北京联通室内分布系统建设思路100322
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北京室内分布系统 建设思路
2010年3月
北京室内分布系统建设思路
目 次
一. 覆盖楼宇的选取及覆盖指标 ................................................................................................ 5 1. 覆盖楼宇的选取 ................................................................................................................. 5 1.1. 楼宇分类 ...................................................................................................................... 5 1.2. 新建分布系统的建设级别 .......................................................................................... 5 1.3. 改造分布系统的建设 .................................................................................................. 6 2. A级技术指标 ...................................................................................................................... 6 2.1. 无线覆盖区内可接通率 .............................................................................................. 6 2.2. 场强 .............................................................................................................................. 6 2.3. 通话效果 ...................................................................................................................... 6 2.4. 移动台发射功率 .......................................................................................................... 6 2.5. 室内信号的外泄电平 .................................................................................................. 6 3. B级技术指标 ...................................................................................................................... 7 3.1. 无线覆盖区内可接通率 .............................................................................................. 7 3.2. 场强 .............................................................................................................................. 7 3.3. 通话效果 ...................................................................................................................... 7 3.4. 移动台发射功率 .......................................................................................................... 7 3.5. 室内信号的外泄电平 .................................................................................................. 7 4. C级技术指标 ...................................................................................................................... 7 4.1. 无线覆盖区内可接通率 .............................................................................................. 7 4.2. 场强 .............................................................................................................................. 8 4.3. 通话效果 ...................................................................................................................... 8 4.4. 移动台发射功率 .......................................................................................................... 8 4.5. 室内信号的外泄电平 .................................................................................................. 8 二. 方案设计的保障 .................................................................................................................... 8 1. 方案设计整体原则 ............................................................................................................. 8 2. 信源选取要求 ..................................................................................................................... 9 3. 天线设计要求 ..................................................................................................................... 9
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3.1. 天线覆盖范围及馈入功率 .......................................................................................... 9 3.2. 泄漏、切换控制 ........................................................................................................ 10 4. WLAN的建设 .................................................................................................................... 10 4.1. WLAN建设方式 ......................................................................................................... 11 4.2. WLAN覆盖指标 ......................................................................................................... 11 4.3. 对已有分布系统的影响 ............................................................................................ 11 三. 干放使用分析 ...................................................................................................................... 12 1. WCDMA干放数量对底噪的影响 .................................................................................... 12 2. 干放在使用的问题及解决方法 ....................................................................................... 13 2.1. 干放输入过高的解决方法 ........................................................................................ 14 2.2. 增益设置不合理的解决方法 .................................................................................... 14 2.3. 干放数量的不合理 .................................................................................................... 14 3. RRU带干放的建议 ........................................................................................................... 14 四. 多系统合路分析及建议 ...................................................................................................... 15 1. 频谱划分 ........................................................................................................................... 15 2. 各系统工作信道带宽内总的热噪声功率计算 ............................................................... 16 3. 系统间干扰准则 ............................................................................................................... 16 4. 杂散干扰分析及隔离度计算 ........................................................................................... 17 4.1. 发射机杂散对接收机的干扰计算 ............................................................................ 17 4.2. 指标分析 .................................................................................................................... 17 4.3. 隔离度计算 ................................................................................................................ 21 5. 互调干扰分析及隔离度计算 ........................................................................................... 22 6. 阻塞干扰分析隔离度计算 ............................................................................................... 22 7. 不同制式系统的分析 ....................................................................................................... 23 8. 干扰分析小结 ................................................................................................................... 24 9. 共建共享建议 ................................................................................................................... 24
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北京室内分布系统建设思路-索引
以下为北京室内分布系统建设思路的主要说明:
? 对于2010年的室内分布系统建设,将楼宇按照不同等级不同覆盖标准进行覆盖,
列出楼宇的选取原则;
? 对设计思路作出相关要求,包含整体设计原则、信源选取要求、天线设计要求、WLAN
合路建设的相关要求等;
? 对分布系统中存在的干放使用问题进行分析,按照不同楼宇等级给出干放使用原
则;
? 通过对各系统的隔离分析,提出采用上下行分别建设的共建共享方式。
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北京室内分布系统建设思路
2010年北京室内分布系统的建设正在进行中,为了能达到更加良好的覆盖效果,结合前期建设经验,对2010年北京室内分布系统的建设思路适当作出修正。
以下文档将从以下主要方面进行说明:覆盖楼宇的选取及覆盖指标、方案设计的保障、干放使用分析、多系统合路分析及建议。
一. 覆盖楼宇的选取及覆盖指标 1. 覆盖楼宇的选取 1.1. 楼宇分类
参考总部对覆盖指标的指导性意见并结合北京市楼宇特点及室外网络热点区域划分,对不同区域内不同楼宇采用不同的覆盖指标,将不同楼宇类型分为3个不同等级,进行差异化覆盖:A级、B级、C级(地下居所);对于电梯覆盖标准参照A级。
根据楼宇类型、面积、是否重要客户等对所有楼宇进行重要性级别判定:
级别 楼宇类型 国家部委 联通大客户 区局办公楼 市级办公楼 写字楼 A级 住宅楼 商场 医院 宾馆 交通枢纽 会展场所 体育场馆 B级 C级 总建筑面积≥X平米 50000 80000 50000 80000 50000 是否有重要保障客户 有 其他要求 联通区局 三星级及以上 介于重要与其他级别之间的楼宇 地下居所 1.2. 新建分布系统的建设级别
? 对于A级楼宇,具备建设室内分布系统条件(满足机房、走线、无源器件安装等)
的原则上进行室内分布系统建设;
? 对于B级楼宇,除满足安装条件外还需满足一定的信号指标要求(原则上要求30%
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的区域低于-80dBm)才能进行室内分布系统建设;
? 对于C级地下居所,存在信号盲区或弱区一般情况下进行地下居所专项建设。 ? 对于如:CBD、金融街、中关村等重点区域,建议保障所有楼宇的全覆盖。
1.3. 改造分布系统的建设
? 对于已建有2G系统需合路建设3G系统的楼宇,按照全覆盖方式进行覆盖设计; ? 对于已合路3G系统但存在覆盖问题的楼宇,进行补点建设保证覆盖。
2. A级技术指标
2.1. 无线覆盖区内可接通率
要求在无线覆盖区内的96%位置,99%的时间移动台可接入网络;电梯按重要区域标准覆盖,重要楼宇房间内全覆盖,卫生间、楼梯可布点加强覆盖。
2.2. 场强
无线覆盖边缘导频(CPICH)功率场强(50%负载下):
? 地上楼层(含电梯、公共卫生间):导频功率≥-80dBm,导频Ec/Io≥-8dB; ? 地下室(带公共活动区的区域)、停车场:导频功率≥-83dBm,导频Ec/Io≥-
8dB;
? 地下室(非活动区):导频功率≥-86dBm,导频Ec/Io≥-8dB。
2.3. 通话效果
? 对于12.2kbps 的语音业务,BLER≤0.5% ? 对于64kbps 的CS 数据业务,BLER≤0.1% ? 对于PS 数据业务,BLER≤5%
覆盖区域内通话应清晰,无断续、回声等现象。
2.4. 移动台发射功率
室内96%区域内语音业务达到移动台发射功率Tx≤-10dBm。
2.5. 室内信号的外泄电平
在建筑物室外10米处,室内分布系统泄漏到室外的WCDMA导频信号RSCP低于-90dBm,
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或者小于室外主导频RSCP 10dB以上。
3. B级技术指标
3.1. 无线覆盖区内可接通率
要求在无线覆盖区内的95%位置,99%的时间移动台可接入网络;
3.2. 场强
无线覆盖边缘导频(CPICH)功率场强(50%负载下):
? 有效覆盖区、电梯、公共卫生间:导频功率≥-83dBm,导频Ec/Io≥-8dB; ? 地下室(带公共活动区的区域)、停车场:导频功率≥-83dBm,导频Ec/Io≥-
8dB;
? 地下室(非活动区):导频功率≥-89dBm,导频Ec/Io≥-8dB。
3.3. 通话效果
? 对于12.2kbps 的语音业务,BLER≤0.5% ? 对于64kbps 的CS 数据业务,BLER≤0.1% ? 对于PS 数据业务,BLER≤5%
覆盖区域内通话应清晰,无断续、回声等现象。
3.4. 移动台发射功率
室内95%区域内达到移动台发射功率Tx≤-10dBm;
3.5. 室内信号的外泄电平
在建筑物室外10米处,室内分布系统泄漏到室外的WCDMA导频信号RSCP低于-90dBm,或者小于室外主导频RSCP 10dB以上。
4. C级技术指标
4.1. 无线覆盖区内可接通率
要求在无线覆盖区内的95%位置,99%的时间移动台可接入网络;
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4.2. 场强
无线覆盖边缘导频(CPICH)功率场强(50%负载下):
? 有效覆盖区、电梯、公共卫生间:导频功率≥-83dBm,导频Ec/Io≥-12dB; ? 地下室(带公共活动区的区域)、停车场:导频功率≥-86dBm,导频Ec/Io≥-
12dB; ?
地下室(非活动区):导频功率≥-89dBm,导频Ec/Io≥-12dB。
4.3. 通话效果
? 对于12.2kbps 的语音业务,BLER≤1% ? 对于64kbps 的CS 数据业务,BLER≤0.1% ? 对于PS 数据业务,BLER≤10%
覆盖区域内通话应清晰,无断续、回声等现象。
4.4. 移动台发射功率
室内95%区域内达到移动台发射功率Tx≤-10dBm;
4.5. 室内信号的外泄电平
在建筑物室外10米处,室内分布系统泄漏到室外的WCDMA导频信号RSCP低于-90dBm,或者小于室外主导频RSCP 10dB以上。
二. 方案设计的保障
为了能切实保障不同类型楼宇的覆盖指标,在方案设计过程中需认真、完整的考虑方案的整体性、合理性。
1. 方案设计整体原则
? WCDMA室内覆盖系统建设以改造现有2G室内覆盖系统的方式为主;最大限度地考虑
共用GSM或PHS 等现有室内分布系统;
? 室内外覆盖一体化原则:确保室内覆盖系统提供良好的室内覆盖,同时要控制好室
内信号,避免对室外构成强干扰;
? WCDMA室内覆盖系统改造应确保原有网络系统正常运行,并为后续优化留有余地; ? 室内覆盖系统工程的建设必须满足国家和通信行业相关标准,电磁辐射值应满足国
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家标准;
? 充分考虑各通信系统间的干扰控制;
? 所有覆盖区域内均能满足提供HSUPA、HSDPA业务网络能力; ? 对于室内热点区域接入WLAN,WLAN采用末端合路的方式。
2. 信源选取要求
WCDMA分布系统建设时,可作为信号源的有宏基站、BBU+RRU、直放站,大体可分为蜂窝和直放站两类。蜂窝作信源信源稳定、扩容性好,但需要保证传输到位,信源投资较大;直放站作信源安装快捷、节省投资、尤其射频直放站不需要传输,但有抬升源基站底噪、信号源不稳定、扩展性差、射频直放站还需获得单一纯净的射频信号等问题。信号源选取原则如下:
(1)对于业务需求特别大的场所如机场、火车/汽车站、大型商场、大型写字楼、体育场馆、会议会展中心、联通自有场所等,宜采用宏蜂窝基站或BBU+RRU作信号源;
(2)对于星级宾馆、普通写字楼、企事业政府机关办公楼、医院学校等公共场所、大型娱乐场所、地铁、地下商场、小型娱乐休闲场所等,宜采用BBU+RRU方式作信号源;
(3)射频直放站原则上不采用,仅用于地下居所类楼宇。
对于合路原有2G的分布系统,原则上利旧原有2G机房作为WCDMA系统的机房。 对于共分布的2G系统,建议以1800信号源为主进行信源选择。
3. 天线设计要求
3.1. 天线覆盖范围及馈入功率
针对不同环境不同楼层进行天线端口功率设计,其中低层指F1~F3层,中层指F4~F10层,高层指F11层及以上。
? 可视环境(楼宇内部):如商场、超市、停车场、机场等,天线选型主要使用全
向吸顶天线,覆盖半径取8~10米,由于此类区域一般位于低层,在WCDMA系统天线口PCPICH信道输入功率时设置为-2~4dBm,GSM/DCS系统天线口输入功率为6~10dBm;
? 狭长区域(如车道等)或吊顶过高区域(高度在5米以上)可使用定向板状或定
向吸顶天线,覆盖距离取10~15米,WCDMA系统天线口PCPICH信道输入功率为0~4dBm,GSM/DSC系统天线口输入功率为6~10dBm;
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? 可视环境(楼宇边缘):如窗口附近、楼宇入口等,为避免对室外构成强干扰,
天线选型主要使用定向吸顶天线,覆盖半径取4~8米,WCDMA系统天线口PCPICH信道输入功率高层为-1~3dBm、中层为-2~2dBm、低层为-5~0dBm,GSM/DCS系统天线口输入功率为6~8dBm;
? 多隔断环境:如宾馆、居民楼、娱乐场所等,天线选型主要使用全向吸顶天线,
注意考虑不同隔断的衰耗情况,覆盖半径取4~10米,WCDMA系统天线口PCPICH信道输入功率高层为2~5dBm、中层为0~3dBm、低层为-3~0dBm;GSM/DCS系统天线口输入功率为8~12dBm;
? 电梯井道内:天线选型主要使用定向板状天线或对数周期天线,覆盖距离取10
米左右,即每3-4层安装一副定向板状或对数周期天线,WCDMA系统天线口PCPICH信道输入功率为-1~4dBm,GSM/DCS系统天线口输入功率为7~12dBm; ? 依据可视环境(楼宇内部)布点原则,超过36平方米的会议室、餐厅、多功能
厅及50平方米的办公室等人流集中或重要的房间布放天线,优先建议采取美化型隐蔽天线布点方式在上述区域内布点。
? 如原有GSM方案中天线点安装位置已满足以上要求,则在系统设计中不用改变天
线位置,直接馈入WCDMA系统信号;如天线点安装位置不能满足以上要求,可针对信号不好的区域补装或移动原有天线点的位置达到良好覆盖,补点原则参照不同环境的天线覆盖范围。
3.2. 泄漏、切换控制
考虑到WCDMA自干扰的特性,为避免对室外造成干扰,需要对室内分布系统天线的布点位置及馈入功率在保障覆盖的前提下进行有效控制。结合前期分布系统建设经验,易产生泄漏的主要原因为低层天线的布局或馈入功率的不合理,针对这种情况,在天线点位置设计时充分论证并适当模测,保障泄漏控制在适当的水平。
在保障泄漏的同时还需要考虑切换区域的确定,将切换区域控制在室外10米范围内;在天线点的布局时充分考虑室内外环境进行泄漏控制。
4. WLAN的建设
随着电信业重组的深化,宽带接入业务的竞争将更加激烈。发展WLAN业务,对于中国联合网络通信有限公司发展宽带战略,对于集团公司在全业务运营环境下树立宽带竞争
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优势,实现固网和移动业务融合具有重要意义。中国联通可以借助WLAN来促进固网宽带和移动数据业务的发展,提升客户体验,增强中国联通宽带业务的品牌优势,对提高宽带市场份额,拉动宽带用户增长和宽带业务收入有着积极的促进作用。
4.1. WLAN建设方式
为最大限度的节省资源,原则上采用共有已建分布系统进行热点区域的WLAN接入,对于存在局部覆盖不足的区域,采用新增天线方式进行覆盖。对于未建分布系统的热点区域,可选用新建WLAN系统进行建设(如:小型咖啡屋、KFC等)。
4.2. WLAN覆盖指标
以下为接入网性能指标要求。
4.2.1. 覆盖门限
对有业务需求的楼层和区域进行覆盖。目标覆盖区域内90%以上的位置,接收信号电平≥-75dBm。
4.2.2. 信号质量
目标覆盖区域内95%以上位置,用户终端接收到的下行信号信噪比SNR>10dB。
4.2.3. 数据传输速率
在目标覆盖区域内,对单用户接入AP 进行局域网内测试,均要求下行峰值数据传输速率不低于4Mbit/s。
4.2.4. 并发用户数
通常单个AP支持同时关联的用户数应不低于50,WLAN 网络在进行多终端接入设计时,按照每个AP 并发用户数不超过35个。
4.3. 对已有分布系统的影响
在WLAN系统接入时,采用末端合路方式进行接入,相应增加了合路器的损耗。
4.3.1. 合路器指标
类型 WLAN专用合路器 端口 低频端口 项目 工作频带(MHz) 指标 806~2170(CDMA/GSM/DCS/PHS/3G) 第11页,共24页
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类型 端口 高频端口 项目 插损(dB) 承载功率(W) 带外抑制(dB) 工作频带(MHz) 插损(dB) 承载功率(W) 带外抑制(dB) 指标 ≤1 ≥100 ≥50 2400~2483.5 ≤1 ≥100 ≥50 其他指标要求如下:
项目 带内波动(dB) 插损(dB) 端口隔离(dB) 驻波比 三阶互调(dBc) 阻抗(Ω) 接头类型 指标 ≤0.8 ≤1 ≥80 ≤1.4 ≤-120 50 N-K 4.3.2. 影响分析
WLAN合路器采用两端口方式,1个端口为2G、3G频段端口,另外1个位WLAN端口,插入损耗为1dB,相应对原有2G、3G系统的损耗增加1dB,经实测数据表明,原有2G、3G系统的信号差异变化不大,基本认为无大的影响。
三. 干放使用分析
在室内分布系统设计中,参考总部建设指导意见,为更好的平衡投资与覆盖效果的关系,引入了干放作为信源线路的补偿。以下文档对WCDMA干放使用中的几个常见问题进行介绍说明。
1. WCDMA干放数量对底噪的影响
干放的引入会得基站接收底噪明显提高,接收机灵敏度下降,从而引起上行覆盖半径减小,改变了上下行链路的平衡关系。但通过控制干放接入的数量,让基站灵敏度下降值控制在能承受的范围内,可以达到节省投资、容量资源的目的。
为了能有效控制,建议接入干放后的在基站接收端形成的上行噪声小于-106dB(建设指标要求ROT小于3 dB,调整为达到基站的噪声时为-105 dB);以下按该指标探讨RRU设备能最大容纳的干放数量。下表为计算量(RRU、干放的输出取导频功率进行计算):
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通过以上的计算,单个RRU能最多带3个10W干放或6个5W干放或16个2W干放。同理,在现网中直放站信源的引入时可以得到相应的承载数量,单个站点最多能带16个2W直放站或32个1W直放站。
当系统干放功率不同时,其到达RRU的噪声分别为(2个5W干放与1个10W干放的噪声量相同,若系统有多个5W干放时,可用其数量/2折算):
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 干放数量 10W 0 1 1 2 2 3 3 4 5W 1 1 1 1 到达RRU的噪声(dBm) -114 -111 -109.2 -108 -107 -106.2 -105.5 -105 2. 干放在使用的问题及解决方法
在具体站点的使用中,目前出现了底噪异常抬高的问题,现就较常用的方法进行说明。 下图说明干放产生底噪的过程:
在系统中能产生上行干扰的主要为干放设备(不考虑外部干扰源),单个干放到达
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RRU的噪声值=热噪声+干放噪声系数+上行增益-有线链路损耗(PL)。
在上式中,若将PL合并调整为RRU输出功率-干放输出功率+下行增益,这样: 单个干放到达RRU的噪声值=热噪声+干放噪声系数+上行增益-下行增益+干放输出功率-RRU输出功率
=热噪声+干放噪声系数-增益差(下行-上行)+功率差(干放-RRU)。 多个干放进行并联连接时,需采用功率叠加进行合并计算。
2.1. 干放输入过高的解决方法
若干放输入过高,则PL损耗变小,而干放的输出又会由于限幅功能导致上行增益设置会偏大(主要由于下行增益有效值变小),解决该问题可以采用将上图中B口输入功率降低(调整线路器件搭配或添加衰减器)或将上行增益设置为较小值(增益差设置得稍大一点)。
在现场时可通过测试上图中A口、B口的功率来判定是否为干放输入过高(标准值建议为-10~0dBm)。
2.2. 增益设置不合理的解决方法
若干放上行增益设置不合理,肯定会造成底噪抬高或链路不平衡(上行发射功率变大),可以通过读取干放的参数进行判定。
解决方法:只能将干放的增益设置为合理值,建议将增益差设置为5~10dB,可根据系统干放的多少适当调整期设置值,但须保证噪声抬高与链路平衡。
2.3. 干放数量的不合理
若所带干放数量超过标准建议值,这种情况会造成一定的噪声抬高,建议对这种场景的站点进行系统调整,使干放数量维持为较合理的数量。
3. RRU带干放的建议
干放的引入会得基站接收底噪明显提高,接收机灵敏度下降。考虑到数据业务是WCDMA优势业务,北京WCDMA用户对数据业务需求也非常强烈,且干放存在维护困难、告警实时性差、出现故障不易发现和排除的特点,因此对于干放使用原则如下: 1、重要楼宇(A级)原则上不使用干放。
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2、非重要楼宇(B级)限制使用干放,每个RRU带干放总功率不超过20W。 3、严禁干放串联使用。
4、干放使用时应根据设备特点和系统设计特点,作相应的功率预留。
四. 多系统合路分析及建议
在多系统合用室内分布系统时,其所带来的各系统间干扰,需根据各系统之间的频率关系以及发射/接收特性来具体研究。从无线信号干扰产生的机理来看,干扰可分为以下:
①热噪声的增加(N)
任何一个发射机即使未加调制信号,其输出除了主载波以外,还有带外噪声,其频谱可以延续至很宽,称为宽带噪声,它随着频率升高而逐步降低。任何一个系统的发信宽带噪声输出必然会影响其他系统的接收性能,对于3G系统而言,所有信号均以伪随机码呈现,因此,可将发信机噪声的影响,归结为宽带接收增加的允许值。
②离散的干扰 --同频干扰(C)
--邻频干扰(A)
--互调干扰(I,含交调和倍频)
互调干扰主要为三阶互调干扰。如果互调产物落在其中某一个系统的接收频段内,将对该系统的接收灵敏度造成一定的影响,也应按同频干扰保护比的要求来分析。
③强干扰引起的阻塞(B)
阻塞干扰就是以某系统的发信机的主载波作为干扰信号,分析对另一系统的接收机的影响,我们应该以接收机的抗阻塞干扰指标为依据进行分析。
合路系统中产生的干扰主要也是以上几种,因此分析时应首先明确各系统间的频率关系、上下行保护频段有多宽、是否存在同邻频干扰、互调或谐波关系,然后分析是否存在强干扰阻塞,最后对于码分多址系统应了解噪声的增加情况。另外,对于TDD、FDD系统来说,需要考虑上下行系统的影响,充分分析其共存的可能性。
1. 频谱划分
根据工业与信息化部相关频率规划的规定,目前我国移动通信系统频谱划分具体如下所示: 频率 移动通信系统 电信CDMA系统 移动GSM系统 联通GSM系统 移动DCS1800系统 上行频率 825-835 890-909 909-915 1710-1730 第15页,共24页
使用频率范围(MHz) 下行频率 870-880 935-954 954-960 1805-1825
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频率 移动通信系统 联通DCS1800系统 TD-SCDMA CDMA2000 WCDMA 系统 WLAN系统 1920-1935 1940-1955 上行频率 1740-1755 使用频率范围(MHz) 下行频率 1835-1850 2010~2025、 2110-2125 2130-2145 2400~2483.5 2. 各系统工作信道带宽内总的热噪声功率计算
各系统工作信道带宽内总的热噪声功率按照下面的公式可以计算出来,具体计算如下:
Pn=10lg(KTB)
其中:K为波尔兹曼常数,其值为K=1.38×10T=290K;B为信号带宽,单位为Hz
将常量带入公式可以简化为:Pn = -174dBm+10lg(B)
(1)GSM、DCS1800系统工作信道带宽为200KHz,因此GSM、DCS1800系统工作信道带宽内总的热噪声功率:
Pn1 = Pn2 = -174 dBm+10lg(200×10Hz)= -121 dBm
(2)CDMA、CDMA2000系统工作信道带宽为1.25MHz,因此CDMA系统工作信道带宽内总的热噪声功率:
Pn3=-174 dBm+10lg(1.25×10Hz )=-113 dBm
(3)WCDMA系统工作信道带宽为5MHZ,因此WCDMA系统工作信道带宽内总的热噪声功率:
Pn4 = -174 dBm+10lg(5×10Hz)= -107dBm
(4)TD-SCDMA系统工作信道带宽为1.6MHZ,因此TD-SCDMA系统工作信道带宽内总的热噪声功率:
Pn5 = -174 dBm+10lg(1.6×10Hz)= -112dBm
(5)WLAN系统工作信道带宽为22MHz, WLAN系统工作信道带宽内总热噪声功率:
Pn6 = -174 dBm+10lg(22×10Hz)= -101dBm
66663?23
JK;T为绝对温度,常温下取值为
?13. 系统间干扰准则
干扰基站发射机对受干扰基站接收机的隔离取决于以下4个准则:
a)从干扰发射机到受影响的接收机的杂散波功率在接收机底噪10dB以下;b)受影响的接收系统所接收到的全部干扰载波功率在1dB压缩点的10dB以下;
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c)由干扰载波导致受影响接收机产生的每个三阶交调(IMP)在接收机底噪10dB以下;
d)受影响系统接收滤波器衰减的全部干扰载波功率在接收机底噪10dB以下,防止接收机不敏感或阻塞。
根据相关资料,准则b受控于准则d,即如果隔离满足原则d,将自动满足原则b。
4. 杂散干扰分析及隔离度计算
杂散干扰就是一个系统的发射频段外的杂散发射落入到了另一个系统的接收频段内而可能造成的干扰,杂散干扰对系统最直接的一个影响就是降低了系统的接收灵敏度。
通过干扰分析,我们可以计算出将干扰对系统的影响降低到适当的程度所需要的隔离度,即不明显降低受干扰接收机的灵敏度时的干扰水平。发射机的发射功率可能导致接收机阻塞,需要考虑为满足接收机阻塞指标时所必须的隔离度,而杂散辐射可能导致接收机的灵敏度下降,此时需要考虑满足杂散辐射不影响系统性能的另一个隔离度要求。这样在一组系统中都会得到多个隔离度要求的指标,在实际应用中我们选择最大的一个作为隔离度要求即可满足实际的工程需要。
4.1. 发射机杂散对接收机的干扰计算
由于发射机输出的信号通常为大功率信号,在产生大功率信号的过程中会在发射信号的频带之外产生较高的杂散,而且这些杂散分布在非常宽的频率范围内。如果杂散落入某个系统接收频段内的幅度较高,受害系统的前端滤波器无法有效滤出,会导致接收系统的输入信噪比降低,通信质量恶化。
通常认为干扰基站落入受害系统的干扰低于受害系统内部的热噪声10dB以下,此时干扰可以忽略。TDMA对应杂散所需要的隔离度为:
MCL≥Pspu-Pn-Nf+10-合路器损耗
其中:MCL为隔离度要求
Pspu为干扰源发射的杂散信号功率,单位为dBm Pn为被干扰系统接收带内热噪声,单位为dBm
Nf为接收机的噪声系数,基站的接收机噪声系数一般不会超过5dB
4.2. 指标分析
各种基站的杂散指标:
㈠GSM/DCS蜂窝发信机杂散指标:
频率范围 9 KHz~1GHz 第17页,共24页
最大值 -36dBm 测试带宽 200 KHz 北京室内分布系统建设思路
频率范围 890 MHz~915MHz 1GHz~12.75 GHz 最大值 -103dBm -30dBm 测试带宽 10 KHz 3 MHz ㈡WCDMA蜂窝发信机杂散指标 频率范围 9KHz《150KHz 150KHz《30MHz 30MHz《1GHz 1GHz《Fc1-60 MHz or 2100 MHz两者中的最大值 Fc1-60 MHz or 2100 MHz两者中的最大值《Fc1-50 MHz or 2100 MHz两者中的最大值 Fc1-50 MHz or 2100 MHz两者中的最大值《Fc2+50 MHz or 2180 MHz两者中的最大值 Fc2+50 MHz or 2180 MHz两者中的最大值《Fc2+60 MHz or 2180 MHz两者中的最大值 Fc2+60 MHz or 2180 MHz两者中的最大值《12.75GHz 最大值 -36dBm -36dBm -36dBm -30dBm -25dBm -15dBm -25dBm -30dBm 测试带宽 1KHz 10KHz 100 KHz 1MHz 1M Hz 1M Hz 1M Hz 1M Hz 特殊频段的抑制保护 频段 1920~1980MHz 1805~1880MHz 1710~1785 MHz 1893.5~1919.6MHz 2100~2105MHz 2175~2180 MHz 2300~2400 MHz 2300~2400 MHz 最大电平dBm -96 -47 -98 -41 -30+3.4×(f-2100MHz) -30+3.4×(2180MHz–f) -52 -86 测量带宽 100KHz 100KHz 100KHz 300KHz 1MHz 1MHz 1MHz 1MHz 备注 BS接收频段 与DCS1800共存时 DCS1800 BTS与UTRA Node B 共址时 与PHS共存时 与邻频带业务共存时 与邻频带业务共存时 与TD—SCDMA BS 共存时 与TD—SCDMA BS 共存时 ㈢CDMA 800发信机杂散指标 |Δf|偏置范围 750kHz-1.98MHz 1.98MHz-4.00MHz 适用 多载波 否 否 杂散发射限值 -45dBc/30kHz -60dBc/30kHz -36dBm/1kHz -36dBm/10kHz 备注 针对WCDMA、TD SCDMA 9kHz 北京室内分布系统建设思路 适用 杂散发射限值 备注 多载波 对于多载波测试,正Δf=最高载波的中心频率 – 最近测量边界频率(f),负Δf=最低载波的中心频率 – 最近测量边界频率(f)。 |Δf|偏置范围 附加的发射机杂散发射限值 测量频率 930MHz-960MHz、1.71GHz-1.92GHz 和3.4GHz-3.53GHz 885MHz-915MHz 和806MHz-821MHz 杂散发射限值 -47dBm/100kHz -67dBm/100kHz(有效值) 备注 移动D、联通D基站接收 移动G、联通G基站接收 ㈣CDMA 2.1G发信机杂散指标 |Δf|偏置范围 适用多载波 -36dBm/1kHz >4.00MHz 是 -36dBm/10kHz -30dBm/1MHz 注:Δf=中心频率 – 最近测量边界频率(f)。 对于多载波测试,正Δf=最高载波的中心频率 – 最近测量边界频率(f),负Δf=最低载波的中心频率 – 最近测量边界频率(f)。 杂散发射限值 9kHz 测量带宽 1kHz 10kHz 100kHz 1MHz 1MHz 检波方式 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 北京室内分布系统建设思路 频率范围 Fc2+4MHz~12.75GHz 最大电平 ≤-30dBm 测量带宽 1MHz 检波方式 有效值 注:Fc1为最低工作信道中心频率,Fc2为最高工作信道中心频率。 特殊频段保护: a. 与其它通信系统共存 频率范围 806MHz~821MHz 825MHz~835MHz 851MHz~866MHz 870MHz~880MHz 885MHz~915MHz 930MHz~960MHz 1710MHz~1755MHz 1755MHz~1785MHz 1785MHz~1805MHz 1805MHz~1850MHz 1850MHz~1880MHz 1880MHz~1920MHz 1920MHz~1980MHz 2110MHz~2170MHz 2300MHz~2400MHz 2500MHz~2690MHz 3300MHz~3600MHz 最大电平 -61dBm -61 dBm -57dBm -57dBm -61dBm -57dBm -61dBm -49dBm -61dBm -47dBm -58dBm -52dBm -49dBm -52dBm -52dBm -52dBm -52dBm 测量带宽 100kHz 100kHz 100kHz 100kHz 100kHz 100kHz 100kHz 1MHz 100kHz 100kHz 1MHz 1MHz 1MHz 1MHz 1MHz 1MHz 1MHz 检波方式 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 b. 与其它通信系统共址 频率范围 806MHz~821MHz 825MHz~835MHz 851MHz~866MHz 870MHz~880MHz 885MHz~915MHz 930MHz~960MHz 1710MHz~1755MHz 1755MHz~1785MHz 1785MHz~1805MHz 1805MHz~1850MHz 1850MHz~1880MHz 1880MHz~1920MHz 1920MHz~1980MHz 2110MHz~2170MHz 2300MHz~2400MHz 2500MHz~2690MHz 3300MHz~3600MHz 最大电平 -98dBm -98dBm -57dBm -57dBm -98dBm -57dBm -98dBm -86dBm -98dBm -47dBm -58dBm -86dBm -86dBm -52dBm -86dBm -86dBm -86dBm 测量带宽 100kHz 100kHz 100kHz 100kHz 100kHz 100kHz 100kHz 1MHz 100kHz 100kHz 1MHz 1MHz 1MHz 1MHz 1MHz 1MHz 1MHz 检波方式 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 有效值 ㈥WLAN AP 杂散指标: 频带 最大值 测量宽带 第20页,共24页 北京室内分布系统建设思路 频带 30~1000 MHz 2.4~2.4835GHz 3.4~3.53GHz 5.725~5.85GHz 其他1~12.75GHz 最大值 ≤-36 dBm ≤-33 dBm ≤-40 dBm ≤-40 dBm ≤-30 dBm 测量宽带 100KHz 100KHz 1MHz 1MHz 1MHz 将干扰系统产生的杂散干扰带宽转换到被干扰系统后整理得: 转换公式:协议基准值+10Log[ BWinterferigBWAffected] 4.3. 隔离度计算 杂散所需要的隔离度为: Pn +Nf≥Pspu-MCL+10-合路器损耗; 转换后: MCL≥Pspu-Pn-Nf+10-合路器损耗 其中:MCL为隔离度要求 Pspu为干扰源发射的杂散信号功率,单位为dBm Pn为被干扰系统接收带内热噪声,单位为dBm Nf为接收机的噪声系数,基站的接收机噪声系数一般不会超过5dB 环境热噪声 干扰保护 基站接收噪声系数 合路器损耗 CDMA800 -113dBm 10dB 5dB GSM -121dBm 10dB 5dB DCS -121dBm 10dB 5dB TD-SCDMA -112dBm 10dB 5dB CDMA2000 -113dBm 10dB 5dB WCDMA -107dBm 10dB 5dB WLAN -101dBm 10dB 5dB 1dB 隔离1dB 隔离1dB 隔离1dB 隔离1dB 隔离1dB 隔离2dB 隔离干扰干扰干扰电干扰电干扰电干扰电干扰电干扰系统 度要度要度要度要度要度要度要电平 电平 平 平 平 平 平 求 求 求 求 求 求 求 CDMA800 — — -70 55 -50 GSM DCS 75 -32 84 -31 86 -37 74 -56 49 -44 73 — — -41.8 83.2 -27.3 89.7 -26.2 90.8 -27.8 83.2 -35.6 69.4 -44 73 -36 89 — — -27.3 89.7 -26.2 90.8 -27.8 83.2 -35.6 69.4 83 75 26 — -54 -32 — -50 62 84 — -16 67 — 101 -56 -37 — 55 -40.4 54.6 74 -56 49 TD-SCDMA -68 59 -60 65 -42 CDMA2000 -31 86 -60 65 -50 WCDMA -46 71 -39 86 -95 — -40.4 54.6 第21页,共24页 北京室内分布系统建设思路 WLAN CDMA800 GSM DCS 88 TD-SCDMA -32 84 CDMA2000 -31 86 WCDMA -23 88 WLAN — — -47 70 -39 86 -37 5. 互调干扰分析及隔离度计算 ① 互调干扰的定义 互调干扰是指当有两个以上不同的频率作用于一非线性电路或器件时,将由这两个频率相互调制而产生新的频率,若这个新的频率正好落于某一个信道而为工作于该信道的接收机所接收,即构成对该接收机的干扰,成为互调干扰。 ②移动通信中的互调干扰源 互调干扰产生于器件的非线性度,在合路系统里我们主要关注无源器件的互调干扰,即合路器产生的互调干扰。 无源器件的互调干扰的定义是:射频电流流经不同金属器件的接触点,特别是压力接触点(如两金属器件靠螺丝固定)而产生。 可能产生干扰频率的计算公式 2f1-f2,2f1-f3,2f2-f1,2f2-f3,2f3-f1,2f3-f2; f1+f2-f3,f1-f2+f3,f2+f3-f1 ③互调干扰分析 POI互调指标为130dBC,因三阶互调引起的干扰比杂散辐射引起的干扰小的多。 6. 阻塞干扰分析隔离度计算 ① GSM/DCS1800系统对于阻塞干扰的要求如下: 根据3GPP相关标准,GSM和DCS1800两系统对于阻塞干扰的要求如下表所示: 频率(MHz) 1-915 980-12750 GSM(dBm) 8 8 频率(MHz) 1-1690 1805-12750 DCS1800(dBm) 0 0 ②WCDMA系统对于阻塞干扰的要求如下表所示: 频率(MHz) 1920-1980 1900-1920 1-1900 2000-12750 干扰功率(dBm) -40 -40 -15 频率(MHz) 921-960 1805-1880 干扰功率(dBm) +16 dBm +16 dBm 在分析阻塞干扰时主要考虑发射机发射的信号对接收机的干扰,对于整个系统的阻塞干扰信号的抑制,只能通过多频合路器的通道隔离度来实现,举例来说,若WCDMA系统要求的干扰小于x dBm,多频合路器的隔离度为y dBm,干扰信号的强度为z dBm,则有z-y≤x , y≥z-x。 第22页,共24页 北京室内分布系统建设思路 例: ③WCDMA系统与GSM/DCS1800系统共存 WCDMA接收机可以忍受的带外阻塞电平为-15dBm,对应于GSM/DCS1800系统40dBm的发射功率,需要的隔离度为55dB。 GSM系统在WCDMA频带(取WCDMA最大输出功率40dBm)内可容忍的带外阻塞干扰为8dBm,DCS为0dBm,按照阻塞要求对应GSM系统,需要隔离度32 dB,对DCS系统隔离度要为40 dB。 由上述对通道隔离度计算方法以及相关标准中涉及的阻塞干扰电平的要求可知,消除阻塞干扰对多频合路器的通道隔离度要求并不高。只要隔离度能满足杂散干扰的要求,就一定能满足阻塞干扰的要求。 7. 不同制式系统的分析 首先将各种通信系统频率制成下图: 从图a、b可看出各通信制式可以归为两种,即FDD收、发分开的不同频率接入方式和TDD收、发同频的接入方式。对于FDD各种通信制式,如:CDMA、GSM、WCDMA系统之间可能产生的阻塞、带外杂散、互调等干扰可通过收、发分开的天馈分布系统能有效得到抑制,但是对于TDD通信方式, 如3G的TD-SCDMA,它不能将收、发同频的射频信号分开来传递,因此它只能接入POI的下行(或者上行),并受到邻频的3G FDD发射信号阻塞干扰,同时TDD用户终端上行信号也将干扰邻频的3G FDD接收。 ? 图(a)CDMA800下行发射与GSM900上行接收仅有10MHz频率间隔,因此CDMA的带外 杂散易对GSM900的上行接收造成干扰; ? 图(b)可看出3G TDD收、发频段1880-1920MHz将与3G FDD的接收频段1920-1980MHz 是邻频,TDD的发射信号易阻塞FDD接收机。 第23页,共24页 北京室内分布系统建设思路 8. 干扰分析小结 通过以上分析,各种干扰中杂散干扰对系统的影响最大,因此只要系统隔离度满足了杂散干扰的要求,就一定能满足其他干扰的要求。因此我们需要重点考虑隔离度与杂散干扰的关系。 9. 共建共享建议 若将联通、移动、电信分布系统采用共建共享方式进行建设,对合路器的隔离度指标要求(可参考理论计算结果)会很高。目前各运营商基本都采用3G与2G系统合路建设,在覆盖标准方面以满足3G为基础进行规划设计,这样2G系统(频段差异)肯定能保障覆盖效果,基于此存在3个运营商共建共享的可能性。 为了能确保各系统正常的工作,对于有条件的重要楼宇,建议对共建共享的分布系统采用上下行分路建设方式,建设2套独立系统(TD-SCDMA接入到下行分布系统),这样既能保证成本的节省,又能有效的保障各系统的正常运行。 第24页,共24页
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