移动通信中继系统选编课件.ppt
移动通信中继系统,京信通信系统 2007.3,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,各种方案应用归类,移动通信中继系统的概念,1.无线直放站的基本概念,MS,BS,中继转发,Repeater,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,MS,F2:1800MHZ,F1:900MHZ,F1:900MHZ,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,MS,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。,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,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85100dBF.输出功率一般在3033dBm/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,BS,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。,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（2M19M或2M6M可调）,LAN,PA,ATT,ATT,监控单元,Note Book,DT,MT,232接口,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,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GSM无线直放站,BS,MS,下行载波选频单元fd,上行载波选频单元fu,载波选频式直放站,MT,5W功放,LNA,Note Book,232 接 口,滤波器,DOWN LINK,电调二功分器,3dB电桥,RC2,DUP2,LNA,DUP1,DT,RC1,UP LINK,Card Phone,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,直放站远端集中监控系统,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。,BS,MS,主机,无线直放站的双波束应用,BTS,公 路,COMBA,无线直放站的外观,移频直放站,移频直放站,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,微蜂窝RBS2301,微蜂窝功放M-4000P,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,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。,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,太阳能直放站系统组成,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。,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 ERP-PRX,施主天线前后比F/BD,覆盖天线前后比F/BP,建 筑 物,ERP,PRX,障碍物损耗LW,隔离度的测试,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。,Comba RA-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,DC,DC-48V（AC220V）,MS,光纤,光纤,P,DC,DC,DC,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,DC,DC,P,DC,DC,BS,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,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,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1.55 m波长的窗口上，实现中继站信号与其他信号同纤传输。,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,1.31m,1.31m,1.31m,1.31m,1.55m,1.55m,1.55m,1.55m,BS,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传输方式，分别用单模光纤中的1.31m和1.55 m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,1.31m,1.31m,1.55m,1.55m,MS,BS,波分复用器,波分复用器,Comba RA-1000与基站的耦合方式,无线空间耦合直接耦合,无线空间耦合,将基站的所有信道传至覆盖端,直接耦合,上、下行全部是直接与基站耦合。,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。,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）,Comba RA-1000点对点传输方式,Comba RA-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,Comba RA-1000一对多点传输方式 串联形,Comba,Comba,Comba,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,BS,Comba RA-1000一对多点传输方式 星形,要求：覆盖A镇、B镇和C镇,Comba RA-1000一对多点传输方式 星形,Comba RA-1000一台光中继机带多台覆盖端机系统构成,Down LinkRF输入,典型光纤直放站光路结构图（一）,一对二路传输,典型光纤直放站光路结构图（二）,波分复用方式,典型光纤直放站光路结构图（三）,要求：覆盖A镇和B镇,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,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,GSM传输时延对光纤直放站使用的限制,Repeater,LT,LC,LT+LC35km,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,室内覆盖需考虑的因素,隔墙的阻挡（520dB）楼层的阻挡（20dB以上）家具等其它障碍物的阻挡（215dB）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。,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,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,天馈分布系统,微蜂窝天馈系统方案,无源天馈分布系统天馈分布系统的延伸光纤分布系统,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8,00015,000m2左右的建筑。,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,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 7dB 5dB耦合器损耗 2.2dB 10dB耦合器损耗 0.7dB 1530dB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 1dB 10dB耦合器损耗 0.3dB 15dB耦合器损耗 0.2dB,壁挂式和吸顶式天线增益 24dB,天馈分布系统的能量估算,15dB20dB耦合器损耗 0.3dB 10 dB耦合器损耗 0.7dB 5 dB耦合器损耗 2.2dB8D-SFAE软馈线4m损耗 0.5dB（含接头损耗）,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=-80.5dBm,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8,00015,000m2。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,M-4000B/M-4180B功率直放机,M-4000B GSM900功率直放机（干线放大器）M-4180B DCS1800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。,天馈分布系统的延伸,M-4000B干线放大器的特点：增益：030dB（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-4180B干线放大器的特点：增益：030dB（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,COMBA TELECOM SYSTEMS,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,监控单元,告警信号,干放2,干放3,干放n,干线放大器的应用,M-4000B/M-4180B GSM功率直放机对信号进行放大，将覆盖区域延伸。,M-4000B/M-4180B,11.5dBm,10.8,0dBm,30dBm/CH,10dBm,-10dB,干线放大器的应用,M-4000B GSM功率直放机用于提供区域覆盖,COMBA TELECOM SYSTEMS,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,BTS,RS-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,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。,Comba RS-5180室内光纤直放站,Comba RS-5180室内光纤直放站GSM 900/1800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。,Comba RS-5180室内光纤直放站,Comba RS-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。,Comba RS-5180室内光纤直放站,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,Comba,Comba,Comba,Comba,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,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,1,4,DIV,DIV,O/E,O/E,Comba RS-5110室内光纤直放站,Comba RS-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。,Comba RS-5110室内光纤直放站,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,室内信号分布系统的无线接入方式,小型室内信号中继器用于解决小范围的室内覆盖，如餐厅、商场、地下室、别墅等。外围基站空闲。客流量不大，仅考虑室内信号覆盖。,室内信号分布系统的无线接入方式,BS,中继放大机,平面天线,壁挂天线,吸顶天线,吸顶天线,二功分器,二功分器,RS-2110,Comba RS-2122载波选频式室内直放站,载波选频2载波，最大可扩至16载波ALC自动电平控制远程无线监控报警功能,Comba RS-2122工作原理图,Comba RS-2122机箱面板示意图,接室外天线,接室内天线,Comba RS-2110室内直放站,中频频段选频ALC自动电平控制故障报警功能,Comba RS-2110型原理图,无线接入方式应注意的事项,中继器应有效好的频带选择性，较好的线性指标。中继器的安装调试对上行信号、噪声应有严格的测算和控制，以防干扰基站。无线接入方式不能解决“乒乓效应”严重的高层建筑的覆盖。,中继站因质量问题或工程安装不当造成的不良后果,1.干扰基站TACS系统阻塞信道GSM系统掉话率上升CDMA系统降低容量2.中继站覆盖区内上下行不平衡,干扰基站的原因,1.上行输出噪声干扰,dBm,-110,上行输出,G,干扰基站的原因,2.放大器线性不好（交调过大）,IMD（dBc）,交调抑制度,P0（dBm）,载波输出功率,Ip3三阶互调,Ip3,f,干扰基站的原因,3.下行交调产物串入上行干扰基站,890 915 935 960,干扰基站的原因,4.收发天线隔离不够，系统自激,（1）方案设计时预留足够的多路径衰落余量；（2）使用高增益的定向天线，保证有起主导作用的小区信号；（3）天线安装位置不能太高（8层以下），避免同频、邻频干扰；,解决室内信号分布系统引起基站掉话的方法,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,
