移动通信中继系统选编课件

移动通信中继系统

京信通信系统

2007.3移动通信中继系统京信通信系统改善或扩大无线信号覆盖的方案

目前国际上流行的各类方案

1.无线直放站

2.光纤直放站

3.移频直放站

4.基站放大器

5.室内信号分布系统

改善或扩大无线信号覆盖的方案各种方案应用归类覆盖类别采用覆盖方法满足接收信号电平的村镇、小区、道路无线直放站满足接收信号电平，但无法满足隔离度移频直放站无法接收基站信号的村镇、小区光纤直放站提升BTS输出功率，扩大覆盖范围基站放大器、塔顶放大器建筑物内：地铁、商场、酒店通话密度一般室内信号分布系统通话密度很高微（宏）蜂窝+室内信号分布系统各种方案应用归类覆盖类别采用覆盖方法满足接收信号电平的村镇、移动通信中继系统的概念1.无线直放站的基本概念MSBS中继转发Repeater移动通信中继系统的概念1.无线直放站的基本概念MSBS移动通信中继系统的概念2.移频直放站的基本概念近端远端MSBTSF2:1800MHZF1:900MHZF1:900MHZ移动通信中继系统的概念2.移频直放站的基本概念近端远端移动通信中继系统的概念3.光纤直放站的基本概念中继端覆盖端光纤MSBTS移动通信中继系统的概念3.光纤直放站的基本概念中继端覆直放站的用途1.安装简单，能快速扩大网络覆盖。2.提升话务量，提高基站设备的利用率。3.盲区覆盖，改善现有网络的覆盖质量。4.以较低成本扩大覆盖范围。5.话务分流。直放站的用途1.安装简单，能快速扩大网络覆盖。常用的几种直放站无线直放站移频直放站光纤直放站微蜂窝外置功放无线直放站太阳能供电系统常用的几种直放站无线直放站无线直放站的特点与安装要求特点A.采用空间信号直放方式B.输出信号频率与输入信号频率相同，透明信道C.转发天线一般采用定向天线D.工程选点需考虑收发天线的隔离E.增益一般在85~100dBF.输出功率一般在30~33dBm/CH安装要求A.安装点能接收到空间基本的通话信号B.安装点能满足收发天线的隔离要求无线直放站的特点与安装要求特点无线直放站BSCombaFoutFinFin=Fout无线直放站BSCombaFoutFinFin=F无线直放站

无线直放站从其对无线信号的选择方式分，可分为频段选频方式和载波选频方式。无线直放站无线直放站从其对无线信号的选择方式分，可分中频频段选频直放站原理框图

腔体滤波器确定最大工作带宽实际工作频段可由频段选频单元现场或远程设定（2M~19M或2M~6M可调）LANPAPALANATTATT监控单元NoteBookDTMT232接口中频频段选频直放站原理框图腔体滤波器确定最大工作带宽LAN

中频滤波器通带特性腔体滤波器通带特性中频滤波器与腔体滤波器矩形系数中频滤波器通带特性腔体滤波器通带特性中频滤波器与腔体滤波载波选频式直放站的特点载波选频方式（窄带选频）只对工作频段内指定的信号（载波）进行选频放大（GSM带宽200kHz），对其它无关的载波信号则滤除抑制。独立功放每载波均采用独立的功放模块对信号进行放大，避免了宽带放大器产生的交调。载波选频式直放站的特点载波选频方式（窄带选频）载波选频式GSM无线直放站BSMS下行载波选频单元fd上行载波选频单元fufu200KHzfu200KHzfdf0f1fdf2f3载波选频式GSM无线直放站BSMS下行载波选频单元fd上行载载波选频式直放站MT5W功放LNANoteBook232接口

滤波器DOWNLINK电调二功分器3dB电桥RC2DUP2LNADUP1DTRC1UPLINK监控单元CardPhone选频模块选频模块选频模块选频模块双载波功放双载波功放载波选频式直放站MT5W功放LNANoteBook232直放站远端集中监控系统声光报警服务器NT和SQLServer或UNIX和SYBASE通信工作站多串口前端无线Moden有线ModenPSTNGSM移动网有线ModenRA-1000中继端1光纤RA-1000覆盖端RA-1000覆盖端••••••无线Moden无线Moden无线Moden••••••RA-1000中继端m光纤RA-1000覆盖端RA-9110C覆盖端••••••R-9122直放站nR-9122直放站1••••••无线Moden直放站远端集中监控系统声光报警服务器NT和SQLSe无线直放站的双波束应用无线直放站的设计分单波束、双波束，根据覆盖区域的需要进行单个方向、双向的覆盖，实现其使用的灵活性。BSMS主机无线直放站的双波束应用无线直放站的设计分单波束、双波束，根据无线直放站的双波束应用BTS

公路COMBA无线直放站的双波束应用BTS公COM无线直放站的外观无线直放站的外观移频直放站MSBTS近端远端900MHz1800MHz900MHz近端可采用直接耦合移频直放站MSBTS近端远端900MHz1800MHz900移频直放站移频直放站移频直放站外观移频直放站外观微蜂窝外置功放

提升微蜂窝下行输出功率，扩大微蜂窝覆盖半径配合微蜂窝，适用于村镇、旅游景点、公路的覆盖微蜂窝外置功放提升微蜂窝下行输出功率，扩大微蜂窝覆盖半微蜂窝外置功放微蜂窝RBS2301微蜂窝功放M-4000P微蜂窝外置功放微蜂窝微蜂窝功放微蜂窝外置功放原理图（一）微蜂窝外置功放原理图（一）微蜂窝外置功放原理图（二）故障报警信号输出功放模块1功放模块2BSTX1/RX1BSTX2/RX2PALNALNA3dB电桥ANT1ANT2故障报警电路故障指示DUPDUPPA微蜂窝外置功放原理图（二）故障报警信号输出功放模块1功放模块直放站太阳能供电系统直放站太阳能供电系统直放站太阳能供电系统

太阳能一种新型的供电系统。利用光电转换，将太阳能转换成电能，供电气设备使用。直放站太阳能供电系统太阳能直放站

太阳能直放站——由太阳能供电系统向直放站提供电能的直放站系统

用途——解决无市电供给地区的无线信号覆盖（如公路、岛屿、草原等地区）太阳能直放站太阳能直放站——由太阳能供电系统向直放站提供太阳能供电系统设计需考虑的因素*直放站功耗（日能耗）*安装地点（安装点的纬度、年日照辐射总量）*连续供电时间（连续阴雨天供电天数）*太阳能电池的性能*安装条件太阳能供电系统设计需考虑的因素*直放站功耗（日能耗）太阳能直放站系统组成控制器蓄电池组太阳能电池方阵直放站太阳能直放站系统组成控蓄电池组太阳能电池方阵直放站太阳能直放站系统组成*太阳能电池方阵——将太阳能转变成直流电；*蓄电池组——将直流电储存起来，以便夜间或阴天使用；*控制器——防止蓄电池的过充电和过放电。太阳能直放站系统组成*太阳能电池方阵——将太阳能转变成直流太阳能供电系统的设计步骤1、直放站工作电压、日能耗、最小连续工作时间、安装地地理条件；2、太阳能电池方阵工作电压；太阳能电池板数量；3、蓄电池容量；4、充电控制器。

太阳能供电系统的设计步骤1、直放站工作电压、日能耗、最小连续太阳能直放站的安装

*太阳能电池方阵应安装在室外周围无遮挡的空地、屋顶或电杆上。支架应牢固固定，确保其抗风能力。

*蓄电池组应注意防水、防寒（

-20C），必要时应放置室内或地下。*各电气连接导线应足够粗，以减小线路损耗。太阳能直放站的安装*太阳能电池方阵应安装在室外周围无遮直放站收发天线的隔离问题隔离度：I=F/BD+LW+F/BP+LP

空间传播损耗：（D为两天线间距离，单位为km）收发隔离要求：ERP-I<PRXLP=92.4+20lgD隔离度要求：I>ERP-PRX施主天线前后比F/BD覆盖天线前后比F/BP建筑物ERPPRX障碍物损耗LW直放站收发天线的隔离问题隔离度：I隔离度的测试1.在覆盖天线馈入一个不用信道的信号PT，通常将PT电平调为0dBm2.然后用综合测试仪测量施主天线接收下来的信号电平PR

隔离度I=PT-PR

放大器正常工作的条件：G（放大器增益）<I（隔离度）ERPPRX障碍物损耗LWPRPTGP隔离度的测试1.在覆盖天线馈入一个不用信道的信号PT，通常光纤直放站光纤直放站光纤直放站的特点采用基站直接（空间）耦合方式，经光纤将GSM信号传输到远端覆盖区。输出信号频率与输入信号频率相同，透明信道。覆盖区天线可根据地形情况选择全向或定向天线。不存在直放站收发隔离问题，选点方便。光纤中继距离可达20公里以内。一个光中继设备可同时与多个覆盖端机连接。可采用波分复用或单纤传输方式。光纤直放站的特点CombaRA-1000光纤直放站CombaRA-1000光纤直放站光纤直放站原理图电源单元DC-48V（AC220V）DC电源单元DCDC-48V（AC220V）MS光纤光纤PDCDCDC光发送机光接收机光模块电源DC光接收机光发送机光模块电源DCDCPDCDCBS光纤直放站原理图电源单元DC-48V（AC220V）DC电源光纤直放站的几种传输方式普通方式（利用备用光纤）波分复用（兼容传输）同纤传输光纤直放站的几种传输方式普通方式（利用备用光纤）普通传输方式

这种方式多用于光缆中有现成多余备用光纤对的情况MS光纤光纤光发送机光接收机光接收机光发送机BS普通传输方式这种方式多用于光缆中有现成多余备用光纤对的情况兼容传输方式（波分复用）光纤中的1.31m波长窗口已经被其他信号占用时，可以通过波分复用器将中继站信号复用到1.55m波长的窗口上，实现中继站信号与其他信号同纤传输。波分复用器CombaRA-1000波分复用器CombaRA-1000农(市)话光端机农(市)话光端机1.55m1.55m1.31m1.31m光纤1.31m+1.55m兼容传输方式（波分复用）光纤中的1.31m波长窗口已经被其兼容传输方式（波分复用）MS光发送机光发送机光接收机光接收机光纤光纤解复用器波分复用器解复用器1.31µm1.31µm1.31µm1.31µm1.55µm1.55µm1.55µm1.55µmBS波分复用器兼容传输方式（波分复用）MS光发送机光发送机光接收机光接收机同纤传输方式光缆中如仅有一根空闲光纤，可以采用上下行信号同纤传输方式，分别用单模光纤中的1.31m和1.55m窗口来传输上下行信号。光发送机光发送机光接收机光接收机光纤1.31µm1.31µm1.55µm1.55µmMSBS波分复用器波分复用器同纤传输方式光缆中如仅有一根空闲光纤，可以采用上下行信号同纤CombaRA-1000与基站的耦合方式无线空间耦合直接耦合CombaRA-1000与基站的耦合方式无线空间耦合无线空间耦合将基站的所有信道传至覆盖端BS下行上行光纤光纤光发射光接收无线空间耦合将基站的所有信道传至覆盖端BS下行上行光纤光纤光直接耦合上、下行全部是直接与基站耦合。光纤光发射光纤光接收BTS

通过耦合器将基站的信号与中继端进行耦合可避免接收空间不必要的信号及杂波，可将某个较空闲的小区信号传至覆盖端，从而提高该小区的信道利用率。直接耦合上、下行全部是直接与基站耦合。光纤光发射光纤光接收B光纤直放站应用分类按所带覆盖端数目：点对点传输点对多点传输（包括星形、串联形及复合形）光纤直放站应用分类按所带覆盖端数目：CombaRA-1000点对点传输方式中继端机乡镇覆盖端机光纤BSCombaRA-1000点对点传输方式中继端机乡镇覆CombaRA-1000一对多点传输方式——串联形要求：覆盖A镇和B镇A镇B镇基站所在地2芯

光路由图2芯CombaRA-1000一对多点传输方式——串联形要求：CombaRA-1000一对多点传输方式——串联形CombaCombaComba中继端机光分/合路器A镇B镇覆盖端机覆盖端机光纤光纤BSCombaRA-1000一对多点传输方式——串联形ComCombaRA-1000一对多点传输方式——星形要求：覆盖A镇、B镇和C镇A镇B镇基站所在地

光路由图C镇CombaRA-1000一对多点传输方式——星形要求：覆CombaRA-1000一对多点传输方式——星形Comba中继端机C镇A镇B镇基站设备覆盖端机C覆盖端机B覆盖端机ACombaCombaComba光纤光纤光纤CombaRA-1000一对多点传输方式——星形CombCombaRA-1000一台光中继机带多台覆盖端机系统构成DownLinkRF输入光接收机光发射机A光接收机光发射机B光接收机光发射机C光发射机光接收机光分路器光合路器UpLinkRF输出CombaRA-1000光中继机CombaRA-1000覆盖端机光纤光纤光纤CombaRA-1000一台光中继机带多台覆盖端机系统构成典型光纤直放站光路结构图（一）一对二路传输1.31µmCDOOEF1.31µm1.31µm光纤1.31µm1.31µm1.31µm1.31µm1.31µm1.31µm光分路/单元中继端覆盖端光纤光纤光纤1.31µm典型光纤直放站光路结构图（一）一对二路传输1.31µmCDO典型光纤直放站光路结构图（二）波分复用方式CD光端机波分复用单元光端机波分复用单元1.55µm1.31µm+1.55µm1.31µm+1.55µm1.55µm1.55µm1.31µm1.31µm1.55µm中继端覆盖端光纤光纤1.55µm1.55µm典型光纤直放站光路结构图（二）波分复用方式CD光端机波分复用典型光纤直放站光路结构图（三）要求：覆盖A镇和B镇C镇A镇基站所在地2芯

光路由图2芯B镇2芯典型光纤直放站光路结构图（三）要求：覆盖A镇和B镇C镇A镇基典型光纤直放站光路结构图（三）一对多路及波分复用传输方式CD光端机光耦合器波分复用器OEOF光端机OAOBOCODAB波分复用器波分复用器波分复用器OEOFOD波分复用器OGOHOBOAEF波分复用器OH光端机OG1.31µm+1.55µm1.55µm1.55µm1.55µm1.55µm1.55µm1.55µm1.31µm1.55µm1.55µm1.55µm1.55µm1.55µm1.31µm+1.55µm1.31µm+1.55µm1.31µm+1.55µm1.31µm1.31µm+1.55µm1.31µm+1.55µm1.31µm1.31µm1.55µm1.55µm1.31µm1.31µm中继端覆盖端1.31µm下电路，1.55µm光纤跳接覆盖端光纤光纤光纤光纤1.55µm光纤光纤典型光纤直放站光路结构图（三）一对多路及CD光端机光耦合器波GSM传输时延对光纤直放站使用的限制10公里20公里30公里同步桢信息时隙1时隙2时隙8时隙保护间隔5公里最大传输距离35公里GSM传输时延对光纤直放站使用的限制10公里20公里30公里GSM传输时延对光纤直放站使用的限制RepeaterLTLCLT+LC≤35kmGSM传输时延对光纤直放站使用的限制RepeaterLTLC室内信号分布系统室内信号分布系统综述天馈分布系统天馈分布系统的延伸光纤信号分布系统室内信号分布系统的无线接入方式中继站对基站的影响室内信号分布系统室内信号分布系统综述室内覆盖需考虑的因素隔墙的阻挡（5~20dB）楼层的阻挡（20dB以上）家具等其它障碍物的阻挡（2~15dB）多路径衰落高层建筑（20层以上）“孤岛效应”——同频、领频干扰严重，手机无法登录。“乒乓效应”——信号强度理想，但切换频繁，通话困难。室内覆盖需考虑的因素隔墙的阻挡（5~20dB）解决室内覆盖的基本方法通过天馈系统的分布，将信号送达建筑物内的各个区域，以得到尽善尽美的信号覆盖。信源基站的接入方式：微蜂窝基站接入基站直接接入无线接入——选取周围基站小区的信号解决室内覆盖的基本方法通过天馈系统的分布，将信号送达建筑物内室内信号分布系统的作用克服建筑屏蔽填补建筑物内的盲区解决大型建筑物内信号场强分布不均的问题吸纳话务量，增加话费收入室内信号分布系统的作用克服建筑屏蔽天馈分布系统BTS天馈分布系统BTS微蜂窝天馈系统方案无源天馈分布系统天馈分布系统的延伸光纤分布系统微蜂窝天馈系统方案无源天馈分布系统天馈分布系统选取不同耦合比的耦合器、功分器，经由馈线将信号送达建筑物内的各个区域。通过天馈系统的分布，使信号得到均匀的覆盖。适合于覆盖8,000~15,000m2左右的建筑。天馈分布系统选取不同耦合比的耦合器、功分器，经由馈线将信号送无源天馈分布系统常用器件功分器宽频带功分器宽频带耦合器室内天线无源天馈分布系统常用器件功分器宽频带功分器宽频带耦合器室内天相关材料技术指标微带电路式二功分器损耗≤3.5dB

三功分器损耗≤5dB

四功分器损耗≤7dB5dB耦合器损耗<2.2dB10dB耦合器损耗<0.7dB15~30dB耦合器损耗<0.3dB腔体式二功分器损耗≤3.5dB

三功分器损耗≤5dB

四功分器损耗≤7dB7dB耦合器损耗<1dB10dB耦合器损耗<0.3dB15dB耦合器损耗<0.2dB壁挂式和吸顶式天线增益2~4dB相关材料技术指标微带电路式腔体式壁挂式和吸顶式天线增益2天馈分布系统的能量估算15dB~20dB耦合器损耗<0.3dB10dB耦合器损耗<0.7dB5dB耦合器损耗<2.2dB8D-SFAE软馈线4m损耗

≈0.5dB（含接头损耗）BTS30dBm29.228.427.626.82625.224.423.622.82221.22018.817.616.410dBm9.28.47.611.81110.29.48.67.8711.2108.87.611.48.77.57.513.711.5-3.5dB-0.7dB-0.3dB-0.3dB-20dB-20-20-20-15-15-15-15-15-15-15-10-10-10-10-5-5-2.2dB天馈分布系统的能量估算15dB~20dB耦合器损耗<天馈分布系统的能量估算(1)馈线损耗：1.13dB/10m40m=4.5dB(2)天线口电平：7dBm-4.5=2.5dBm(3)30米自由空间损耗：LD=-63dB(4)室内隔墙的损耗及多路径衰落余量：-20dB(5)距天线30米处（A点）手机接收电平：

PR=2.5-63-20=-80.5dBm40米A30米40米天馈分布系统的能量估算(1)馈线损耗：1.13dB/10m天馈分布系统的延伸天馈分布系统适合于一个微蜂窝覆盖十几层楼左右，建筑面积约8,000~15,000m2。若更大的建筑，一般无源天馈系统很难满足覆盖需要。对于较大型的建筑覆盖，需增加放大器（中继），以补偿信号在传输过程中的损耗。天馈分布系统的延伸天馈分布系统适合于一个微蜂窝覆盖十几层楼左天馈分布系统延伸常用设备室内天线宽频带功分器宽频带耦合器干线放大器天馈分布系统延伸常用设备室内天线宽频带功分器宽频带耦合器干线M-4000B/M-4180B功率直放机M-4000BGSM900功率直放机（干线放大器）

M-4180BDCS1800功率直放机（干线放大器）有效补偿室内分布系统主干电缆的信号损耗。具有完整的告警功能，集中监测系统的工作状态，并可通过基站外置报警端口向移动网管中心报警。适用于大型写字楼、高层酒店、大型商场、展览馆、地下建筑、隧道、机场等区域的室内信号分布。M-4000B/M-4180B功率直放机M-4000BGS天馈分布系统的延伸M-4000B干线放大器的特点：增益：0~30dB（上行），20~30dB（下行）可调输出功率：下行25dBm，上行13dBm（-36dBm交调杂散电平）下行33dBm，上行21dBm（-13dBm交调杂散电平）具有ALC功能M-4000B-C型GSM功率直放机用于GSM900干线放大监测Modem天馈分布系统的延伸M-4000B-C型GSM功率直放机用于天馈分布系统的延伸M-4180B干线放大器的特点：增益：0~30dB（上行），20~30dB（下行）可调输出功率：下行24dBm，上行15dBm（-30dBm交调杂散电平）下行33dBm，上行20dBm（-5dBm交调杂散电平）具有ALC功能M-4180B型GSM功率直放机用于DCS1800干线放大监测Modem天馈分布系统的延伸M-4180B型GSM功率直放机用于DCSCOMBATELECOMSYSTEMS京信通信BTS耦合器干放1耦合器耦合器室内天馈延伸系统的故障报警B1…………Bn监控单元告警信号干放2干放3干放nCOMBATELECOMSYSTEMS京信干线放大器的应用M-4000B/M-4180BGSM功率直放机对信号进行放大，将覆盖区域延伸。M-4000B/M-4180B11.5dBm10.80dBm30dBm/CH10dBm-10dB干线放大器的应用M-4000B/M-4180BGSM功率直干线放大器的应用M-4000BGSM功率直放机用于提供区域覆盖BTSM-4000B……干线放大器的应用M-4000BGSM功率直放机用于提供区域COMBATELECOMSYSTEMS京信通信解决室内覆盖的射频信号分布系统一般方案壁挂天线BTSRS-2110载波选频式无线接入基站接入耦合器干线放大器耦合器二功分器RD-52NP-C0吸顶天线RC-5PJ/PK/NK-XXC或M-4000B/M-4180B壁挂天线吸顶天线二功分器二功分器耦合器耦合器82吸顶天线COMBATELECOMSYSTEMS京信光纤信号分布系统同轴电缆：布线困难、损耗大，不适用于长距离传输信号。光纤：传输损耗小，布线方便，适合远距离信号传输，适用于大型写字楼、高层酒店、地下隧道的信号覆盖。光纤信号分布系统同轴电缆：布线困难、损耗大，不适用于长距离CombaRS-5180室内光纤直放站CombaRS-5180室内光纤直放站CombaRS-5180室内光纤直放站GSM900/1800双频段传输。采用光纤分布克服建筑物内射频电缆布线困难、损耗大的缺点。积木式系统结构，容量配置灵活，可以满足各种覆盖要求。覆盖端机体积小，挂墙结构，安装方便、灵活、隐蔽，不影响内部装修及覆盖面积。具有完整的告警功能，集中监测系统工作状态，可通过基站外部报警端口向移动网管中心报警。适用于大型写字楼、高层酒店、大型商场、展览会、地下建筑、隧道、机场等区域的室内信号分布。CombaRS-5180室内光纤直放站CombaRS-5180室内光纤直放站CombaRS-5CombaRS-5180室内光纤直放站GSM900/DCS1800双频段工作。一台主机可带4个接口单元，每个接口单元可带4个光远端机。每台光远端机有4个双工射频口，共64个射频输出。每套系统最大可扩展为两台主机、32台远端、8个接口单元，共128个射频输出口。集中监控报警功能。CombaRS-5180室内光纤直放站CombaRS-5180室内光纤直放站CombaRS-5电源光纤信号分布系统（系统图）监控单元接口单元D接口单元C接口单元B接口单元A主单元CombaCombaCombaComba主机GSM900BTS远端单元远端单元远端单元远端单元光纤GSM900/1800室内覆盖GSM1800BTS电源光纤信号分布系统（系统图）监控单元接口单元D接口单元C接光纤信号分布系统（原理图）接口单元A接口单元B接口单元C接口单元D匹配器匹配器分配器分配器监控单元电源单元接口单元射频匹配单元各单元光纤光纤……14DIVDIVO/EO/E光纤信号分布系统（原理图）接口单元A接口单元B接口单元C接口CombaRS-5110室内光纤直放站CombaRS-5110室内光纤直放站CombaRS-5110室内光纤直放站GSM900系统。一台主机可带4个接口单元，每个接口单元可带4个光远端机。每台光远端机有4个双工射频口，共64个射频输出。每套系统最大可扩展为两台主机、32台远端、8个接口单元，共128个射频输出口。集中监控报警功能。CombaRS-5110室内光纤直放站CombaRS-5110室内光纤直放站CombaRS-5BTS主机563421光纤光纤信号分布系统（隧道的覆盖）BTS主机563421光纤光纤信号分布系统（隧道的覆盖）光纤信号分布系统（隧道覆盖的系统框图）BTS接口单元远端机1远端机2远端机3远端机4远端机5远端机6主单元光纤光纤光纤光纤光纤光纤光纤信号分布系统（隧道覆盖的系统框图）BTS接口单元远端机1室内信号分布系统的无线接入方