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1、中国移动通信集团设计院TD-SCDMA室内分布系统设计建议中国移动通信集团设计院2007年2月Page 4 of 15TD-SCDMA室内分布系统设计建议在集团公司相关 规范出台前参考使用目 录1前言42室内分布系统简介42.1无源电分布系统42.1.1无源电分布系统的主要构成42.1.2无源电分布系统的工作方式52.1.3无源电分布系统的特点52.2有源分布系统62.2.1有源电分布系统的主要构成62.2.2有源电分布系统的工作方式62.2.3有源电分布系统的特点62.3光纤分布系统72.4信源的选用73室内分布系统中器件介绍73.1功分器73.2耦合器83.3干线放大器83.4馈线83.5
2、天线93.6合路器和电桥94TD-SCDMA室内分布系统设计要求104.1信源选取要求104.2不同信源对机房的要求114.3信源输出功率设计要求124.4信源传输需求134.5干放设计要求134.6天线口功率要求和覆盖半径134.7无源器件改造要求134.8天线和无源器件的增加134.9馈线的改造要求144.10设计指标要求144.11边缘场强要求154.12电梯覆盖设计要求151 前言在TD-SCDMA扩大试验网络的建设中，室内深度覆盖和室外广度覆盖一样，对网络性能和用户感受有着非常重要的影响。给用户一个良好覆盖和成熟的网络，对网络运营和持续健康发展，打下一个良好的基础。目前中国移动GSM
3、网络的室内深度覆盖已经比较完善，所以TD-SCDMA室内分布系统建设，需要架构在GSM分布系统的基础上，采用共室内分布系统的模式。以前室内分布系统的建设主要是为了满足 GSM网络的需求，由于TD-SCDMA频段在2010MHz，需要对原有室内分布系统进行改造，主要包括如下几个方面：1) 增加TD-SCDMA信源，和GSM信源信号合路后，馈入分布系统之中；2) 更换不满足TD-SCDMA要求的合路器、功分器、耦合器以及天线；3) 增加TD-SCDMA干线放大器4) 更换不合TD-SCDMA要求的馈线5) 根据功率预算和“多天线小功率”的要求增大天线密度对现有室内分布系统的改造原则是，在不影响原有
4、GSM室内覆盖的前提下，TD-SCDMA信号能有一个良好的覆盖。 2 室内分布系统简介室内分布系统是将信号源信号均匀地分布在建筑物内部的每个地方，以实现室内覆盖。这种方式可以彻底解决室内覆盖的问题，但设计较复杂。根据信号传输介质的不同，室内分布系统可分为电分布系统和光纤分布系统，根据使用器件的不同,室内电分布系统又可分为无源分布系统和有源分布系统。电分布系统中，信号源通过馈线和功率分配器件将信号传输到各个室内发射天线进行覆盖，其中可根据信号衰减的程度增加干线放大器。除信号源外全由无源器件组成，未进行功率放大的电分布系统为无源分布系统；使用了干线放大器等有源器件，在信号的传输中进行了信号的放大的
5、电分布系统为有源分布系统。2.1 无源电分布系统2.1.1 无源电分布系统的主要构成系统除信号源外主要由耦合器、功率分配器、合路器、室内天线、馈线等无源器件和电缆、天线组成。（1） 耦合器：是一种非等功率分配的功率分配器件，常见的有5 dB、6dB、10dB、15dB、20dB、30dB和40dB等多种耦合比的耦合器供选择。（2） 功率分配器：是等功率分配器件，常见的有2功分、3功分、4功分等品种；（3） 合路器：合路器有同频带合路器和双频带合路器两种；同频带合路器能将两个或以上的同频段信号合成一路信号输出；多频带合路器则能将多个频段的多个发射和接收信号合路于同一根馈线、双频天线或宽频泄露同轴
6、电缆；（4） 衰减器：用于衰减多余的信号强度，一般用于对输入信号强度有限制的室内型直放站、有源信号分布系统和室内光纤信号分布系统；（5） 负载：用于吸收无源器件上未使用端口的信号功率；（6） 普通电缆：用于连接系统中的不同功能构件，通常选用同轴电缆；（7） 泄露电缆：由同轴电缆上分装多路天线演变出来的连续天线，兼有普通电缆和天线的作用；（8） 天线：室内分布系统中采用的天线常见的有全向和定向天线两种，与室外基站使用的天线相比，一般具有增益低、体积小、易安装的特点。2.1.2 无源电分布系统的工作方式无源电分布系统主要是以最合适的方式提取信号源，通过耦合器、功分器等无源器件进行分路，经由馈线将信
7、号尽可能均匀地分配到每一付分散安装在建筑物各个区域的低功率天线上，从而实现室内信号的均匀分布，解决室内信号覆盖的问题。也可以提取信源，通过耦合器、功分器等无源器件进行分路后，送入泄露电缆中，在信号传输过程中，将信号均匀的分布在所经过的区域。这种方式主要适用于地铁及隧道等狭长且有弯道的通道型室内区域。2.1.3 无源电分布系统的特点（1） 故障率低：由于系统主要由一系列无源器件组成，几乎不存在器件的故障；（2） 系统容量大：由于所有的无源器件均具有较高的功率容限，很容易组成大容量的室内分布系统，扩容也十分方便；（3） 信号分配十分灵活；（4） 投资少。由于系统中信号功率不经过放大，信号源提供的功
8、率有限，同时考虑到上行信号的传播，无源室内分布系统的有效服务范围不可能无限大，有一定的限制。2.2 有源分布系统2.2.1 有源电分布系统的主要构成由于电分布系统中使用了功率分配器、耦合器、合路器和馈线进行射频信号的分配与传输，对信号功率衰减较大，在服务区域较大的情况下，为保证末端天线口的功率，在必要的位置需进行功率的放大，加装干线放大器，或其他有源器件增加功率。有源电分布系统中增加的常见器件有：（1） 干线放大器：将输入的低功率信号放大后进行输出，主要用于补偿由于信号传输和分配而引起的功率衰耗；2.2.2 有源电分布系统的工作方式有源电分布系统的工作方式与无源电分布方式基本一致，但在系统中的
9、不同位置增加了有源器件，增加和补偿了射频信号的功率，可连接更多的天线，传送更远的距离，进一步扩大了服务区域。由于干线放大器的加入会引起噪声，多级干线放大器级联会形成噪声的累积，影响系统质量，在设计中一般不采用串联干线放大器的方式。所以，采用干线放大器补偿功率的损耗是有限的，系统可达到的覆盖范围仍然受到功率和上行信号损耗的限制。2.2.3 有源电分布系统的特点相比于无源电分布系统，有源电分布系统的服务范围大，但由于有源器件工作没有无源器件稳定，要维护的点多，系统维护麻烦，稳定性差，系统成本较高。同时，由于干线放大器一般都是带选放大的，在引入其他频段的信号源时须在干线放大器等节点增加支路分别放大，
10、系统的兼容性较差。2.3 光纤分布系统由于电分布系统始终受到功率和上行信号损耗的限制，服务区域有限，在服务的区域间隔距离远、需要覆盖的区域面积大的情况中，采用光纤室内分布系统较为有利。光纤室内分布系统在系统中引入光电转换器和光纤，信号先由电光转换器转换成光信号在光纤中传输到覆盖端，再通过光电转换器转换成电信号，经过放大后送进天线。由于光纤的传输损耗小，布线比同轴电缆方便，适合于远距离信号传输，适用于大型建筑物室内覆盖，但成本高。在实际的应用中，为节省成本，一般以电分布系统为主，在需要进行信号延伸时引入光纤系统组成混合室内分布系统，扩大和延长系统的服务范围。2.4 信源的选用室内分布系统可选用宏
11、蜂窝基站、微蜂窝基站、RRU、直放站作为信源。宏蜂窝基站具有功率大的优点，对扩大覆盖范围较为有利，但投资较大，安装不便，需要的配套设施多，在室内分布系统服务区域内话务量不高的情况下会造成系统资源的浪费。微蜂窝基站相比于宏蜂窝基站安装便利，投资较小，但输出功率略小。在室内分布系统吸收的话务量未达到微蜂窝基站设计的话务量时仍会有话务资源的浪费。RRU相对于微蜂窝容量配置灵活，远端体积小，安装相对便利，但是需要宏基站的BBU和光传输，有一定的限制条件。直放站安装方便，投资最小，但有可能造成系统内与外界网络的干扰，同时在系统服务区域话务量较高时会增加施主基站小区的负担。3 室内分布系统中器件介绍3.1
12、 功分器1) 功分器的作用：是将功率信号平均地分成几份，给不同的覆盖区使用。2) 种类：功分器一般有二功分、三功分和四功分3种。3) 主要指标：包括分配损耗、插入损耗、隔离度、输入输出驻波比、功率容限、频率范围和带内平坦度、输入阻抗。3.2 耦合器1) 耦合器的作用是将信号不均匀地分成2分(称为主干端和耦合端，也有的称为直通端和耦合端)2) 种类:耦合器型号较多如5 dB、10 dB、15 dB、20 dB、25 dB、30 dB等。3) 主要指标：耦合度、隔离度、方向性、插入损耗、输入输出驻波比、功率容限、频段范围、带内平坦度、输入阻抗。3.3 干线放大器1) 作用：干线放大器简称干放。作用
13、是在室内覆盖信号源功率不够的主干末端对信号功率进行放大,以满足覆盖的要求.2) 种类：根据运用在不同的网络分为GSM、TD-SCDMA干线放大器，其内部结构相同于直放站。3) 根据不同的功率TD-SCDMA系统主要分为1W、2W、5W和10W干线放大器。4) 主要指标: 发射功率、传输方式、噪声系数、线性指标、动态范围、接收机灵敏度、开关时间准确度、功放启动灵敏度、功放开关同步控制功能、射频开关调整能力、开关时间抗外界干扰能力、输入输出特性、ALC、传输时延、带外增益、杂散发射、输入互调、收发隔离度等参数。3.4 馈线室内覆盖用的馈线基本上只有3种7/8（普通）,1/2英寸（普通）和1/2(超
14、柔)，它们都是同轴电缆，由于微波信号只在同轴电缆的外导体的内表面与内导体的外表面上传导，所以7/8英寸的电缆由于内导体较粗，而且都是空心的，而1/2的内导体由于较细所以就是铝的，并在内导体上镀一层铜，有利于信号传递。根据表皮的不同材料有区分有阻燃和普通2种。1/2”馈线7/8”馈线尺寸(mm)内导体外径4.8mm9mm外导体外径13.7mm24.7mm绝缘套外径16mm27.75mm特性阻抗（欧姆）501501频率上限（GHz）85一次最小弯曲半径70mm120mm百米损耗(dB)900MHz6.883.872000MHz10.76.13.5 天线天线的主要指标：包括增益、波束带宽、频段范围、
15、前后比、极化方式和驻波比等1) 增益：特定天线和理想点源天线在覆盖区内电场强度的差值（dBi）；一般全向天线为2dBi左右，板状定向则有：418dBi等不等。2) 波束宽度：是指定向天线在辐射的方向上左右各比典型值下降3dB（一般为3dB）的这个范围和天线之间形成的夹角，也称为半功率角。比如有65度、45度、120度、360度等。3) 前后比：指的是定向天线辐射方向前瓣最大值和辐射的反方向30内后瓣最大值（背面）电场强度的比值。4) 极化方向：一般陆地移动通信只有垂直和水平和45双极化3种。5) 驻波比：指的是天线输入口的匹配能力，是衡量天线工艺和质量水平的重要标致。一般小于1.5。无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围（频带宽度）内工作的，天线的频带宽度有两种不同的定义， 一种是指：在驻波比 1.5 条件下，天线的工作频带宽度； 另外一
