无线基站系统完全讲解.ppt
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1、2、馈线,常用接头规格及用途,2、N型连接器适用的频率范围为011GHz,用于中小功率的具有螺纹连接机构的同轴电缆连接器。这是室内分布中应用最为广泛的一种连接器,具备良好的力学性能,可以配合大部分的馈线使用。,N型连接器,2、馈线,3、BNC/TNC连接器BNC连接器适用的频率范围为04GHz,是用于低功率的具有卡口连接机构的同轴电缆连接器。这种连接器可以快速连接和分离,具有连接可靠、抗振性好、连接和分离方便等特点,适合频繁连接和分离的场合,广泛应用于无线电设备和测试仪表中连接同轴射频电缆。TNC连接器是BNC连接器的变形,采用螺纹连接机构,用于无线电设备和测试仪表中连接同轴电缆。其适用的频率
2、范围为011GHz。4、SMA连接器适用的频率范围为018GHz,是超小型的、适合半硬或者柔软射频同轴电缆的连接,具有尺寸小、性能优越、可靠性高、使用寿命长等特点。但是超小型的接头在工程中容易被损坏,适合要求高性能的微波应用场合,如微波设备的内部连接。5、反型连接器通常是一对连接器:公连接器采用内螺纹联接,母连接器采用外螺纹联接,但有些连接器与之相反,即公连接器采用外螺纹联接,母连接器采用内螺纹联接,这些都统称为反型连接器。,常用接头规格及用途,2、馈线,转换头(转接器),在通信传输系统中主要用于连接器与连接器之间的连接,对连接器起转接作用,转接器,注:J为公头;N为母头,在移动通信系统中,空
3、间无线信号的发射和接受都是依靠移动天线来实现的。因此,天线对于移动通信网络来说,在干扰,覆盖率接通率及全网服务质量都有很大影响,具有举足轻重的作用。天线能辐射和接收无线电波:发射时,把高频电流转换为电磁波;接收时把电磁波转换为高频电流。,3、天线,天线的基本概念,3、天线,从实质上讲天线是一种转换器,在移动通信系统中使用的基站天线一般多为由基本单元振子组成的天线阵列。,3、天线,电磁波传播,3、天线,天线的基础知识,输入阻抗:天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。天线与馈线的连接,最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗。一般移动通信天线的输入阻抗为50。天线的匹配工作
4、就是消除天线输入阻抗中的电抗分量,使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数,行波系数,驻波比和回波损耗,四个参数之间有固定的数值关系,在我们日常维护中,用的较多的是驻波比和回波损耗。,一说到天线,我们对几个概念就必须了解,例举如下:输入阻抗、驻波比、回波损耗、极化方式、增益、水平平面的半功率角、工作频率带宽。,3、天线,驻波比VSWR(Voltage Standing Wave Ratio):它是行波系数的倒数,其值在1到无穷大之间。驻波比为1,表示完全匹配;驻波比为无穷大表示全反射,完全失配。在移动通信系统中,一般要求驻波比小于1.5。驻波比可以表示为:
5、VSWR(PoPr)(PoPr)注:Po:进入天线系统的功率 Pr:从天线系统反射回来的功率,天线的基础知识,3、天线,回波损耗RL(Return Loss):它是反射系数绝对值的倒数,以分贝值表示。回波损耗的值在0dB的到无穷大之间,回波损耗越大表示匹配越差,回波损耗越小表示匹配越好。0表示全反射,无穷大表示完全匹配。在移动通信系统中,一般要求回波损耗大于14dB。回波损耗为:-10 log(反射功率)/(入射功率)。例如,如果注入1mW(0dBm)功率给放大器其中10%被反射回来,回波损耗就是10dB。,天线的基础知识,3、天线,天线的基础知识,驻波比与回波损耗对照表,3、天线,天线方向性
6、,天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。对于接收天线而言,方向性表示天线对不同方向传来的电波所具有的接收能力。天线的方向性的特性曲线通常用方向图来表示。方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的发射或接收电磁波的能力。,3、天线,一个单一的对称振子具有“面包圈”形的方向图,顶视,侧视,3、天线,全向天线的方向图,在地平面上,为了把信号集中到所需要的地方,要求把“面包圈”压成扁平的,3、天线,反射板放在阵列的一边构成扇形覆盖天线,在“扇形覆盖天线”中,反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益。,“全向阵”例如在接收机中为4mW功率,(顶视),天线,定向辐射原理,上旁瓣抑制,下旁瓣抑
7、制,定向天线的方向图,3、天线,增益是天线的主要指标之一,是天线辐射或接收电波大小的表现。天线增益是指天线主瓣中心功率是各向均匀传播天线功率的倍数,单位为dBi。如采用半波振子功率的倍数来表示则为dBd。1 dBd=2.15 dBi,天线的主要性能指标:增益,半波振子天线的方向图,3、天线,天线的主要性能指标:半功率角即3dB天线波瓣宽度,俯仰面即垂直面方向图,3、天线,3、天线,定向天线垂直方向的方向图:本天线半功率张角为13(垂直方向)。,天线的主要性能指标,垂直面方向图,水平面方向图,3、天线,天线主要性能指标,极化,无线电波在空间传播时,其电场方向是按一定的规律而变化的,这种现象称为无
8、线电波的极化。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面,我们就称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行,则称它为水平极化波。,3、天线,天线主要性能指标,极化,+/-45双极化,垂直极化,水平极化,天线对外辐射的电磁波,其电场强度的方向定义为极化方向,3、天线,天线主要性能指标,下倾角,无下倾时在馈电网络中路径长度相等,有下倾时在馈电网络中路径长度不相等,3、天线,天线主要性能指标,3、天线,天线主要性能指标,3、天线,天线主要性能指标,3、天线,天线主要性能指标,天线尺寸:-满足电气指标情况下,尺寸尽可能小天线重量:-满足各项电气指标情况下,尽可能轻风荷载:-
9、天线在36m/s时正常工作,在55m/s时不被破坏工作温度:-40+65,3、天线,天线主要性能指标,3、天线,天线的类型,全向天线,定向天线,帽状吸顶天线,板状天线,鞭状天线,面状天线,水平波瓣宽度和方位角:用于控制覆盖范围 增益:用于控制覆盖距离。下倾角:用于控制主覆盖区域的覆盖距离,天线辐射特性对网络覆盖的影响,3、天线,天线的选择及安装,繁华城区:65、15dBi、双极化天线,市区电波多径效应强,双极化天线分集作用明显。市区多数基站房子能承受负荷有限,铁塔小,天线挂位资源紧张。使用双极化天线,可减小风荷、减轻房子的负荷、减少挂位,分集接收效果良好。,3、天线,天线的选择及安装,市郊:6
10、5、18dBi、单极化天线,市郊基站覆盖面积较大,故采用高增益天线。电波多径效应较弱,用空间分集比用极化分集要稍好一些。市郊征地较易,往往可建落地塔,天线挂位资源较不紧张。采用单极化天线问题不大。,3、天线,天线的选择及安装,乡镇:90、16.5dBi、单极化天线,乡镇基站覆盖面积大,宜使用高增益天线。电波多径效应差,只能采用空间分集。不能使用极化分集。使用天线可以提高小区交界处的信号强度乡镇征地易,多为落地塔,天线挂位资源不缺,天线数量多一些没有问题。,3、天线,天线的选择及安装,天线隔离度要求,同一平台上相同频段相同方向:34。同一平台上相同频段不同方向:1。同一平台上不同频段相同方向:1
11、。两平台上相同频段相同方向:1(上天线的下部至下天线的顶部)。,3、天线,天线的选择及安装,其他安装要求,全向天线只准安装在铁塔的顶部。安装在下面铁塔对其场强会有影响。天线的前方较近的范围内不应有障碍物。采用抱杆的基站,抱杆一般布置在大楼的边缘,不宜放在大楼中间,如不得已安装在大楼中间时,天线应有足够的高度。,3、天线,天线的选择及安装,4、天馈系统系统整体连接,基站天馈系统示意图,8防雷保护器,主馈线(7/8“),5馈线卡,6走线架,4接地装置,3接头密封件绝缘密封胶带,PVC绝缘胶带,1天线调节支架,GSM/CDMA板状天线,抱杆(50114mm),2室外跳线,9室内超柔馈线,7馈线过线窗
12、,基站主设备,4、天馈系统系统整体连接,1)天线调节支架:用于调整天线的俯仰角度,范围为:015 2)室外跳线:用于天线与7/8主馈线之间的连接。常用的跳线采用1/2 馈线,长度一般为3米。3)接头密封件:用于室外跳线两端接头(与天线和主馈线相接)的密封。常用的材料有绝缘防水胶带和绝缘胶带。4)接地装置(7/8馈线接地件):主要是用来防雷和泄流,安装时与主馈线的外导体直接连接在一起。接地点方向必须顺着电流方向。5)7/8馈线卡子:用于固定主馈线。6)走线架:用于布放主馈线、传输线、电源线及安装馈线卡子。,天馈系统的组成,4、天馈系统系统整体连接,7)馈线过窗器:主要用来穿过各类线缆,并可用来防
13、止雨水、鸟类、鼠类及灰尘的进入。8)防雷保护器(避雷器):主要用来防雷和泄流,装在主馈线与室内超柔跳线之间,其接地线穿过过线窗引出室外,与塔体相连或直接接入地网。9)室内超柔跳线:用于主馈线(经避雷器)与基站主设备之间的连接,常用的跳线采用1/2超柔馈线,长度一般为23米。常用的接头有7/16DIN型、有N型。,天馈系统的组成,4、天馈系统系统整体连接,室外跳线,室内接地卡,馈线头,天馈系统的组成,BTS主设备,中国移动GSM无线频段,中国移动GSM900使用无线频段:上行(MSBTS):890-909MHZ 下行(BTSMS):935-954MHZ 双工间隔:45MHz 载频间隔:200KH
14、z 考虑到与其它数字移动网的保护频带(400kHz)的要求,中国移动900M的可用的频点95个,可使用其中的94个频点,第95频点作为隔离频点。,基站子系统的组成,GSM无线基站子系统BSS由基站控制器BSC和基站收发信机BTS组成。基站子系统BSS在GSM网络的固定部分和无线部分之间提供中继,一方面BSS通过无线接口直接与移动台实现通信连接,另一方面BSS又连接到网络端的移动交换机。BSS可分为两部分。通过无线接口与移动台相连的基站收发信台(BTS)和另一侧与交换机相连的基站控制器(BSC),BTS负责无线传输、BSC负责控制与管理。BSS是由一个BSC与一个或多个BTS组成的,一个基站控制
15、器根据话务量需要可以控制许多个BTS。,基站子系统的功能,协助MSC完成地面信道管理。无线信道测量和分配。链路监视、功率控制、跳频管理。无线信道资源指示。信道编解码,对用户数据和用户单元进行加密。码型转换及速率适配。独立完成小区内和同一BSC内的切换,执行MSC指令的在BSC间的切换。信号的收发与处理。交换功能,将无线信道连接到A接口PCM信道 上。空间分集接收。,基站子系统在全网中的位置,基站-BTS,基站收发信机-BTS基站收发信台(BTS)包括基带单元、载频单元和控制单元三部分,属于基站系统的无线部分,是由基站控制器控制,服务于某个小区的无线收发信设备,完成BSC与无线信道之间的转换,实
16、现BTS与MS之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。,载频的概念,载频是无线网基站的一个功能模块,主要负责调制和解调,将信号调制到预先配置好的频点上单载频可承载的同时通话用户数不超过8个无线网基站配置的载频数越多,可承载的用户数越多,可承载的话务量越大。在网络配置时,应根据对网络话务量的预测,进行无线网载频数的配置。由于频点是有限的,为保证同频/邻频干扰比,单扇区的载频配置一般不大于12,合路器、耦合器、双工器的概念及分类,合路器的作用是将几个发射机(载频功放)的发射合成一路,以便连接天线。单载波的小区可以不经合路器的。耦合器将接收到的无线信号分为几路给不同的接收机,用于接收端。双工器是
17、两个不同频率的滤波器,主要是分离发射和接收信号,将发射和接收用一根天线来实现。我们所定义的基站收发信机的合路器包含了合路、耦合或双工器的组合功能。合路器分类:宽带合路器插损较大,成本相对较低;现网使用的有,诺西的DVxA、ERxA,华为的DCOM。空腔合路器插损相对较小,成本高。现网使用的有,诺西的RTxA、RTxC、ECxA、华为的DFCU,GSM基站主设备简介,GSM基站主设备简介,目前齐齐哈尔地区现网GSM基站主要设备有两个厂家。1.诺基亚西门子 诺西的基站设备目前有第四代站ULTRASITE和第五代站FLEXI。除了克山、克东、拜泉用到的都是诺西的这两种设备2.华为 华为的基站设备目前
18、现网有BTS3006C、BTS3012以及最新上的BTS3900。,诺西ULTRASITE基站,Nokia UltraSite EDGE BTS 是Nokia 第四代基站中的一部分,是目前现网基站中最常用的基站设备,它可用于GSM900,GSM1800或GSM1900系统,或作为GSM900/GSM1800双频BTS使用.Nokia UltraSite EDGE BTS 有可用于各种室内及室外的应用机柜 Nokia UltraSite EDGE BTS Outdoor(室外)Nokia UltraSite EDGE BTS indoor(室内)Nokia UltraSite EDGE BTS
19、MIDI indoor(MIDI 室内 当垂直空间有限时可 用)Nokia UltraSite EDGE BTS MIDI Outdoor(MIDI 室外),UltraSite GSM 基 站 类 型,室 外 基 站12 GSM/EDGE 或 6 GSM/EDGE 和 3 WCDMA 1940 x 770 x 750 mm(H x W x D),室 内 基 站12 GSM/EDGE TRXs 或 6 GSM/EDGE 和 3 WCDMA 1800 x 600 x 570 mm,小 型 室 内 基 站6 GSM/EDGE TRXs1100 x 600 x 570 mm,Ultrasite GSM
20、 基 站 结 构,UltraSite GSM 基 站 结 构,6 GSM/EDGE 载 频,6 GSM/EDGE 载 频,供电单元(PWSx)将输入的交流或直流电转换为Nokia UltraSite EDGE BTS 中不同单元所需的直流电.然后PWSx 向不同单元提供相应的电压.除了以上主要功能外,PWSx 还能够 监控输入电压;如果输入电压超出范围,向Base Operations and Interfaces(BOIx,基本操作与接口)单元发出输入告警.监控输出电压和电流;如果任何输出电压低于限定值,向BOIx 单元发出输出告警 监控输出电压;如果任何输出电压超过限定的过压保护值,断开所
21、有输出的电源并向BOIx 单元发出输出告警 监控自身的内部温度;如果温度超过限定值,将自动关闭向并向BOIx 单元发出输出告警,PWSx(电源单元),PWSA 单元使用的输入电压为220VAC,一个机柜最大可以安装两个PWSA.一块PWSA最多可以供6块载频使用,如果载频数超过6块需要在增加PWSA.,PWSA交流供电单元,PWSB使用-48VDC 的可变输入电压,一个机柜最大可以有三个PWSB 单元,一块PWSB最多可以供4块TSS(载频)使用,如果载频数超过4块需要在增加PWSB.,PWSB直流供电单元,Nokia UltraSite EDGE BTS 的收发信机基带单元(BB2x)具有以
22、下主要功能:执行语音信道及数据信道的数字信号处理.管理语音功能的信令.除了主要功能之外,BB2x还能:使用从Base Operations and Interfaces(BOIx)基本操作与接口单元 处下载软件.按照来自 BOIx 单元的参照数据设置定时.支持合成(RF)与基带(BB)跳频.,BB2x(基带处理单元),DUAL BASEBAND Unit(BB2x)基带单元,基本操作与接口单元(BOIx)负责管理Nokia UltraSite EDGE BTS 中其它所有用单元的控制功能.这些功能包括:BTS初始化和自检测 配置 Operations and Maintenance(O&M,操
23、作与维护)功能 software(SW,软件)下载 主时钟功能 定时功能 外部和内部告警的收集和管理 通过传输单元(VXxx)向Base Station Controller(BSC,基站控制器)发送信息 机柜控制,BOIx(基本操作与接口单元),BSC或Nokia Manager(Nokia BTS 管理器)将软件下载到BOIx单元.然后BOIx单元再将软件下载到其它BTS单元.下载过程中,BOIx单元的一个LED会指示该板的状态.BOIx 单元还会下 载BTS配置数据.BOIx单元检测单元告警,并执行恢复操作.在某些情况下,BOIx单元自身会复位BOIx单元还控制BB2x单元和TSxx单元
24、之间的上行链路和下行链路交叉连接BOIx单元收集其它主用单元的告警,将配置信息保存到非易失存储器中,由BSC下载软件包,并将它保存快闪存储器中,BASE OPERATION AND INTERFACE Unit(BOIx)基本操作与接口单元,BASE OPERATION AND INTERFACE Unit(BOIx)基本操作与接口单元,FXC E1 TRANSMISSION Unit(VXxx)传输单元,Nokia UltraSite EDGE BTS 为大容量网络及数据业务提供了可扩展、高容量的接入传输。Nokia UltraSite EDGE BTS 支持通过Abis 接口传输16kbi
25、t/s、32kbit/s与64kbit/s信令、O&M信令速率可为16kbit/s或64kbit/sNokia UltraSite EDGE BTS 支持以下传输单元 FC E1/T1 FXC E1 FXC E1/T1 FXC RRI FXC STM-1 FXC Bridge在一个机柜中传输板子的最大配置为四块板子,通过2M 线连接到光端机上。,FXC E1 TRANSMISSION Unit(VXxx)传输单元,FXC E1 单元,FXC E1 有四对不平衡的75连接器,每一对组成一个传输接口(IF),上连接器通常为某个给定传输接口的TX连接器.下连接器通常为RX连接器.具有交叉连接能力.单
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