[信息与通信]1800无线传播分析.ppt

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1、GSM1800 基 站 无 线 传 播 分 析,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,传 播 因 素,移 动 通 信 中主 要 受 到 以 下 因 素 的 影 响：频 率，距 离，极 化 方 式，天 线 高 度，地 形，地 物，地 面 及 各 种 散 射 与 反 射 物 体 的 电 特 性 参 数，时 间，季 节 等 多 种 因 素 的 影 响。,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,三 个 问 题,为 解 决 移 动 通 信 系 统 的 规 划 设 计 问 题，必 须 搞 清 楚 三 个 问 题：1.无 线 电 信 号 在 移 动 通 信 中 可 能 发 生 的

2、变 化 以 及 发 生 这 些 变 化 的 原 因。2.对 于 特 定 的 无 线 传 输 技 术，这 些 变 化 对 传 输 质 量 和 系 统 性 能 有 什 么 影 响。3.有 哪 些 方 法 和 技 术 可 供 用 来 克 服 这 些 不 利 影 响。,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,研 究 的 三 种 基 本 方 法,1.理 论 分 析，即 用 电 磁 场 理 论 或 统 计 理 论 分 析 电 波 在 移 动 环 境 中 的 传 播 特 性。2.现 场 电 波 传 播 测 试，即 在 不 同 的 传 播 环 境 中，做 电 波 传 播 实 测 试 验。3.计 算

3、 机 模 拟，这 是 近 年 来 随 着 计 算 机 技 术 的 发 展 而 出 现 的 研 究 方 法。,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,移 动 环 境 中 电 波 传 播 特 性 研 究 的 结 果 往 往 用 下 述 两 种 方 式 给 出：第 一：对 移 动 环 境 中 电 波 传 播 特 性 给 出 某 种 统 计 描 述。例 如，理 论 分 析 和 实 测 试 验 结 果 表 明，在 移 动 环 境 中 接 受 信 号 的 幅 度 在 大 多 数 的 情 况 下 符 合 瑞 利 分 布。在 有 些 情 况，则 更 符 合 莱 斯 分 布。电 波 衰 落 特 性

4、的 统 计 规 律，为 研 究 移 动 信 道 抗 衰 落 技 术 提 供 了 基 本 依 据。第 二：建 立 电 波 传 播 模 型。模 型 可 包 括 图 表，近 似 计 算 公 式 等。应 用 电 波 传 播 模 型 可 对 无 线 电 波 在 传 播 过 程 中 的 损 耗 进 行 预 测，直 接 为 系 统 工 程 设 计 服 务。,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,1.自 由 空 间 传 播 损 耗。2.阴 影 衰 落，这 是 由 于 传 播 环 境 中 的 地 形 起 伏，建 筑 物 及 其 他 障 碍 物 对 电 波 遮 蔽 所 引 起 的 衰 落。3.多 径

5、 衰 落，这 是 由 于 移 动 传 播 环 境 的 多 径 传 输 而 引 起 的 衰 落。,对 传 播 损 耗 的 分 析,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,distance,Variation due to shadowing,Global means,SS at Rx-antenna,Variations due to Rayleigh fading,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,计 算 无 线 电 波 传 播 损 耗 的 两 种 分 析 方 法 1.自 由 空 间 传 播 衰 耗：loss=32.5+20lgd+20lgf(DB)2.平 坦 地

6、 面，只 考 虑 一 次 反 射 的传 播 衰 耗：loss=20lg(d/(h1*h2),h1,h2,Base,Mobile,d,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,Distance覆盖距离,Signal Strength信号功率,DCS Signal Acceptance LevelDCS信号干扰水平,GSM Signal Acceptance Level GSM信号干扰水平,GSM900,Txpwr,Txpwr,GSM900与GSM1800 无线传播的特性,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,根 据 电 磁 波 的 理 论，影 响 电 磁 波 传 播 的

7、区 域 是 一 个 以 收 发 两 点 为 焦 点 的 空 间 椭 球 体，这 个 区 域 称 为 菲 涅 耳 区 域。由 菲 涅 耳 绕 射 理 论 可 知：如 果 障 碍 物 在 这 个 椭 圆 内，反 射 就 没 有 危 害。任 何 从 这 个 椭 圆 外 障 碍 物 来 的 反 射，其 延 迟 将 超 过 可 接 受 值，有 潜 在 的 危 害 性。,菲 涅 耳 理 论,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,D1,D0,D2,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,Okumura-Hata 经 验 模 式 市 区，郊 区，乡 村 公 路，开 阔 区 和 林 区

8、 等 准 平 坦 地 形 上 的 基 本 传 输 损 耗 按 下 列 公 式 分 别 预 测。L(市 区）69.55+26.16lgf-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)-s(a)L(郊 区=64.15+26.16lgf-2lg(f/28)-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)L(乡 村 公 路)=46.38+35.33lgf-lg(f/28)-2.39(lgf)-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)L(开 阔 区)=28.61+44.49lgf-4.87(lgf)-13.82lgh1+(44.9

9、-6.55lgh1)lgd-a(h2)L(林 区)=69.55+26.16lgf-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)f-工 作 频 率，MHzh1-基 站 天 线 高 度，mh2-移 动 台 天 线 高 度，md-到 基 站 的 距 离，kma(h2)-移 动 台 天 线 高 度 增 益 因 子，dBa(h2)=(1.1lgf-0.7)h2-1.56lgf+0.8(中，小 城 市)=3.2lg(11.75h2)-4.97(大 城 市),工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,COST-231-Walfisch-lkegami 模 式 该 模 式 分

10、 视 距（LOS 和 非 视 距（NLOS）两 种 情 况（1）视 距 情 况 基 本 传 输 损 耗 采 用 下 式 计 算 L42.6+26lgd+20lgf(2)非 视 距 情 况 基 本 传 输 损 耗 由 三 项 组 成 LLo+Lmsd+Lrts a)Lo 代 表 自 由 空 间 损 耗 Lo=32.4+20lgd+20lgf b)Lmsd 是 多 重 屏 蔽 的 绕 射 损 耗 c)Lrts 是 屋 顶 至 街 道 的 绕 射 及 散 射 损 耗。,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,现 场 无 线 覆 盖 测 试 情 况,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维

11、技术交流会,现场测量值,GSM1800 与 GSM900覆盖比较一对一比较，除发射功率外，其他RF设置相同GSM900 ERP 比GSM1800 高 2dB驱车室外测试，室内呼叫质量测试RxLev 差异(GSM900-GSM1800)Outdoor 1km,Line-of-Sight 4 dBOutdoor 1km,Shadowed 8 dB室内覆盖:大致相同的室内穿透损耗，GSM900的多径信号更好.室内损耗:大约 14 dB,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,Figure 1.4.1-A,Drive Test Result,WuZi Sector 1(60),GSM,Rx

12、Lev Full,Figures 1 Drive Test Result,WuZi BTS Cell 1(Bearing 60,downtilt 4),工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,for,Fu,Rong,Lu,WuYiDongLu,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,室外-室内 RxLev 差异,8861,8863,DCS 起伏较大,Distance/m,玻璃墙,混凝土墙,WuYiLu,4m,室外参考点,室内参考点,Indoor Coverage=Penetration+Multipath Signal,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会

13、,共基站时的室外覆盖,800米站距时覆盖差异较小 4 dB 8 dB,主要 RF区别:少 载 频 9001800BTS Tx Pwr40W16W每小区载波数41合路损耗3dB 0dBERP 差值2dB覆盖差值 6 to 10dB,多 载 频9001800180040W32W32W6-82-46-86dB3dB6dB-1dB2dB3 to 7dB6 to 10dB,与GSM900类似的室外覆盖,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,共基站时的室内覆盖,Link Budget:下行允许的损耗*(下行比上行多 1.5 dB),HATACOST2319001800BTS Tx Pwr40

14、W16W32W32W32WCombining Loss3dB0dB0dB0dB3dBFade Margin6dB6dB6dB6dB6dBBody Loss3dB3dB3dB3dB3dBInterfer.Margin3dB3dB3dB3dB3dBSite Distance/km0.80.80.80.40.4Cell Radius/km0.460.460.460.230.23Indoor Margin20dB8dB10dB19dB18dB,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,改 善 基 站 覆 盖 的 几 种 方 法,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,RF Cha

15、racteristics-ETSI reference无线特性-ETSI 参考,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,增加室内覆盖,3.采用双极化天线及空中合路减少损耗,1.市区内提高共基站GSM1800天线downtilt角度 2.Mast Head Amplifier(MHA)改善上行灵敏度(一般增加 6-7dB),工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,Mast Head Amplifier(MHA),装于塔顶的 LNA 连接至天线及 BTS 接收机,Bias-Tee,Power Distribution Unit(PDU),Bias-Tee,DC Voltag

16、e,BTS,RF feeder,BTS 系统灵敏度(天线连接处)采用 MHA时：-110 dBm 比 ETSI 改善:6dB 不采用 MHA时：108.5比 ETSI 改善:4.5dB 满足 GSM 定义的所有的信道条件所有基站都满足此指标,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,Coverage-Cell Radius 覆 盖半径,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,High Power,High Sensitivity DCS1800 BTS Radio Unit高发射功率、高灵敏度 DCS1800 基站发射器,新 一代 GSM1800基站发射器 柜顶输出功率下

17、行32 Watts柜顶接收灵敏度(MHA)上行-110 dBm柜顶接收灵敏度(No MHA)上行-108.5 dBm 优势比 ETSI 小区覆盖定义的标准 增加 130%相对于 66%基站数目的减少 成本费用的减少,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,容量、覆盖方案超距离覆盖,Extended Range Cell Coverage,Standard Range Cell Coverage,Antenna,摩托罗拉超级扇区覆盖半径120公里使用两个时隙并巧妙地利用了为保护期间所保留的比特实际覆盖半径取决与收发机性能,35公里,120公里,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维

18、技术交流会,容量、覆盖方案超级扇区实例,900 MHz,1800 MHz,115 公里,60 公里,60 公里,31 公里,频率,水面最大覆盖半径,陆地最大覆盖半径,以上计算是根据前面给定的基本参数。900兆的覆盖半径以通过实验得以证实。,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,总结,1.GSM1800比GSM900空间衰耗大，无线传播损耗在视距内要高46dB，在视距外要高1012dB。2.GSM1800比GSM900发射功率低2dB，GSM1800移动台灵敏度比GSM900低2dB。3.若要保证GSM1800具有良好的室内覆盖，

19、市区基站站距不应大于1公里。4.若要提高GSM1800在市区边缘的覆盖范围，可采用加MHA（塔顶放大器）的办法。,吉林GSM1800 站 址 选 择 建 议,1.对 于 市 区GSM900 基 站 的 平 均 站 距 达 到700800 米 及 以 下 数 量 级，且 实 际 话 务 量 密 度 较 大 的 城 市，采 用 与GSM900 共 站 的 方 式，可 建 立GSM1800 基 站，达 到 较 好 的，连 续 的 覆 盖。2.对 于 市 区GSM900 基 站 的 站 距 较 大 的 城 市，但 市 中 心 地 区 站 距 较 小，话 务 量 又 较 高 的 地 区，可 建 立GSM1800 多 个 基 站，做 到 连 续 覆 盖，又 有 较 好 的 室 内 覆 盖。,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,工程服务部,99吉林GSM工程总结与运维技术交流会,THE END,