3G-WCDMA室内覆盖指导4-方案模版(1.0)(4)

2019-02-20 21:26

GSM&WLAN&WCDMA合路方案

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在无墙的地下室\\会展厅\\酒店大堂等较空旷的场所,覆盖距离可以适当加大,如果不计算30dB的隔墙衰耗,根据上表可知,一只发射功率为5 dBm的天线可以覆盖半径为10-12米的区域(面积约350m2)。

电梯覆盖策略:由电波在2000MHz的传播特性可知,传播距离每增加一倍,衰耗将增加13dB(900MHz时相应的值为6dB),因此WCDMA系统在行程很长的电梯内不适合做远距离的定向覆盖,比较彻底的电梯覆盖解决方案应该是:电梯井道内敷设1/2′泄漏电缆+电梯厅装设吸顶天线综合覆盖,只有如此才能有效抵抗快衰落\\多普勒频移和空间衰落等多种不利因素。但实际工程中考虑经济性问题,常使用电梯厅覆盖。

针对不同的业务不同的启动门限为:

数率 最小覆盖电平 384K -86.5dBm 144K -91.2dBm 64K -93.6dBm 此标准来源于3GPP TS 25.101 V5.11.0 (2004-06)

4.3 信号外泄分析

1. GSM系统

由于本文当着重考虑WCDMA系统,然而在GSM系统部分,已经通过中国移动公司验收,在此不作详细分析

2. WCDMA系统

根据Okumura_Hata模型,计算离大楼10米远处信号的泄漏情况: PL(dB)=69.55+26.16log(F)-13.82log(H)+(44.9-6.55log(H))*log(D)-C(F) 其中:

PL:路径损耗,单位dB

F: 频率,单位MHz,计算取值为2000MHz D: 距离,单位km,假设天线到窗边为10m

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H:天线有效高度,单位m,计算取值为3m C(F): 环境校正因子 取0 有:PL(dB)

=69.55+26.16log(2000)-13.82log(3)+(44.9-6.55log(3))*log(0.01) =69.55+86.35-6.59-(44.9-3.13)*2 =65.41dB

通过上式说明,从天线口至窗边理想损耗为65.41dB。

现根据本方案实际物理条件,我们分别取与窗边距离最远10米和最近5米的两个天线进行计算,但由于室内传播模型未固定,现不能完全固定室内综合传输损耗,所以在本方案的计算中基本数据参照4.2中的2000MHz频段的室内衰耗及覆盖强度预测表:

可以做一次真实物理条件下的泄漏情况列表

4.4 上下行平衡分析

WCDMA系统中,上行链路和下行链路的平衡并非网络设计目标。基站功率在下行由小区所有用户及信令共享,因而不会成为覆盖受限链路。相反,手机发射功率是在规范中加以定义的。

由于手机发射功率有限,上行链路则成为WCDMA系统覆盖的受限链路。也就是说,小区的最大半径取决于功率上限最小的一类手机。所以WCDMA系统的链路预算通常是指上行链路预算,即从最大允许的上行损耗中除掉路径损耗以外的其他损耗和增益,从而得到最大允许的路径损耗,再将最大允许的路径损耗值带入传播模型中,得到预期的小区覆盖半径和覆盖面积。

30dBm Node B 32dB

0~21dBm

83~96dB

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由于WCDMA的覆盖区域不像GSM那样由信号电平的绝对值来决定,它的覆盖与系统的负载或干扰水平相关。加入负载和邻近小区干扰后,小区半径会作相应的收缩。在WCDMA的链路预算中,要引入一个参数称之为负载因子,一般建议取50%来作为覆盖设计的负载余量。在网络设计中给所有小区均匀加入负载余量,使得系统在实际上非均匀的负载运行状态下仍然能通过小区呼吸调整维持平衡。

而在WCDMA系统中,引入了多媒体业务和每种业务所具有的不同的QoS的概念。多业务环境和WCDMA系统本身的特点使得在规划WCDMA系统时有许多不同于GSM系统规划的地方。其中特别要注意的是在规划WCDMA系统时,小区的覆盖和负荷要相互结合起来考虑。由于限制了移动台的最大发射功率,这样在上行链路限制了小区的覆盖范围;而在下行链路由于干扰而限制了小区的容量。另外在WCDMA系统中,功率控制(TPC)、由于软切换和更软切换产生的增益、上下行链路的功率预算不同等因素在做规划时都要加以考虑。 一般负载因子取50%时上行链路噪声恶化量为3dB 。

GSM系统的无线网络规划是在小区的容量和覆盖两者间求得最佳点,而WCDMA系统无线网络规划要在容量、覆盖、不同服务质量三者间寻求最佳点。

我们在进行网络规划时,对覆盖规划时集中于上行链路,采用成熟技术来提高上行链路的覆盖,如通过增加天线数量和增益,减小基站射频部分的基站噪声系数,减小天线和基站低噪声放大器间的电缆损耗等方式来实现。而对容量规划,如果系统还远没有达到系统理论容量的极限值时,可以通过增加下行输出功率来扩大覆盖范围,以达到充分利用WCDMA系统大容量的特点。

由于基站在空载和满负荷时输出功率变化较大,所以在直放站调试时必须考虑基站下行输出功率和直放站下行输出功率匹配的问题。当基站空载时导频功率为33dBm输出,加上其它控制信道的功率共36dBm,为其满载功率的20%。这是直放站输出功率也应该为其最大输出能力的20%,才能与基站匹配,但是由于考虑WCDMA基站的一般高负荷为75%负载情况,高于这个负载,基站开始进行一些降载策略,平衡与其它基站之间的负载不平衡。所以,可以将基站的75%负载输出功率作为干放的最大输出功率匹配点。

所以我们认定基站75%负荷输出功率为41dBm左右,即可采用对应的干放设备保证峰值状态下的正常工作。

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4.5 抑制外系统信号分析

1. 对于下行信号:

干放设备受到的3G频带外的信号干扰由双工滤波器和选频的带外抑制来实现,现在GSM信号与3G信号合路,为最大可能的干扰,但是由于3G干放设备对于GSM信号的带外抑制大于150dB,可以不考虑。

对于3G频带内部不同系统信号的抑制主要考验设备的ACRR指标,我公司设备ACRR指标都超过了3GPP规范的要求。详见下表:

邻道抑制比是指直放站工作频率范围内的载波信号信道增益与邻近信道增益的比值。

直放站邻道抑制比指标

直放站最大发射功率 P ? 31 dBm P< 31 dBm 2. 对于上行信号:

我们很清楚,各种形式的干扰都要计算其落在受害系统工作频道内的值,实际上归结起来还是以同频干扰的形式来干扰受害系统的,我们通过精密的计算和有效的工程措施可以最终控制其影响。但是,对于同样工作在WCDMA频带内的两个或两个以上运营商的同类系统,其相互间的影响就要难控制得多了。对于我们来说,很难做到在每一时间每一地点我们的信号都比其他运营商的强, WCDMA干扰发射机发射的带内波可以直接进入受害系统,此时,强干扰信号通过改变接收机前端的工作状态,对弱的有用信号形成抑制作用,影响接收机对弱信号的接收灵敏度,甚至可使系统工作完全失败,这就形成了阻塞。

由于接收机前端的低噪声放大器的放大倍数是根据放大微弱信号所需要的整机增益来设定的,强干扰信号电平在超出放大器的输入动态范围后,直接将放大器推入到非线性工作状态,导致放大器对有用的弱信号的放大倍数大大降低,甚至弱信号被完全抑制掉。为了保证系统的正常工作,前端的低噪声放大器的输入1dB压缩点应大大高于阻塞电平(Pb)。根据3GPP中关于基站ACS的指标要求,普通覆盖范围基站临频干扰信号的干扰电平要求低于

第16页,共68页 距离信号带宽内第一个5MHz信道或最后一个5MHz信道的频偏 5 MHz 10 MHz 5 MHz 10 MHz 3GPP规范要求的ACRR值 33dB 33dB 20dB 20dB 我公司产品ACRR值 35dB 35dB 22dB 22dB GSM&WLAN&WCDMA合路方案

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-42dBm。即:

-52dBm=Pb≥接收的干扰电平= Po-MCL

Po:干扰发射机的输出功率,MCL是系统间的隔离度。

设干扰手机在距天线处2米使用,空间衰耗约46 dB,吸顶天线增益3.0 dBi,天线口功率XdBm,基站功率导频输出功率33dBm,则隔离度为:

MCL=33-(3.0+X)+46

=(76-X)dB

WCDMA的手机上行最大发射功率为21 dBm,手机天线增益为0 dBi。所以

-42dBm=Pb ≥Po-MCL=21-(76-X)=X-55

所以天线反射功率必须不大于于13dBm.

33dBm Node B MCL

21dBm

ACRR

-42dBm

ACS 5MHz

增加干放设备后由于干放设备的上行ACRR指标,还可保证干放后接天线导频发射功率提高15dB以上也不会出现对基站的5MHz带外系统上行干扰,提高了系统抗干扰能力。

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4.6 干扰分析

根据信息产业部相关频率规划的规定,目前移动公司通信系统频谱划分具体如下所示:

频率 移动通信系统 移动EGSM系统 移动DCS1800系统 WCDMA系统 使用频率范围(MHz) 上行频率 885-909 1710-1730 1920-1980 下行频率 930-954 1805-1825 2110-2170 GSM和WCDMA共用一个分布系统,相互之间会产生干扰。各系统的有源设备在发射有用信号的同时,在它的工作频带外还会产生杂散、谐波、互调等无用信号,这些信号落到其他系统的工作频带内,就会对其他系统形成干扰。

在对共用室内分布式系统时所带来的频谱间干扰,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。可以说干扰的主要影响是对系统上行接收通道的影响。在这里,主要考虑以下两个方面:接收机灵敏度降低和接收机过载。为了将这些影响所带来的性能损失降到最小,而不修改(或少修改)现有的发送和接收单元,必须对整个系统的杂散、互调及阻塞干扰进行仔细地考虑。

整个分析基于下图所示原理,基站输出直接进入合路器,与实际工程环境有很大差别,

计算数据依赖于国际国内相关标准,与实际工程要求值有很大的差别。因此,该计算结果仅作为理论分析使用。在实际工程应用中,仅供参考该计算

4.6.1 杂散干扰分析

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,


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