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        高性能無源器件在多系統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)的應(yīng)用建議

        2016-10-25 07:55:09高海堂萬永亮何獨一
        廣東通信技術(shù) 2016年9期
        關(guān)鍵詞:功分器電橋無源

        [高海堂 萬永亮 何獨一]

        高性能無源器件在多系統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)的應(yīng)用建議

        [高海堂 萬永亮 何獨一]

        室內(nèi)分布 無源器件 高性能

        高海堂

        男,本科,在廣州杰賽科技股份有限公司工作,主要從事室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計及有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐。

        萬永亮

        男,本科,在廣州杰賽科技股份有限公司工作,主要從事廣東移動基站網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計及技術(shù)支撐。

        何獨一

        男,本科,在廣州杰賽科技股份有限公司工作,主要從事廣東鐵塔基站網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計及技術(shù)支撐。

        1 高性能無源器件產(chǎn)生背景

        室內(nèi)分布系統(tǒng)是移動網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,具有由單系統(tǒng)、低載波向多載波、多系統(tǒng)合路發(fā)展的趨勢。但是現(xiàn)有無源器件在室分系統(tǒng)擴容時面臨兩大問題:基站載波數(shù)量增加,容量變大,超出器件所能承受的界限;很多室分系統(tǒng)建設(shè)年限較長,器件已經(jīng)老化,指標(biāo)惡化。在多系統(tǒng)共分布場景下同樣面臨兩大問題:混合互調(diào)、系統(tǒng)隔離實現(xiàn)難度大,造成多系統(tǒng)間相互干擾;器件承受的峰值功率更高,易打火,產(chǎn)生寬帶噪聲,導(dǎo)致上行干擾。在此情形下,開發(fā)具有承載功率更大,互調(diào)指標(biāo)更優(yōu)的高性能無緣器件勢在必行。

        2 高性能無源器件定位

        高性能無源器件旨在解決現(xiàn)存的室分系統(tǒng)擴容問題和多系統(tǒng)共分布問題。

        干擾是無線通信領(lǐng)域的一個永恒話題,當(dāng)多系統(tǒng)共用后不可避免地會存在系統(tǒng)內(nèi)的互調(diào)干擾,系統(tǒng)共用后會加大互調(diào)產(chǎn)物干擾系統(tǒng)的概率,其原因可分為以下兩個方面:首先,原來單系統(tǒng)工作時,可能無需關(guān)心互調(diào)問題,現(xiàn)在由于共享后,有可能互調(diào)產(chǎn)物落到另一個系統(tǒng)接受頻段內(nèi),并通過共用通道干擾另一個運營商的接收。特別是TDLTE相關(guān)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展、LTE的演進路線、移動市場業(yè)務(wù)開拓的需求、運營發(fā)展的激烈競爭等,都需要運營商對此早作準(zhǔn)備。隨著TD-LTE網(wǎng)絡(luò)開始部署,他將會與其他室分系統(tǒng)在同一地點建設(shè),TD-LTE與其他系統(tǒng)間的干擾將會成為一個關(guān)鍵問題,傳統(tǒng)無源器件已無法解決這一問題。所以器件的無源互調(diào)在共享系統(tǒng)中顯得尤為重要。

        高性能無源器件與傳統(tǒng)無源器件最大的差別就是:帶寬更寬,承受功率更大,互調(diào)指標(biāo)更優(yōu)。首先,超寬頻段范圍不但滿足現(xiàn)有2G/3G/WLAN的應(yīng)用還可以滿足新系統(tǒng)LTE室分網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需求。其次,更大的承受功率,解決了在室分系統(tǒng)擴容中產(chǎn)品功率容量隱患問題,可以滿足未來4G室分網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需求。第三,低互調(diào)可解決在多系統(tǒng)共分布場景下降低整個室分系統(tǒng)的干擾水平,一定程度上提升了話務(wù)吸收能力。從而解決深度覆蓋問題,提高用戶感知度。

        3 高性能無源器件功率研究

        3.1傳輸鏈路損耗計算

        研究表明,合理使用不同級別無源器件的判斷依據(jù)是由無源器件實際承受的平均功率大小決定的。

        無源器件實際承受的平均功率=信源總功率 - 傳輸路徑損耗。

        傳輸路徑損耗主要由饋線損耗、無源器件總損耗和轉(zhuǎn)接頭損耗三部分組成。

        3.2 各種無源器件功率分析

        結(jié)合傳輸路徑計算方法及現(xiàn)網(wǎng)站點載波分布特點,對常用無源器件(電橋、合路器、耦合器和功分器)的使用原則和使用場景進行分析研究

        (1)電橋功率分析

        電橋的主要作用為同頻系統(tǒng)合路,也可作為異頻系統(tǒng)合路。后期同頻系統(tǒng)合路均可用鄰頻合路器進行合路。

        結(jié)論:電橋的主要應(yīng)用場景下最大輸入功率為140W。因此,電橋可以考慮不使用500W高性能電橋。對于以上鄰頻合路場景,后期使用鄰頻合路器,更沒有必要使用500W高性能電橋。

        表1功率容量配置分析[1]

        (2)合路器分析

        合路器的功率容量定義的是每個通道的功率上限。通常合路器每個通道表示一個寬頻頻段;

        合路器的端口數(shù)一般不超過5個,如果有5個頻段以上的系統(tǒng)合路使用POI;

        合路器每個端口承受的最大功率主要跟該端口頻段內(nèi)載波數(shù)有關(guān);

        1800MHz和2100MHz頻段主要是寬帶系統(tǒng),載波數(shù)一般較少;800/900MHz

        頻段屬于GSM窄帶系統(tǒng),載波數(shù)較多,但也不會超過10載波。

        結(jié)論:合路器每個通道承受的最大功率不會超過200W。因此,合路器可以考慮不使用500W高性能合路器。除了個別特殊站點,如VIP站點、重點保障站點,可根據(jù)實際情況考慮使用500W高性能合路器。

        (3)耦合器、功分器功率分析

        表2 耦合器電器指標(biāo)[2]

        耦合器/功分器的功率分析可根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參考下面的分析方法,如圖1,圖2。

        圖1 室分網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D1

        各部分損耗說明:

        ①③⑤的路徑損耗包含饋線損耗和轉(zhuǎn)接頭損耗,假設(shè)為5米1/2饋線和2個轉(zhuǎn)接頭,其損耗約為0.2+0.5=0.7dB;

        ②的路徑損耗為合路器插入損耗,約為0.6dB;

        ④⑥為耦合器/功分器1、2,路徑損耗與具體型號有關(guān),假設(shè)④⑥分別為5dB耦合器和二功分,則④⑥的損耗分別為1.65dB和3.5dB。

        圖2 室分網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D2

        結(jié)論:

        若信源載波數(shù)<16載波,功分器/耦合器1建議使用300W高性能器件;功分器/耦合器2建議根據(jù)承受功率是否大于33dBm決定使用300W高性能器件還是普通器件;其余均使用普通器件。

        若信源載波數(shù)>16載波,功分器/耦合器1建議使用500W高性能器件;功分器/耦合器2建議使用300W高性能器件;其余按照以下原則:若大于33dBm建議使用300W高性能器件,若小于33dBm建議使用普通器件。

        因此高性能無源器件在未來室分系統(tǒng)中的需求越來越低。

        2/3G網(wǎng)絡(luò)主要承載語音業(yè)務(wù)且?guī)捳?、載波數(shù)多,造成了室分發(fā)射功率偏高。隨著網(wǎng)絡(luò)發(fā)展,VoLTE將逐步取代CS域傳統(tǒng)解決方案。屆時,2/3G可考慮逐步退網(wǎng),室分功率可能也將逐步下降。

        隨著4G網(wǎng)絡(luò)的推廣應(yīng)用,4G用戶數(shù)與日俱增,用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求也越來越高?,F(xiàn)有載波數(shù)可能不足以滿足用戶需求。屆時,2/3G頻段將考慮逐步重耕,而4G網(wǎng)絡(luò)屬于寬帶系統(tǒng),系統(tǒng)總載波數(shù)也將呈下降趨勢。

        未來4.5G和5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的演進趨勢逐漸向著寬帶化、小功率、高頻段的方向發(fā)展??傮w來說,未來移動通信網(wǎng)絡(luò)的載波數(shù)及功率將可能更小。

        4 研究結(jié)論及建議

        (1)室內(nèi)場景使用原則(防護等級IP60)

        電橋:無需考慮使用500W高性能電橋,建議使用300W高性能電橋;

        合路器:除了個別特殊站點可考慮使用500W高性能合路器,其余站點建議使用300W高性能無源器件;

        耦合器/功分器:

        ①若載波數(shù)<16,耦合器/功分器1建議使用300W,其余全部建議使用普通無源器件;

        ②若載波數(shù)>16,耦合器/功分器1建議使用500W,耦合器/功分器2建議使用300W,其余按照功率大于33dBm使用300W,小于33dBm使用普通器件。

        以上建議僅適用于普通站點,對于VIP站點、重要保障站點及高流量/高話務(wù)等站點可考慮大部分或全部使用300W/500W高性能無源器件,具體按照實際情況論證、分析后決定。

        (2)室外場景使用原則(防護等級IP65)

        室外環(huán)境惡劣(高溫、潮濕、多塵、腐蝕物等),建議使用室外型300W/500W高性能器件;尤其高鐵、地鐵場景環(huán)境惡劣以及維護困難,建議全部使用500W高性能器件。

        1丁海.高性能無源器件功率測試平臺方案[J] IT時代周刊,2015,(315):33

        2高澤華,高峰,林海濤等.室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計.GSM/ TD-SCDMA/TD-LTE/WLAN [M].北京,人民郵電出版社,2013,(1):88-89

        10.3969/j.issn.1006-6403.2016.09.018

        2016-08-01)

        無源器件是移動通信室內(nèi)分布系統(tǒng)的重要組成部分,隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展由單系統(tǒng)、低載波向多載波多系統(tǒng)。而現(xiàn)有的無源器件在室分系統(tǒng)面臨著容量承載和功率容限等問題,從而引進了高性能無源器件。文章重點解析高性能無源器件在室內(nèi)分布系統(tǒng)中的應(yīng)用和應(yīng)該采取的措施。

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