个重要指标。从2000年起国内各移动公司开始了大规模的建设及优化,目前国内的室内覆盖已经非常完善。目前中国移动各分公司在各地的室内分布系统现状如下:信源部分:宏蜂窝/微蜂窝/直放站;分布系统:无源天馈结合干线放大器(电分布为主; 承载业务:GSM/GPRS 系统,少量DCS 和WLAN 系统。在这样的情况下,为节约3G 室内分布系统的建设成本,3G 与2G 系统共站址/机房、共天馈、共室内布线系统无疑是最合理演进策略。 5.3.6.1、确认更换器件种类EGSM 系统的工作频段:885960MHz ; DCS1800M 系统工作频段:178

46、51880MHz ; WCDMA 系统工作频段:19202170MHz ; WLAN 系统工作频段:24002483.5MHz ;根据室内分布系统的承载业务检查当前无源器件是否满足频段要求,确定更换器件种类。5.3.6.2、无源器件损耗计算馈线的损耗随频率的增高而变大,不同型号的馈线在不同频段的损耗参见下表:宽频段无源器件在支持频段内的损耗可视为相同,如两功分在900M 频段的7.0dB6.1dB3.9dB7/8馈线12.1dB 10.7dB 6.9dB 1/2馈线 约21dB 约18dB 11.1dB 10D 馈线约26dB 约23dB 14.0dB 8D 馈线 2400MHz 2000MH

47、z 900MHz损耗为3.2dB,那么2200M频段的损耗也可按照3.2dB计算。5.3.6.3、合路点总体来说,2G/3G兼容室内分布系统的设计目的是通过2G/3G系统共用无源器件和馈线以及室内天线来降低系统造价和减少工程实施量。为了实现这个目的,2G/3G需要使用合路器件将两个以上的不同频段信号合路进入无源器件、馈线和室内天线组成的布线系统。如下图所示: 图中将GSM信源和WCDMA信源两路信号合路成一路信号输出的器件就是合路器。我们称之为一个合路点。合路点成立的基本条件:a、合路器可以合路多路信号,如GSM/DCS/WCDMA合路器,但合路器件的选择必须保证不同系统频段一一对应,同时合路

48、器不同端口间的隔离度满足干扰规避要求。b、合路点后的布线系统必须满足宽频段要求。5.3.6.4、合路前网络(布线系统由于不同系统信源输出功率、基站容量等差异,造成2G/3G室内分布系统中不同系统的有源器件(如基站、干线放大器数目不相同;或者小区数目不相同,如某楼宇可能会设计2个GSM小区,1个WCDMA小区或20个AP;或者不同系统要求覆盖的区域不完全相同,这样合路点的数量就会相应增加,为了不同系统间的合路点功率和位置能够满足设计要求,有必要敷设针对单系统的合路前网络,如下图所示: 图中WCDMA信源到各个合路点前需要敷设各个楼层的馈线和无源功率分配器件。这些必要的新增部分,我们称之为合路前网

49、络。5.3.6.5、合路基本原则a、同级合路点不能出现在同一条路由上,如果必须出现,须反接合路器将信号分路;如下图所示: b、合路点后不同天线的馈线路由长度差造成损耗差值不能超过4dB;正常设计目的下,为了保证天线覆盖半径接近,场强覆盖电平均匀,一般要求室内天线口功率电平差值不大于4dB。在已经设计好的2G系统内,通过等功率和不等功率的无源器件,通常该电平差值控制在4dB以内,但由于馈线的损耗随频率的升高而增大,那么合路点后的3G信号到达室内天线的功率电平差可能会大于4dB。为了保证3G信号的覆盖场强均匀,那么必须要控制合路点后馈线的长度差值(因为无源器件在不同频段的损耗值相同,从上面的馈线损

50、耗表可以算出: 2G和3G信号不同馈线百米损耗差值为:1/2英寸馈线:4dB/100米;7/8英寸馈线:2dB/100米。为了保证天线功率口电平接近,选择合适的合路点是非常重要的,可以按以下步骤进行:大致确定合路点位置;计算合路点位置后所有天线的最大/最小功率电平差值;计算合路点位置后所有天线的最大/最小馈线长度差值以及馈线的类型;4dB原则验证,如果有余量,可以适当提前合路点位置。如果没有余量,需要适当挪后合路点位置。也可以适当调整无源功率分配器件型号和馈线类型。举例如下:若某GSM900覆盖系统815层天线口功率电平基本接近,其它条件满足的前提下,我们拟在8层增加WCDMA信号合路点,按以

51、上步骤分别检查原理图可知:815层天线口功率电平最大最小差值为1dB;馈线最长和最短差值为70米,均为1/2英寸馈线。那么可以知道,升级为WCDMA系统后,馈线长度差值带来的功率电平差值为70×0.04=2.8dB,那么总功率电平差值为2.8dB+1dB=3.8dB。满足4dB 原则。可以在该点合路。若其它条件不变,但馈线最长和最短差值为150米,那么可知,总功率电平差值为150×0.04dB+1dB=7dB。不满足4dB原则。不可以在该点合路,或需要将最长馈线更换为7/8英寸馈线,近似得到,总功率电平差值为150×0.02dB+1dB=4dB,满足4dB原则。c

52、、合路点前的3G网络需要单独布放,在合路前网络的投资(馈线+功率分配器件和合路器件和合路后信号功率电平均匀和灵活性上要平衡考虑;d、对于长馈线,合路点应尽量靠近信源,利用原有馈线完成3G信号的传输,再使用分路加放大器的解决方法。如某分布系统使用了一段长馈线,为了完成合路有以下两种方案选择:方案一:先合路再分路的方式 方案二:一次合路方式 前一个方案使用了3个合路器,但少敷设了一段长馈线,后一个方案使用了1个合路器,但需要多敷设了一段长馈线。需要在设备价格和工程难度方面平衡考虑。6、施工规范:在进行现场施工时应满足以下施工规范6.1基站安装:按照设计方案内容,在目标建筑物内的合适地点安装室内基站

53、;基站尽量安装在馈线走线的线井内,安装位置应便于调测、维护和散热需要;基站安装位置确保无强电、强磁和强腐蚀性设备的干扰;基站安装时应用相应的安装件进行牢固固定;基站安装正确、牢固、无损伤、掉漆的现象;基站电源放置于不易触摸到的安全位置。6.2.室内天线安装:天线的安装位置符合设计文件(方案的规定;天线的安装必须牢固、美观、并且不破坏室内整体环境;安装天线时应戴干净手套操作,保证天线的清洁干净;天线固定:吸顶式天线,可以固定安装在天花或天花吊顶下,保证天线水平美观,并且不破坏室内整体环境。如果天花吊顶为石膏板,还可以将天线安装在天花吊顶内,但必须对天线做牢固固定,不能任意摆放在天花吊顶内,并在天

54、线附近须留有生口位。而且尽量避开天花板上强电管道、监控管线和风机盘管等;挂墙式天线,必须牢固安装在墙上,保证天线垂直美观,不破坏室内整体环境;6.3.馈线及相关设施馈线布放:馈线必须按照设计文件(方案的要求布放,要求走线牢固、美观,不得有交叉、扭曲、裂损情况;当跳线或馈线需要弯曲布放时,要求弯曲角保持圆滑,其一次性弯曲的半径不小于70mm,二次弯曲的半径不小于210mm。馈线所经过的线井应为电气管井,不能使用风管或水管管井;馈线尽量避免与强电高压管道和消防管道一起布放走线,确保无强电、强磁的干扰;馈线尽量在线井和天花吊顶中布放,必须走线槽。无法走线槽的地方须套金属软管或PVC软管,并用扎带进行

55、牢固固定,竖井内线缆垂度要通过扎带来绑扎;馈线的连接头都必须牢固安装接触良好,并做防水密封处理;馈线在天花板或井道里通过时,如果已经做接头需把接头封好以免有污物进入接头;馈线每隔1.5-2米进行一次绑扎固定;馈线盘要顺势放,不能强行拉直,以免扭曲内导体;与设备相连的跳线或馈线应用线码或馈线夹进行牢固固定。在施工完成后,对馈缆进行驻波比测试,要求小于1.4。走线管:对于不在机房、线井和天花吊顶中布放的馈线,应套用PVC管,要求所有走线管布放整齐美观,其转弯处要使用转弯接头连接;走线管应尽量靠墙布放,并用线码或馈线夹进行牢固固定,其固定间距应能保证走线不出现交叉和空中飞线的现象;若走线管无法靠墙布

56、放(如地下停车场,馈线走线管可与其他线管一起走线,并用扎带与其他线管固定;馈线进出口的墙孔应用防水、阻燃的材料进行密封。6.4 无源器件、有源器件的安装:有源器件的安装:设备安装位置应符合设计方案;安装位置应便于调测、维护和散热;安装位置附近确保无强电、强磁、强腐蚀性设备;安装时用相应安装件牢固固定;所有设备单元应安装正确、牢固、无损伤、掉漆现象;设备电源插板应放置于不易触摸到的安全位置;设备必须接地。无源器件的安装:器件安装中必须统一安装在建筑物各层的弱电间内,以方便维护。器件应用扎带、固定件牢固固定,不允许悬空无固定放置;器件安装时必须按设计型号安装,接头一定要拧紧,两端必须固定好,不允许悬空固定放置,不允许放置室外,两端电缆的弯度不小