直放站在移动通信网络中的地位及作用-深圳国人_图文

1、 直放站在移动通信网络中的应用深圳国人通信有限公司总工程师丁天文1 主要内容:4. 直放站应用中值得注意的问题5 . 值得关注的新型用法6 . 保证网络质量的措施2 1.1 直放站的发展直放站使用的目的是延伸和扩大覆盖直放站已成为网络覆盖中的重要设备直放站已在大量应用并取得明显效果直放站增加了无线电波的传播复杂性直放站设备性能指标已大大提升直放站的应用及认识水平显著提高3 1.1 直放站的发展直放站首先使用在微波接力通信作为长距离跨接的辅助传输手段使用直放站在移动通信首先使用在模拟移动电话中GSM通信网络首先采用了直放站作为辅助覆盖手段大规模使用直放站源自于CDMA网络建设直放站已经成为移动通

2、信网不可缺少的组成部分4 200年时型号核准证只有不到10张近5年有效的各种直放站型号核准证约为750张通过型号核准的直放站生产厂家已有300个国内外许多知名厂家纷纷加入这一行列直放站生产出现规模化、专业化5 根据直放站系列产品的特点移动通信系统的需求不同的地理环境及应用场合系统的不同解决方案6 直放站的应用室外应用,室内应用直放站的类型同频无线直放站光纤接入直放站移频无线直放站基站放大器等室内分布信号放大器7同频无线直放站安装示意图一般选用方向性好、波瓣窄、前后比性能好的定向天线。如栅格抛物型天线、背射天线、平板天线等。施主天线重发天线1525米5米一般选用覆盖性能好、扇波束、前后比性能好的

3、覆盖天线。如角反射天线、平板天线等。8基站TX/RX光纤直放站应用示意图衰减器30dB耦合器光纤直放站接入端机光纤直放站覆盖端机光纤传输距离不大于20公里使用中认为比较稳定的直放站,光纤将基站信号连入直放站,信号源比较纯净,一般不容易对大网形成干扰910基站使用频率F1移频无线直放站应用工作示意图移频直放站接入端机移频直放站覆盖端机基站重发天线传输天线传输天线移频传输距离不大于15公里移频传输频率F2移频直放站覆盖频率F1没有光纤资源时,可采用移频无线直放站。移频传输的频率与整个网络使用的频率无关,因此,不会增加对大网的干扰信号基站设备基站原覆盖区域扩大的基站覆盖区域基站放大器设备基站放大器用

4、于郊区、偏远山区、的基站扩大覆盖区域基站放大器应用示意图1112信号源功分器耦合器电缆分布天线功分器室内分布放大器应用示意图室内分布放大器 设计是直放站应用中关键的第一步安装是保证应用的重要环节调测是对工程和技术保障的考验验收是直放站能否入网的关口13 3.1 直放站设计要解决的问题设计的依据是什么经验、投诉、网优的建议、勘测的结果。设计涉及到的内容站址的选择:对同频无线直放站尤其重要。天线的类型及安装位置:据覆盖要求。施主信号的选取:哪个基站,是否污染。设计必须提供完整的设计报告设计应该得到批复,是施工的依据。14 直放站设计中的两个关键问题一是如何确定施主信号引自哪个基站;保证指标的措施;

5、以信号质量来确定主用频率。二是如何保证隔离度(对同频无线直放站天线类型;天线性能指标;天线间的距离(水平和垂直;天线的方位角。Ih=22.0+20log10(d/-(Gd+Gr+(Xd+Xr+C15 3.2 直放站安装中的注意事项安装是设计的具体体现除非必要,不要随意改动设计。安装中碰到的问题物业协调,安装工艺,不要忽视细节。施主天线和重发天线的安装一定要按照要求如果达不到要求,很可能出现隐患。16 3.3 直放站调测中的主要指标施主基站的信号是否达到要求上行底噪是否被控制有自激产生的可能吗隔离度是否满足要求功放是否工作在线形区域内上下行增益是否平衡17 直放站设备应用中指标调测的四个重要原则

6、信号引入看纯净度上行信号调整看底部噪声下行信号调整看功放线性天线安装看隔离度18 (1 信号引入看纯净度引入施主信号的纯净度是直放站应用成功的关键,无线同频直放站尤其应该注意引入信号的纯净度。移动通信网络对信号的质量均有明确要求直放站类型信号引入方式施主信号纯净度无线同频直放站空间引入易受干扰光纤直放站基站直接引入比较纯净移频直放站基站直接引入比较纯净19 G网信号的纯净度要求:频域选择C网信号的纯净度要求:频域/码域选择PHS网信号的纯净度要求:频域/时域选择SCDMA网信号的纯净度要求:频域/时域选择集群网信号的纯净度要求:频域选择WCDMA信号的纯净度要求:频域/码域选择TD-SCDMA

7、信号的纯净度要求:频域/时域选择2021RF基站基站基站正确的安装位置错误的安装位置 22(2上行信号调整看底部噪声静态噪声及计算输入端:Pin=K·T0·B 式中: K 为波尔兹曼常数:1.3810-23 ·W/Hz ·K T0为绝对温度2900KB 为设备带宽输出端:Pout= Pin+Gr+F噪声功率输入Pin 直放站增益Gr 直放站噪声系数F底部噪声=静态噪声+动态噪声动态噪声外部的环境噪声自然噪声人为噪声自然噪声大气、太阳、银河噪声等人为噪声电力线、汽车发动机、工业设备等 两种信号引入方式底噪的比较接入方式噪声限制插入损耗附加损耗底噪控制无线接

8、入<-120dBm 90dB(有效路径损耗<-30dBm 有线接入<-120dBm 50dB(耦合基站信号 0dB <-70dBm2324-100-90-80-70-60-50-40-30-20Ref Level : 0.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1M2Spectrum AnalyzerADate: 12/26/2003Time: 01:03:56RBW: -VBW: -Detection: Pos. PeakCF: 897.5 MHz SPAN: 35.0 MHzAttenuation: 0 dBd B mFrequency (880.0 -

9、 915.0 MHzM1: -27.44 dBm 893.509 MHz M2: -22.92 dBm 908.86 MHzGSM 室内机底噪图本机设备底噪功放噪声25-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20860870880890900910920930940950960Ref Level : -20.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1M2Spectrum Analyzer圣德拉大酒店上行频谱图2Model: MS2711B Serial #: 00209054Date: 04/26/2002Time: 00:29:44Average:25

10、RBW: 1 MHz VBW: 300 kHz Detection: AverageCF: 912.0 MHz SPAN: 100.0 MHz Attenuation: 10 dB d B mFrequency (862.0 - 962.0 MHzM1: -35.66 dBm 909.368 MHz M2: -30.92 dBm 915.885 MHzGSM 室内机底噪图本机设备底噪功放噪声白噪声26CDMA室内机(宽带底噪图-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30810815820825830835840845850855Ref Level : -30.0

11、dBmdB / Div : 10.0 dB M1Spectrum AnalyzerJX-DZModel: MS2711BSerial #: 00209018Date: 04/24/2002Time: 14:36:33RBW: 1 MHz VBW: 30 kHz Detection: Pos. Peak CF: 833.49 MHz SPAN: 50.0 MHz Attenuation: 0 dB d B mFrequency (808.49 -858.49 MHzM1: -52.02 dBm 830.169 MHzCDMA室内机(宽带底噪图本机设备底噪功放噪声白噪声无线直放站施主天线端口底部噪

12、声:P L无线直放站重发天线端口使用便携式频谱仪-130-120-110-100-90-80-70-60-50-403-0:-M1Spectrum Analyzer频谱测量图无线射频直放站底部噪声的测量底部噪声(P L=-120dBm+有效路径损耗(R LR L=基站机顶发射功率-直放站接收功率底部噪声27无线直放站施主天线端口底部噪声:P L无线直放站重发天线端口底部噪声Gr+P L使用便携式频谱仪干线放大器施主天线端口底部噪声Gr+P L+LGr=光纤直放站增益L=分布线缆有效路径损耗无线射频直放站+分布系统底部噪声的测量2829移频直放站覆盖端重发天线口底部噪声Gr1+P L+L+Gr2

13、Gr1=接入端机增益Gr2=覆盖端机增益L=移频传输有效路径损耗重发天线移频直放站接入端机基站传输天线传输天线接入衰减移频直放站接入端施主信号接入口底部噪声:P L移频直放站传输天线端口底部噪声Gr1+P L移频直放站覆盖端传输天线口底部噪声Gr1+P L+L移频直放站底部噪声的测量 (3 下行信号调整看功放线性下行信号的调整取决于接入信号的功率和下行的增益,只有当下行输入的信号同增益匹配时,才会使直放站的功放输出是线性信号3031直放站在移动通信网络中的应用功放饱和频谱-90-80-70-60-50-40-30-20-10010870872874876878880882884886888Re

14、f Level : 10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1Spectrum AnalyzerZXS825Model: MS2711A Serial #: 00125130Date: 01/24/2002Time: 20:02:31RBW: 1 MHz VBW: 30 kHz Detection: Pos. PeakCF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 10 dB d B mFrequency (868.5 - 888.5 MHzM1: -9.34 dBm 878.525 MHz正常信号谱-100-90-80-70-60-50-

15、40-30-20-100870872874876878880882884886888Ref Level : 0.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1Spectrum AnalyzerZXS8Model: MS2711A Serial #: 00125130Date: 01/24/2002Time: 19:37:02RBW: 1 MHz VBW: 30 kHz Detection: Pos. PeakCF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 0 dBd B mFrequency (868.5 - 888.5 MHzM1: -18.22

16、dBm 878.525 MHz功放饱和输出谱32直放站在移动通信网络中的应用降低设备内部增益,减少非线形噪声,提高信号质量-90-80-70-60-50-40-30-20874876878880882884886888Ref Level : 10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1M2Spectrum AnalyzerZXS830Model: MS2711ASerial #: 00125130Date: 01/24/2002Time: 20:03:26RBW: 1 MHz VBW: 30 kHzDetection: Pos. PeakCF: 878.5 MHz SPAN:

17、20.0 MHzAttenuation: 10 dB d B mFrequency (868.5 - 888.5 MHzM1: -78.07 dBm 868.55 MHz M2: -78.07 dBm 868.55 MHz-90-80-70-60-50-40-30-20-1010870872874876878880882884886888Ref Level : 10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1Spectrum AnalyzerZXS825Model: MS2711A Serial #: 00125130Date: 01/24/2002Time: 20:02:31RB

18、W: 1 MHz VBW: 30 kHz Detection: Pos. PeakCF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 10 dB d B mFrequency (868.5 - 888.5 MHzM1: -9.34 dBm 878.525 MHz-90-80-70-60-50-40-30-20-10010870872874876878880882884886888Ref Level : 10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1M2Spectrum AnalyzerZXS820Model: MS2711ASerial #: 00

19、125130Date: 01/24/2002Time: 20:02:57RBW: 1 MHzVBW: 30 kHz Detection: Pos. PeakCF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHzAttenuation: 10 dB d B mFrequency (868.5 - 888.5 MHzM1: -77.17 dBm 868.55 MHz M2: -77.17 dBm 868.55 MHz降低设备内部增益,减少非线形噪声,提高信号质量降低20dB增益降低30dB增益降低25dB增益调测方向33直放站在移动通信网络中的应用-90-80-70-60-50-40-30-20

20、-10010870872874876878880882884886888Ref Level : 10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1Spectrum AnalyzerZXS825Model: MS2711A Serial #: 00125130Date: 01/24/2002Time: 20:02:31RBW: 1 MHz VBW: 30 kHz Detection: Pos. PeakCF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 10 dB d B mFrequency (868.5 - 888.5 MHzM1: -9.34 dB

21、m 878.525 MHz正常信号-100-90-80-70-60-50-40-30-20-100870872874876878880882884886888Ref Level : 0.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1Spectrum AnalyzerVVXModel: MS2711A Serial #: 00139005Date: 01/17/2002Time: 20:21:48RBW: 1 MHz VBW: 30 kHz Detection: Pos. PeakCF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 0 dBd B mFre

22、quency (868.5 - 888.5 MHzM1: -20.53 dBm 878.575 MHz前端饱和顶部失真前端饱和信号频谱34直放站在移动通信网络中的应用增加串入衰减器,降低噪声,提高信号质量-90-80-70-60-50-40-30-20874876878880882884886888Ref Level : 10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1M2Spectrum AnalyzerZD420Model: MS2711ASerial #: 00125130Date: 01/24/2002Time: 23:12:02RBW: 1 MHz VBW: 30 kHz

23、Detection: Pos. PeakCF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 20 dB d B mFrequency (868.5 - 888.5 MHzM1: -67.98 dBm 868.5 MHzM2: -67.98 dBm 868.5 MHz-90-80-70-60-50-40-30-20-10010870872874876878880882884886888Ref Level : 10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1M2Spectrum AnalyzerZD318Model: MS2711ASerial #: 0

24、0125130Date: 01/24/2002Time: 23:02:42RBW: 1 MHz VBW: 30 kHzDetection: Pos. Peak CF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHz Attenuation: 20 dBd B mFrequency (868.5 - 888.5 MHzM1: -68.62 dBm 868.5 MHzM2: -68.62 dBm 868.5 MHz-90-80-70-60-50-40-30-20874876878880882884886888Ref Level : 10.0 dBm dB / Div : 10.0 dB M1M2

25、Spectrum AnalyzerZD410Model: MS2711ASerial #: 00125130Date: 01/24/2002Time: 23:10:22RBW: 1 MHzVBW: 30 kHz Detection: Pos. Peak CF: 878.5 MHz SPAN: 20.0 MHzAttenuation: 20 dB d B mFrequency (868.5 - 888.5 MHzM1: -69.48 dBm 868.5 MHz M2: -69.48 dBm 868.5 MHz增加串入衰减器,降低噪声,提高信号质量加入10dB衰减器加入20dB衰减器加入15dB衰

26、减器调测方向直放站在移动通信网络中的应用(4 天线安装看隔离度隔离度为直放站输入端口信号对输出端口信号的衰减度同频无线直放站的隔离度尤其重要,只有当增益<隔离度-15dB时,系统才不会自激3536隔离度-15(dB>增益工程现场隔离度及检测频谱测试仪(带信号源信号发送(xdBm信号接收(ydBm隔离度I = x + y(dB施主天线重发天线重发天线口施主天线口天线的安装方式及隔离度值范围垂直安装方式施主天线重发天线1525米5米距离(米隔离度(dB5 7410 8615 9320 9825 10230 10535 1083738天线的安装方式及隔离度值范围水平安装方式重发天线施主天

27、线25米距离(米隔离度(dB 自激信号及影响自激信号产生的原因是由于隔离度不够或者增益太大自激信号特点:幅度可达最大输出频率范围在信号带内设备自激/外环自激/临界自激/环境自激/3940上行通道下行通道LNA LNAPA PA下行频率F1上行频率F2自激信号产生原理图 4、直放站应用中值得注意的问题注意四个基本原则,直放站的干扰就可以被控制住。真正用好直放站,考虑因素有:设备的制作水平,性能指标的情况,外界的干扰等。工程环节,工程包括从勘测、设计、安装、调测、开通、验收、交付直到维护的全过程。41 42在直放站应用上还有问题需要澄清,一些争议需加以注意。4.1 功率现在应用中的功率越来越大,室

28、外应用已经提出30W的需求,室内信号干放已经达到10W。结果造成,网络易受干扰,设备难以制作,影响可靠性,已经背离了直放站应用的特性。功率大,增益高,杂散信号强度大,可能会对其它网络造成干扰。建议:无线直放站,最大功率不超过10W。光纤移频直放站,最大功率不超过20W。室内分布放大器,最大功率不超过5W。 4.2 兼容覆盖问题移动通信信号:GSM信号、CDMA信号、PHS信号、SCDMA信号、数字集群信号、手机电视信号、3G信号、频率覆盖有450/800/1400/1800/1900/2000MHz兼容覆盖问题,必须认真对待。43 (1利用POI建设一个开放的室内分布系统。POI:合路平台解决多个信号在同一个建筑物内兼容覆盖问题。有源及无源设备,合路及传输信号分离、上下行分离的合路方案需要统一的转换标准4445上/下行分离方案POI 内部示意联通CDMA800联通GSM900移动GSM900移动DCS1800800M-1880M 上行GSM-U 上行CDMA 上