TD-SCDMA 天馈系统V2.0

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1、,内部资料妥善保管,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,一级目录标题,楷体,GB2312(,加粗,),Arial(,加粗,),白色,24,28,号,右上角设置,运营商,Logo,汇 报 提 纲,二级目录标题,楷体,GB2312(,加粗,),Arial(,加粗,),红色,/,黑色,24,28,号,TD-SCDMA,天馈系统,本课程的学习目标,了解,TD-SCDMA,天馈系统的组成,了解智能天线的原理、选型和安装原则,了解射频拉远单元,RRU,原理及安装原则,了解光线到塔顶的解决方案,目 录,天馈系统组成,智能天线,射频拉远,RRU,馈线,天馈系统安装,智能天线选型,智能天线

2、,智能天线的基本思想,利用空间位置来区分不同用户，通过改变各天线阵元的权重在空间形成方向性波束，天线以多个高增益窄波束动态地跟踪期望用户，而在干扰用户方向形成零陷，从而大大降低了系统的干扰，提高了频谱利用率。,接收模式下，来自窄波束之外的信号被抑制；发射模式下，能使期望用户接收的信号功率最大，同时使窄波束照射范围以外的非期望用户收到的干扰最小。,智能天线,智能天线的主要功能,降低多址干扰、小区间干扰,提高接收灵敏度,获取,DOA,信息，实现定位及接力切换,降低发射功率，降低成本,增大覆盖、增大容量,改进小区覆盖,TD-SCDMA,系统的特点,“硬容量”的提升：,TDMA,、,FDMA,、,CD

3、MA,；,“软容量”的提升：,SDMA,；,天线基本概念,什么是天线？,天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波，或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能的专用设备。,dB,系列概念辨析,dBm,dBm,是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：,10lgP,（功率值,/1mw,）；,例,如果发射功率,P,为,1mw,，折算为,dBm,后为,0dBm,。；,dBi,和,dBd,dBi,和,dBd,是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值，但参考基准不一样。,dBi,的参考基准为全方向性天线，,dBd,的参考基准为偶极子，表示同一个增益，用,dBi,表示出来比用,dBd,表示出来要大,2.1

4、5,；,例,0dBd=2.15dBi,；,dB,dB,是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个,dB,时，按下面计算公式：,10lg,（甲功率,/,乙功率）,例,甲功率比乙功率大一倍，那么,10lg,（甲功率,/,乙功率）,=10lg2=3dB,，即甲的功率比乙的功率大,3 dB,。,天线基本概念,电性能参数（,Electrical properties,）,工作频段,方向图,增益,输入阻抗,驻波比,极化方式,波束宽度,旁瓣抑制与零点填充,前后比,下倾角,功率容量,三阶互调,天线口隔离,机械参数（,Mechanical properties,）,尺寸,重量,天线罩材料,外观

5、颜色,工作温度,存储温度,风载,迎风面积,接头型式,包装尺寸,天线抱杆,防雷,天线基本概念,工作频段,Frequency Range,天线是有一定带宽的，虽然谐振频率是一个频率点，但是此频率点附近一定范围内天线的性能近似，这个范围就是带宽。,天线的带宽和天线的型式、结构、材料都有关系。一般来说，振子所用管、线越粗，带宽越宽；天线增益越高，带宽越窄。,天线基本概念,各系统的工作频段：,GSM 900,：,870-960MHz,CDMA,：,824-896MHz,、,1850-1990MHz,GSM 1800,：,1710-1880MHz,GSM,双频：,890-960MHz,、,1710-188

6、0MHz,PHS1900,：,1895-1920MHz,TD-SCDMA,：,1880-1920MHz,、,2010-2025MHz,、,2300-2400MHz,WCDMA,：,1920-1980MHz,、,2110-2170MHz,扩频通信：,2403-2483MHz,天线基本概念,1/4,Wavelength,1/4,Wavelength,1/2,Wavelength,Dipole,振子是构成天线的最基本单位，任何天线都要谐振在一定的频率上，那么怎样才能发生最大谐振呢？,导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形状有关。,当导线的长度远小于信号波长时，辐射

7、很微弱；导线的长度,增大到可与波长相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射,。,当导线长度为信号波长的四分之一时，辐射的强度最大，产生谐振。,天线基本概念,方向图,-Pattern,用垂直平面和水平平面上表示不同方向辐射电磁波功率大小的曲线来表示天线的方向性。,增益,-Gain,天线增益是指天线将发射功率往某一指定方向集中辐射的能力。,一般把天线的最大辐射方向上的场强与参考天线的场强相比，功率密度增强的倍数定义为增益。,半波振子,理想点源（无耗均匀辐射器）,eg:0dBd =2.15dBi,dBd,and,dBi,2.15,dB,天线基本概念,例：,1个,dipole,接收功率

8、：,1,mW,多个,dipole,组阵,接收功率：,4,mW,GAIN,=10log(4mW/1mW)=6dBd,天线基本概念,天线基本概念,输入阻抗,-,Impendance,天线可以看作是一个谐振回路，一个谐振回路当然有其阻抗。当天线的阻抗与馈线的阻抗一致，能达到最佳效果。,Cable,50 ohms,Antenna,50 ohms,驻波比,-,VSWR,天线驻波比是表示馈线与天线匹配程度的指标。它的产生是由于入射波能量传输到天线输入端后未被全部辐射出去，产生反射波，反射波和入射波迭加生成驻波。,入射波和反射波两者叠加时，在相位相同的地方振幅相加最大，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的

9、地方振幅相减为最小，形成波节。其它各点的振幅则介于波幅与波节之间。,天线基本概念,天线基本概念,反射系数,：反射波和入射波幅度之比,回波损耗,RL,：前向功率和反射功率之比并取对数。,9.5,W,50,ohms,前向:10,W,反向:0.5,W,Return Loss：10log(10/0.5)=13dB,天线基本概念,RL,与,VSWR,：,=(VSWR-1)/(VSWR+1),VSWR=(1+)/(1-),RL=-20lg,RL,13dB,，,0.2239,，,VSWR,1.577,驻波比对系统传输的影响,：,一般要求天线的驻波比小于,1.5,，驻波比是越小越好，但工程上没有必要追求过小的

10、驻波比；,1.4和1.5的驻波比，在反射系数上仅差3.3%,，,对RF功率辐射的影响差别较小,。,天线基本概念,极化方式,-Polarization,天线的极化就是指天线辐射时形成的电场强度（图中红箭头）方向。当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。,Vertical,Horizontal,天线基本概念,波束宽度,-,BeamWidth,在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低,3dB,（功率密度降低一半）的两点间的夹角定义为波束宽度（又称波瓣宽度或主瓣宽度或半功率角）。波束宽度越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰能力越强。,120

11、(,eg),Peak,Peak-10dB,Peak-10dB,10,dB Beamwidth,60(,eg),Peak,Peak-3dB,Peak-3dB,3,dB Beamwidth,下副瓣抑制,(,dB),上副瓣抑制,(,dB),旁瓣,-,Sidelobes,天线基本概念,F/B =10 log,（前向功率后向功率）,typically：25dB,后向功率,前向功率,前后比,Front to Back Ratio,主瓣最大值与后瓣最大值之比,天线基本概念,下倾角,Down Tilt,无,下倾,机械下倾,固定电子下倾,可调电子下倾,遥控可调电子下倾,机械电调可组合使用,天线基本概念,机械下倾

12、：,物理地向下倾斜天线。虽然采用这种技术也能使同频干扰降低，但由于采用物理下倾，波瓣会产生失真，严重时会在主辐射方向上出现凹陷失真，并且其调整倾角的精度较低。,电子下倾：,通过改变共线阵天线振子的相位，改变垂直分量和水平分量的幅值大小，改变合成分量场强强度，从而使天线的垂直方向图下倾。由于天线各方向的场强强度同时增大和减小，保证在改变倾角后天线方向图变化不大，使主瓣方向覆盖距离缩短，同时又使整个方向图在服务小区扇区内减小覆盖面积但又不产生干扰。,天线基本概念,天线基本概念,电子下倾原理示意图,不下倾,电调下倾,机械下倾,天线基本概念,天线,3dB,角、挂高、俯仰角以及覆盖距离之间的关系,天线基

13、本概念,空分多址大大增加系统容量,智能天线原理,使一组天线和对应的收发信机按照一定的方式排列和激励，利用波的干涉原理可以产生强方向性的辐射方向图。如果使用数字信号处理方法在基带进行处理，使得辐射方向图的主瓣自适应地指向用户来波方向，就能达到提高信号的载干比，降低发射功率，提高系统覆盖范围的目的。,智能天线基本原理,智能天线的阵元通常是按直线等距、圆周或平面等距排列。,当移动台距天线足够远，实际信号入射角的均值和方差满足一定条件时，可以近似地认为信号来自一个方向，即为平面波。,智能天线基本原理,以,M,元直线等距天线阵列为例：（第,m,个阵元）,空域上入射波距离相差,d=m,x,cos,时域上入

14、射波相位相差,智能天线基本原理,可见，空间上距离的差别导致了各个阵元上接收信号相位的不同。经过加权后阵列输出端的信号为,其中，,A,增益常数，,s,(t),是复包络信号，,w,m,是阵列的权因子,。,智能天线基本原理,正如正弦波叠加的效果，假设第,m,个阵元的权因子,选择不同的,0,，,将改变波束的所对的角度，所以可以通过改变权值来选择合适的方向。,智能天线基本原理,智能天线基本原理,固定多波束,自适应多波束,智能天线通过自适应算法控制加权，使它在干扰方向形成零陷，将干扰信号抵消，而在有用信号方向形成主波束，达到抑制干扰的目的。加权系数的自动调整就是波束的形成过程。,智能天线基本原理,智能天线

15、基本原理,智能天线是一种空分多址技术，主要包括两个方面：,空域滤波：空域滤波,(,也称波束赋形,),的主要思想是利用信号、干扰和噪声在空间的分布，运用线性滤波技术尽可能地抑制干扰和噪声，以获得尽可能好的有用信号。,波达方向,(DOA),估计：在进行空域滤波前，一般需要估计有效来波信号的波达方向，而用户数往往大于阵元数，因此当前,DOA,估计技术的研究焦点是超分辨估计算法。,通道校正原因,各阵列通道的幅度、相位出厂不一致,器件的衰老周期不一致,天线校正,调整激励权值使,各阵元之间的幅度、相位特性保持一致。,校正方法,通过“,耦合网络”把校正信号耦合到天线各阵元，进行上、下行通道校正。,智能天线校

16、正,全向智能天线,定向智能天线,智能天线实物图,双极化智能天线,智能天线实物图,目 录,天馈系统组成,智能天线,射频拉远,RRU,馈线,天馈系统安装,智能天线选型,ZXTR BBU+RRU,系统,(,射频拉远,),BBU,和,RRU,之间传输的是基带数据，中频和射频功放部分都放在室外,RRU,部分处理,BBU,和,RRU,通过光纤传输,(1.25G bit/s,光纤承载,24A&C,数据,),，工程施工大大简化了,基带池的概念，,Node B,的容量增加了，,ZXTR B328,满配支持,72,单频点小区的配置,R04,收发信通道,单板名称,说明,RIIC,RRU,接口中频控制板,RTRB,RRU,收发信板,RLPB,RRU,低噪放功放子系统,RFIL,RRU,腔体滤波器子系统,R08,模块分割图,满足,TD-SCDMA,网络建设低成本快速建网需求,“,光纤到塔顶,”,方式，施工简便，组网灵活，成本低,大容量的,BBU,满足各种运用需求，扩容非常方便,支持,6,载波的,RRU,，满足各种容量需求，同时扩容仅增加,BBU,的部分配置,室外全天候,RRU,，满足各种运用场景需求,快速建设经