室内分布设计(室分)设计零基础培训.

室分设计零基础培训2012.02.13•什么是室内分布系统？1、室内分布是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种的解决方案，近几年比较流行；2、室内分布系统其原理是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有良好的信号覆盖；3、室内分布系统的建设，可以较为全面地改善建筑物内的通话质量，提高移动电话接通率，开辟出高质量的室内移动通信区域,从整体上提高移动网络的服务水平。•室内分布设计就是做楼宇、小区等室内空间的信号均衡设计，达到信源功率有效利用，达到用户、运营商共赢为目的。室内盲区新建大型建筑、停车场、办公楼、宾馆和公寓等。话务量高的大型室内场所车站、机场、商场、体育馆、购物中心等，增加微蜂窝建立分层结构。发生频繁切换的室内场所高层建筑的顶部，收到多个基站的功率近似的信号。室内分布系统的组成两部分：信源+分布系统射频基础知识•1、dBw、dBm、dB10logXw/1w=YdBw10logXmw/1mw=YdBm1w=0dBw=30dBm瓦和dbm转换经验总结射频基础知识BTS0.7dB/10m16.3dBm7dBT1-22F0.7dB/10m14.5dBm5dBT2-22F0.7dB/10m12.0dBmPS1-B1F二功分0.1dB/1m0.7dB/10m0.1dB/1m0.1dB/1mANT4-11F8.1dBmANT3-11F8.7dBmANT1-11F9.4dBmANT1-11F9.2dBm信源输出为17dB系统组成•室分系统组成由无源器件+有源器件组成1、无源器件有：耦合器、功分器、合路器、馈线和室内天线、电桥、衰减器、负载。2、有源器件有：干放（干线放大器）、光电转换器。BTS0.7dB/10m16.3dBm7dBT1-22F0.7dB/10m14.5dBm5dBT2-22F0.7dB/10m12.0dBmPS1-B1F二功分0.1dB/1m0.7dB/10m0.1dB/1m0.1dB/1mANT4-11F8.1dBmANT3-11F8.7dBmANT1-11F9.4dBmANT1-11F9.2dBm信源输出为17dB系统组成•无源器件1——耦合器非等功率分配的功率分配器件常见有5dB、6dB、7dB、10dB、15dB、20dB、30dB和40dB等不同耦合比主要指标：耦合度c：输入端的输入功率Pi与分支端b的输出功率Pb之差:即c=Pi–Pb耦合损耗d:输入端的输入功率Pi与输出端a的输出功率Pa之差:即d=Pi–Pa插入损耗：耦合器内部存在的损耗隔离度Sr：分支端接输入信号，输入端接匹配负载。分支端的输入功率Pi’与输出端输出功率Po’之差，即Sr=Pi’-Po’分支端b输入端i输出端a系统组成•无源器件2——功分器等功率分配的功率分配器件常见有2功分、3功分、4功分等品种主要指标：分配比Ls：由于功率分配，引起的输入端输入功率Pi与输出端输出功率Po差值插入损耗:功分器内部存在的损耗隔离度Sr：指信号从功分器的某一个输出端（记为a端）输入，其它各个输出端及输入端均接匹配负载时，a端的输入功率Pi’与输出端输出功率Po’之差，即Sr=Pi’-Po’输出端a输出端b输入端i系统组成•无源器件——功分器和耦合器的原理有腔体器件和微带器件两种腔体器件：由波导（空腔）和探针、接头组成；依靠深入空腔的探针的长度，实现不同的耦合度微带器件：在双面敷铜板上，腐蚀出需要的铜皮线路结构；依靠铜皮之间的耦合，实现不同的耦合度一般腔体器件的价格较贵；而插入损耗也相对较小•常用器件指标，各厂家有所差异，设计时可跟客户进行沟通，确认设计所使用的指标系统组成损耗备注≤1dB二功分≤3.5dB三功分≤5.4dB四功分≤6.7dB5dB≤2dB6dB≤1.5dB7dB≤1.5dB10dB≤1.0dB15dB≤0.5dB20dB≤0.5dB30dB≤0.5dB1/2馈线7dB/100m7/8馈线3.8dB/100m1/2馈线11dB/100m7/8馈线7dB/100m2000M插入损耗+分配损耗常用器件损耗表注：耦合器损耗为其直通端损耗，其耦合端损耗即为其耦合度耦合器功分器双频合路器馈线馈线900M•天线设计•全向室内天线专为室内信号分布系统而设计；美观隐蔽，安装方便天线增益低频:806～9602dBi高频:1710～25005dBi适用于大部分室内场合，以吸顶方式为主；为了达到覆盖效果和避免过强反射，要求避免安装在金属吊顶以内系统组成•天线设计•定向室内天线通过增加金属反射体，实现定向辐射一般采用挂墙安装；适用于要避免向外泄漏的，或对某些方向需要加强覆盖的情况；但实际前反向比还是有些局限CDMA800/GSM900M806～96065°9dBiCDMA800/GSM900M806～96065°9dBi(大功率容限)CDMA800/GSM900M806～960100°6dBi低频:806～960低频90°7dBi高频:1710～2500高频75°8dBi低频:806～960低频120°7dBi高频:1710～2500高频65°10dBi(大功率容限)定向壁挂宽频宽频联通集采定向壁挂天线系统组成•天线设计•八木室内天线通过阵元的排列，实现定向辐射天线增益8～15dBi垂直波束角较大一般适用于电梯、井道等的定向覆盖（由于工艺原因，不同频段天线见尺寸差异很大，因此八木天线目前做不到多频段，因此在设计中很少用到）系统组成•天线设计•泄漏电缆馈线与天线相结合，利用开槽辐射/接收信号主要指标1）——衰减：由于需要辐射部分功率到周围，损耗较一般馈线大与馈线粗细有关：一般28～108dB／公里主要指标2）——耦合损失：为50%/95%概率下，2米处的信号衰减值需对应不同的概率一般60～80dB系统组成16•泄漏电缆:在同轴电缆的外导体上开切不同形式的槽孔，在向前传递信号的同时向四周进行信号的辐射和接收；分为两种：•耦合型——槽孔间距小于波长，漏泄无方向性，工作频带宽但衰减快•辐射型——槽孔间距接近波长，漏泄同相叠加，工作频带窄但衰减慢关键指标：耦合损耗、传输衰减、频率范围、特性阻抗等例：假设RRU输出功率为40dBm，能否利用安德鲁11/4″的RCT6-CPUS-1型泄漏电缆（WCDMA频段传输衰减6.5dB/100m，耦合损耗62/69dB）覆盖1公里的地铁隧道（中部乘客距漏缆约4米）？答：主要计算末端可否达到覆盖要求；1）1公里处漏缆末端导频功率X=40dBm-10（百米）*6.5dB=-35dBm2）按照95%的可通率要求，1公里处、距泄漏电缆2米处电平为：L=-35dBm–69dB=-104dBm3）中部乘客距离大约为4m，大于2m时计宽度因子α=20Log（4/2）=6dB4）考虑地铁车厢损耗6dB，则用户处的导频信号场强为：-104dBm–6dB–6dB=-116dBm结论：考虑干扰储备3dB，该值刚好满足WCDMA接收解调要求系统组成系统组成功率衰减器是一种能量损耗性射频/微波元件，元件内部含有电阻性材料。除了常用的电阻性固定衰减器外，还有电控快速调整衰减器。衰减器广泛使用于需要功率电平调整的各种场合。衰减器的技术指标包括衰减器的工作频带、衰减量、功率容量、回波损耗等。常用衰减器有3dB、6dB、10dB、15dB、可调衰减器等（5W\10W\25W)系统组成负载主要用于吸收射频或微波系统的信号功率。标准为50欧姆的纯电阻，可作为天线的假负载，发射机的终端。制作分配器时，也是很重要而不可缺的工具。它具有工作频带宽、驻波系数低、抗脉冲、抗烧毁性能好等特点。系统组成直放站移动通信直放站的构成因种类而异。(1)无线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。系统组成馈线：室分系统目前常用到的馈线为1/2同轴电缆、7/8同轴电缆（普通阻燃电缆）1/2馈线主要用于平层布线、7/8馈线主要用于主干路由、电梯井内布线。在改造前期分布系统的时候，经常会碰到8D、10D等线径较细的馈线(在2000频段损耗很大，不适用3G频段传播，主要用于天线末端布线。)系统组成负载主要用于吸收射频或微波系统的信号功率。标准为50欧姆的纯电阻系统组成•有源器件——干线放大器将输入的低功率信号选频放大后进行输出主要指标：前反向增益噪声系数输出功率等输出系统组成•光分布器件1——光电转换器分为光远端和光主机利用光主机，将基站射频信号转换为光信号；利用光纤进行信号的传播；在需要覆盖的区域设置光远端，将光信号转换为射频信号主要指标分为光特性和射频特性两部分：光特性：主机光输出功率、远端机输出功率、光传输距离射频特性：增益范围、输出功率、时延在应用光系统中，要注意信号在光纤中传播速度只有空间的2/3系统组成•三种分布系统结构的比较项目无源电分布系统有源电分布系统光电分布系统优点1、故障点少；2、频带宽；3、功率分配灵活；4、投资小功率可根据需要，设置有源器件提供1、功率可根据需要设置；2、克服长主干路由损耗缺点功率有限,覆盖范围小1、有源器件增加故障点；2、频带受有源器件点限制；3、投资较大；4、有上行干扰方面的限制；1、故障点较多；2、投资大；3、有上行干扰的限制适用范围微小型室内分布系统大中型室内分布系统主干路由特别长的大型分布系统•覆盖计算电磁波的空中传输：L自由空间=32.4+20logf+20logd计量单位：f=频率MHz，d=距离Km在可视通的无线环境下，简化为：Ls(dB)=31.5+20LgD(M)900MLs(dB)=38.8+20LgD(M)2100M衰落余量：室内一般取10～15dB自由空间损耗（dB)0.020.040.060.080.0100.0050100150200250距离（米）损耗室内分布系统的覆盖分析室内分布系统的覆盖分析序号类别综合穿透损耗900MHz1800&2100MHz一、室内墙体1一般隔墙5-8dB10dB2承重隔墙15-20dB20dB3玻璃墙（内部）3-5dB3-5dB4金属墙25-30dB30dB5楼板22-30dB30dB二、天花板1非金属3-5dB5dB2金属22-30dB30dB三、装修材料1一般材料不计列（和墙体一起考虑）不计列（和墙体一起考虑）2金属25dB30dB3密致材料3-5dB5-8dB四、其他1家具不考虑，大型门按照墙考虑，消防门（隔音门）按承重隔墙考虑•覆盖计算示例——A点、B点的信号电平计算A点：视通，距离5米B点：隔一砖墙(10dB)，10米Ls=31.5＋20Lg5=45.5dBL=32＋20Lg10+1x10=62dB接收电平为：0(dBm)－45.5(dB)－10(dB)0(dBm)－62(dB)－10(dB)＝-56.5(dBm)＝-72(dBm)0dBm室内分布系统的覆盖分析分布式天馈系统设计要求•系统结构•系统分布方式•馈线与路由设计要求•干放设计要求•天线口功率设置要求•天线布放要求•泄漏及切换控制•室外分布式天馈系统设计要求对于天线设计，需要结合各场景分析计算室内分布系统设计文件编制要点室分设计文件一般包括：楼宇概况、设计目标、模拟测试图、设计方案、系统总图、系统原理图、天馈线安装平面图、信号源安装平面图、预算等，要求如下：•1）网络拓扑结构尽量简单、明了、清晰；•2）建筑物平面图要有详细尺寸及天线相对位置标注；•3）天馈线安装平面图应有安装说明，标明天馈线的具体安装方式和位置•4）馈线的长度及损耗均应标注清楚，若使用GSM与WCDMA合路的分布系统，须分别标注两种频段的损耗及天线口功率；•5）设计方案须