移動通信的網絡覆蓋、容量、質量是運營商獲取競爭優勢的關鍵因素。網絡覆蓋、網絡容量、網絡質量從根本上體現了移動網絡的服務水平,是所有網絡優化工作的主題。室內分布系統是針對室內用戶群、用于改善建筑物內移動通信環境的一種成功的方案。其原理是利用室內覆蓋式天饋系統將基站的信號均勻分布在室內每個角落,從而保證室內區域擁有理想的信號覆蓋。
室內分布系統的作用是完成射頻信號的透明傳輸,主要由有源設備和無源天饋系統組成。有源設備為直放站、干放、光纖近端(遠端)機等;無源天饋系統由功分器、耦合器、電橋和分布式天線等無源器件組成,如圖0所示。依據相關資料,下面介紹TD-SCDMA系統的室內分布系統相關設備及器件的作用和指標參數,以供參考。
圖0:室內分布系統的組成
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一、有源設備
1、干線放大器
干線放大器的作用是補償信號在功率分配以及進行長距離傳輸時的損耗。干線放大器類同直放站一樣,它的加入可能使得基站接收底部噪聲明顯提高,會引起上行覆蓋半徑減小。調測時應調整上行增益,并計算此噪聲經有效路徑損耗到達基站接收機的噪聲功率是否控制在容忍范圍以內,控制住上行噪聲,減少對基站的干擾。干線放大器在上下行增益以及輸出功率配置上,和GSM系統有一定的差異。需要根據施主基站的業務信號配置和基站類型確定,預留合適的功率,避免基站業務信道滿功率時使功放飽和。同時必須保證上行增益比下行增益低,降低上行噪聲對施主基站的影響。其參考指標詳見下表1-1。
表1-1:干線放大器參考指標
2、直放站
直放站有多種類型,最常見的有無線同頻直放站、光纖傳輸直放站和移頻直放站等。
1)無線同頻直放站:這是最常見的一種直放站,設備成本低,易于安裝,尤其是方便搬遷,是補盲、擴大覆蓋區域最簡便的方法。但同頻無線直放站如果調測不當,極易造成對基站的干擾,在CDMA系統中這種現象更加突出。無線同頻直放站又分寬帶直放站和選頻直放站。寬帶直放站是在TD-SCDMA頻段的全部或部分頻段內工作的直放站,干擾較大;選頻直放站是在TD-SCDMA頻段的全部或部分頻段內選擇一個或多個TD-SCDMA指配信道工作的直放站,干擾相對較小。同頻直放站的原理圖如圖1-2-1所示;參考指標分別詳見下表表1-2-1和表1-2-2。
圖1-2-1:同頻直放站原理圖
表1-2-1:無線同頻直放站參考指標(下行鏈路測試)
表1-2-2:無線同頻直放站參考指標(上行鏈路測試)
2)光纖直放站:指借助光纖進行信號傳輸的直放站。它需要使用光纖將基站信號連入直放站系統內,信號源比較純凈,一般不容易對大網形成干擾。光纖直放站使用中要控制接入基站的底部噪聲電平。對于室內覆蓋,出現高大建筑物采用光纖接入時,有時為了平衡各扇區間的話務量,還會采用多扇區接入的光纖直放站。光纖直放站的近端機和遠端機的原理圖如圖1-2-2所示;參考指標分別詳見下表1-2-3和表1-2-4。
圖1-2-2:光纖直放站的近端機和遠端機的原理圖
表1-2-3:光纖直放站參考指標(下行鏈路測試)
表1-2-4:光纖直放站參考指標(上行鏈路測試)
采用直放站作信號源,需要注意直放站的上行噪聲對施主基站靈敏度的影響。直放站的使用會給施主基站引入一定的噪聲,導致基站熱噪聲電平升高,引起基站接收機的靈敏度降低,引起基站的最大覆蓋半徑減小。因而,直放站在滿足覆蓋的前提下,應盡量減小其上行增益。市區應用時其引起的基站噪聲指數增加應小于1dB。
二、無源器件
1、天線
天線是將傳輸線中的電磁能轉化成自由空間的電磁波或將空間電磁波轉化成傳輸線中的電磁能的設備,天線的主要指標有增益、帶寬、極化方式、波瓣角(垂直和水平)、前后比、駐波比。通信天線種類按工作頻段分為超長波、長波、中波、短波、超短波、微波天線,按方向性分為全向、定向天線,按結構特性分為線天線、面天線。室內分布系統主要應用的天線種類有全向吸頂天線、定向壁掛天線、柵格天線和定向八木天線等。這四種天線的特點匯總在下表2-1中;它們的參考指標分別詳見表2-1-1到表2-1-4;它們的參考圖分別如圖2-1-1到圖2-1-4所示。
表2-1:全向吸頂天線、定向壁掛天線、柵格天線和定向八木天線的特點
表2-1-1:全向吸頂天線參考指標 圖2-1-1:吸頂天線參考圖
表2-1-2:壁掛天線參考指標 圖2-1-2:壁掛天線參考圖
表2-1-3:八木天線參考指標 圖2-1-3:八木天線參考圖
表2-1-4:柵格天線參考指標 圖2-1-4:柵格天線參考圖
2、功分器
功分器是一種能量的等值分配的器件,目前的技術水平可以達到很寬的頻帶特性。按照制作原理以及工藝區分,分為微帶功分器和腔體功分器,區別是微帶功分器各個輸出口之間有隔離度,腔體功分器沒有隔離度。腔體功分器在承受功率和插損上比微帶功分器有一定的優勢。其主要參考指標如表2-2所示;參考圖如圖2-2所示。
表2-2:功分器主要參考指標 圖2-2:功分器參考圖
3、耦合器
耦合器是一種能量的不等值分配的器件,目前的技術水平可以達到很寬的頻帶特性。按照制作原理以及工藝,分為微帶耦合器和腔體耦合器。腔體耦合器在承受功率和插損上比微帶耦合器有一定的優勢。其主要參考指標如表2-3所示;參考圖如圖2-3所示。
表2-3:耦合器主要參考指標 圖2-3:耦合器參考圖
4、電橋
電橋是一種對同頻率的載波進行頻率合路的器件,主要用于基站不同載頻的合路。其主要參考指標如表2-4所示;參考圖如圖2-4所示。
表2-4:電橋主要參考指標 圖2-4:電橋參考圖
5、負載
負載是用于射頻信號輸出匹配的器件,主要用于空余端口的射頻匹配。主要參考指標如表2-5所示;射頻負載的參考圖如圖2-5所示。
表2-5:負載主要參考指標 圖2-5:射頻負載參考圖
6、合路器
合路器的主要作用是將每一端口信號的輸出功率饋送到同一輸出端口,同時避免各個端口信號之間的相互影響。其參考指標如表2-6所示;合路器的參考圖如圖2-5所示。
表2-6:合路器參考指標 圖2-6:合路器參考圖
7、RF同軸電纜
RF同軸電纜的作用是在它能承受的所有環境條件下,在發射設備和天線之間充分地傳輸信號功率,保證所有電磁波都在封閉的外導體內沿軸向傳輸而不能和電纜外部環境中的電磁波發生耦合。RF同軸電纜由內導體、絕緣體、外導體和護套4部分組成,詳見圖2-7;其主要參考指標如表2-7所示。
表2-7:RF同軸電纜主要參考指標 圖2-7:射頻饋纜參考圖
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