《CDMA直放站建设应用指导手册》福建邮科090114.docx
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《CDMA直放站建设应用指导手册》福建邮科090114
CDMA直放站建设
应用指导手册
（第一稿）
福建邮科通信技术有限公司
目录
一、不同环境下直放站应用4
1室内覆盖综合解决方案4
1.1室内覆盖综述4
1.2室内覆盖系统的分类及直放站应用4
1.3室内覆盖组网模式5
1.4无源器件的兼容性9
1.5有源设备使用原则10
2住宅小区覆盖综合解决方案12
2.1住宅小区覆盖综述12
2.2住宅小区深度覆盖系统的分类及直放站应用13
2.3住宅小区覆盖组网模式14
3乡村、镇覆盖综合解决方案16
3.1农村地区业务特点16
3.2直放站在农村地区的使用原则17
4城市郊区解决方案18
4.1城市郊区业务特点18
4.2直放站在城市郊区的使用原则18
5铁路、公路干线覆盖综合解决方案19
5.1铁路、公路干线业务特点19
5.2直放站在公路、铁路覆盖中的使用原则19
6风景名胜区覆盖综合解决方案19
7地铁、隧道覆盖综合解决方案19
二、不同类型直放站的技术要点20
1CDMA直放站的分类20
2CDMA无线直放站工作原理及应用要点20
2.1无线直放站信源的引入20
2.2无线直放站系统链路分析21
2.3无线直放站应用要点21
3CDMA光纤直放站工作原理及应用要点22
3.1光纤直放站信源的引入22
3.2光纤直放站系统链路分析23
3.3光纤直放站应用要点23
4CDMA移频直放站工作原理及应用要点23
4.1移频直放站信源的引入23
4.2移频直放站系统链路分析24
4.3移频直放站应用要点25
5干线放大器工作原理及应用要点25
5.1干线放大器信源的引入25
5.2干线放大器链路分析26
5.3干线放大器应用要点27
三、直放站工程建设28
1现场勘测28
1.1勘测流程图28
1.2勘察内容28
2设计方案要求29
2.1室内分布设计方案要求29
2.2室外站设计方案要求29
3施工流程30
4工程验收32
4.1直放站验收申请表32
4.2工程验收组织情况33
4.3安装验收34
4.4性能验收36
4.5资料验收42
四、CDMA直放站的关键技术问题43
1上下行平衡问题43
2上行底噪及增益设置问题44
3隔离度问题45
4系统共站问题47
5施主基站和邻区基站的相关参数优化调整48
6EV-DO对于直放站类型的技术要求50
7功率预留问题51
一、不同环境下直放站应用
1室内覆盖综合解决方案
1.1室内覆盖综述
由于建筑物对无线电波的屏蔽和吸收作用，这些区域形成了移动信号的弱场区甚至盲区，接通率很低并且通话质量很差，甚至打不通电话；同时，这些区域用户密集，容易造成基站容量负担过重，造成通信阻塞；另外高层建筑物的高层部分因接收来自多方向基站的导频信号，形成导频污染区，信号杂乱不稳定，频繁切换且容易掉话；一些特高话务量的商务、商贸中心还存在容量过载后引起自干扰的问题。
这些问题发生在手机用户最为集中的地方，直接影响到网络运行指标，引起用户投诉，在这些地方无法便利通讯，不仅影响网络运营商的服务水平和声誉，也直接减少了网络运营商的话费收入。
移动通信的网络覆盖、容量、质量是运营商获取竞争优势的关键因素。
网络覆盖、容量、质量从根本上体现了移动网络的服务水平，是所有移动网络优化工作的主题。
因此，应始终把室内覆盖做为城市CDMA网络优化的重点。
1.2室内覆盖系统的分类及直放站应用
室内覆盖系统的基本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理想的信号覆盖。
针对不同的覆盖目标区域，覆盖系统具有不同的特征，主要分为以下三类：
1.2.1中小面积、低话务区域
中小型的写字楼、车站、停车场等区域，室内面积不大，通常引入室外宏蜂窝信号中继加强后，通过分布式天馈系统进行覆盖。
由于CDMA的频率复用系数为1，无法通过选频方式筛选基站，因此，信源引入通常采用光纤直放站、低功率无线直放站（小于1W）或移频（微波）直放站（为了保证EV-DO业务，不建议使用带内移频直放站）中继，极少使用大功率的无线直放站。
1.2.2大面积、高话务区域
大型写字楼、商场、酒店、机场等区域，室内面积较大，用户数量较多，具有高话务量。
采用一个微蜂窝基站（或RRU），配合光纤分布系统（光纤直放站）、干线分布系统（干放）、天馈分布系统可以解决覆盖问题。
1.2.3超大面积、超高话务区域
摩天大楼、地铁、大型会展中心、大型体育中心等场所，常常聚集数万甚至数十万的手机用户。
这些区域的覆盖必须当作一个小型的蜂窝网络进行设计，需要若干个基站共同解决问题，每个蜂窝基站配合光纤分布系统（光纤直放站）、干线分布系统（干放）、天馈分布系统解决覆盖问题。
1.3室内覆盖组网模式
1.3.1宏基站＋移频/同频直放站组网模式
如上图所示，直放站将接收到的空中无线传播的同频或变频信号，直接放大或移频放大后，通过合理设计的天馈系统将射频信号均匀分布到覆盖区内。
这种组网模式适用于中小面积，较低话务量，且无线电波环境比较纯净的待覆盖区。
1.3.2宏蜂窝＋光分布组网模式
如上图所示，光分布系统在机房处利用光分布单元A对宏蜂窝基站射频信号进行电光转换，通过光功率分配器将光信号均匀的传送到覆盖区内各个光分布单元B，进行光电转换后，通过天馈系统将信号发射到覆盖区内。
这种组网模式适用于超大面积，中话务量的待覆盖区。
1.3.3微蜂窝（或RRU）＋光分布组网模式
如上图所示，光分布系统在机房处利用光分布单元A对微蜂窝基站射频信号进行电光转换，通过光功率分配器将射频光信号均匀的传送到覆盖区内各个光分布单元B，进行光电转换后，通过天馈系统将信号发射到覆盖区内。
这种组网模式适用于超大面积，超高话务量的待覆盖区。
1.3.4微蜂窝（或RRU）＋干线放大器组网模式
如上图所示，该模式通过合理有效的天馈分布系统直接将微蜂窝基站信号均匀分布到覆盖区内各处，同时为了增加网络覆盖范围，在传输主干线上，可以根据需要加入干线放大器。
这种组网模式适用于较大面积，超高话务量的待覆盖区。
1.3.5信号的均匀覆盖
如上图所示，先通过功率分配器及耦合器将信号均匀的传送到各个楼层，在楼层内再通过耦合器及功率分配器将信号按设计要求传送到各个天线输入口，以达到信号在整个区域的均匀覆盖。
1.4无源器件的兼容性
为了实现向后兼容性的要求，CDMA室内覆盖系统中的无源器件均采用宽带器件（工作频段为800MHz－2500MHz），在不改动现有水平布线结构的情况下，所有天馈系统及功率分配器件均可同时支持CDMA2000、EV-DO、PHS1900、WLAN通信。
系统在接入其他制式时，由于频段和原理不同，只需增加主设备和部分改变垂直部分的线缆，并根据将接入的具体系统，合理采用专用的合路器，将新接入的系统与原有系统合路后，分布至大楼各处，使系统具有很强的可扩充性和多制式兼容性。
为保证新建系统的多系统兼容，在系统设计阶段必须考虑多系统兼容的功率预留。
1.5有源设备使用原则
当cdma20001x和cdma20001x增强型信号同时进入直放站或干放时，如果功率预留不足，有源设备易于进入饱和状态，从而造成cdma20001x信号覆盖范围收缩，同时对cdma20001x增强型数据业务质量产生影响。
同时，随着多载波信号引入，多载波之间的影响对有源设备线性指标提出较高要求。
建议在满足覆盖要求的前提下，室内分布系统尽量采用无源分布系统，减少有源设备使用量；选用有源设备时，加强设备性能指标抽检，并注重对现有室内分布系统有源设备的实际测试评估，根据建筑物重要程度决定是否更换直放站和干放：
对于收购获得的市区范围内的cdma20001x或cdma20001x/GSM室内分布系统，如果使用无线直放站作为信号源，建议根据业务需求，在配置资源允许的情况下替换为微蜂窝、RRU或光纤直放站；
Ec/Io满足覆盖要求时的激活集导频数不超过2个时，可以选用直放站作为信源，应合理规划施主基站的选取，尽量减少单个施主基站连接直放站的数量；
严格控制带内移频直放站的使用，减少对带内频点的占用和干扰，减少对cdma20001x载波扩容和cdma20001x增强型载波引入造成的影响。
如果原有带内移频直放站占用37号频点作为中继频点，引入cdma20001x增强型载波时，载波空闲较大时可以调整中继频点；如果原有带内移频直放站升级后载波数量达到3个以上时，建议更换为光纤直放站；
室内分布系统中使用直放站作为信源时，应合理规划施主基站的选取，尽量减少单个施主基站连接直放站的数量。
为了控制直放站对施主基站底噪的抬升，市区内宏蜂窝每小区接入直放站及干放总功率不应大于50W，且相对基站接收机噪声抬升不大于3dB（话务闲时）。
为避免室外基站过载，若室外小区平均每载波忙时下行负荷超过60％，则该小区不宜再接入新的直放站；
新建室内分布系统中，直放站和干放应为多载波引入预留足够的功率余量，功率余量设置须考虑设备将来的扩容能力及当前投资的平衡。
为减少将来改造投资和物业协调难度，建议预留2载波扩容能力。
建议原则如下：
预留功率
（dB）
基站
实际输出载波
不考虑系统升级
考虑升级增加
1个语音载波
考虑升级增加
1个DO载波
考虑升级增加1个DO载波及一个语音载波
仪表
测话音
载波
设备监控
测得功率
仪表
测话音
载波
设备监
控测得
功率
仪表
测话音
载波
设备监
控测得
功率
仪表
测话音
载波
设备监控
测得功率
1X*1
6
6
9
9
9
9
12
12
1X*2
9
6
——
——
12
9
——
——
1X+EV-DO
9
4
12
6
——
——
——
——
1X*2+EV-DO
12
3
——
——
——
——
——
——
由于cdma20001x增强型信号输出功率特点与cdma20001x存在一定差异，在引入cdma20001x增强型载波时建议重点考虑原有直放站和干放的功率余量和频率范围等因素。
对于cdma20001x载波负荷较轻（如：
平均每载波下行负荷低于50％），而且宽频直放站或干放功率余量为6dB左右的场景，增加1个cdma20001x增强型载波，一般无需更换直放站和干放；
对于cdma20001x载波负荷较轻（如：
平均每载波下行负荷低于50％），而且宽频直放站或干放功率余量为3dB左右的场景，如果原信源配置2个以上cdma20001x载波时，增加1个为cdma20001x增强型载波，一般无需更换直放站和干放；建议更换（预留3dB已经考虑轻负荷，否则应预留6dB）
对于cdma20001x载波负荷较重，而且宽频直放站或干放功率余量为3dB左右的场景。
如果原信源配置3个以上cdma20001x载波时，增加1个为cdma20001x增强型载波，可暂不更换直放站和干放；负荷的轻重与功率裕量定义不清（是空载裕量3dB还是重载后裕量3dB？
）
对于cdma20001x载波负荷较重，或者宽频直放站或干放功率余量为3dB左右的场景。
如果原信源配置1或2个cdma20001x载波时，增加1个cdma20001x增强型载波，建议考虑更换更大功率的有源设备或对cdma20001x载波采用单独有源设备，替换设备可换至其他场景使用。
选频直放站无载波预留时，可进行选频模块升级或更换为与升级后载波数量相对应的选频直放站。
2住宅小区覆盖综合解决方案
2.1住宅小区覆盖综述
2.1.1现有网络固有的缺陷
随着移动通信系统容量的逐渐增加，移动电话用户数量不断扩大，要求通信质量更加可靠，业务方面向宽带化、多媒体方面发展。
CDMA移动通信系统以其高频谱效率、高服务质量、低成本、高保密性的特点逐渐体现出在移动通信业务中的优势。
但由于受现实环境等不可预见因数的影响，完善的网络设计在实际工程中不可能做到，CDMA网络同样存在许多不可避免的缺陷。
例如由于城市的楼房高度、密集度、建筑材料等因素的影响，低层（1~5层）室内的信号尤其是电梯及地下停车场区域通常无法满足通话需求，甚至出现盲区，而在中高楼层的室内信号切换频换，大大降低网络运行指标。
另外，住宅区人口众多，非上班时间话务量较大，用户对网络的质量和容量也提出了更高的要求。
2.1.2住宅小区深度覆盖系统特点
住宅小区深度覆盖系统通过移频分布系统或光分布系统的A端将宏蜂窝或微蜂窝基站信号接收并传输至覆盖区；在覆盖区域的中低空间放置多个小功率B端设备及若干低功率无线直放站对宏蜂窝或微蜂窝的信号进行延伸，配合各种类型的伪装天线，以实现覆盖区域内信号的匀点分布。
该方案不仅充分的利用了基站的信道资源，很好地解决了信号覆盖的问题，同时又减小对周遍原有的电磁环境产生的影响。
2.2住宅小区深度覆盖系统的分类及直放站应用
住宅小区深度覆盖系统的基本原理是利用多个小功率的远端设备将移动基站的信号放大后均匀分布在小区每个角落，从而保证小区区域拥有理想的信号覆盖。
针对不同的覆盖目标区域，覆盖系统具有不同的特征，主要分为以下三类：
2.2.1中小型纯住宅小区
现有的及部分新建的中、小住宅小区中大部分为纯住宅小区。
这些小区通常为低层、中高层混合型，部分有地下停车场。
这些小区通常没有弱电间，走线困难，当出现覆盖不足时难以用室内多天线的方式加以覆盖，全小区覆盖时通常采用光纤直放站、移频直放站（带外型）通过室外型伪装天线覆盖。
仅电梯、地下室需覆盖时补盲时在光纤无法到位的情况下可以考虑通过低功率无线直放站实现覆盖。
2.2.2中高档住宅小区
新建的大型住宅小区大部分为中高档住宅小区，都带有电梯、地下停车场。
其中高层存在导频污染、低层存在弱信号区、电梯及地下停车场通常为覆盖盲区。
这些小区通常都有弱电间及地下停车场。
线路在各住宅楼间可以通过地下室联通，且有光纤接入，可以采用室内分布（地下室、小区内商场、停车场）结合室外伪装天线的方式进行覆盖。
全小区覆盖：
可以采用“RRU+光纤分布系统+干线放大器”、“RRU+干线放大器”、或“RRU+光纤分布系统”的综合方案实现。
楼层高度高于20层的高层住宅楼尽量采用室分的方式，不建议采用室外伪装天线的对低层弱信号区补充覆盖。
仅对电梯及地下停车场覆盖：
可以采用“光纤分布系统”或“光纤分布系统+干线放大器”的方案实现。
在光纤可以引入的小区不建议使用无线直放站。
2.2.3高档商住小区
高档商住小区，都带有电梯、地下停车场，通常这些高档小区的楼层都有吊顶。
可以通过室内分布的方式实现全楼的覆盖（参见室内分布部分）。
2.3住宅小区覆盖组网模式
2.3.1宏基站＋移频/同频直放站组网模式
如上图所示，直放站将接收到的空中无线传播的同频或变频信号，直接放大或移频放大后，通过合理设计的天馈系统将射频信号均匀分布到覆盖区内。
这种组网模式仅适用于无法引入光纤且布线困难的中小纯住宅小区及无法引入光纤仅需覆盖地下停车场、电梯的小区。
2.3.2宏蜂窝＋光分布组网模式
如上图所示，光分布系统在机房处利用光分布单元A对宏蜂窝基站射频信号进行电光转换，通过光功率分配器将光信号均匀的传送到覆盖区内各个光分布单元B，进行光电转换后，通过天馈系统将信号发射到覆盖区内。
这种组网模式适用于能引入光纤的中高档住宅小区的地下室及电梯的覆盖。
2.3.3微蜂窝（或RRU）＋光分布组网模式
如上图所示，光分布系统在机房处利用光分布单元A对微蜂窝基站射频信号进行电光转换，通过光功率分配器将射频光信号均匀的传送小区内各住宅楼光分布单元B，进行光电转换后，通过天馈系统将信号发射到电梯、地下停车场、路面或屋面的伪装天线。
这种组网模式适用于小区内楼盘较多需要对全小区进行覆盖且可以通光路的住宅小区。
2.3.4微蜂窝（或RRU）＋干线放大器组网模式
如上图所示，该模式通过合理有效的天馈分布系统直接将微蜂窝基站信号均匀分布到覆盖区内各处，同时为了增加网络覆盖范围，在传输主干线上，可以根据需要加入干线放大器。
这种组网模式适用于小区内楼盘较少，有地下室相互联通的需要对全小区进行覆盖的住宅小区（或虽仅需要覆盖电梯、地下停车场但对网络指标要求较严格的高档住宅区）。
3乡村、镇覆盖综合解决方案
3.1农村地区业务特点
由于受现实环境等不可预见因数的影响，完善的网络设计在实际工程中不可能做到，CDMA网络同样存在许多不可避免的缺陷。
例如高山、建筑物等的阻挡，导致的信号盲区和弱信号区；边远地区零星分散的少量用户群体。
农村地区人口密度低、用户少、业务流量低。
这些地方如果建设基站会造成频谱资源浪费，投资难以回收，建设直放站可以在满足覆盖要求的条件下达到低成本投入、快速建站的目的。
在农村直放站多为扩展基站服务覆盖区，充分利用基站的频谱资源。
3.2直放站在农村地区的使用原则
在农村等偏远地区电磁环境较为纯净，多数情况下采用无线直放站就可以满足覆盖要求。
ICS数字无线直放站的出现减少了无线直放站的隔离度要求，扩大了无线直放站的应用范围。
更为偏远的地区，由于周围地势的原因如果不具备建设无线站的条件，可以采用移频直放站来满足覆盖要求。
200MHz附近频段（需要向无委申请）的中频移频直放站由于其绕射能力强，在中继收发天线不可见的情况下仍能良好的工作。
也可作为特殊条件下的覆盖手段。
如果该地区具备建设基站的潜在用户时，可以先采用光纤直放站来对覆盖区进行覆盖以用来节省网络建设费用。
当潜在用户发展起来，光纤直放站已不能满足该区域的业务需求时就可以利用原有的光纤建设基站。
直放站在农村地区的使用
4城市郊区解决方案
4.1城市郊区业务特点
城市郊区人口密度适中，用户数多，具有较高业务流量。
基站数目也相对较多。
但城市郊区网络建设不如城市中心，较少使用微蜂窝来解决弱信号区或盲点区域。
采用直放站可以以较少的成本解决这些弱信号区或盲点区域，改善网络质量，提升运营商的形象。
4.2直放站在城市郊区的使用原则
在城市郊区受市区基站的影响电磁环境较为复杂，多数情况下为减少对周遍地区基站的干扰，采用光纤直放站来满足覆盖要求。
在不具备光路的条件下也可以采用移频直放站。
直放站在城郊地区的使用
5铁路、公路干线覆盖综合解决方案
5.1铁路、公路干线业务特点
受山体遮挡影响,及移动台在高速运动下带来的衰落使得公路铁路网络覆盖存在一些断点。
实现对整条公路、铁路的连续不间断覆盖，减少切换引起的掉话率对提高各运营商形象显得尤为重要。
由于在公路、铁路信号不好的地方通常都不是高话务区，容量的需求不是主要问题，解决覆盖和移动台高速运动引起的切换掉话是解决公路铁路覆盖的关键。
5.2直放站在公路、铁路覆盖中的使用原则
参见农村地区使用原则
6风景名胜区覆盖综合解决方案
由于风景名胜区一般处于偏远地区，移动信号远距离损耗严重且山体遮挡影响，风景区存在大量弱信号覆盖区或信号盲区。
风景区布缆困难，通常而对于这类信号盲区和弱区采用移频直放站，其隔离度要求低，不受光缆资源限制；使用收发合一的伪装天线，与景物融为一体，避免对景物景观的破坏。
7地铁、隧道覆盖综合解决方案
受地势影响，地铁、隧道和站厅站台都是移动信号盲区，而这些地方的人流量大、话务量非常可观，且移动信号覆盖必须一步到位实现多系统共存。
地铁解决方案：
基站（或RRU）+干线放大器+光分布系统+POI（多系统合路系统）+室内分布系统（站厅）+泄露电缆分布系统
长隧道解决方案：
RRU（或光纤分布系统）+干线放大器+泄露电缆分布系统
短隧道解决方案：
光纤直放站（或无线、移频）+小板状（或对数周期天线）
二、不同类型直放站的技术要点
1CDMA直放站的分类
800MHzCDMA直放站指用于800MHzCDMA移动通信全双工线性射频放大设备，包括各类800MHzCDMA直放站、干线放大器、800MHzCDMA室内分布系统等。
CDMA直放站按传输方式可以分成：
移频直放站（早期的带内移频直放站不利于CDMA网络的扩容及数据业务，不建议使用。
目前的移频直放站有中频移频直放站及高频移频直放站）、光纤直放站（可以直耦信号，在具备光缆资源的前提下首选）、同频直放站（即无线站，对网络有一定的影响。
微功率可用于市区，大功率建议在农村信号纯净的地方使用）、干线放大器（室内覆盖的首选有源放大设备）。
CDMA直放站按供电方式有三种：
220V交流电供电、太阳能电源系供电、DC-48V或DC24V供电。
按设备的功率等级可以分为：
微功率直放站（输出功率等级小于200mW）、小功率直放站（输出功率等级1-5W）
大功率直放站（输出功率等级10-30W）
针对设备是对整个工作频段\载波进行声表滤波或是没有声表滤波可以分为：
宽带直放站（通常直耦型的设备接收信号纯净，采用该种方式）
选段直放站（对工10MHz作频段的进行滤波，CDMA全网同频，无法通过选频的方式区分基站，空中接收型的直放站设备通常采用该种方式）
选频直放站（CDMA无法通过选频的方式区分基站，实际网络中较少使用）
2CDMA无线直放站工作原理及应用要点
在无线直放站中，信号直接进行放大而不需要转换成其它类型的信号，因此，无线直放站在覆盖乡村、公路、野外等低用户密度区域时可以达到与其它类型站相同的覆盖效果并降低覆盖成本。
2.1无线直放站信源的引入
由于无线站建站位置一般距离基站较远，无法用直接耦合的方式获取信号，也不可能用微蜂窝直接给它提供信号，所以远距离空中无线接收方式是无线直放站获取信源的唯一方式。
如下图：
2.2无线直放站系统链路分析
因为距离远的缘故，无线直放站的施主天线通常选用方向好且增益高的天线，如抛物面天线或八木天线等。
施主天线将接收到的基站信号送到设备中进行滤波后送给低噪放进行一级放大，然后经过选频器（可选），再经过二级滤波以消除杂波，最后再将处理过的信号送到功放进行二级放大，达到输出要求后，经过最后一级滤波器连接到天馈系统对目标区域进行覆盖。
CDMA无线直放站系统工作原理图
2.3无线直放站应用要点
A、为避免信号的自激，直放站系统的隔离度必须大于系统增益15dB以上。
B、新型的ICS直放站虽然能降低隔离度的要去，但系统的隔离度还是需要有保证。
C、为保证系统能获取最佳隔离度，通常接收端采用抛物面天线，发射端采用增益较高的板状天线或是专用在直放站工程上的角形天线。
D、受隔离度现在，不能实现全向覆盖。
E、适合乡村信号较为纯净的区域的覆盖及市区停车场、电梯的补盲。
3CDMA光纤直放站工作原理及应用要点
CDMA光纤直放站由四部分组成：
近端设备（A端）、远端设备（B端）、中继光链路和天馈系统。
A端机通过直接耦合方式（或无线接收方式）取得基站信号，送至A端主机，在光端机内进行电／光转换后经光纤传到远端；B端收到的光信号在光端机中进行光／电转换，将光信号原成基站信号，再经内部功放放大，由天馈系统发射至各移动台。
在远端覆盖区的移动台的上行信号逆向送到基站，这样就完成了基站与移动台的信号联系，建立通话。
由于受光在光纤中传输特性的影
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