地铁及高铁场景覆盖解决方案课件.ppt

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1、目录,一、POI系统知识二、泄漏电缆知识三、地铁覆盖场景及解决方案四、高铁覆盖场景及解决方案,POI系统知识,内容提纲,第一节：POI系统基本概念、基本结构第二节：POI系统中的关键器件第三节：移动通信干扰分析与POI干扰协调第四节：POI系统部署实例,多运营商格局,越来越多的运营商进入通信行业的竞争，必然出现多运营商的多频段，多制式通信系统重叠覆盖的现象，特别是飞机场、地铁、会展中心、体育场馆等话务高发区，建筑内的空间资源有限，不可能允许同时引入多套分布系统，所以需要将多种无线通信系统信号引入到一套移动通信综合分布系统中。,多运营商多系统共存,根据我国现有运营商及其已分配频段的无线通信系统的

2、情况，多网覆盖需要考虑的系统如下：移动：EGSM900、DCS1800、TD-SCDMA、 TD-LTE 、WLAN、；联通：GSM900、DCS1800、WCDMA、 TD-LTE 、WLAN、；电信：CDMA800、CDMA2000、TD-LTE WLAN；,集约化建设的必要性,针对不断增长的移动用户在建筑物室内的通话需求，采用室内分布系统解决方案改善室内移动通信网络在建筑物室内的信号覆盖质量，实现目标覆盖区域的用户容量、信号强度、信号质量达到系统技术参数要求。各运营商在建设过程中，尤其是无线通信运营商，为了能够吸引用户发展自身业务，必须把自身的无线网络覆盖情况提升到与竞争对手的网络质量可

3、比拟的水平。特别是随着3G/4G网络大规模建设，互联网应用的深入发展，将有更多的通信制式介入到通信服务领域。因此，各家运营商对于一些热点楼宇和热点覆盖区域都将进行大规模室内分布系统建设，由此造成社会资源的极大浪费。另外由于开发商可提供机房面积有限、布线管道紧张等各方面原因，直接造成楼宇难进或施工困难。,通过室内分布系统合路的建设，在满足网络性能的前提下，统筹规划，规范室内的多系统综合覆盖，实现室内空间资源的共享，可以有效解决多个运营商多种技术体制的室内信号覆盖问题。,POI用途,多系统接入平台（Point Of Interface）运用频段合路器与电桥合路器，将接入的多种业务（包括CDMA80

4、0、GSM900、DCS1800、WLAN、3G、4G等）信号合分路，并将合分路后的信号引入天馈分布系统，达到充分利用资源、节省投资的目的。主要用于体育场馆、会展中心、展览馆、机场、地铁等大型建筑室内覆盖。,POI设备外观,多系统合路覆盖示意图,POI的特点及应用场景,POI多系统接入平台，通过对多频段、多制式无线通信系统的接入及透明传输，实现多网络共用一套覆盖天馈系统，其最重要的作用在于满足覆盖效果的同时，节省运营商的投资、避免重复建设。除此之外，POI系统还具有如下特点：,模块化设计，扩容性好；满足不同系统、频段的个性需求；系统具有整体监控功能，维护方便；信号合路损耗小；功率容量大；三阶互

5、调性能好；贯彻和落实系统“无源最大化”概念的重要手段和必要措施；可以预留端口，方便升级。,在室内覆盖系统中，POI的应用将避免错综复杂的走线，避免天花板上安装多个全向天线，避免了电梯井道内布放多个板状天线、多根同轴电缆；在地铁隧道覆盖系统中，采用POI之后多系统信号可以共用一根泄漏电缆进行传输、覆盖，显著的减小了运营商的投资、降低了施工难度。,POI的组成结构,POI示例,原理图,设计类型: 单工收发分缆 接入系统: TETRA,CDMA800 GSM900,GSM1800,3G 接口数目: TETRA:1 CDMA800:1 GSM900:2 GSM1800:2 3G:2,POI系统知识,内

6、容提纲,第一节：POI系统基本概念、基本结构第二节：POI系统中的关键器件第三节：移动通信干扰分析与POI干扰协调第四节：POI系统部署实例,功分器,功分器：将一路输入信号能量分成两路或者多路输出相等能量,功分器的基本分配路数为2、3、4路，通过它们的级联可以形成多路功率分配。按结构分可分为腔体功分器和微带功分器。,800MHz2500MHz宽频腔体功分器,800MHz2500MHz宽频微带功分器,功分器,分配损耗：指的是信号功率经过理想功率分配以后和原输入信号相比减小的量。比如二功分是3dB，三功分是4.8dB，四功分是6dB。插入损耗：器件直通损耗，其计算公式为所有路数的输出功率之和与输入

7、功率的比值，或者单路的实际直通损耗减去理想的分配损耗。插入损耗一般取值范围：腔体0.1dB左右，微带根据2、3、4功分不同分别约为：0.40.2dB，0.50.3dB，0.70.4dB。,功分器电气指标：分配损耗、插入损耗、隔离度、驻波比、功率容限、频段,在功率预算中，功分器的损耗由插入损耗和分配损耗组成。,功分器,隔离度：指的功分器输出各端口之间的隔离，通常2、3、4功分约为1822dB，1923dB，2025dB。驻波比：腔体功分器，一般为1.31.4，有些为1.15。微带功分器对每个端口都有要求，一般输入：1.21.3，输出1.31.4。功率容限：指的是此功分器可以长期（不损坏）通过的最

8、大工作 功率容限，一般微带功分器是3070W，腔体功分器100500W。频段范围：目前运营商建设室分多采用的无源器件是8002500MHz频段。,功分器电气指标：分配损耗、插入损耗、隔离度、驻波比、功率容限、频段,耦合器,耦合器：将信号不均匀的分为主干端和耦合端（也叫直通端和耦合端）。,按耦合度分有5dB、 6dB、 7dB、 10dB、 15dB、 20dB、 25dB、30 dB、 35dB、 40dB等。按结构分有腔体和微带,耦合器,耦合度：信号经过耦合器，从耦合端输出的功率和输入信号功率的差值。理想的是5dB、 6dB、 7dB等，但实际上有个波动范围，比如标称6dB的耦合器，实际耦合

9、度可能是5.5 dB 6.5dB之间。耦合损耗：由于一定能量传输到耦合端，而引起主干线输出功率的减小，减小的值就是耦合损耗。方向性：指的是输出端口和耦合端之间的隔离度的值再减去耦合度的值所得的值。腔体耦合器的方向性一般为17002200MHz时是1719dB，824960MHz时1822dB。,耦合器电气指标：耦合度、耦合损耗、方向性等,耦合器,主线损耗：耦合损耗+插入损耗,其余的插入损耗、驻波比、功率容限等类似功分器。,耦合器电气指标：耦合度、耦合损耗、方向性等,合路器和电桥,合路器：将几路信号合成起来，分为同频合路器和异频合路器。,异频合路器是将两个不同频段的信号功率进行合成，一般的合路器

10、都是异频合路器，有GSM&WCDMA、GSM &DCS &WCDMA、 GSM&WLAN异频合路器具有插损低（只有零点几dB），功率容量大，隔离度大（大于7090dB），温度稳定性好等特点。,合路器和电桥,电桥：即同频合路器，主要应用于同频段内不同载波间的合路应用。,电桥的分类主要是根据工作频段的不同和接头形式的不同。一般常用的有两进一出电桥和两进两出电桥。两出电桥的两个输出口功率相等，所载信息一致，均可进入分布系统使用。两进两出的电桥如果只有一个端口输出使用的话，另一端口必须连接匹配功率的负载，不能小于两个信号功率电平和的1/2，否则将严重影响到系统的传输特性。,合路器和电桥,电桥有3dB的

11、损耗，工程应用中，也有RRU信号不接电桥直接进入分布系统的情况，但是这样做会有两个问题：1、失去分集接收的增益。2、会造成上下行功率不匹配，由此可能会引发掉话等问题。 所以在实际工程中都要求信源设备输出的信号经过电桥之后进入分布系统。,合路器与电桥,POI多系统接入平台:将多个系统合路引入同一套室内分布系统的合路设备。,衰减器和负载,衰减器：主要用途是调整电路中信号大小，改善阻抗匹配。,可以分两种类型：固定的和可变的，工程上多采用固定衰减器。在工程测试中,用频谱仪测试信信号强度时,就要在频谱仪输入口加衰减器,以免烧坏频谱仪。衰减器是一个消耗多余功率的器件，在实际工程中应用很少。,负载：一种特殊

12、的衰减器，衰减度为无限大。负载用来防止系统空载，在实际工程中应用也很少。,馈线,馈线：主要用来有效地传输信号能量。,馈线是室分系统中使用量最大的物品。目前室内覆盖系统中基本使用3种馈线：7/8，1/2，1/2（超柔），根据表皮材料的不通分为普通和阻燃两种。,POI系统知识,内容提纲,第一节：POI系统基本概念、基本结构第二节：POI系统中的关键器件第三节：移动通信干扰分析与POI干扰协调第四节：POI系统部署实例,通信系统的系统间干扰,杂散干扰与移动通信系统基站带外发射有关，这是接收方自身无法克服的。发射机的杂散辐射主要通过直接落入接收机的工作信道形成同频干扰而影响接收机，这种影响可以简化为提

13、高接收机的基底噪声，使被干扰基站的上行链路变差，从而降低接收机的灵敏度。,互调干扰是指两个或以上不同的频率作用于非线性电路或器件时，频率之间相互作用所产生的新频率落入接收机的频段内所产生的干扰。通信系统中的无源器件的线性度一般优于有源器件，但也可能产生互调干扰。,阻塞干扰与接收方接收机的带外抑制能力有关，涉及移动通信系统的载波发射功率、接收机滤波器特性等，接收方接收机将因饱和而无法工作。,系统间的干扰主要分为以下三类：杂散干扰、阻塞干扰、互调干扰。,杂散带来的影响,如果在接收频段内有干扰，则会对接收机的灵敏度造成影响，由外来干扰导致基站接收灵敏度恶化的计算公式为：对应不同的干扰噪声比要求，导致

14、的灵敏度下降也不同。对原系统接收灵敏度恶化0.5dB时，I/N=-9dB；对原系统接收灵敏度恶化0.1dB时，I/N=-16dB；而当干扰电平与原系统接收噪声电平相等时，系统接收机灵敏度将恶化3dB。一般认为，干扰基站落入被干扰系统的干扰，使得被干扰系统的灵敏度恶化0.5dB以内，即认为干扰可以忽略。要使接收机的灵敏度恶化在0.5dB以内，其所收到的干扰电平应低于受干扰系统内部的噪声9dB以上。,杂散干扰分析,各系统工作信道带宽内总的热噪声功率计算,热噪声功率谱密度：热噪声功率谱密度的表示方式是 ，其中，K是波尔兹曼常数，取值为 。表征自由电子热运动能量和温度的关系，热噪声在整个频谱范围内均匀

15、分布。T指的是绝对温度（K），地面通信环境取标准室温290K。故得：热噪声功率谱密度 在计算白噪声功率时，可用公式 得出，由于TD-SCDMA系统带宽为1.28MHz，故白噪声功率为：,各系统工作信道带宽内总的热噪声功率计算,GSM、DCS1800系统工作信道带宽为200KHz，因此GSM、DCS1800系统工作信道带宽内总的热噪声功率：Pn1 = Pn2 = -174 dBm+10lg（200103Hz）= 810-13mW=-121dBmCDMA系统工作信道带宽为1.25MHz，因此CDMA系统工作信道带宽内总的热噪声功率：Pn3 = -174 dBm+10lg（1.25106Hz）= -

16、113dBmPHS系统工作信道带宽为300KHz，因此PHS系统工作信道带宽内总的热噪声功率：Pn4 = -174 dBm+10lg（300103Hz）= -119dBmWCDMA系统工作信道带宽为5MHz，因此WCDMA系统工作信道带宽内总的热噪声功率：Pn5 = -174 dBm+10lg（5106Hz）= -107dBmWLAN系统工作信道带宽为22MHz，因此WLAN系统工作信道带宽内总的热噪声功率：Pn6 = -174 dBm+10lg（22106Hz）= -101dBm,噪声系数,接收机噪声系数：接收机输出的信噪比不但与噪声功率有关，还与输入信号的信噪比有关。一般情况下，系统中都用

17、噪声系数（Noise Figure）来表示系统的噪声性能。噪声系数计算示意图如下所示。图中 为输入信噪比， 为输出信噪比，NA是接收机所产生的噪声功率，KP是设备的增益。由图可得 ， ， ，噪声系数通常被定义为网络输入端信号信噪比和网络输出端信号信噪比之间的关系，其值越小说明系统硬件的噪声控制越好，可以通过下式计算：,TD-SCDMA和GSM/DCS共站干扰分析,TD-SCDMA对GSM/DCS杂散干扰影响目前GSM基站接收机的噪声系数都能做到5dB，接收机的天线口等效底噪为-121+5=-116dBm/200kHz。为了将TD-SCDMA杂散辐射对GSM900/DCS1800灵敏度的影响降低

18、到一定的程度，一般要求落入GSM900/DCS1800接收机的杂散必须小于接收机底噪9dB，即为-116-9= -125dBm/200kHz。TD-SCDMA设备规范对杂散辐射要求为：频带外杂散应不超过-98dBm/100kHz，及-95dBm/200kHz。所以需要隔离L=-95-（-125）=30dB,TD-SCDMA和GSM/DCS共站干扰分析,TD-SCDMA对GSM/DCS阻塞干扰影响在GSM900/DCS1800带内，GSM阻塞信号电平要求为-26dBm/200kHz,DCS1800阻塞信号电平要求为-35dBm/200kHz，TD-SCDMA的杂散辐射小于-98dBm/100kH

19、z，杂散辐射小于带内阻塞电平要求，所以可不考虑系统间隔离。对于带外阻塞，GSM900带外阻塞条件是8dBm/200kHz.TD-SCDMA单阵子发射信号最大为33dBm/1.6MHz，8阵子叠加后为42dBm/1.6MHz（即33dBm/200kHz）,由此计算隔离度为L=33-8=25dBDCS带外阻塞条件为0dBm/200kHz,隔离度为33dB,TD-SCDMA和GSM/DCS共站干扰分析,GSM/DCS 对TD-SCDMA杂散干扰影响TD-SCDMA的底噪为-107dBm/1.6MHz.按照接收灵敏度恶化不大于0.5dB考虑，实际落入TD-SCDMA接收机的杂散必须小于： -107-9

20、=-116dBm/1.6MHzTD-SCDMA与GSM/DCS1800的隔离度要求为：L=-86dBm/1.6MHz-(-116dBm/1.6MHz）=30dB,TD-SCDMA和GSM/DCS共站干扰分析,GSM/DCS 对TD-SCDMA阻塞干扰影响在TD-SCDMA带内，阻塞信号电平要求为-40dBm/MHz,GSM/DCS1800的杂散辐射要求是-30dBm/3MHz，即-35dBm/MHz，所以天线隔离只需要5dB。对于带外阻塞，TD-SCDMA最严格带外阻塞条件为16dBm（CW）， GSM发射机最大发射信号为47.7dBm（60W），隔离度为L=47.7-16=31.7dBDCS

21、发射机最大发射信号为43dBm（20W），隔离度为L=43-16=27dB.,隔离度需求,根据理论公式可以计算出各系统克服各种干扰所需的隔离度指标。需要强调指出的是，干扰分析报告给出的数据（比如需要的隔离度）只是根据协议的指标计算出的理论值，由于很多协议给出的指标很宽松，所以计算出来的理论值只是隔离所需的最大值，实际的数值小于（甚至远远小于）理论值。,互调干扰分析,互调干扰产生于器件的非线性度，在合路系统里我们主要关注无源器件的互调干扰，即合路器产生的互调干扰。无源器件的互调干扰的定义是：射频电流流经不同金属器件的接触点，特别是压力接触电（如两金属器件靠螺丝固定）而产生。合路器的互调抑制比一般

22、为120dBc。互调抑制比是指两个功率相等、适当类型的调制信号进入合路器输入端，由合路器的非线性引起的互调信号电平，其中一个信号电平与互调产生的信号电平之比。多系统合路较突出的互调产物主要为二阶互调产物(FIM2)和三阶互调产物(FIM3)，其中二阶和三阶互调产物的计算公式为：FIM2=f1f2或f2f1；FIM3=2f1f2，2f2f1，f1+f2-f3，f1+f3-f2或f2+f3-f1；,互调隔离度计算,MCL = MAX(P1,P2,P3) +合路器互调PnNf6.9MCL为隔离度要求；Pn 为被干扰系统的接收带内热噪声，单位为dBm；Nf为接收机的噪声系数，基站的接收机噪声系数一般不

23、会超过5dB； P1为干扰系统1的信号电平（dBm）；P2为干扰系统2的信号电平（dBm）；P3为干扰系统3的信号电平（dBm）；合路器的互调指标，这里取-140dBc；这里计算的互调要求的隔离度是按最大的干扰信号进行计算的，实际上的互调信号电平都不大于这个值。减少互调干扰可以采取：1）合理的频率分配方案采用无互调的信道组；2）合理调整干扰系统发射机的输出信号功率；3）增加干扰系统发射机和被干扰系统接收机之间的隔离度采用收发分开的天馈系统，通过信号的空中链路衰减增加隔离度。目前的合路器的三阶互调抑制一般不小于120dBc，均可以满足系统指标要求，不会对系统形成干扰。,根据上、下行天馈的使用情况

24、，可以按照下面的两种方式来设计POI： 1、上、下行分开的POI 2、上、下行合一的POI 无论是采用哪种方式来制作POI，都应该满足隔离度的理论要求值。POI的TX端口和RX端口之间的隔离度是重点考虑对象。 上、下行分开和上、下行合一的两种POI应该分开来考虑它们隔离度的实现过程。,POI的设计,上、下行分开的POI,POI的设计,上、下行分开的POI隔离度的计算,MCL=合路器带外抑制+发射损耗-发射天线增益 +空间隔离-接收天线增益+接收损耗隔离度要求值,上、下行合一的POI隔离度的计算,由于每个系统的发射与接收都在同一个端口，所以两个系统间发射与接收的隔离完全由将他们合路的合路器来承担

25、；如上图所示，杂散信号将直接从A（B）端口进入到B（A）端口。,上、下行合一的POI隔离度的计算,隔离度的计算：MCL=合路器隔离度+滤波器带外抑制隔离度要求值 如果合路器的隔离度不能满足要求，我们就在干扰系统进入合路器件前加装滤波器，增加隔离度来降低干扰，以满足隔离度的理论要求值。 通常在要求合路的系统比较多的时候，都是采用的上、下行分开的做法，这种方式可以通过空间隔离来更好的消除干扰；尤其是在移动GSM900和联通GSM900需要共同建设的时候，上、下行合一的POI很难满足这两个系统间隔离度的要求。所以，应根据不同的合路要求，合理的设计POI的合路方式。,POI系统知识,内容提纲,第一节：

26、POI系统基本概念、基本结构第二节：POI系统中的关键器件第三节：移动通信干扰分析与POI干扰协调第四节：POI系统部署实例,世博园区多运营商共建,2010年上海世博会是继2008年奥运会后在中国举办的又一世界性盛会，有200多个国家、地区和国际组织参建，园区人流的日极端高峰达到100万人次。通信网建设初期，根据工信部“共建共享”的指导思想，以及各运营商的需求，世博园区的大部分展馆的无线室内覆盖系统通过POI合路实现共建共享。,收发信号分集方案,从基站来的各制式（频分双工）系统分收、发两个端口接入POI，通过设备后两个端口接出。下行信号体现为多路合一路从Tx口输出进行信号下行覆盖，用户终端来的

27、上行信号则通过另外一路Rx上行通道反向传输，然后分路回到各自的通信系统。,世博园区大型场馆合路方式,方式一：收、发分缆。收、发分缆的合路方式是将各个通信系统的收、发信分开分别合路，接入独立的分布系统。通过这种方式将发信的大信号与收信的小信号隔离开，利用收发天线间的30dB隔离（收发天线间隔1米）可极大地降低互调干扰的功率。方式二：分层合路。分层合路是在方式一的合路后，再将需接入的通信系统进行二级合路。此方式可以解决部分通信系统信源功率不足的问题（如：中国移动的WLAN、TD系统和中国联通的WCDMA系统）。,POI应用-地铁,原理图,中国联通,中国移动,CDMA BTS,GSM BTS,中国联

28、通,GSM BTS,中国联通,CDMA BTS,列车上行隧道,民用机房内,列车下行隧道,列车下行隧道,列车上行隧道,地铁站厅、站台,下行分布天线,上行分布天线,下行POI,上行POI,POI应用-地铁,铁路隧道覆盖,覆盖方式-在较长隧道区间，设置干线放大器，保证信号的连续覆盖。,目录,一、POI系统知识二、泄漏电缆知识三、地铁覆盖场景及解决方案四、高铁覆盖场景及解决方案,同轴电缆与泄漏电缆区别,同轴电缆 内外两部分导体； 外导体屏蔽作用； 内导体传输电磁能量。泄漏同轴电缆 同轴电缆外导体开孔，轴向传播，径向泄漏。,漏缆结构,由内至外依次为中心导体、聚乙烯螺旋支持件、聚乙烯绝缘管、外导体、保护套

29、。内部结构特点：1、单根芯线：铜管、皱纹铜管或者镀铜铝线2、外导体存在均匀分布的开槽口,漏缆分类,分类依据：能量耦合到外部空间的机理种类：耦合型和辐射型,耦合型漏缆,耦合型漏缆 外导体开槽孔间距远小于工作波长 电磁场小孔衍射，激发外部电磁场，外导体表面有电流 能量以同心圆方式扩散，泄漏能量无方向性，距离增加能量迅速减小特点：耦合型漏缆产生表面波，电磁场受周围环境波动大，抗干扰能力差，传输距离有限。,耦合型漏缆结构,辐射型漏缆 外导体开槽孔间距与波长（或半波长）相当 频带较窄，特定的槽孔使槽孔处信号产生同相迭加 电磁能量由槽孔直接辐射产生，具有方向性，泄漏能量在辐射方向上相对集中，不随距离增加而

30、减小特点：与工作频率密切相关，对特定的频率和制定方向，耦合损耗比较小应用：专网之隧道覆盖可选辐射型,辐射型漏缆,辐射型漏缆结构,长日光灯管 .,. 和传统电灯泡的差别.,辐射型电缆和天线的差别就象是,辐射型漏缆优势,辐射型漏缆优势,辐射漏缆安装时间长信号波动范围小在火车里的穿透损耗最佳最小的阴影衰落宽频带,天线较容易安装信号波动范围大火车里的穿透损耗大高阴影衰落窄频带,安德鲁泄漏电缆产品-Tetra 系统,针对800MHz Tetra 专网覆盖的特点和技术要求，安德鲁公司设计研发了在800-900MHz频率范围内优化的泄漏同轴电缆，使得其在1公里范围内的系统损耗最小。从而最大限度的减少直放站等

31、有源器件，提高系统可靠性。,安德鲁泄漏电缆产品-350M&800M公安消防系统,针对350M&800MHz 公安消防系统覆盖的特点和技术要求，安德鲁公司设计研发了在350MHz和800-900MHz频率范围内优化的泄漏同轴电缆，使得其在1公里范围内的系统损耗最小。从而最大限度的减少直放站等有源器件，提高系统可靠性。,安德鲁泄漏电缆产品-公网系统,针对商用无线引入系统覆盖的特点和技术要求，安德鲁公司设计研发了在70-2400MHz和800-2400MHz频率范围内优化的泄漏同轴电缆，使得其在350米和500米范围内的系统损耗最小。从而最大限度的减少直放站等有源器件，提高系统可靠性,安德鲁泄漏电缆

32、产品-2.4GHz应用,针对2.4G信号系统覆盖的特点和技术要求，安德鲁公司设计研发了在2.4GHz频率范围内优化的泄漏同轴电缆。1 规格的泄漏电缆是完全按照庞巴的（Bombardier）的要求而研发定制的。RCT7-S-1A-RNA 为最新研发的1 5/8规格的漏缆。优异的系统损耗性能。,泄漏电缆计算模型,参数及变量说明 为泄漏电缆的注入功率（dB） 为泄漏电缆的耦合损耗（dB） 为宽度因子（dB） 为终端距离泄漏电缆的距离（m） 为每米泄漏电缆损耗（dB） 为人体损耗、车体穿透损耗等损耗总量（dB） 为漏缆覆盖距离（m） 为边缘覆盖场强（dBm）,目录,一、POI系统知识二、泄漏电缆知识三

33、、地铁覆盖场景及解决方案四、高铁覆盖场景及解决方案,地铁覆盖特点,地铁场景特点：城市轨道交通（地铁）多为封闭式环境，轨道交通站台站厅、区间隧道内各种无线信号几乎均为盲区；同时地铁列车车体、站台两侧安全屏蔽门会对无线信号会产生严重的屏蔽。话务特点：作为重要的城市交通工具，城市轨道交通的用户人流量很大，特别是上下班的高峰期，具有非常高的突发话务量。用户需求以数据业务为主，同时语音业务需求量也很高。,覆盖解决方案,POI多系统合路解决方案,隧道泄露电缆覆盖解决方案,站台及室外部分覆盖解决方案,覆盖解决方案,地铁无线覆盖方式：城市轨道交通覆盖最突出的特点是接入系统多，覆盖面广，覆盖要求高，安装环境要求

34、高。采用多网合路系统（POI）对信号进行合路，多系统共用天馈对覆盖区进行覆盖。在隧道中采用分布系统+泄漏电缆覆盖方式，站厅、侧式站台采用天线阵覆盖方式，岛式站台采用泄漏电缆加天线阵相结合的覆盖方式。,设计要点,地铁无线覆盖设计要点主要体现在:1、多系统之间的网间干扰；2、切换区域设定和切换重叠区预算；3、隧道区间链路预算；4、泄漏电缆开断点设置；5、系统分区；6、系统容量预算；7、系统扩容；8、换乘车站交接处覆盖等方面。其中隧道区间链路预算和切换控制尤为重要。它直接影响各系统的覆盖效果，直接影响整个无线系统的可靠性和稳定性等因素。,隧道区间链路预算,隧道区间链路预算步骤：计算机房设备覆盖距离；

35、计算区间有源设备覆盖距离；结合隧道实际长度计算区间有源设备数量需求；合理设置区间开断点；确定区间有源设备的安装位置。,隧道区间链路预算,各通信系统信源输出功率；各通信系统覆盖边缘场强；泄漏电缆指标；POI及多频分合路器插损指标；各通信系统切换区长度。,隧道区间场强链路预算关键控制点：,切换分析,乘客出入地铁站的切换；站厅与站台两小区之间的切换；不同站厅两小区之间的切换；隧道区间两小区之间的切换；列车出入隧道口时与室外小区的切换。,在地铁覆盖系统中存在以下切换：,切换分析,乘客出入地铁站切换乘客出入地铁站厅的过程中，考虑自动扶梯运动产生信号衰落、以及人群拥挤而产生的信号衰落，而导致手机信号强度锐

36、减，造成信号重叠区域（切换区）不够，只要保证两个小区信号重叠区边缘场强在系统要求范围内即可确保信号良好无间断的切换。,切换分析,站厅、站台之间的切换保证两个小区信号重叠区边缘场强在系统要求指标以上及可确保信号良好无间断的切换。不同站厅之间的切换同上。,切换分析,隧道两小区之间切换使两站间整个隧道中的漏缆保持接通状态，当机车经过隧道中段时，原小区信号逐渐减弱，切入小区的信号逐渐增强，没有信号突然消失的情况，避免了移动台因为切换时间不足造成掉话。通过控制泄漏电缆末端的输出功率来保证平滑切换。,切换分析,列车出入隧道口时与室外小区的切换列车出隧道的过程中，其信号强度变化是隧道内信号迅速减弱，隧道外信

37、号迅速增强的过程，其切换区（信号重叠区）不足以确保切换成功。列车入隧道的过程中，其信号强度变化是隧道内信号迅速增强，隧道外信号迅速减弱的过程，其切换区（信号重叠区）不足以确保切换成功。,重叠覆盖区的设置原则：重叠覆盖区的距离要能满足所有系统的切换要求重叠覆盖区的距离不能太长，必须控制信号外泄，避免对隧道外室外宏站覆盖区造成干扰。,干扰分析,数字电视、数字集群、GSM、CDMA 、DCS1800、PHS、WLAN、3G、4G共用同一个分布系统，相互之间会产生干扰。各系统的有源设备在发射有用信号的同时，在它的工作频带外还会产生杂散、谐波、互调等无用信号，这些信号落到其他系统的工作频带内，就会对其他

38、系统形成干扰。 多系统间干扰一般分为： 1、杂散干扰 2、互调干扰 3、阻塞干扰,杂散干扰：就是一个系统的发射频段外的杂散发射落入到了另一个系统的工作频段中而可能造成的干扰，杂散干扰对系统最直接的一个影响就是降低了系统的接收灵敏度。互调干扰：集中在各系统的下行输出，在进行合路时的互调产物上，主要表现为三阶互调干扰。如果互调产物落在其中某一个系统的上行接收频段内，从而对该系统基站的接收灵敏度造成一定的影响。阻塞干扰：就是其它系统的下行信号功率较强，虽在系统的频带外，但降低了接收机灵敏度。当较强功率加于接收机时可能导致接收机过载，使它的增益下降或者被抑制。,干扰分析,由于发射机输出的信号通常为大功

39、率信号，在产生大功率信号的过程中会在发射信号的频带之外产生较高的杂散，而且这些杂散分布在非常宽的频率范围内。如果杂散落入某个系统接收频段内的幅度较高，受害系统的前端滤波器无法有效滤出，会导致接收系统的输入信噪比降低，通信质量恶化。通常认为干扰基站落入受害系统的干扰在低于受害系统内部的热噪声6.9dB以下（此时受害系统的灵敏度恶化不到0.8dB），此时干扰可以忽略。,杂散干扰,干扰分析,杂散干扰计算,这样对应杂散所需要的隔离度为：MCLPspu10Log ( W Interfering / W Affected )PnNf6.9其中： Pspu为干扰基站的杂散辐射电平，单位为dBmW Inter

40、fering为干扰电平的测量带宽，单位为kHzW Affected 为被干扰系统的信道带宽，单位为kHzPspu10Log ( W Interfering / W Affected )为干扰基站在被干扰系统信道带宽内的杂散辐射电平Pn为被干扰系统的接收带内热噪声，单位为dBmNf为接收机的噪声系数，基站的接收机噪声系数一般不会超过5dB,干扰分析,杂散干扰隔离度汇总,干扰分析,阻塞干扰,阻塞干扰是指多系统合路时，一个较大干扰信号进入一个系统接收机前端的低噪放时将接收机推向饱和，这时无论有用信号质量多好（信噪比好）都无法解调。阻塞干扰与被干扰系统的接收机的带外抑制能力有关。在多系统设计时只要保证

41、到达接收机输入端的强干扰信功率不超过系统指标要求的阻塞电平，系统就可以正常的工作。通常阻塞干扰对系统间隔离度的需求并不高，隔离度能满足杂散干扰的要求，就一定能满足阻塞干扰的要求。,干扰分析,阻塞干扰隔离度汇总,干扰分析,互调干扰,互调干扰产生于器件的非线性度，在合路系统里主要关注无源器件的互调干扰，即合路器产生的互调干扰。无源器件的互调干扰的定义是：射频电流流经不同金属器件的接触点，特别是压力接触电（如两金属器件靠螺丝固定）而产生。多系统合路较突出的互调产物主要为二阶互调产物(FIM2)和三阶互调产物(FIM3) 。,减少互调干扰可以采取：合理的频率分配方案采用无互调的信道组；合理调整干扰系统

42、发射机的输出信号功率；增加干扰系统发射机和被干扰系统接收机之间的隔离度采用收发分开的天馈系统，通过信号的空中链路衰减增加隔离度。,干扰分析,目录,一、POI系统知识二、泄漏电缆知识三、地铁覆盖场景及解决方案四、高铁覆盖场景及解决方案,高铁专网规划背景,专网覆盖方式是将覆盖高速场景沿线原有的基站设备、传输、天馈系统等无线设备独立于覆盖周边低速区域的网络。根据高速场景所需的覆盖效果，会在原有公网规划基础上新增或替换个别站址。同时，通过参数配置可以保证专网和公网分离，减小网间关联和影响。,专网覆盖主要有以下特点：（1）专网结构要求专网信号只覆盖铁路，不覆盖周边区域，要求对信号有很好的控制，尽量避免对

43、外围区域的泄露；（2）专网形成虚拟的独立网络，只在专网覆盖的列车停靠站与公网设立切换点，铁路覆盖内部小区不设公网邻区，不与公网进行小区重选和切换，所有切换和重选只在专网内部进行；（3）专网结构完全不吸收公网业务，只吸收列车上的业务；（4）沿线覆盖良好，不存在覆盖漏洞；（5）在网络扩容、重新规划中，可根据专网与公网各自需求，分别独立规划，不需同时兼顾，避免了互相牵制，降低了优化和规划难度。,高铁专网规划思路,高铁专网规划时需要充分考虑高速铁路覆盖场景的特点，既要满足高速列车上用户快速移动的需求，同时又不影响铁路周边用户正常呼叫。针对高速列车上用户快速移动的要求，组网时需注意以下四方面内容：,一、

44、增加小区覆盖范围（尤其是铁路径向方向）。可以通过增加小区发射功率、使用大功率功放等方法或采用小区合并技术提高小区覆盖半径，减少小区间切换的次数，从而形成高效的带状覆盖区。,二、缩小切换时延，合理设置切换区，保证切换成功率。可以通过修改切换参数来达到缩小切换时延的目的，如减小切换滞后时间、降低切换门限、减小测量的过滤系数、减小切换的执行时间等。切换区的设置需要考虑切换所需的时间以及高速列车的运行速度，必须保证用户在切换区内能有效地完成切换过程。,三、减小用户小区选择/重选时延。可以通过修改系统信息配置（使用最简配置）来减小用户读取系统信息的时延。提高重选测量触发的门限，以便让用户及时监测到合适的

45、目标小区。,四、合理设置专网与公网的切换关系，避免对公网的信号泄露。可以仅在列车停靠站设立专网与公网的切换点，专网内部小区则不设公网邻区，保证专网的独立性，严格控制专网信号的外泄。,高速移动下的多普勒效应,因波源或观察者相对于传播介质的运动而使观察者接收到的波的频率发生变化的现象称为多普勒效应。,v：车速； C：光速；f：系统工作频率；：UE移动方向和信号传播方向之间的夹角,多普勒效应,多普勒频移计算公式,高速运动环境带来的影响主要体现在信道估计的偏差上。在高速移动环境中，信道估计与两端数据经历的实际信道有较大偏差，速度越快可能的偏差越大，进而造成链路性能的下降，最终影响覆盖和容量。,高铁专网

46、规划指导方案组网方案,在实际的专网组网规划中，通常需要综合考虑高速移动场景所处的地理位置、地貌、容量需求和现网站址资源等诸多因素，因地制宜地采用以上一种或多种方案作为专网组网方式。,链路预算,一般情况下，由于受到体积、重量和电池容量等的制约，终端的发射功率不可能做得很大，所以下行覆盖通常大于上行覆盖，基站覆盖半径是由上行链路决定的。,链路预算（续）,链路预算（续）,COST231-Hata模型的传播损耗公式：,有效天线修正因子、小区类型校正因子分别为：,切换区设计,其中，d1为到达切换质量要求的迟滞所经历的距离；v为用户终端的移动速度；t2为测量报告触发时间；t3为切换执行时延。,小区合并技术

47、,小区合并技术可应用于高速场景中解决切换问题。小区合并即将同一基站覆盖高铁线路两个方向的小区合并设置为一个小区，从而加大单小区的覆盖范围，将原有基站覆盖区域之间的切换区变为同小区的接力点，降低了小区切换、重选发生的频率，同时也避免了在多普勒频偏跳变区域进行切换。,在高铁专网规划中，小区合并技术常常结合分布式基站来实现，使用RRU拉远基站进行多小区合并，形成带状链式的高铁覆盖专网，扩大单个小区覆盖范围，有效地避免了切换频繁问题。,专网切换方案,高铁专网在规划设计时必须注意与公网的分离与融合，既要保证专网相对于公网的独立性，尽可能地降低专网信号对公网用户的影响，又要在特定区域保持与公网的自由切换。

48、,站址选取原则,（1）线路穿越人口较稀疏的地区 站址应尽量选择距离高速铁路轨道100m左右的位置，以适当增大天线主波束与列车的夹角，降低多普勒频偏的影响。 （2）线路穿越人口较密集的地区 对于城区、乡镇聚集区等地区，站址应尽量靠近高速铁路轨道，尽量增大下倾角，避免过多地干扰公网。条件允许的情况下应选择远离轨道50m左右的适当位置。 （3）利旧现有公网站点 如果条件合适，可以将距离高速铁路较近的公网站点改造为专网站点，同时搬迁公网站点，重新优化公网的无线覆盖。或者采用专网和公网共享基站的方式，将现有公网站点直接纳入高铁专网之中。,站址选取就是综合平衡技术要求与工程可实施性，在此基础上获得一个切实

49、可行的基站建设方案。,基站至高铁最小距离,其中，d为基站至高铁的最小距离，r为小区覆盖半径，为最小掠射角。,小区最小覆盖半径,其中，v为列车运行速度，t为小区搜索和网络注册时延，为基站天线的水平波瓣宽度，为最小掠射角。,站间距规划,其中，r1、r2分别是两个基站对应小区的规划覆盖半径，h为规划的切换区长度，为最小掠射角。,设备选型信源选择,根据系统目前的设备情况，高铁专网设计方案可以采用宏基站、微基站、RRU等作为节点信源。 BBU+RRU的组合方式利用基带合并技术将多个RRU（通常16个）组合到一个小区内，而该小区可根据网络容量需求情况通过软件进行小区分裂达到扩容目的。从切换性能看，不同RR

50、U覆盖区的切换，在NodeB内部完成，无需RNC参与。从覆盖灵活性来看，多个RRU的覆盖区可以灵活组合成带状链式覆盖区，能用较少的小区数目满足高速铁路线的覆盖需求。 因此，BBU+RRU是高铁专网信源的理想选择。,设备选型天馈系统选择,由于铁路属于狭长地形场景覆盖，并且专网小区基站根据实际地理条件与铁路沿线可能有一定距离，因此根据实际情况需要选择不同的天线。 天线选择的基本原则有：为了合理设计和控制系统切换率和用户的切换频率，一般采用大站距、高挂高、高增益窄波束的定向天线；天线安装的相对高度较高，一般宏基站的天线挂高为3545m；使用1518dBi窄波瓣的高增益天线，获得较好的无线覆盖；天线的