TDSCDMA室内覆盖方案.ppt

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1、1,TD-SCDMA 室内覆盖解决方案,指导教师：张春志学生姓名：李德齐学号：0703240120专业：电子信息工程,2,主要内容,室内覆盖系统室内覆盖系统概述各种室内覆盖系统介绍室内覆盖系统对移动通信网络的影响及解决方法,3,室内覆盖工程的概念,即在建筑物里面需要覆盖或解决话务的地方，通过安装一定数量的小型室内天线或其他辐射信号的方式，使信号均匀地分布在建筑物的每一个角落，从而消除室内盲区善，改善室内移动通信的话音质量、网络质量和系统容量。,4,室内分布系统示意图,5,室内覆盖的作用,室内盲区的覆盖 解决大型室内场所信道拥挤问题 改善小区切换频繁的问题 吸纳话务量 建筑物内场强的均匀分布,6

2、,主要内容,室内覆盖系统室内覆盖系统概述各种室内覆盖系统介绍室内覆盖系统对移动通信网络的影响及解决方法,7,室内覆盖的几种方式,基站微蜂窝直放站,无源天馈分布有源分布光纤分布泄漏电缆分布,8,从分布类型分：无源天馈信号分布系统有源天馈信号分布系统光纤信号分布系统漏缆信号分布系统从信号源来分以基站（含微蜂窝）为信号源的室内覆盖系统以直放站为信号源的室内覆盖系统,室内覆盖工程的分类,9,无源天馈信号分布系统,10,射频有源分布系统,11,光纤信号分布系统,12,漏缆信号分布系统,13,以基站为信号源的室内覆盖系统,14,以直放站为信号源的室内覆盖系统,通过直放站的施主天线直接从附近基站提取信号,1

3、5,用耦合器从附近基站耦合部分信号通过光纤传送到欲覆盖区的直放站,以直放站为信号源的室内覆盖系统,16,以直放站为信号源的室内覆盖系统,用耦合器从附近基站耦合部分信号通过电缆传送到欲覆盖区的直放站,17,室内分布信号源的选择,18,信号分布系统分类比较,各类室内覆盖工程的特点,19,信号分布系统分类比较,各类室内覆盖工程的特点,20,信源和分布系统选择建议,21,信源和分布系统选择建议,22,信源的应用,目前GSM室分信源及有源设备类型主要包括以下四类：直放站 一般总功率：小功率（2W以下），中功率（2W、5W）、大功率（10W、20W、30W）。微基站 一般功率：5W、10W、20W/载波。

4、BBU+射频拉远（RRU）一般功率：10W、20W/载波。宏基站 一般功率：20W/载波。,23,不同信源功率覆盖能力如下：,24,无源天馈信号分布系统图例,各类室内覆盖工程的系统特性,25,无源天馈分布系统常用器件,26,原理图,2202CDU-C（6载波）,10:1耦合器,4:1耦合器,二功分器,壁挂天线,定向天线,吸顶天线,二功分器,4:1耦合器,15dB耦合器,机顶跳线,7/8”馈线,1/2”馈线,三路合成器,二功分器,室内直放站,无线接入,微蜂窝基站,三功分器,四功分器,室内天线口输入功率的范围建议在15dBm,支持8002500MHz频段,无源信号分布系统的系统特性,27,系统组成

5、馈线：有1/4”、1/2”、1/2”超柔、7/8”等多种规格，主要使用1/2”超柔和 7/8”两种馈线。无源器件：主要有功分器、耦合器、合路器、衰减器、负载、连接头等。室内天线：主要使用挂墙和吸顶的小型低增益室内天线。对于线路损耗严重的系统还可加装干线放大器。,无源信号分布系统的系统特性,28,各系统组成设备的性能指标馈线,无源信号分布系统的系统特性,29,各系统组成设备的性能指标功分器:用于将信号平均分配到2、3或4路支路上。耦合器：用于将信号按不同比例分配到不同支路上。,无源信号分布系统的系统特性,30,各系统组成设备的性能指标同频段合路器：用于将几路信号合成为一路信号。频段合路器：用于将

6、不同频段信号合成为一路信号,无源信号分布系统的系统特性,31,各系统组成设备的性能指标衰减器：用于衰减多余的信号强度，一般用于对输入信号强度有限制的室内型直放站、有源信号分布系统和室内光纤信号分布系统。负载：用于吸收无源器件上未使用端口的信号功率。,无源信号分布系统的系统特性,32,干线放大器,双向射频放大器，主要用于补偿室内分布系统中线路的损耗,全双工双向放大 上行噪声系数 输出功率 增益 互调产物 具有ALC功能,33,系统组成有源器件：主要有功分器、耦合器。有源室内天线。在线放大器。同轴电缆或馈线。,有源信号分布系统的系统特性,34,系统图,光纤信号分布系统的系统特性,35,原理图,光纤

7、信号分布系统的系统特性,36,系统组成主机单元：主要完成与基站信号的电平适配，下行RF信号的光调制、分路输出功能、上行光信号的光电转换功能以及告警功能等。一般主机单元带有许多光收发模块（接口单元）。（支持单双模光纤)光纤：用于信号传输，一般使用单模光纤。光功分、合路器等：用于光信号的分路和合成，也可集成到主机单元上。远端单元：对天线接收到的手机信号以及主机单元发来的光信号进行电光/光电转换和功率放大。室内天线，也可把天线集成到远端单元上，如光纤有源天线。对于某些光纤系统还需提供双工器、隔离器或环形器等把收发分路的器件。,光纤信号分布系统的系统特性,37,系统组成泄漏电缆：一种特殊的同轴电缆，既

8、可用作信号的传输，又可代替天线把信号均匀发射到自由空间。无源器件对于线路损耗严重的系统还可加装干线放大器。,漏缆信号分布系统的系统特性,38,泄漏电缆的分类分段泄漏型：电缆每隔一定距离在外导体预先开口，分段的距离使电缆的线路损耗在某一频带内最小，并可随着电缆线路损耗的增加而增加开口数量即不断增加泄漏量，从而增加传输距离。放射型：电缆外导体预先等间隔开口，开口的间隔约等于1/2个工作频率波长，而且信号辐射的方向与电缆轴心垂直，使得耦合损耗在某一频段内保持稳定，适用于8002200MHz频段。耦合型：在低损耗的电缆的介质与外导体上连串相同的开口或开槽，在GSM和DCS频段性能良好，较适用于室内覆盖

9、系统。,漏缆信号分布系统的系统特性,39,主要内容,室内覆盖系统室内覆盖系统概述各种室内覆盖系统介绍室内覆盖系统对移动通信网络的影响及解决方法,40,室内覆盖系统对通信网络的影响对于不同类型的室内覆盖系统对通信网络的影响程度不同。以基站（含微蜂窝）为信号源的室内覆盖系统对于没有使用干线放大器的无源信号分布系统，引入的噪声干扰很小，所以基本不会对信号源基站和室外通信网络造成影响。对于使用了干线放大器的无源信号分布系统，必将产生噪声和干扰，有可能对信号源基站造成不良影响，但由于建筑物的衰减作用基本不会对室外网络造成影响。对于有源信号分布系统，由于使用了多级放大器，也将产生较大的噪声，有可能对信号源

10、基站造成不良影响。对于光纤信号分布系统，由于使用了光端机，噪声也较大，可能对信号源基站造成不良影响。,室内覆盖系统对通信网络的影响及解决方法,41,以室内直放站为信号源的室内覆盖系统 在前面的论述中已阐明了室内直放站必将引入噪声和干扰，不仅可能会对施主基站及其用户区造成影响，还可能会对临近基站造成不良影响。由此可见若采用室内直放站为信号源，室内覆盖系统最好选用引入噪声较少的无源信号分布系统。室内覆盖系统可能造成的影响与直放站类似，有以下几项：掉话率增高,特别是质差断线。通话质量差，误码率高，通话时断时续。信噪比低，出现信号很强却打不了电话的情况。造成基站C/I及附近基站C/A下降，有些是严重干

11、扰,情况严重时会造成基站长期闭塞。总的来说，室内覆盖系统对通信网络造成的影响主要是由系统中的放大器等有源器件产生的噪声和干扰所引起的，只要系统中尽量少采用放大器器件，就不会对网络造成不良影响。,室内覆盖系统对通信网络的影响及解决方法,42,GSM系统覆盖指标覆盖指标标准层、群楼：目标覆盖区域内95以上位置，前向接收信号强度RXpower应大于85dBm;电梯、地下室：目标覆盖区域内95以上位置，前向接收信号强度RXpower应大于90dBm;用TEMS进行误码率（RxQual）的测试，对于以基站为信号源的室内覆盖系统，等级为3以下（不包含3）的测试点的数量应占95%以上。对于以直放站为信号源的

12、室内覆盖系统，等级为3以下（不包含3）的测试点的数量应占90%以上。,室内覆盖系统覆盖效果要求,43,用户感知相关性能指标可用率要求在目标覆盖区内的95%位置，99%的时间移动台可接入网络。切换成功率室内外小区和室内各小区之间的切换成功率95。信号外泄室内基站泄漏至室外10米出的信号强度应不高于90dBm。上行噪声电平在基站接收端位置收到的上行噪声电平小于120dBm。,室内覆盖系统覆盖效果要求,44,影响室内覆盖系统覆盖效果的因素,室内覆盖系统的覆盖效果与信号源和信号分布系统的选取、系统设计、设备性能以及施工质量等因素密切相关。而造成覆盖效果差的根本原因还是噪声和干扰的问题以下从这几方面阐述

13、影响室内覆盖系统覆盖效果的原因。信号源选取的影响室内覆盖系统信号源选取是否正确，对室内覆盖系统的覆盖效果影响很大。一般来说信号源的选取主要从以下几个方面加以考虑：话务量在高话务量的地方不应选择室内直放站为信号源，因为：1、室内直放站将大大加重施主基站的话务负荷，引起施主基站拥塞严重。2、室内直放站覆盖区内的用户越多，在上行链路上的噪声和干扰越严重。,45,要求覆盖的范围对于室内覆盖系统，覆盖范围的大小主要取决于信号源的输出功率。如果要求覆盖的范围较大，就不宜选择室内直放站为信号源，因为室内直放站的输出功率一般较小，若要大面积覆盖需要加装干线放大器来补偿线路的损耗，而多级放大器必将引入更多的噪声

14、和干扰，影响覆盖效果。另外微蜂窝的输出功率也不大，对于要求覆盖范围很大的室内覆盖系统建议选择大站作信号源。所处位置的网络状况若室内覆盖系统所处位置的网络状况很复杂，如大城市的闹市区中，周围的信号频密，同频、邻频干扰较多，就不宜采用室内直放站作信号源，特别是宽带直放站，因为这将会把大量的干扰引入并放大，加重这些干扰的程度，同时还在上下行链路增加大量噪声和互调干扰，大大影响覆盖效果和整个网络质量。,影响室内覆盖系统覆盖效果的因素,46,信号分布系统选取的影响对于信号源为室内直放站的室内覆盖系统，不宜选取有源分布系统和光纤分布系统，主要是考虑噪声的影响。如果要求室内覆盖系统的信号覆盖很均匀，那么每天

15、线口的输出功率就要做到基本一致，这对于无源分布系统来说是很难做到的，比较适宜采用有源系统和漏缆系统。对于布线距离很长而且施工难度很大的地方，不宜采用馈线做传输载体，建议采用光纤分布系统。,影响室内覆盖系统覆盖效果的因素,47,系统设计的影响系统设计是否合理是影响室内覆盖系统覆盖效果最重要的因素。如果在系统设计时不能从上下行链路功率、边缘场强的取定、系统噪声的计算、天馈线布放位置、周边网络干扰情况等方面充分综合考虑，则必将影响系统的覆盖效果。上下行链路功率的计算室内覆盖系统的覆盖范围主要取决于下行链路功率，只有在引入了有源器件后才需要考虑上行链路信号和噪声功率对系统覆盖效果的限制。这里将主要就下

16、行链路功率的计算进行讨论。计算下行链路功率必须考虑信号源的输出功率、馈线、无源器件的功率损耗、室内无线传播损耗、边缘场强等。如果任意部分的功率计算错误，将导致设计的系统能量分布与实际情况不同，无法达到预期的覆盖效果。在实际情况中，室内无线传播损耗是很难估算的，因为每个建筑物因建筑装修材料、结构不同而对无线信号的衰减不一，很难找到统一的室内无线传播模型。计算室内无线传播损耗最准确的方法是采用模拟场强测试的方法。,影响室内覆盖系统覆盖效果的因素,48,边缘场强的取定边缘场强是指在需要覆盖的区域内手机最少能接收到的信号强度，它的取定将直接影响整个系统的能量分布设计，如果边缘场强取定得过高，会造成能量

17、浪费，增加成本；如果取定得太低，会造成覆盖区域减少，室内边缘地区切换掉话增加，影响整体覆盖效果。边缘场强的取定主要取决于基站和手机的接收灵敏度、无线信号多径传播衰落以及干扰和噪声的影响，必须把这些因素综合考虑才能正确选取边缘场强。,影响室内覆盖系统覆盖效果的因素,49,噪声的影响对于使用了放大器等有源器件的室内覆盖系统，噪声是影响系统覆盖效果的重要因素，在做系统设计时必须考虑噪声特别是上行链路噪声问题。如果系统采用多级放大器，设计时还需要考虑如何设置各级放大器的增益和噪声系数以尽量减少噪声对系统的影响。以下就从整套系统而非单个放大器来分析噪声的问题。若系统中只采用了一级放大器，则该放大器的噪声

18、系数Nf即为整个系统的噪声系数。对于信号源基站来说，引入该放大器后将导致系统噪声电平提高Nf，为减少噪声对系统的影响，可将上行增益下降Nf以上，此时到达BTS的噪声电平可以维持原有水平，但放大器覆盖的用户到达BTS的信号会比无源系统用户信号弱Nf，信噪比也下降Nf，若为保证信噪比不变，则必须提高放大器覆盖区的边缘强度SS，覆盖变小。,影响室内覆盖系统覆盖效果的因素,50,若系统采用了多级放大器级联，整个系统的噪声系数就必须考虑各级放大器的噪声系数和增益。理论推导可得n级级联放大器的噪声系数为（NF）1、2.n=NF1+（NF2-1）/G1+（NF3-1）/(G1*G2）+.（NFn-1）/(G

19、1*G2*.Gn）由此可见,多级放大器的噪声系数取决于一、二级。当出现多级放大器时，最关键的第一级不仅要求它噪声系数低，而且要求增益尽可能大，但在室内覆盖系统中，由于每级之间还接入其他用户，因此，应与纯放大器的多级串联有不同的考虑，即应将所有用户状态综合起来考虑。以下将以二级放大器为例说明在多级放大器级联的系统中如何考虑噪声（主要考虑上行噪声）的影响。,影响室内覆盖系统覆盖效果的因素,51,如下图：上图A1和A2分别为第一级和第二级放大器（上行的第一级即为下行的末级）。在这里，G1并不能认为是第一级放大器的增益。因为在室内系统中，第一级和第二级中间存在馈线、功分器、耦合器等器件。G1应为第二级

20、信号输入电平与第一级输入信号电平之差，即G1=（PA2）in/（PA1）in，NF1、NF2分别是A1、A2的噪声系数，则系统噪声系数为：NF系统=NF1+（NF2-1）/G1 系统增加的噪声为：Nout2-Nin1=NF1*G1+（NF2-1）*G2*Nin1,影响室内覆盖系统覆盖效果的因素,52,那么系统噪声系数和噪声电平有如下几种情况：（1）G11 时，系统噪声系数和噪声电平主要取决于G1和NF1，此时噪声系数最小，但系统引入噪声电平却最大。若G11,则系统的噪声系数和噪声电平与NF2关系不大，NF系统 NF1，Nout2-Nin1 NF1*G1*G2*Nin1。（2）G1=1（即A1的

21、增益刚好与A1和A2间的线路损耗抵消）时，系统噪声系数NF系统=NF1+NF2-1，增加噪声电平为Nout2-Nin1=NF1+NF2-1）*G2*Nin1主要取决于NF1、NF2，并且比G11 时的噪声系数大，噪声电平要小。（3）G11时，若G1*NF1=1,第一级噪声已降至-121dBm以下,对第二级影响不大,系统与G1无关，此时系统引入噪声电平最小，但系统噪声系数最大。,影响室内覆盖系统覆盖效果的因素,53,对于由Qin即从第二级放大器直接引入的用户信号情况就不一样了。（1）G11时，Qin的信号信噪比将严重下降，若为保证Qin的信噪比与Pin1一致，则必须提高SS，即减少Qin的覆盖，

22、则从第二级放大器直接引入的用户区的覆盖效果将比第一级放大器的用户区差。（2）G1=0时，Pin1与Qin信号的信噪比将一致，覆盖效果也一样。（3）G11时，情况与第（1）种相反，第一级放大器的用户区的覆盖效果将比从第二级放大器直接引入的用户区差。所以，当我们设计的系统对于每一个天线覆盖情况要求一致时，采用第（2）种方式。但若A1级的NF1很小，只有4dB以下，则我们不妨取G1=1/NF1，此时Pin1与Qin的信噪比差别很小，而NF1不对下级产生噪声，整个系统的覆盖效果都得到保证。,影响室内覆盖系统覆盖效果的因素,54,影响室内覆盖系统覆盖效果的因素,对于有源分布系统，情况与上述的分析类似，只

23、是有源分布系统中的有源放大器件的增益一般较小而且不可调，所以对每级特别是第一级的噪声系数都要求尽量低。建议有源系统中的放大器采用第（2）或第（3）种级联方式，尽量减少噪声电平的引入。某些情况下，需要在有源系统中与系统接入处上行信号加衰减器，以降低噪声电平。对于光纤分布系统，由于采用了光端机、放大器等有源器件，所以系统噪声系数也较高，某些情况下，也需要在光纤系统与系统接入处上行信号加衰减器，以降低噪声电平。,55,干扰的影响在室内覆盖系统中，干扰来自两方面：室外的外部干扰和系统自身由于有源器件的存在而产生的互调干扰。来自室外的干扰主要是建筑物周围基站的信号干扰。在某些情况下，建筑物的外部区域能够

24、接收到很强的外部基站信号，此时在取定室内覆盖系统边缘场强时就必须考虑一定的干扰储备，否则这些外部区域将无法接收到稳定的室内信号，切换频繁，影响覆盖效果。系统自身产生的互调干扰的影响问题在直放站部分已作介绍，主要是造成上下行链路误码率高，通话质量差，以及由于C/I比下降而造成的覆盖范围减少等不良影响。,影响室内覆盖系统覆盖效果的因素,56,影响室内覆盖系统覆盖效果的因素,天馈线的布放位置由于室内信号最终是由天线进行收发的，天线的布放位置和有效输出功率也将直接影响系统的覆盖效果。天线的布放位置会影响系统信号分布 的均匀程度，如果天线布放过密会引起干扰和重叠区过大，布放太疏又无法满足边缘场强的要求。

25、天线的布放位置要考虑室外信号的干扰问题，如果天线布放在室内过于中间的位置，那么窗边的室内信号将较弱，但由于在窗边一般能接收到较强的室外信号，将对室内信号造成很大的干扰，导致信号不稳定，切换频繁，影响室内边缘覆盖效果，所以建议室内天线布放在靠外部的地方。,57,设备性能的影响室内覆盖系统中的设备主要有两大类：有源设备（直放站、干线放大器等）和无源设备（天馈线、功分、耦合器件等）。无论是哪类 设备，他们性能指标的好坏都对系统覆盖效果影响很大。对于有源设备，他们的性能指标与直放站系统基本一样，对系统的影响在前面已介绍过，主要还是几个重要指标如噪声系数、互调干扰量的对系统覆盖效果影响较大。对于无源设备

26、，最重要的指标是驻波比和信号损耗量。驻波比主要影响是会引起回波和反射波加大，进一步削弱了直射有用信号，同时造成信噪比的下降，从而影响覆盖信号质量并减少了覆盖范围。损耗主要影响系统的能量损耗，如果设备对信号的损耗量小，就可以用较少的设备来完成系统覆盖，不仅节省成本，也可减少引入噪声、干扰的可能性。,影响室内覆盖系统覆盖效果的因素,58,谢谢！,59,MajpjMVcyzj21HLfrvy96dv02lPPfYgxUS7IYmZkyEmZ0kGeYZS3bpLCkYH1lt4EK7CxmUX3ijoYSOer7ZuaVWYgz4EpZrUirVpMzzvNtf1XZw5oswSXOtFaejnOc

27、mfE1lZgnN1RSXg8wLCG8CVQ3XPJMvodPFWcpiYJgZazNSEPNIaklYSu7qSd1UpaxmZDlpN9zW7kljfsLCLi26Yv109ffbnDH8LbUN1G6ACURQ39eG12KHL9tXsZ1jzgoCK8g1kuNOh5eFvcmVT5ZYVQt9zk3rp3qLnf02FovEXxVRxjCcFRNppiJljNiOuk6fONnyX7fyGg7sXZ49BmCN5oy9VesHpKzdjTKwjrkCEQCFDehVmGax3lrOEbw63VscA3YSijtUKoCyiLzAlVRp7l4QgPNHxvJFFDyjUVN3oHl

28、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,