TD-LTE天线应用及新型有源室分天线课件

TD-LTE天线应用及新型有源室分天线0提纲31天线技术对TD-LTE覆盖的影响TD-LTE室内一线式解决方案薇蓝有源天线系统2波束形状对TD-LTE仿真规划仿真的影响第1页提纲31天线技术对TD-LTE覆盖的影响TD-LTE室内一线式解决方案薇蓝有源天线系统2波束形状对TD-LTE仿真规划仿真的影响第2页单元波束形状单元波束差异各厂家采用的天线方案不同，单元波束差异较大，如上图所示在3dB波束宽度同样是65度的情况下，两列的实际波形差别还是比较大，因而网络特性不同。第3页广播波束形状广播权值设置不同导致广播波束形状差异实际使用时必须对应不同厂家智能天线应配置相应的权值，配置错误可能直接影响广播波束覆盖效果。第4页广播波束形状广播的波束形状差异较大不同厂家天线单元波束辐射特性不同，广播权值也不同，合成后的广播波束存在较大差异，因而网络特性不同。A=[0.30.710.7];P=[0901200];A=[0.50.7510.68];P=[0901150];第5页不同形状的广播波束对小区覆盖也有较大差异说明：如下图举例所示，广播波束x与y,在增益，波束宽度等指标相当，但所达到到小区覆盖效果是不同的。广播波束形状第6页不同天线对RSRP的影响增益水平HPBW垂直HPBW前后比天线116.0869.674.2632.78天线216.260.334.4227.3天线316.3567.154.2126.63广播波束第7页不同天线对RS-SINR的影响图例名称面积(Km2)所占百分比(%)X<-50.0040.0-5<=X<-30.1261.4-3<=X<01.03611.80<=X<32.01923.03<=X<61.99922.86<=X<101.69619.310<=X<151.13112.915<=X<200.5576.320<=X0.2122.4图例名称面积(Km2)所占百分比(%)X<-50.0070.1-5<=X<-30.1681.9-3<=X<01.26314.40<=X<32.02223.03<=X<61.98322.66<=X<101.76120.110<=X<151.02411.715<=X<200.4114.720<=X0.1411.6图例名称面积(Km2)所占百分比(%)X<-50.0140.2-5<=X<-30.2082.4-3<=X<01.41416.10<=X<32.12124.23<=X<61.89721.66<=X<101.65618.910<=X<150.98911.315<=X<200.3794.320<=X0.1011.1增益水平HPBW垂直HPBW前后比天线116.0869.674.2632.78天线216.260.334.4227.3天线316.3567.154.2126.63广播波束第8页提纲31天线技术对TD-LTE覆盖的影响TD-LTE室内一线式解决方案薇蓝有源天线系统2波束形状对TD-LTE仿真规划仿真的影响第9页系统研发背景急需研发出创新方案降低协调和施工难度，有效提高TD-LTE双路建设比例，同时保证双路系统质量。双路室分性能受建设质量影响大双路系统的性能受双通道功率不平衡的影响较大，测试表明当双路功率差高于10dB时，小区容量损失在30%-40%以上。对于改造场景，由于施工条件限制、原室分器件老化等原因，双路性能可能受到双路功率不平衡影响。双路室分方案实施的成本高、难度大TD-LTE室分系统将主要基于已有分布系统改造完成，因涉及到新建天馈线系统，建设工程量大，物业协调难度高，总体建设难度较大。TD-LTE试验网工程双路建设比例62%，扩大规模试验网双路比例下降到32%

。物业协调难度大是双路室分方案实施的重要限制因素。第10页基本原理变频系统原理及优势原理：通过变频系统对TD-LTERRU的一个通道进行变频，实现在一路天馈系统中传输两路信号，达到TD-LTE双流传输的目的。组成：变频系统由主机和有源天线组成，均为有源设备。主机内置多系统合路器。支持多系统共用分布系统有源天线为双极化天线，在特殊需求场景可以外接独立天线。优势：通过采用变频系统，仅用一路分布系统即可实现TD-LTE双流技术方案，有效解决了室分系统工程改造难的具体问题；变频系统通过精确的功率控制技术实现双路功率误差在3dB之内，较好地保证了功率平衡。系统可靠性：TD-LTE系统中的一路信号采用无源分布系统，在有源设备故障情况下仍可以独立工作，保证覆盖和主要容量需求；通过完善的网管系统实现主机、有源天线的故障检测和告警。最大故障上报迟滞不大于3分钟。组网框图：第11页历程及关键里程碑2010.082011.012011.52012.052010年8月设计院率先提出利用变频技术解决MIMO传输的创新解决方案。2011年5月变频产品第一版发布设计院提出“多输入多输出的信号传输实现方法、装置及系统”发明专利，并顺利获得授权。申请号：201110196715.5。后续又申请多项发明专利。2012年01月在设计院办公楼完成充分的外场技术验证，性能与常规双路系统相当。在广州、南京、成都完成测试验证，性能与常规双路系统相当。第一阶段：产品预研第二阶段：产品研发提出变频系统的总体思路变频系统需求分析及可行性验证关键技术研究产品开发实验室测试产品改进第三阶段：测试验证在设计院进行外场技术验证在广州、南京、成都等城市测试验证产品改进第四阶段：规模应用在TD-LTE扩大规模试验网中进行规模试点应用计划通过制定设备标准推进产业发展推动规模应用2012年05月在TD-LTE北京演示网中进行测试验证集团确定规模应用测试城市，设计院完成测试用例编制。第12页技术关键点基本技术实现有源设备可靠性技术关键点AB有源设备噪声控制D工程可实施性C单路变频方案网管监控实现主机、有源天线双重放大上行低噪放应用变频频率选择双路时延差要求双路功率平衡要求有源天线随路供电方案支持220V交流、-48V直流、直流远供等多种电源解决方案在解决MIMO传输的基础上，在产品设计中针对有源设备的技术缺陷进行改进，提升变频产品的工程实施便利性。相关技术已成功申请多项发明专利。第13页技术关键点变频频率选择系统杂散指标dBm/MHz所需隔离度dBGSM-2582TD-SCDMA-3087TD-LTE-3087CDMA-3780CDMA2000-3087WCDMA-3087WLAN-3087双路时延差要求变频系统由于对两路信号处理方式不同，必然引入两路信号的时延差，而系统设计中需要限定变频支路的处理时延。分布系统时延+空间传播时延+单路变频设备时延之和应不大于常规CP长度。仿真显示当双路时延差为1μS时，PDSCH信道速率无明显损失。能够满足TD-LTE频段变频要求，即初期20MHz带宽，中长期50MHz带宽。室分器件支持，且尽可能降低分布系统损耗。应考虑规避与其他系统间的杂散、互调及阻塞干扰。变频频率选择710MHz-760MHz。B3LOSPDSCH2×2SFBCB3LOSPDSCH2×2MCW第14页技术关键点双路功率平衡要求下行影响：近点无明显影响。在中、远点，3dB功率差带来的容量损失在8%内。上行影响：近、中点双路不平衡对吞吐量影响较小。在远点，3dB功率差带来的容量损失约5%。测试表明，双路功率差在3dB以内对小区平均吞吐量的影响不高于5%。下行吞吐量有源设备噪声控制单RRU能够连接的天线数量约为20-32面，按上限32个有源天线核算，引起的底噪抬升量约1dB。上行链路由于有源天线采用了低噪放，有助于改善上行信噪比，提高上行容量。NoiseRise(dB)Prep(dB)-PBTS(dB)0.2-14.30.4-11.20.6-9.30.8-7.91-6.91.2-6.01.4-5.21.6-4.51.8-3.92-3.3第15页技术关键点有源天线供电解决方案有源天线采用直流24V供电，输入范围为36V～8V。采用随路供电方式，使用一个远供模块对一个RRU连接范围内的全部有源天线进行供电。馈线随路供电支持能力，按单供电模块满足32个有源天线（集中式）需求核算。可满足110米（1/2馈线）、150米（100米7/8馈线+50米1/2馈线）长度供电要求，满足现有室分系统需求。对功分器、耦合器进行直流供电干扰实测，未发现在通信频带内有干扰。除耦合器需在输入端和耦合端增加隔直流器件外，其他室分器件及缆线无需改造。第16页技术关键点网管监控实现监控中心（OMC）GPRS或者以太网与主机直接通信，与有源天线的通信通过主机中转，通信数据采用FSK调制。一个主机最大可以带254个有源天线。主机与有源天线均采用中国移动直放站网管接口技术标准进行通信，可以接入现有的移动直放站网管系统。针对该系统的特性，在中国移动当前数据集基础上增加了自定义参量：下行失衡告警、有源天线数量、有源天线编号列表。主机射频参数射频信号开关状态上行衰减值下行衰减值

告警参数电源掉电告警电源故障告警监控模块电池故障告警位置告警外部告警1外部告警2外部告警3外部告警4外部告警5外部告警6本振失锁告警主从监控链路告警网管参数设备厂商代码设备类别设备型号设备生产序列号经度纬度上报号码站点编号查询设置号码1设备编号查询设置号码2当前监控软件版本号查询设置号码3监控中心IP地址查询设置号码4监控中心IP端口号查询设置号码5直放站远程通信方式有源天线数量有源天线编号列表有源天线射频参数射频信号开关状态上行衰减值下行衰减值

告警参数本振失锁告警下行输出失衡告警网管参数设备厂商代码设备类别设备型号设备生产序列号经度纬度站点编号设备编号当前监控软件版本号

第17页产品简介变频系统有源天线1.主机尺寸：482.6*360*88mm2.主机供电电源：220V±5%，50Hz3.功耗：100W4.支持端口：LTE：两端口，2320-2370MHz移动GSM频段：885-954MHz移动DCS频段：1710-1880MHzTD-SCDMA：F/A/E频段5.工作环境：工作温度:-5~+45℃工作湿度：20%-70%防护等级：IP40

变频系统主机1.有源天线尺寸：φ186*165mm2.有源天线供电电源：36~8V，DC3.功耗：5W4.支持频段：同主机5.工作环境：同主机第18页测试验证情况2012.1-2012.122011.10-2012.12011.5-2011.12产品验证阶段：测试地点：设计院办公楼主设备：诺西分布系统：自建测试终端：创毅视讯外场测试验证阶段：测试地点：广州移动办公楼

南京移动办公楼成都华为办公楼主设备：中兴大唐

华为分布系统：现网改造现网改造

自建测试终端：中兴海思

创毅视讯规模测试验证阶段：测试地点：广州全球通等爱立信办公楼主设备：中兴爱立信

分布系统：现网改造现网改造

测试终端：中兴

创毅视讯后续将在TD-LTE扩大规模试验网中在广州、杭州、南京等城市展开大规模改造测试。产品可行性验证功能验证基本性能验证主要验证内容多主设备厂家验证完整的性能验证主要验证内容现网较大规模改造工程方案验证有源天线直流供电网管系统主要验证内容第19页测试验证情况测试项测试结果接入成功率在空载、加载情况下均为100%接入时延测试在空载、加载情况下，各场景Attach时延差为1ms-14ms不等，与无源系统无差异。上行噪声抬升未发现明显噪声抬升情况。小区吞吐量测试测试在无邻区、有邻区干扰条件下的小区吞吐量性能。总体性能基本相当。上行有明显性能增益，预期在高等级终端（支持64QAM）、R10及后续版本（支持上行MIMO）具有更明显的上行优势。终端发射功率相对于无源MIMO系统，终端发射功率降低5-10dB。变频系统与无源双路系统的小区平均吞吐量性能互有优劣势，但总体性能基本相当，相对于改造前单路系统在下行容量上具有约1.5-1.8倍的增益，分布系统的小区容量有明显提升。变频系统对终端发射功率改善明显，有助于延长终端待机时间，提高用户感受。第20页工程实施及成本分析红色为新增分布系统器件TD-LTERRU合路器其他系统有源接入主机有源天线有源天线有源天线有源天线需增加的设备：有源接入主机（每个TD-LTERRU一个）有源天线（每个天线点一个）及有源天线供电设备分布系统改造：替换原单极化天线为变频系统有源天线。增加有源天线馈电单元，并在耦合器输入输出增加隔直流模块。目前单路室内分布系统建设成本约5-10元