多种技术解决弱覆盖说明.docx

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多种技术解决弱覆盖说明

中国移动内蒙古公司“双百会战”GSM网

采用多种技术解决弱覆盖工程

兴安业务区采用多种技术解决弱覆盖单项工程

一阶段设计

设计编号:

2009XXXS

建设单位:

中国移动通信内蒙古有限公司

设计单位:

吉林吉信通信咨询设计有限公司

设计证号:

077055－sj

吉林吉信通信咨询设计有限公司

2009年12月

中国移动内蒙古公司“双百会战”GSM网

采用多种技术解决弱覆盖工程

兴安业务区采用多种技术解决弱覆盖单项工程

一阶段设计

总经理:

孟庆开

总工程师:

高电波

设计总负责人:

孙鸿滨

单项负责人:

田成立

设计人:

李岩

审核人:

张妍

概（预）算编制:

田成立

证书号码：

GYS05-08S063

概（预）算审核:

张妍

证书号码：

通信（概）字071545

目录

一、设计说明

1概述3

1.1设计依据3

1.2设计主要内容4

2兴安业务区解决弱覆盖主要技术手段4

2.1GSM直放站4

2.1.1直放站的引入、特点与分类4

2.1.2GSM直放站相关指标5

2.1.3GSM直放站分类介绍7

2.1.4GSM直放站组网方式14

2.2射频拉远14

2.2.1数字光纤射频拉远方式15

2.2.2BBU+RRU方式22

2.3ECS飞地压扩系统23

2.3.1主要特点23

2.3.2技术优点：

24

2.3.3适用范围25

2.3.4系统构成25

2.3.5工作原理26

2.3.6维护与安装26

2.3.7天线选择及安装28

2.3.8上行、下行增益功率调整29

2.3.9注意事项30

2.4载波池系统31

2.5泄露电缆32

2.5.1漏泄同轴电缆起源、特点及应用32

2.5.2漏缆的安装、铺设及线路组成33

2.6基站延伸覆盖系统（基放+塔放）34

2.6.1.适用范围34

2.6.2主要特点35

2.6.3系统构成35

2.6.4解决方案35

3工程规模及主要工作量35

4工程实施中需要说明问题41

4.1市电引入方式41

4.2对基站天支系统要求41

4.3天馈线安装注意事项41

4.3.1安装要求41

4.3.2天线隔离度的考虑42

4.4缆线设计42

4.4.1缆线设计原则42

4.4.2缆线布放要求42

4.5电磁辐射保护43

4.6防雷与接地设计要求43

1预算编制依据45

2预算编制说明46

2.1有关费率费用的取定46

三、设计图纸目录

序号

图纸名称

图纸编号

1

本期工程设计分工界面图

（1）射频拉远基站

2008779S-YDX-01

2

本期工程设计分工界面图

（2）飞地压扩基站

2008779S-YDX-02

3

基站远端设备安装及天线连接方式图

2008779S-YDX-03

4

定向天线安装方式图

2008779S-YDX-04

一、设计说明

1概述

 为了从根本上解决网络中积累的突出问题，内蒙古移动公司拟在全区范围内开展网络质量提升“双百会战”活动，利用6个月的时间集中整治因客户话务模型、城市结构变化和网络规模快速发展下凸显出来的基站高配置、天线、参数设置不合理、edge速率不稳定和交通干线覆盖不足等问题

随着内蒙古移动宏基站的大量建设，蜂窝规划越来越小，基站位置越来越低；另一方面，随着城市建设的高层化，高层建筑正不断涌现，由于无线传播的阴影效应，在这些高层建筑的背后或中间常形成移动通信信号的盲区。

另外，蜂窝移动通信基站在建造过程中，由于考虑到邻近小区的干扰问题，其天线的辐射场方向图主瓣有较大的下倾角，以至高层建筑中上部一般不能有效接收到信号。

此外，由于建筑物等对电磁波的屏蔽效应，使得隧道、地铁、地下商城、娱乐城、停车场以及酒店、写字楼等一些封闭的大型建筑物内也无法正常接收移动通信信号。

这些不利因素直接影响了吸收移动用户的速度，阻碍了移动GSM通信网投资回收期和效益的提高。

同时GSM无线网还有部分行政村、自然村以及特别较为偏辟的牧区、林区没有覆盖，个别国道、省道、省际大通道和铁路的信号没有覆盖。

如果采用原有的建设宏基站方式进行农村地区的网络建设，存在着初期投资成本过高，造成投资收回时间较长，甚至无法收回的情况。

本期工程正是基于上述原因考虑，采用多种解决弱覆盖技术对兴安的移动GSM通信网进一步投资建设，完善无线信号覆盖质量。

本工程为中国移动内蒙古公司“双百会战”GSM网兴安业务区采用多种技术解决弱覆盖单项工程一阶段设计，工程预算总投资为326.56万元。

1.1设计依据

（1）中国移动通信集团内蒙古有限公司所发的2009年GSM网设计“中标通知书”；

（2）中国移动通信集团内蒙古有限公司所发的《关于中国移动内蒙古公司“双百会战”GSM无线网-呼伦贝尔业务区新建基站及网络调整单项工程的批复》内移有限计[2009]450号；

（3）《900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网工程设计规范》（YD/T5104-2005）；

（4）《移动通信直放站工程设计规范》（YD/T5115-2005）；

（5）《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》（YD5098-2005）；

（6）中国移动通信集团内蒙古有限公司与三维、西瑞克斯、京科典等公司签订的网优设备供货合同；

（7）吉林吉信通信咨询设计有限公司设计人员现场调查收集的资料以及兴安移动分公司提供的相关资料；

（8）三维、西瑞克斯、京科典等公司提供的相关设备资料。

1.2设计主要内容

（9）网络组织、工程规模、基站技术条件等的描述；

（10）射频拉远站、飞地压扩站、各种直放站其信源基站机房的近端机安装布置，天馈线布放的设计等；

（11）射频拉远站、飞地压扩站、各种直放站远端机的安装布置及天馈线布放的设计等；

（12）设备电源线、保护地线及传输线缆的安装布置等；

（13）防雷与接地系统的设计要求、电磁辐射保护等

（14）所有站点站所需设备、主材、安装工程量及零小安装工程费等的预算

2兴安业务区解决弱覆盖主要技术手段

2.1GSM直放站

2.1.1直放站的引入、特点与分类

直放站（中继器）属于同频放大设备，是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。

直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。

直放站在下行链路中，由施主天线现有的覆盖区域中拾取信号，通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。

在上行链接路径中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站，从而达到基地站与手机的信号传递。

直放站是一种中继产品，衡量直放站好坏的指标主要有，智能化程度（如远程监控等）、低IP3（无委规定小于-36dBm）、低噪声系数（NF）、整机可靠性、良好的技术服务等。

使用直放站作为实现“小容量、大覆盖”目标的必要手段之一，主要是由于使用直放站一是在不增加基站数量的前提下保证网络覆盖，二是其造价远远低于有同样效果的微蜂窝系统。

直放站是解决通信网络延伸覆盖能力的一种优选方案。

它与基站相比有结构简单、投资较少和安装方便等优点，可广泛用于难于覆盖的盲区和弱区，如商场、宾馆、机场、码头、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、海岛等各种场所，提高通信质量，解决掉话等问题。

2.1.2GSM直放站相关指标

对于直放站系统，大体可以分为无线直放站、光纤直放站和移频直放站。

本节在详细分类讨论之前，先介绍信息产业部的行业标准（GSM）。

（15）基本工作频带

上行：

890MHz～915MHz

下行：

935MHz～960MHz

扩展工作频带

上行：

880MHz～890MHz

下行：

925MHz～935MHz

（16）增益

额定增益：

≥85dB

额定增益是指直放机在线性输出状态下最大输入电平时设备的放大能力。

对于有增益控制的设备，连续可调范围应>30dB。

（17）3dB压缩点输出功率

1dB压缩点输出功率是指下降1dB时，直放机输出给标准输出负载的载频功率。

1dB压缩点输出功率的额定值可以分成数个等级。

功率等级

1

2

3

4

5

输出功率

1W（30dBm）

2W（33dBm）

5W（37dBm）

10W（40dBm）

20W（43dBm）

上、下行输出功率允许差一个等级或由生产厂与用户商定。

（18）带宽

－3dB带宽（BW-3dB）：

≥26MHz（基本工作频带时）

－60dB带宽（BW-60dB）：

≤42MHz（基本工作频带时）

对于工作于部分频带的直放机，其BW-3dB及BW-60dB可由用户和生产厂协商确定

（19）带内波动

带内波动是指载有效工作频带内最大和最小电平之间的差值。

在有效工作频带内≤2dB（峰－峰）

（20）带外抑制

带外抑制指的是直放机对偏离中心频率±26MHz以外的信号相对中心频率处的信号的抑制能力。

在100KHz～4000MHz（工作频带除外）内≥70dB

（21）三阶互调特性

三阶交调是指等幅双音信号f1和f2输入直放机后，由于非线性而在直放机输出端口产生2f1－f2和2f2－f1的幅度分量。

直放机的输出功率相对于1dB压缩点回退6dB时，三阶互调失真产物不高于－30dBc；输出功率相对于1dB压缩点回退9dB时，三阶互调失真产物不高于－36dBc

（22）无用发射

无用发射是指正常工作时无用频率分量的功率辐射（包括带外辐射和杂散辐射）。

在9KHz～1GHz范围内≤0.25μW（－36dBm）

在1～12.75GHz范围内≤1μW（－30dBm）

（23）输入、输出阻抗

输入、输出阻抗为50Ω（不平衡），N型连接器，电压驻波比≤1.4

（24）噪声系统

噪声系统≤4.0dB（最大增益时）

（25）传输时延

传输时延指的是直放机输出信号对输入信号的时间延迟。

传输时延≤1.5μs

（26）技术安全要求

应符合GB4793－84标准中的有关规定

（27）电磁兼容要求

应符合GB6833－87标准中的有关规定

（28）告警、显示和监控

应由显示输出功率和电源电压的装置，并具有告警装置，监控功能由用户和生产厂协定

（29）电源要求

AC：

220V＋22V，220V－33V，45～55Hz

DC：

48V

（30）环境条件

温度：

5℃～40℃（室内型），－30℃～＋55℃（室外型）

湿度：

≤85％（室内型），≤95％（室外型）

气压：

70kPa～106kPa

室外型直放机应有密封装置

2.1.3GSM直放站分类介绍

GSM移动通信直放站是解决基站覆盖而存在的信号盲区的一种方式。

通过架设直放站不但能改善覆盖效果，同时能大大减少投资基站之成本。

为了满足不同环境及技术要求，GSM直放站主要可分为：

GSM移动通信宽带直放站、GSM移动通信频带选择直放站、GSM移动能信信道选择直放站等

2.1.3.1GSM移动通信宽带直放站

（31）主要性能特点：

1）高的系统增益且增益连续可调

2）采用先进的数字滤波技术，带外抑制特别好

3）全双工工作，很高的上/下行隔离度

4）两端口标准设计，安装极为方便

5）内置电源且设计有电源保护系统和免维护备用电源接口

6）采用ALC技术，输出电平连续可调，稳定可靠

7）可选智能监控，故障自动报警及远程维护

8）高线性功放，性能稳定

（32）使用范围：

主要用于机场、旅游区、地下建筑、隧道、大型偏厂矿及村镇等GSM系统的盲区、阴影区。

（33）GSM移动通信频带选择直放站组网图：

GSM移动通信频带选择直放站组网示意图

（34）工作原理及内部结构

GSM移动通信宽带直放站原理框图如下所示：

2.1.3.2GSM移动通信频带选择直放站

（35）主要性能特点：

1）高的系统增益且增益连续可调

2）全双工工作，很高的上/下行隔离度

3）中心频率和带宽任意可调，满足不同客户要求，带外抑制好，不同营运商之间的信号不会产生相互干扰

4）内置电源且设计有电源保护系统和免维护备用电源接口

5）两端口标准设计，安装极为方便

6）采用PLL控制技术的选频模块，性能稳定可靠，噪声系数低

7）采用ALC控制，输出电平连续可调

8）可选智能监控，故障自动报警及远程维护

9）高线性功放，性能稳定

（36）工作原理

GSM移动通信频带选择直放站原理框图如下图所示：

2.1.3.3GSM移动通信信道选择直放站

（37）主要性能特点：

1）高的系统增益且增益连续可调

2）产品能工作在两信道或四信道，可扩展

3）采用PLL控制技术的选频模块，性能稳定可靠，噪声系统低，带外抑制特别好

4）采用ALC控制，输出电平连续可调

5）两端口标准设计，内置电源，安装方便，并配有免维护备用电源接口

6）可选智能监控，故障自动报警及远程维护 

7）每信道单独功放，不会相互干扰，性能稳定

8）设计有防雷，避雷系统

（38）工作原理

GSM移动通信信道选择直放站原理框图如下图所示：

2.1.3.4GSM无线直放站

（39）主要性能特点：

GSM无线直放站主要由施主天线、重发天线、馈缆系统、直放主机、电源及保护系统以及防雷、避雷系统等部分组成施主天线接收到的基站信号送入带通滤波器进行选频率波后，由低噪声放大器将电平调整到功放模块规定的接口电平，功放模块可将基站信号放大、滤波后送至环形双工器，由重发天线发射出去。

同理，在上行方向，重发天线接收的手机信号也需要将电平调整到一定电平后方可送至功放模块，功放模块的输出信号同样需经放大、滤波后才能送至环形双工器，由施主天线发射出去。

在上、下行回路中，各使用了多级滤波器，是为了滤除带外噪声和杂散信号，提高上、下行信道之间的隔离度。

（1）工作原理

下图说明了GSM移动通信直放站原理：

2.1.3.5GSM光纤直放站

（40）工作原理

光纤直放站的原理如下图所示，主要有光近端机、光纤、光远端机（覆盖单元）几个部分组成。

光近端机和光远端机都包括射频单元（RF单元）和光单元。

无线信号从基站中耦合出来后，进入光近端机，通过电光转换，电信号转变为光信号，从光近端机输入至光纤，经过光纤传输到光远端机，光远端机把光信号转为电信号，进入RF单元进行放大，信号经过放大后送入发射天线，覆盖目标区域。

上行链路的工作原理一样，手机发射的信号通过接收天线至光远端机，再到近端机，回到基站。

光纤直放站的原理结构框图如下：

（41）主要性能特点：

1）工作稳定，覆盖效果好

光纤直放站通过光纤传输信号，不受地理环境、天气变化或施主基站覆盖范围调整的影响，因此工作稳定，覆盖效果好。

2）设计和施工更为灵活

根据无线直放站的工作原理，无线直放站需把施主天线安装在可以接收到GSM信号的地方，而且接收信号强度不能小于－80dBm，所以无线直放站一般只能安装在基站覆盖范围的边缘，并向顺着基站覆盖的方向延伸覆盖。

同时，为了防止直放站自激，还需保证施主天线和覆盖天线有足够的隔离度。

因此，无线直放站的安装位置和方式受到一定限制，而且一般采用定向天线进行覆盖，覆盖范围较小。

光纤直放站在设计时无需考虑安装地点能否接收到信号；不需考虑收发隔离问题，选址方便；覆盖天线可根据需要采用全向或定向天线。

另外射频信号能够在很小的传送损失的情况下被传送到远达20公里的远处,光缆很细,容易铺设。

因此，设计和施工的灵活性大。

3）避免了同频干扰，可全向覆盖,干扰少

光纤直放站是为了扩大移动电话基地站的覆盖范围，把CDMA移动电话信号变成光纤后，从基地站到远程地区，可使干扰及插入损失减小到最小。

4）单级传输距离长达50Km以上，扩大覆盖范围；

5）可提高增益而不会自激，有利于加大下行信号发射功率；

6）信号传输不受地理条件限制，特别适合边远城镇或地形复杂的山区。

（42）光纤直放站的传输方式

光纤直放站的最大特点是通过光纤进行信号传输，光纤传输可以单独敷设，也可以利用现有的传输网络。

其主要有三种应用方式：

1）普通双光纤方式

这种方式多用于光缆中有现成多余备用光纤对的情况。

2）波分复用方式

如光纤中的1.3μm波长窗口已经被其他信号占用时，可以通过波分复用器将直放站信号复用到1.55μm波长的窗口上，实现直放站信号与其他信号同纤传输。

3）一发两收方式

如果传输距离不太远，且话务量不大的两个地方都需要采用直放站，则可利用光纤分路器给成一发两收方式。

和同纤传输方式。

一般来说，如果能够从基站敷设光纤至光远端机或现成的光纤网络中有富余的纤芯，都采用普通双光纤的方式解决光纤传输的问题。

采用波分复用器可以提高光纤的利用率，但由于波分复用器投资较大，一般较少使用

2.1.3.6移频直放站

（43）工作原理：

常规的同频直放站存在以下几个问题：

直放站常常能接收到多个基站的信号而形成干扰；增益较高的直放站，施主天线和重发天线之间的隔离度要求很高，往往难以实现；重发天线只能采用定向辐射，站址要求设在覆盖区的边缘，这不仅给选址带来困难，而且影响覆盖范围和服务质量；在许多情况下，由于在所需覆盖的盲区边缘无法找到有足够信号强度的站址，同频直放站无法安装。

因此，在移动通信网中使用移频直放站有着特殊的意义：

应用移频直放站替代同频无线直放站，将大大减少可能对网络带来的不利影响。

下面以GSM移频直放站为例说明工作原理（移频到1800MHz频段传输）。

GSM移频直放站具有无线转发，双向放大GSM基站上、下行链路信号，有效扩展和填补移动通信覆盖盲区的功能。

在利用直放站扩大GSM网络覆盖的一些场合，由于受安装条件的限制，收发天线的隔离度很难保证，如公路边的电线杆、铁塔、乡村的屋顶等。

这种场合使用一般的直放站，开不出足够的系统增益和输出功率，不能有效补充和延伸GSM网络的覆盖。

而S-9180移频转发系统专为此而设计，它采用移频转发技术，只需较小的收发天线隔离度，就可以输出足够的系统增益和输出功率，比较好地解决这些地域GSM网络的覆盖。

移频直放站就是将GSM900M的网络信号在近端通过频率搬移到其他频段，如1800频段，经过放大处理后经定向天线发射出去，在远端用定向天线接收，放大处理后变频到GSM900M频段，恢复原来的信号，再用全向或定向天线进行覆盖。

GSM移频直放站的移频工作原理和CDMA的移频有本质的不同,CDMA的频率搬移是在带内搬移,而GSM的移频则是在近端把信号搬移到1800MHz的频段内,所以GSM的移频直放站对隔离度的要求比CDMA的隔离度要求更低。

（44）主要性能特点：

1）每频段单独选频移频：

每一个频点都由可控的选频移频单元进行移频，可以移到DCS1800M的任何频点。

例如可以将945M的频点移到1800M的1806M，也可以移到1815M，在硬件上不受限制。

该方案同时可提供上下行选频功能，选频数目在8以下任选。

2）选频移频：

使用分离的选频模块和固定频段的移频模块，可以通过选频模块选择需要的频点，通过移频模块整体将935-954M或954-960M频段搬移到1805-1825M或1840-1850M，而不能将单个频点移到某个指定频点。

3）宽带移频：

使用一个频段选频模块和整体移频模块。

选频模块区分不同运营商的网络信号，移频模块实现频段的整体搬移。

2.1.4GSM直放站组网方式

GSM光纤直放站的组网方式也有三种，在中型的高楼层或大型建筑群，多采用光分布方式

在大型的高层楼层或大型建筑群；离微蜂窝基站较近区域，用电端机，离微蜂窝基站较远区域，用光端机；性价比高。

在室内话务量不高、室外宏蜂窝站较空闲的区域适用无线接入方案；施主天线安装处接受到的室外宏蜂窝基站场强应大于-80dBm；覆盖区域面积应较小。

2.2射频拉远

2.2.1数字光纤射频拉远方式

2.2.1.1基本原理

数字光纤射频拉远是直放站产品中的一个类型，应用中一般称近端机耦合信号的基站为施主基站，近端机和远端机之间通过光纤链路连接，远端机面向用户的天线称为重发天线。

数字光纤近端机又称为数字光纤主机，数字光纤远端机又称为数字光纤从机。

数字光纤近端机耦合基站下行信号，经过双工器、移频模块将射频信号转换为中频信号、中频板将中频信号转换为数字信号，由光通讯模块转化成光信号向数字光纤远端机传送；数字光纤远端机光通讯模块将接收到得光信号转换成数字信号后，通过中频板将数字信号转换为模拟中频信号，再由移频模块将中频信号转换为射频信号，经功放、低噪放（LNA）一体化模块进行放大，然后再经双工器送到转发天线发送出去；同时，转发天线接收来自手机的信号，反向经过类似的宽带放大后，将增强的信号通过光纤发向基站天线。

在整个过程中，数字光纤直放站抵消掉了基站到直放站之间的无线信号路径损耗，相当于在基站和手机之间提供了一个双向透明的通道，使无线信号得到了延伸。

一套典型的数字光纤直放站的原理框图如图：

2.2.1.2组网方式

GSM数字光纤直放站主机通过中频板分为四路下行的光信号，传输给远端的四个从机，远端机可以向下串行连接远端机，每一路串行连接远端机，组网主要有以下几种方式：

（45）多路并行连接：

（46）多路串行连接

（47）菊花链连接

2.2.1.3系统组成

数字光纤直放站由近端机（主机）、远端机（从机）组成。

（48）双工器模块（DUP）

数字光纤直放站系统是收发全双工的，双工器不仅要把从天线接收下来的信号交给数字光纤直放站，又要把经数字光纤直放站处理过的信号送给天线。

射频单元中使用了两个双工器，分别用于近端机施主天线端和远端机转发天线端。

（49）一体化功放模块

下行线性功放模块主要对下行信号进行线性功率放大。

因其输出功率大，能提供42dBm的有效输出功率，为了利于散热，采用卧式安装。

（50）移频模块

将射频信号转换为中频信号。

（51）MODEM通信单元

MODEM通信单元（MODEM）实现远程通信监管功能。

（52）光通信模块

光通讯模块光纤直放站近端机、远端机同光纤链路的接口单元，负责完成上下行射频信号、上下行监控数字信号的光电、电光转换工作。

近端机光通信模块和远端机光通讯模块需要配对使用，不能随意更换。

（53）中频板

将中频信号进行数字化到数字信号，以及将数字信号转换为模拟中频信号，并对链路状态进行实时监控。

（54）本地监控模块

本地监控模块使用时应将串行接口连接到监控单元DEBUG串口上，如果需要使用PC机软件监控，可以将本地监控模块线缆拔掉，连接上PC机串行线缆即可。

（55）机内射频电缆

机内各模块是由刚性或柔性射频细电缆连接，连接头为SMA阳头。

设备出厂时已经安装调试好，根据需要射频电缆都已经按照性能要求、连接要求完成了定型处理，所有电缆都与模块一一对应，具体可见电缆头上的标签。

（56）电源单元

室外型设备由于直接暴露于室外环境中，电源供给环境较为恶劣，主要是雷电、电压波动、浪涌及温度对它影响较大。

数