《天馈系统和直放站》PPT课件.ppt

天馈系统图,天线类型按辐射方向来分主要有：全向天线、定向天线。按极化方式来区分主要有：垂直极化天线（也叫单极化天线）、交叉极化天线（也叫双极化天线）。按外形来区分主要有：鞭状天线、平板天线、帽形天线等。全向天线并不是没有方向性，它只是在水平方向为全向，但在垂直方向是有方向性的,选择基站天线时，需要考虑其电气和机械性能。电气性能主要包括：工作频段、增益、极化方式、波瓣宽度、预置倾角、下倾方式、下倾角调整范围、前后抑制比、副瓣抑制、零点填充、回波损耗、功率容量、阻抗、三阶互调等。机械性能主要包括：尺寸、重量、天线输入接口、风载荷等。,天线性能,工作频段无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能输送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减小，据此可定义天线的频率带宽。有几种不同的定义：一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度；一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。在移动通信系统中是按后一种定义的，具体的说，就是当天线的输入驻波比1.5时，天线的工作带宽。对各类基站而言，所选天线的工作频段应包含要求的频段。GSM900系统，工作频段为890-960MHz、870-960MHz、807-960 MHz和890-1880 MHz的双频天线均为可选。CDMA800系统，选用824896MHZ的天线。CDMA1900系统，选用18501990MHZ的天线。,天线电气性能,2.天线的增益。增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的场强的平方之比，即功率之比。增益一般与天线方向图有关，方向图主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高。天线作为一种无源器件，其增益的概念与一般功率放大器增益的概念不同。功率放大器具有能量放大作用，但天线本身并没有增加所辐射信号的能量，它只是通过天线振子的组合并改变其馈电方式把能量集中到某一方向。增益是天线的重要指标之一，它表示天线在某一方向能量集中的能力。表示天线增益的单位通常有两个：dBi、dBd。两者之间的关系为：dBi=dBd+2.17dBi定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于各向同性天线能量集中的相对能力，“i”即表示各向同性Isotropic。dBd定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于半波振子天线能量集中的相对能力，“d”即表示偶极子Dipole。,一个单一对称振子具有面包圈形的方向图辐射,一个各向同性的辐射器在所有方向具有相同的辐射,对称振子的增益为2.17dB,天线电气性能,3.极化方式 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。天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向,垂直极化,水平极化,+45度倾斜的极化,-45度倾斜的极化,单极化天线,天线电气性能,3.极化方式：双极化天线,两个天线为一个整体，传输两个独立的波,如果电波在传播过程中电场的方向是旋转的，就叫作椭圆极化波。旋转过程中，如果电场的幅度，即大小保持不变，我们就叫它为圆极化波。向传播方向看去顺时针方向旋转的叫右旋圆极化波，反时针方向旋转的叫做左旋圆极化波。垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收；水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收；右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收；而左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收。当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在接收过程中通常都要产生极化损失，例如：当用圆极化天线接收任一线极化波，或用线极化天线接收任一圆极化波时，都要产生分贝的极化损失，即只能接收到来波的一半能量。,天线电气性能,3.极化方式：极化损失和极化隔离,来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在接收过程中通常都要产生极化损失，例如：当用圆极化天线接收任一线极化波，或用线极化天线接收任一圆极化波时，都要产生分贝的极化损失，即只能接收到来波的一半能量；当接收天线的极化方向（例如水平或右旋圆极化）与来波的极化方向（相应为垂直或左旋圆极化）完全正交时，接收天线也就完全接收不到来波的能量，这时称来波与接收天线极化是隔离的。,隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出现的比例,1000mW(即1W),1mW,在这种情况下的隔离为10log(1000mW/1mW)=30dB,天线电气性能,4.辐射方向图 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。,基站天线辐射方向图可分为全向辐射方向图和定向辐射方向图两大类，分别被称为全向天线和定向天线。如图所示，左边所示分别为全向天线的水平截面图和立体辐射方向图；右边所示分别为定向天线的水平截面图和立体辐射方向图。全向天线在同一水平面内各方向的辐射强度理论上是相等的，它适用于全向小区；图中红色所示为定向天线罩中的金属反射板，它使天线在水平面的辐射具备了方向性，适用于扇形小区。,空间辐射方向图（全向天线和定向天线）,天线电气性能,5.波束宽度 在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣，其中最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣。主瓣两半功率点间的夹角定义为天线方向图的波束宽度。称为半功率（角）瓣宽。主瓣瓣宽越窄，则方向性越好，抗干扰能力越强。,天线电气性能,5.波束宽度：水平波束宽度/垂直波束宽度,水平波束宽度：全向天线的水平波瓣宽度均为360，而定向天线的常见水平波瓣3dB宽度有20、30、65、90、105、120、180多种,基站天线水平波瓣3dB宽度示意图,20、30的品种一般增益较高，多用于狭长地带或高速公路的覆盖；65品种多用于密集城市地区典型基站三扇区配置的覆盖，90品种多用于城镇郊区地区典型基站三扇区配置的覆盖，105品种多用于地广人稀地区典型基站三扇区配置的覆盖，如图2.25所示。120、180品种多用于角度极宽的特殊形状扇区的覆盖。,垂直波束宽度：基站天线的垂直波瓣3dB宽度多在10左右。一般来说，水平波瓣越宽，垂直波瓣3dB越窄。,基站天线垂直波瓣3dB宽度的选取示意图,较窄的垂直波瓣3dB宽度将会产生较多的覆盖死区（盲区），如图2.26所示，同样挂高的二副无下倾天线中，红色较宽的垂直波瓣产生的覆盖死区范围长度为OX，小于兰色较窄的垂直波瓣死区范围长度为OX。,天线电气性能,6.下倾方式（Downtilt）,天线下倾有多种方式：机械下倾、固定电调下倾、可调电调下倾、遥控可调电调下倾等。其中机械下倾只是在架设时倾斜天线，多用于角度小于10的下倾，当再进一步加大天线下倾的角度时，天线方向图会发生畸变，引起天线正前方覆盖不足同时对两边基站的干扰加剧。机械下倾的另一个缺陷是天线后瓣会上翘，对相临扇区造成干扰，引起近区高层用户手机掉话。,电调下倾天线的下倾角度范围较大（可大于10），天线方向图无明显畸变，天线后瓣也将同时下倾，不会造成对近端高楼用户的干扰。,天线电气性能,7.前后比 方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。它大，天线定向接收性能就好。基本半波振子天线的前后比为，所以对来自振子前后的相同信号电波具有相同的接收能力。,前向功率,后向功率,天线的前后比指标与天线反射板的电尺寸有关，较大的电尺寸将提供较好的前后比指标。室外基站天线前后比一般应大于25dB较好，微蜂窝天线由于尺寸相对较小的缘故，天线的前后比指标应适当放宽。,天线电气性能,8.旁瓣抑制与零点填充,天线一般要架设在铁塔或楼顶高处来覆盖服务区，所以对垂直面向上的旁瓣应尽量抑制，尤其是较大的第一副瓣。以减少不必要的能量浪费；同时要加强对垂直面向下旁瓣零点的补偿，使这一区域的方向图零深较浅，以改善对基站近区的覆盖，减少近区覆盖死区和盲点，下图是基站天线有无零点填充效果的对比，其中横坐标为离开基站的距离，纵坐标为地面信号强度值。,基站天线有无零点填充效果对比示意,为确保对服务区的良好覆盖，严格地说，不具备旁瓣抑制与零点填充特性的天线是不能使用的。,9.回波损耗 当馈线和天线匹配时，高频能量全部被负载吸收，馈线上只有入射波，没有反射波。而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时，负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收，而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。回波损耗是反射系数的倒数，以分贝表示。RL的值在0dB到无穷大之间，回波损耗越小表示匹配越差，反之则匹配越好。0dB表示全反射，无穷大表示完全匹配。在移动通信中，一般要求回波损耗大于14dB（对应VSWR=1.5）。RL=10lg（入射功率/反射功率）,天线电气性能,9.5 W,80 ohms,50 ohms,朝前:10W,返回:0.5W,这里的反射损耗为 10log(10/0.5)=13dB VSWR 是反射损耗的另一种计量,天线电气性能,10.反射系数、驻波比 在不匹配的情况下,馈线上同时存在入射波和反射波。两者叠加，在入射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相减为最小，形成波节。其它各点的振幅则介于波幅与波节之间。这种合成波称为驻波。反射波和入射波幅度之比叫作反射系数。反射波幅度（。）反射系数 入射波幅度（。）驻波波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比(VSWR)驻波波腹电压幅度最大值max（1+）驻波比 驻波波节电压辐度最小值min（1-）终端负载阻抗和特性阻抗越接近，反射系数越小，驻波系数越接近于，匹配也就越好。,天线电气性能,11.功率容量,指平均功率容量，天线包括匹配、平衡、移相等其它耦合装置，其所承受的功率是有限的，考虑到基站天线的实际最大输入功率（单载波功率为20W），若天线的 一个端口最多输入六个载波，则天线的输入功率为120W，因此天线的单端口功率容量应大于200W（环境温度为65时）。,12.三阶互调,互调是指非线性射频线路中，两个或多个频率混合后所产生的噪音信号。互调产生的本来并不存在“错误”信号，此信号会被系统误认为是真实的信号。具有两个载波信号的互调失真频率实例频率A及B上的载波，产生如下互调信号：1阶：A，B2阶：（A+B），（A-B）3阶：（2AB），（2B A）4阶：（3AB），（3B A），（2A2B）互调失真如何影响系统的性能？较高功率的发射信号通常会混合产生互调信号，最后进入接收波段。互调信号视为真实的接收信号的情况下，将带来如下问题：信号丢失、虚假信道繁忙、语音质量下降、系统容量受限,天线的安装,目前的天线主要分为全向型天线与定向天线。全向天线为圆柱形，一般为垂直安装，接收天线向上，而发射天线向下。做发射天线时，排水口向上，应封住；做接收天线时，排水口向下，不封住。因接收天线向上，天线顶上会进水，故在下面馈线口边有一个排水孔，安装时应将此孔留出，不能封住，否则长期使用后会引起积水。,全向天线的安装,天线的安装,定向天线为板状形，有两个数据：方位角与下倾角。方位角为正北顺时针转与天线指向的夹角，下倾角为天线与垂直方向的夹角。定向天线的安装如图所示.,定向天线的安装,天线的安装,硬馈线弯角不应大于90度，软馈线可以盘起，但半径应大于20厘米。室内与室外的接地是分开的，室内采用市电引入的地线，室外采用大楼地网，接地点应在尽量接近地网处，而且应在下铁塔转弯之前1米处接地，或者是在下天台（楼顶）转弯之前1米处接地，一个接地点不应超过两条馈线的接地，接硬馈线的接地点采用生胶密封，而接地网的接地点应用银油涂上。室内外接地示意图所示.,室内外接地示意图,注意事项：1、室外地线与室内地线不可汇接后再下地，这样会把雷电引入机房内，有可能会烧坏机架。正确的方法是：室外与室内地线在下地之前分开。2、每一条馈线的两头都要有明显的标志。以防安装天线时出错。另外 也有利于以后的维护工作。3、室外的馈口一定要加生胶。即是内层为电工胶（左旋）、中间一层为生胶（右旋）、外层为电工胶（左旋）4、拖拉馈线时不能交叉，否则会扭伤馈线.,天馈线常见故障处理,天馈线安装问题天馈线在安装过程中，由于安装人员疏忽，造成天馈线短路和馈线接头有灰尘、污垢，以及天馈线接头密封处老化断裂等天馈线故障，往往比较难于查找。有些天馈线安装完毕后，虽然测试指标达到要求，但由于馈线尾巴绑扎不牢，久经风吹雨打，造成密封处断裂，致使基站出现故障。天馈线进水问题馈线进水造成馈线系统出现驻波比告警，基站经常退出服务，影响该地区覆盖。天馈线进水问题的出现，既有人为的因素，也有自然的因素。自然的因素是由于馈线本身进水。由于馈线长期受雨水侵蚀，造成馈线外皮老化，雨水渗透导馈线内。如果天线安装好以后，没有按照要求进行驻波比测试，以致晴天时没有驻波比告警，下雨时天馈线系统就有驻波比告警。人为造成天馈线进水的情况就更多。主要包括馈线接地处没有密封好，安装时划伤馈线，馈线和软跳线接头没有密封好。,天线高度的调整天线高度直接和基站的覆盖范围有关。一般来说，用仪器测得的信号覆盖范围受两方面影响：一是天线所发直射波所能达到的最远距离；二是到达该地点的信号强度足以为仪器所捕捉。900MHZ移动通信是近地表面视距通信，天线所发直射波所能达到的最远距离S直接与收发天线的高度有关，其关系有如下公式：S=2R（Hh）其中:R地球半径，约为6370km；H基站天线的中心点高度；h手机或测试仪表的天线高度。由此可见，无线信号所能到达的最远距离（即基站的覆盖范围）是由天线高度决定的。天线架设过高，会带来话务不均衡、系统内干扰、孤岛效应的问题。随着基站站点增多，必须降低天线高度。天线俯仰角的调整理论上，俯仰角的大小可以由以下公式推算：arctg（t/R）其中为天线的俯仰角，h为天线的高度，R为小区的覆盖半径。上式是将天线的主瓣方向对准小区边缘时得出的。在实际工作中，调整的角度在理论值的基础上加12度。天线方位角的调整方位角的调整可以解决：实际覆盖范围和理想模型之间的出入。有时候用于均衡话务。解决盲区和弱信号覆盖。,天馈线常见故障处理,天线选型原则,在移动通信网络中，天线的选择是一个很重要的部分，应根据网络的覆盖要求、话务量、干扰和网络服务质量等实际情况来选择天线。天线选择得当，可以改善覆盖效果，减少干扰，改善服务质量。根据地形或话务量的分布可以把天线使用的环境分为8 种类型：市区（高楼多，话务大）、郊区（楼房较矮，开阔）、农村（话务少）、公路（带状覆盖）、山区（或丘陵，用户稀疏）、近海（覆盖极远，用户少）、隧道、大楼室内。,应用环境特点：基站分布较密，要求单基站覆盖范围小，希望尽量减少越区覆盖的现象，减少基站之间的干扰，提高频率复用率。,天线选用原则：(1)极化方式选择：由于市区基站站址选择困难，天线安装空间受限，建议选用双极化天线。(2)方向图的选择：在市区主要考虑提高频率复用度，因此一般选用定向天线。,市区基站天线选择,(3)半功率波束宽度的选择：为了能更好地控制小区的覆盖范围来抑制干扰，市区天线水平半功率波束宽度选6065。(4)天线增益的选择：由于市区基站一般不要求大范围的覆盖距离，因此建议选用中等增益的天线。(5)下倾方式选择：由于市区的天线倾角调整相对频繁，且有的天线需要设置较大的倾角，而机械下倾不利于干扰控制，所以在可能的情况下建议选用预置下倾天线。条件成熟时可以选择电调天线。推荐：半功率波束宽度65/中等增益/带固定电下倾角或可调电下倾+机械下倾的双极化天线。,天线选型原则,天线选型原则,郊区基站天线选择,应用环境特点：郊区的应用环境介于城区环境与农村环境之间，这时覆盖与干扰控制在天线选型时都要考虑。因此在天线选型方面可以视实际情况参考城区及农村的天线选型原则。天线选用原则：(1)根据情况选择水平面半功率波束宽度为65 的天线或选择半功率波束宽度为90 的天线。当周围的基站比较少时，应该优先采用水平面半功率波束宽度为90 的天线。若周围基站分布很密，则其天线选择原则参考城区基站的天线选择。(2)考虑到将来的平滑升级，所以一般不建议采用全向站型。(3)是否采用预置下倾角应根据具体情况来定。即使采用下倾角，一般下倾角也比较小。推荐：半功率波束宽度90/中、高增益的天线，可以用电调下倾角，也可以是机械下倾角。,天线选型原则,农村基站天线选择,应用环境特点：基站分布稀疏，话务量较小，覆盖要求广。覆盖成为最为关注的对象，这时应结合基站周围需覆盖的区域来考虑天线的选型。一般情况下是希望在需要覆盖的地方能通过天线选型来得到更好的覆盖。天线选用原则：(1)极化方式选择：建议在农村建议选用垂直单极化天线。(2)方向图选择：如果要求基站覆盖周围的区域，且没有明显的方向性，建议采用全向基站覆盖。需要注意的是：这里的广覆盖并不是指覆盖距离远，而是指覆盖的面积大而且没有明显的方向性。(3)天线增益的选择：视覆盖要求选择天线增益，建议在农村地区选择较高增益（1618dBi）的定向天线或11dBi的全向天线。(4)下倾方式的选择：在农村地区对天线的下倾调整不多，其下倾角的调整范围及特性要求不高，建议只采用机械下倾方式。,天线选型原则,(5)对于定向站型推荐选择：半功率波束宽度90/中、高增益/单极化空间分集，或90双极化天线，主要采用机械下倾角/零点填充大于15%。(5)对于全向站型推荐：零点填充的天线；若覆盖距离不要求很远且天线很高，可以采用电下倾（3或5）。天线相对主要覆盖区挂高不大于50m时，可以使用普通天线。另外，对全向站还可以考虑双发天线配置以减小塔体对覆盖的影响。此时需要通过功分器把发射信号分配到两个天线上。,公路覆盖基站天线选择,应用环境特点：该应用环境下话务量低、用户高速移动、此时重点解决的是覆盖问题。而公路覆盖与大中城市或平原农村的覆盖有着较大区别，一般来说它要实现的是带状覆盖，故公路的覆盖多采用双向小区；再就是强调广覆盖，要结合站址及站型的选择来决定采用的天线类型。不同的公路环境差别很大，对其无线网络的规划及天线选型时一定要在充分勘查的基础上具体对待各段公路，灵活规划。,天线选型原则,天线选型原则：(1)方向图的选择：在以覆盖铁路、公路沿线为目标的基站，可以采用窄波束高增益的定向天线。如果覆盖目标为公路及周围零星分布的村庄，可以考虑采用全向天线或变形全向天线。(2)前后比：由于公路覆盖大多数用户都是快速移动用户，所以为保证切换的正常进行，定向天线的前后比不宜太高，否则可能会由于两定向小区交叠深度太小而导致切换不及时造成掉话的情况。（3）公路覆盖极化方式选择、天线增益选择、下倾方式选择可以参考农村覆盖的选择。对于高速公路和铁路覆盖，建议优先选择“8”字形天线或S0.5/0.5 配置，以减少高速移动用户接近/离开基站附近时的切换。,天线选型原则,山区覆盖基站天线选择,应用环境特点：在偏远的丘陵山区，山体阻挡严重，电波的传播衰落较大，覆盖难度大。通常为小话务量、广覆盖。基站或建在山顶上、山腰间、山脚下、或山区里的合适位置。需要区分不同的用户分布、地形特点来进行基站选址、选型、选择天线。天线选择原则：(1)方向图的选择：视基站的位置、站型及周边覆盖需求来决定方向图的选择，。对于建在山上的基站，若需要覆盖的地方位置相对较低，则应选择垂直半功率角较大的方向图，更好地满足垂直方向的覆盖要求。(2)天线增益选择：视需覆盖的区域的远近选择中等天线增益，全向天线（911dBi），定向天线（1518dBi）。(3)预置下倾与零点填充选择：在山上建站，需覆盖的地方在山下时，要选用具有零点填充或预置下倾角的天线。对于预置下倾角的大小视基站与需覆盖地方的相对高度作出选择，相对高度越大预置下倾角也就应选择更大一些的天线。,天线选型原则,近海覆盖基站天线选择,应用环境特点：话务量较少，覆盖面广，无线传播环境好。对近海的海面进行覆盖时，覆盖距离将主要受三个方面的限制，即地球球面曲率、无线传播衰减、TA值的限制。考虑到地球球面曲率的影响。因此对海面进行覆盖的基站天线一般架设得很高，超过100米。天线选择原则：(1)方向图的选择：由于在近海覆盖中，面向海平面与背向海平面的应用环境完全不同，因此在进行近海覆盖时不选择全向天线，而是根据周边的覆盖需求选择定向天线。一般垂直半功率角可选择小一些的。(2)天线增益的选择，由于覆盖距离很大，在选择天线增益时一般选择高增益（16dBi以上）的天线。(3)在进行近海覆盖时选用垂直单极化天线。(4)预置下倾与零点填充选择，在进行海面覆盖时，所以一般天线架设得很高，会超过100米，因此在近端容易形成盲区。考虑到覆盖距离要优先选用具有零点填充的天线。,天线选型原则,隧道覆盖基站天线选择,应用环境特点：由于隧道的特殊地理环境，必须针对具体的隧道规划站址及选择天线。这种应用环境下主要是天线的选择及安装问题，在很多种情况下大天线可能会由于安装受限而不能采用。对不同长度的隧道，基站及天线的选择有很大的差别。另外还要注意到隧道内的天线安装调整维护十分困难。天线选择原则：(1)方向图选择：隧道覆盖方向性明显，所以一般选择定向天线，并且可以采用窄波束天线进行覆盖。(2)极化方式选择：考虑到天线的安装及隧道内壁对信号的反射作用，建议选择双极化天线。(3)天线增益选择：对于公路隧道长度不超过2km的，可以选择低增益的天线。对于更长一些隧道，可采用很高增益（22dBi）的窄波束天线进行覆盖，不过此时要充分考虑大天线的可安装性。,天线选型原则,(4)天线尺寸大小的选择：这在隧道覆盖中很关键，针对每个隧道设计专门的覆盖方案，充分考虑天线的可安装性，尽量选用尺寸较小便于安装的天线。(5)除了采用常用的平板天线、八木天线进行隧道覆盖外，也可常用分布式天线系统对隧道进行覆盖，如采用泄漏电缆、同轴电缆、光纤分布式系统等；特别是针对铁路隧道，安装天线分布式系统将会受到很大的限制。这时可考虑采用泄漏电缆等其他方式进行隧道覆盖。(6)前后比：由于隧道覆盖大多数用户都是快速移动用户，所以为保证切换的正常进行，定向天线的前后比不宜太高，否则可能会由于两定向小区交叠深度太小而导致切换不及时造成掉话的情况。(7)适合于隧道覆盖的最新天线是环形天线，该种天线对铁路隧道可以提供性价比更好的覆盖方案。该天线的原理、技术指标仍有待研究。推荐:选择1012dB的八木/对数周期/平板天线安装在隧道口内侧对2km以下的公路隧道进行覆盖。,天线选型原则,室内覆盖基站天线选择,应用环境特点：现代建筑多以钢筋混凝土为骨架，再加上全封闭式的外装修，对无线电信号的屏蔽和衰减特别厉害。在一些高层建筑物的低层覆盖很差甚至存在部分盲区；在建筑物的高层，信号杂乱，严重影响通话质量。在大中城市的中心区，基站密度都比较大，通常进入室内的信号通常比较杂乱、不稳定。为解决室内覆盖问题，通常是建设室内分布系统，将基站的信号通过有线方式直接引入到室内的每一个区域，再通过小型天线将基站信号发送出去，从而达到消除室内覆盖盲区，抑制干扰。天线选型原则：根据分布式系统的设计，考察天线的可安装性来决定采用哪种类型的天线，泄漏电缆不需要天线。室内分布式系统常用到的天线单元有：(1)室内吸顶天线单元(2)室内壁挂天线单元(3)杯状吸顶单元：超小尺寸，适用于小电梯内部、小包间内嵌入式的吸顶小灯泡内部等多种安装受限的应用场合。,天线选型原则,(4)板状天线单元：有不同的大小尺寸，可用于电梯行道内、隧道、地铁、走廊等不同场合的应用。这些天线的尺寸很小，便于安装与美观。增益一般也很低，可依据覆盖要求选择全向及定向天线。如推荐室内使用的全向天线：2dBi/垂直极化/全向天线。定向天线：7dBi/垂直极化/90度的定向天线。由于室内布线施工费用高，因此包括天线在内的室内分布天线系统要尽量采用宽频段或多频段设备。,总结：天线的选择和设置，作为天馈优化的重要环节，不仅决定了网络覆盖性能，还关系到网络的质量指标。,直放站的定义和分类,直放站（中继器）属于同频放大设备，是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。直放站在下行链路中，由施主天线现有的覆盖区域中拾取信号，通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。在上行链接路径中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站，从而达到基地站与手机的信号传递,直放站的定义,直放站的定义和分类,直放站的分类,(1)直放式直放机下行从基站接收信号，经放大后向用户方向覆盖；上行从用户接收信号，经放大后发送给基站。为了限带，加有带通滤波器。(2)选频式直放站为了选频，将上、下行频率下变频为中频，进行选频限带处理后，再上变频恢复上、下行频率。(3)光纤传输直放站将收到的信号，经光电变换变成光信号，传输后又经电光变换恢复电信号再发出。(4)移频传输直放站将收到的频率上变频为微波，传输后再下变频为原先收到的频率，放大后发送出去。(5)室内直放站室内直放站是一种简易型的设备，其要求与室外型机是不一样的。,CDMA直放站,采用CDMA 直放站可以扩大CDMA系统基站的覆盖范围，大大节省CDMA网络建设的投资。特别是在高层楼宇、地下(如地铁)、盲区等特殊环境下，CDMA 直放站将充分发挥它的优势。CDMA移动通信直放站是为CDMA网而设计的产品，它的显著特点是采用超线性功放，保证多信道工作无杂波。CDMA直放站应用于CDMA移动通信网络中，双向中继无线信号延伸无线覆盖区，实现对特殊地形覆盖消除覆盖盲区，调配小区业务，平衡各小区的话务量，在“导频污染”地区强化主导频等等，以达到低成本扩大无线网络覆盖范围、优化网络的目的。CDMA直放站原理如下图所示。,CDMA移动通信直放站原理图,CDMA直放站,CDMA直放站的特点,适用于CDMA系统 很宽的增益调节范围，并能连续可调 采用了高选择性的信道选择器，可对单载频进行选择处理 采用高线性功率放大器，低互调、低杂散，增益线性优良，信号波动小,对基站无干扰 采用多线高选择性低插损的腔体滤波器，消除上下行串扰保证系统高增益 采用特殊方法设计，避免与G网的相互干扰 采用PLL技术和数字滤波技术，带外抑制良好，带内平坦度好 设计防雷，避雷保护系统,CDMA直放站,CDMA直放站主要技术指标,CDMA直放站,CDMA直放站产品类型,(1)不同带宽的直放站目前开通使用的频段带宽为10MHz（下行频率870-880MHz，上行频率825-835MHz），单载频使用时带宽需求为1.23MHz。因此，所需使用设备的工作带宽要求应符合这两种带宽的条件，一般情况下，室外应用的直放站多采用选频设备，室内分布多采用宽带设备。(2)不同功率的直放站CDMA的直放站可有各种功率选择：1/5/10/20，不同的功率档次适合不同的应用场合。如光纤直放站可采用大功率工作方式（10/20），室内直放站则采用小功率工作方式（1/2/5），室外应用的直放站设备最大输出功率不超过10。(3)不同接入方式的直放站应用的场合不同，接入方式也有差别，主要接入方式有直接耦合和空间耦合，无线接入采取空间耦合方式，光纤/电缆等接入采取直接耦合方式，直接耦合方式可取得纯度较高的信号源。(4)不同安装的直放站直放站一般分为室内及室外安装，室内安装时要考虑良好的通风，室外安装要考虑密封环境下的防水、防潮、散热情况。,CDMA直放站,CDMA直放站采用的关键技术,用于CDMA系统中的直放站产品在设计开发过程中，采用了一系列的关键技术以满足CDMA系统的应用特性：(1)低噪声电路设计技术采用低噪声设计技术包括低噪声前级放大器和线性功放，主要考虑在较高接收灵敏度的情况下，使得信号具有更好的信噪比。(2)线性功放技术CDMA系统的调制方式以及频谱的利用率，对功放的线性度也提出了很高的要求，如、3等指标均与线性功放的性能有关。(3)增益、功率控制技术为了保证应用的直放站不会影响CDMA系统环路控制的正常工作，直放站本身必须具备增益、功率调整控制技术，这种调整可以是现场的，也可以是远端的。(4)收发双工技术 通过双工器可以使直放站、下行收发天线共用，便于工程施工，减少工程造价，当直放站采用分体机结构时，使用双工器可以更方便的使前后端匹配。,CDMA直放站,(5)滤波技术CDMA系统上下行频率相隔45MHz，为了避免直放站设备内部形成环路自激，保证设备稳定工作，放大链路需有足够的滤波电路，对于需要严格控制带宽的设备（如选频型），还要采用变频、中频滤波等技术。(6)光传输技术光纤直放站利用光纤进行信号的传输，需要信号与光信号转换单元，以及光波分复用、光耦合及光功率分配等技术。(7)集中控制管理技术为了便于设备的维护管理，直放站内部应具有较为完善的智能管理单元，以提供远程的遥测、遥控功能，并可定时上传状态信息，故障自动告警等。(8)多频合路、多模兼容技术在室内分布应用的情况下，要考虑同已经安装的其它室内分布系统（如）的兼容工作，这需要用到多频、多模兼容技术。,CDMA直放站,CDMA直放站的几个基本原则,（1）功放是直放站的核心部件，放大器的非线性将造成交调严重，CDMA导频信号混乱，通信质量恶化。直放站选型时应注意选择采用超线性功放的机型。（2）根据不同的覆盖要求选择不同输出功率的CDMA直放站和配套天线。（3）根据不同的场合选择不同信号中继方式的直放站，如城市内由于基站密度较大，为防止同时接入几个施主基站，应采用光纤传输直放站；在无光纤传输的地方可考虑采用微波传输直放站；在基站较少的地方可采用直接放大式直放机，站址应注意与施主基站视通，并在此方向上仅有一个基站，避免放大第二导频，选用的施主天线增益应尽可能满足直放机输入端电平，使直放机有较充裕的输出功率，充分发挥其作用，增加覆盖距离。（4）城市内大型建筑物、商场等场合，把直放站和室内分布系统配合应用，可取得较好效果。,CDMA直放站优化与维护,CDMA直放站常见问题,作为一种实现无线覆盖的辅助技术手段，直放站可以利用较少的投资、较短的周期，迅速扩大无线覆盖范围，解决盲区覆盖问题，因此在移动通信网中得到广泛应用。直放站的设计、维护和优化工作直接关系到直放站的覆盖区域以及相邻区域的网络性能和用户感知。,由于直放站设备本身的局限性及无线环境的复杂性，直放站在应用中出现了很多问题，尤其是无线直放站反映的问题更多。直放站在网络中出现的问题主要包括干扰、接入和切换问题，导致接入成功率低，切换成功率低，掉话现象严重,CDMA直放站优化与维护,干扰问题,直放站在应用中主要面临的是干扰问题。由于直放站是对网络中一个扇区信号的放大，必然对网络结构造成影响，从而影响信号和干扰的分布，因此直放站的规划应该纳入整网中考虑 对于光纤直放站，由于直接从基站耦合信号，不会引入其他无用信号，所以在规划中主要考虑目标覆盖区同周围基站的信号配合与交叠，避免干扰问题。对于无线直放站，由于空中信号的多样性，会不可避免地引入干扰信号，因此，在城市中尽量不采用无线直放站，在必须采用无线直放站的地方，尽量采用移频直放站。只有在施主信号比较纯净的区域才能采用无线直放站。在采用无线直放站的时候，需要充分考虑施主天线和重发天线的隔离要求，保证信号的正常发射和接收。,CDMA直放站优化与维护,接入问题,在直放站覆盖区，经常会碰到接入方面的问题，如接入成功率低、接入时间长或接入不成功等现象。接入问题主要是由3方面因素引起的。干扰问题：在直放站周围可能存在信号干扰，需要对施主信号或直放站及周边基站信号进行调整，从而减少干扰信号。直放站增益设置问题：直放站增益设置不当，使得覆盖或基站灵敏度不能达到要求，需要根据现场测试结果进行增益设置调整。系统参数设置问题：在直放站的应用场景中，需要根据具体条件对系统参数尤其是搜索窗等参数进行调整；在接入过程中，直放站主要受反向接入搜索窗的影响。,CDMA直放站优化与维护,切换问题,切换不成功或切换迟缓也是在直放站应用中经常遇到的问题。切换问题的主要影响因素有两个。邻区搜索窗设置问题：如果搜索窗设置得太小，那么可能无法搜索到邻区；如果搜索窗设置得太大，那么搜索时间变长，可能导致切换过程过缓或无法切换。Pilot_inc设置问题：根据各厂家实现方式的不同，Pilot_inc的设置可能会影响到PN的判决，从而影响切换。,室分系统概述,现代都市中建筑物越来越高、越来越多、越来越密集，移动通信的无线电信号在其间受到阻挡而衰减，另外现代建筑多以钢筋混凝土为骨架，再加上全封闭式的外装修，对无线电信号的屏蔽和衰减特别厉害，很难进行正常的通信。在一些高层建筑物的低层，基站信号通常较弱，存在部分盲区；在某些超高建筑物的高层，又没有覆盖。在大多数的地下建筑，如地下停车场、地下商场、地铁、隧道等场所，通常都是盲区。在大中城市的中心区，基站密度都比较大，信号忽强忽弱不稳定，同频、邻频干扰严重。在城市的边缘区，基站密度小，站距大，在距基站较远的建筑物内，因建筑材料对电磁波的损耗，移动通信用户在室内的通信也受到了很大的影响和限制。,室内分布组网分类,室内覆盖系统组网,如图中所示，室内分布系统主要由信号源设备（宏蜂窝基站、微蜂窝、光端机、光缆）；室内有源放大设备（直放站、干线放大器）及其相关器件（同轴电缆、泄漏电缆、功分器、耦合器、合路单元、室内重发天线）等组成。,室内分布组网分类,室内分布的组网分类,室内分布系统的组网按照信号源有以下几种接入方式：(1)宏蜂窝作信源接入信号分布系统；(2)微蜂窝作信源接入信号分布系统；(3)直放站作信源接入信号分布系统。分别论述如下：,(1)宏蜂窝作信源接入信号分布系统,是以宏蜂窝基站作为信号分布系统的信号源。宏蜂窝作信号源容量大、覆盖范围广、信号质量好、容易实现无源分布、网络优化简单，是室内分布系统最好的接入方式。但宏蜂窝成本较为昂贵，且需有传输通路，建设周期长。,室内分布组网分类,(2)微蜂窝作信源接入信号分布系统,是以微蜂窝基站作为信号分布系统的信号源。由于微蜂窝本身功率较小，只适用于较小面积的室内覆盖，若要实现较大区域的覆盖，就必须增加微蜂窝功放。与宏蜂窝相比微蜂窝成本较低、对环境要求不高、施工方便等，所以微蜂窝作信号源使用也较为广泛。微蜂窝+功放接入信号分布系统,(3)直放站作信源接入信号分布系统,是利用施主天线空间耦合(无线直放站)或利用耦合器件直接耦合存在富余容量的基站信号(光纤 移频)，再利用直放站设备对接收到的信号进行放大为信号分布系统提供信号源。直放站以其灵活简易的特点成为解决小容量室内分布系统的重要方式。安装简便灵活，设备型号也丰富多样，在移动通信直放站中也扮演着重要的角色。,室内分布组网分类,直放站作信源接入信号分布系统有以下应用方式：,1.无线直放站(通过直放站的施主天线直接从附近基站接收信号),2.光纤直放站(用耦合器从附近站耦合部分信号通过光纤传送到欲覆盖区的直放站,室内分布组网分类,室内分布系统根据传输媒介分为：（1）射频无源分布系统；（2）射频有源分布系统；3)光纤分布方式 4)泄露电缆分布方式,射频无源分布系统 源系统主要由分/合路器、功分器、耦合器、馈线、天线组成。无源系统没有有源设备故所以障率低、可靠性高、几乎不需要维护、且容易扩展。但信号在馈线及各器件中传递时产生的损耗无法得到补偿，因此覆盖范围受信源输出功率影响较大。信源输出功率大时，无源系统可应用于大型室内覆盖工程，如大型写字楼、商场、会展中心等；信源功率较小时，无源系统仅应于小范围区域覆盖，如小的地下室、超市等。如下图：,室内分布组网分类,射频有源分布系统有源系统主要由干线放大器、功分器、耦合器、馈线、天线组成。有源系统中的有源设备可以有效补偿信号在传输中的损耗，从而延伸覆盖范围，受信号源输出功率影响较小。有源系统广泛应用于各种大中型室内覆盖系统工程。如下图：,光纤分布方式光纤分布系统是采用光纤作为传输介质，由覆盖端机（主单元、接口单元）、远端覆盖单元、天线、光分/合路器件组成。由于光纤损耗小，适合于长距离传输，该系统广泛应用于