WCDMA室內(nèi)覆蓋設(shè)計要點.ppt

WCDMA室內(nèi)覆蓋設(shè)計要點廣州杰賽通信規(guī)劃設(shè)計院2009年 2 3 第一部分WCDMA室內(nèi)覆蓋的方式 4 室外基站穿透方式 優(yōu)點 單站覆蓋整片區(qū)域 單樓的覆蓋成本低缺點 穿透損耗大的樓宇覆蓋效果差室內(nèi)分布系統(tǒng)方式 優(yōu)點 覆蓋單個樓宇效果好 借分布式天饋系統(tǒng)可以繞過建筑物外墻 克服高穿透損耗缺點 按樓建設(shè) 成本高 物業(yè)協(xié)調(diào)困難 兩種主要覆蓋方式的優(yōu)缺點 5 大量點測試得到建筑物穿透損耗分布 存在拐點 門限以下建筑應(yīng)通過室外方式覆蓋 6 WCDMA相比與GSM 室內(nèi)穿透損耗高還是低 以往相關(guān)研究的結(jié)論并不一致 COST231清華的測試結(jié)果都是頻段升高 穿透損耗增大TheMobileRadioPropagationChannel一書中測得頻段升高 穿透損耗縮小 清華論文 433MHz 900MHz樓內(nèi)測試 900MHz 450MHz 7 WCDMA的室內(nèi)穿透損耗該取多少 一般認(rèn)為 頻段升高 穿透能力增強繞射能力減弱門窗少且門窗面積較小的封閉性建筑 室內(nèi)信號中穿透分量為主體 頻率升高穿透損耗減小 對于門窗較大的建筑 室內(nèi)信號中繞射分量為主體 頻率升高穿透損耗增大 目前多為后者 目前鏈路預(yù)算中采用的穿透損耗不大 主要為避免站距過密 干擾不容易控制 預(yù)計WCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)的需求高于G網(wǎng) 室分?jǐn)?shù)是現(xiàn)網(wǎng)的兩倍 8 第二部分聯(lián)通室分指導(dǎo)意見要點 9 總則名詞術(shù)語總體要求室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計信源和分布系統(tǒng)的選取分布系統(tǒng)設(shè)計原則及步驟覆蓋區(qū)設(shè)計RRU的使用干放的使用多頻段合路器饋線選取原則天線類型選取及布局頻率的使用建議站點勘查和機房選擇系統(tǒng)間干擾有源系統(tǒng)監(jiān)控要求技術(shù)指標(biāo)要求中繼 接口要求供電系統(tǒng)防雷和接地附錄A E 10 泄漏電纜 在同軸電纜的外導(dǎo)體上開切不同形式的槽孔 在向前傳遞信號的同時向四周進行信號的輻射和接收 分為兩種 耦合型 槽孔間距小于波長 漏泄無方向性 工作頻帶寬但衰減快輻射型 槽孔間距接近波長 漏泄同相疊加 工作頻帶窄但衰減慢關(guān)鍵指標(biāo) 耦合損耗 傳輸衰減 頻率范圍 特性阻抗等例 假設(shè)RRU輸出功率為40dBm 能否利用安德魯11 4 的RCT6 CPUS 1型泄漏電纜 WCDMA頻段傳輸衰減6 5dB 100m 耦合損耗62 69dB 覆蓋1公里的地鐵隧道 中部乘客距漏纜約4米 答 主要計算末端可否達到覆蓋要求 1 1公里處漏纜末端導(dǎo)頻功率X 40dBm 10 10 百米 6 5dB 35dBm2 按照95 的可通率要求 1公里處 距泄漏電纜2米處電平為 L 35dBm 69dB 104dBm3 中部乘客距離大約為4m 大于2m時計寬度因子 20Log 4 2 6dB4 考慮地鐵車廂損耗6dB 則用戶處的導(dǎo)頻信號場強為 104dBm 6dB 6dB 116dBm結(jié)論 考慮干擾儲備3dB 該值剛好滿足WCDMA接收解調(diào)要求 11 第三部分MCL問題分析 12 MCL MinimumCoupleLoss 最小耦合損耗 此處指基站至終端之間的最小耦合損耗 原因 但終端的功率不能無限制的降低 3GPP25 101要求終端功率下限不低于 50dBm NodeB UE1 UE2 為了避免遠近效應(yīng) 需要通過功率控制作用令各終端在接收機處的信號功率剛好滿足解調(diào)要求 13 室分的MCL是保證終端以最低發(fā)射功率 最靠近天線時 仍不至于在信源基站接收端功率過高 影響他人 在基站接收端的信號功率 50dBm MCL基站接收端底部噪聲 KTB Nf Nf為4dB時噪聲為 104dBm室分指導(dǎo)意見建議MCL不小于65dB 則在基站接收端的信號功率不高于 115dBm 其對應(yīng)的噪聲抬高為 ROT 10log 10 104 10 10 115 10 10 104 10 10log 1 10 115 104 10 10log 1 0 08 0 33dB 對底部噪聲的抬高很底 且僅比接收靈敏度 其他話音用戶信號電平 高5dB 14 室分的MCL 分布系統(tǒng)損耗 有源器件增益 空間傳播損耗 空間傳播損耗 假設(shè)終端距離天線的最小距離為2米 則Ls dB 32 5 20LgD M 32 5 20Lg2 38 5dBMCL 65dB時要求分布系統(tǒng)損耗 26 5dB 其中包含了分布系統(tǒng)損耗和有源器件增益 對于不同的信源功率 可以核算出下行的天線口最大功率 一般可滿足要求 小功率信源基站容易出現(xiàn)問題 15 室分的MCL 分布系統(tǒng)損耗 有源器件增益 空間傳播損耗 MCL不足導(dǎo)致的問題 距離天線過近的用戶在基站接收端的信號功率高于解調(diào)所需 對其它用戶產(chǎn)生干擾 并迫使其它用戶也隨之提高上行功率 最終導(dǎo)致邊緣的其它用戶無法獲得服務(wù) 覆蓋損失 MCL不足時的對策 增大分布系統(tǒng)損耗 或在室分系統(tǒng)中增加衰減器 拉大天線點與用戶之間的最小距離思考 改變信源基站功率能否解決MCL問題 16 第四部分直放站 干放與RRU的干擾分析 1 WCDMA網(wǎng)直放站引入干擾的分析 直放站存在設(shè)備噪聲 通過上行放大 上行鏈路損耗 疊加在施主基站底部噪聲上 引起施主基站的干擾 1 WCDMA網(wǎng)直放站引入干擾的分析1 直放站段的上行在帶寬為3 84MHz時 系統(tǒng)高斯白噪聲No為 No KTB 108dBm直放站存在設(shè)備噪聲系數(shù)Nf 一般為5dB以內(nèi) Nf SNR in SNR out S Ni Gr S Nout 空載時 直放站施主端的上行噪聲電平 Pnr Nout dBm Gr No Nf 108dBm Nf dB Gr dB 所以 直放站的上行噪聲主要由其噪聲系數(shù)和上行增益決定基站端接收到的上行噪聲 Pnb 直放站上行噪聲電平Pnr 直放站輸出端到基站接收端的空間損耗Lp 1 WCDMA網(wǎng)直放站引入干擾的分析2 基站段的上行施主基站輸入端等效的熱噪聲總功率Pn 自身固有熱噪聲功率Pbts 直放站引入熱噪聲功率Pnb其中 Pbts No NFBTS可以理解為 增加直放站后 施主基站的底噪聲被抬高了 引入噪聲電平升高ROT RiseOverThermal ROT 10log 10Pbts 10 10Pnb 10 10Pbts 10 功率之比取對數(shù)則Pn Pbts dBm ROT通常界定上行噪聲可以用Pnb ROT Pn三者之一 等價的 1 WCDMA網(wǎng)直放站引入干擾的分析3 上行干擾計算示例假設(shè)如圖示情況 Lp 80dB NFBTS NFREP 4dB Gr 75dB 則Pnb 108dBm 4dB 75dB 80dB 109dBmROT 10log 10 4 108 10 10 109 10 10 4 108 10 10log 1 10 109 104 10 10log 1 0 316 1 19dBPn 4 108 1 19 102 8dBm即 底部噪聲從加直放站前的 104dBm提高到 102 8dBm結(jié)論 直放站引入后噪聲惡化量取決于直放站反向鏈路增益的大小和直放站與基站之間的路徑損耗及直放站的上行噪聲系數(shù) 2 WCDMA網(wǎng)干放引入干擾的分析1 干放的干擾相當(dāng)于多個直放站并聯(lián)的上行干擾假設(shè)信源基站并行接有N個干放 分別對基站的引入噪聲為Pnb1 Pnb2 PnbN其中 PnbN KTB Nf dB GrN dB LpN則該信源基站的總噪聲電平升高ROT 10log 10Pbts 10 10Pnb1 10 10Pnb2 10 10PnbN 10 10Pbts 10 信源基站的底噪為Pn Pbts dBm ROT假設(shè)各干放通過調(diào)節(jié) 使得引入的Pnb相等 Gr Lp相等 則ROT 10log 10Pbts 10 N 10Pnb1 10 10Pbts 10 要維持ROT不變 并聯(lián)各直放站的Pnb應(yīng)為單個直放站的10Log 1 N 則允許的Gr相對單個直放站下降10LogN dB 實際系統(tǒng)受限于 Gr Lp 最大的干放 2 WCDMA網(wǎng)干放引入干擾的分析2 直放站所接分布系統(tǒng)中含有干放時的上行干擾等效于直放站級聯(lián) 級聯(lián)的干放首先引起直放站的輸入底噪抬高 為了簡化計算 假設(shè)M個干放對直放站引入的干擾相等 則 直放站在施主基站輸入端的輸入底噪 由基站ROT的公式可計算 ROT 3 WCDMA網(wǎng)直放站引入干擾的分析直放站級聯(lián)與直放站并聯(lián)的比較為便于比較 假設(shè)各直放站的增益和路徑損耗差相同假設(shè)前一級的直放站與后一級的各直放站NR GR上相等 則級聯(lián) N 1 個直放站的1個直放站 在施主基站引入噪聲電平為 10log N 1 10Pnb1 10 10No 10 NR GR上 L1 10log N 1 10Pnb1 10 10No 10 10 NR GR上 L1 10 10log N 1 10 Pnb1 NR GR上 L1 10 10Pnb1 10 并聯(lián)的N個直放站在施主端的引入噪聲電平為 Nin 10Log N10Pnb1 10 只有當(dāng)?shù)谝患壍闹狈耪綨R GR上 L1 Nr Gr上 L1時 并聯(lián)與級聯(lián)相等即 若要求有相同的干擾引入 級聯(lián)的上行增益要逐級遞減NR 4 WCDMA網(wǎng)RRU引入干擾的分析1 RRU的干擾分析 BBU完成調(diào)制解調(diào) RRU完成射頻信號處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換CPRI接口 服從CPRI 公共無線接口協(xié)議 由愛立信 華為 NEC 北電和西門子五個廠家聯(lián)合發(fā)起制定 開放接口 4 WCDMA網(wǎng)RRU引入干擾的分析1 RRU的干擾分析 多個RRU共小區(qū) RRU并聯(lián) RRU級聯(lián) 并聯(lián)與級聯(lián)的差別 級聯(lián)需要通過上級RRU的接口模塊和CPRI接口 但信號都最終疊加在BBU端口 4 WCDMA網(wǎng)RRU引入干擾的分析1 RRU的干擾分析 RRU與直放站和干放的區(qū)別 噪聲系數(shù)只存在于RRU中 BBU作為數(shù)字處理部分沒有信噪比惡化 信號放大設(shè)備只存在于RRU中 4 WCDMA網(wǎng)RRU引入干擾的分析1 RRU的干擾分析 并聯(lián) 0 5 0 5共小區(qū)時的干擾 每個RRU的信號為 KTB Nfn Iorn Iocn 2假設(shè)RRU的噪聲系數(shù)相等 則BBU處得到的信號為 KTB Nf Ior1 Ioc1 2 KTB Nf Ior2 Ioc2 2 KTB Nf Ior1 Ioc1 Ior2 Ioc2 2 假設(shè)各RRU的無線環(huán)境類似 外扇區(qū)干擾Ioc相等 則 KTB Nf Ior1 Ior2 2 Ioc與單個RRU時相比 KTB Nf Ior Ioc結(jié)論 RRU0 5 0 5共小區(qū)時不會引起噪聲抬高 但是各RRU的容量減半 上行覆蓋減少3dB 4 WCDMA網(wǎng)RRU引入干擾的分析1 RRU的干擾分析 多個RRU共小區(qū) 并聯(lián)或級聯(lián) 的干擾 每個RRU的信號為 KTB Nfn Iorn Iocn假設(shè)RRU的噪