GSM網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課件

1、為什么需要網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是建設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)良好的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃能滿足用戶的需求、節(jié)省投資網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是決定網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的最根本因素，良好的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃能夠盡可能的減少網(wǎng)內(nèi)干擾學習目標通過本課程，您將能夠了解及掌握需要了解無線通信的特點，電磁波傳播的相關(guān)知識，即無線傳播理論。天線的概念和天線的基礎(chǔ)知識，即室外天饋系統(tǒng)。需要掌握基站布局規(guī)劃無線覆蓋規(guī)劃容量規(guī)劃頻率規(guī)劃無線傳播理論Page 4內(nèi)容介紹第一章 無線傳播原理 第二章 無線傳播環(huán)境及衰落 第三章 無線傳播模型 無線通信特點用戶移動性無線傳播的復雜性頻譜效率Page 7直射波及地面反射波（最一般的傳播形式）對流層反射波（傳播具有很大的隨機性）山體繞射波（

2、陰影區(qū)域信號來源）電離層反射波（超視距通訊途徑）傳播途徑Page 8建筑物反射波繞射波直達波地面反射波傳播途徑Page 10無線傳播環(huán)境電波傳播受地形結(jié)構(gòu)和人為環(huán)境的影響，無線傳播環(huán)境直接決定傳播模型的選取。影響環(huán)境的主要因素： 自然地形（高山、丘陵、平原、水域） 人工建筑的數(shù)量、分布、材料特性 該區(qū)域植被特征 天氣狀況 自然和人為的電磁噪聲狀況Page 11 人為環(huán)境鄉(xiāng)村地區(qū)準郊區(qū)郊區(qū)市區(qū)無線傳播環(huán)境 地形結(jié)構(gòu)開闊區(qū)平滑地形丘陵地形山區(qū)Page 12距離(m)接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落快衰落信號衰落Page 14解 決自適應(yīng)均衡技術(shù)、站址調(diào)整時間色散起源于反射，主

3、要指到達接收機的主信號和其他多徑信號在空間傳輸時間差異而帶來的同頻干擾問題 發(fā)射信號來自遠離接收天線的物體傳播損耗自由空間的傳播損耗平坦地面的散射損耗準平滑地形及不規(guī)則地形傳播損耗障礙物引起的繞射損耗穿透損耗Page 17平坦地形傳播損耗Ploss = 10lgd -20lghb - 20lghmhb：基站天線高度hm：移動臺高度基站天線高度增加一倍，可補償6dB的路徑損耗傳播損耗Page 18準平滑地形及不規(guī)則地形傳播損耗準平滑地形表面起伏平緩，起伏高度小于等于20米的地形不規(guī)則地形除了準平滑地形之外的其余地形，可按狀態(tài)分為：丘陵地形、孤立山岳、傾斜地形、水陸混合地形等RTTR傳播損耗Pag

4、e 19其它傳播損耗TRTR 繞射損耗 穿透損耗傳播損耗Page 20繞射損耗特點電磁波在繞射點四處擴散繞射波覆蓋除障礙物外的所有方向擴散損耗最為嚴重計算公式復雜，隨不同繞射常數(shù)變化Page 21XdBmWdBm穿透損耗=X-W=B dB電磁波穿透墻體的反射和折射建筑物穿透損耗室內(nèi)信號取決于建筑物的穿透損耗 室內(nèi)窗口處與室內(nèi)中部信號差別較大 建筑物材質(zhì)對穿透損耗影響較大 電磁波的入射角對穿透損耗影響較大Page 22 建筑物穿透損耗物體阻擋/穿透損耗為： 隔墻阻擋：520dB 樓層阻擋：20dB 室內(nèi)損耗值是樓層高度的函數(shù)，-1.9dB/層 家具和其它障礙物的阻擋： 215dB 厚玻璃： 61

5、0dB 火車車廂的穿透損耗為：1530dB 電梯的穿透損耗： 30dB左右 茂密樹葉損耗：10dBPage 24GSM常用傳播模型無線傳播模型傳播模型用于預測地形、障礙物及人為環(huán)境對電波傳播中路徑損耗的影響Page 25常見傳播模型無線傳播模型 Okumura(奧村)/Hata模型適用于900M宏蜂窩預測 COST231-Hata模型適用于1800M宏蜂窩預測 COST231 Walfish-Ikegami模型適用于900M和1800M的微蜂窩 規(guī)劃軟件ASSET的傳播模型適用于900M和1800M的宏蜂窩Page 27Ploss=K1+K2lgd+K3(Hms)+K4lg(Hms)+K5lg

6、(Heff)+K6lg(Heff)lg(d)+K7+KclutterPathloss：路徑損耗(dB)K1：與頻率相關(guān)的常數(shù)K2：距離衰減常數(shù)K3、K4：移動臺天線高度修正系數(shù)K5、K6：基站天線高度修正系數(shù)K7：繞射修正系數(shù)Kclutter：地物衰減修正系數(shù)d：基站與移動臺之間的距離(km)Hms、Heff：移動臺天線和基站天線的有效高度(m)華為規(guī)劃軟件模型（一）K參數(shù)參考值K1146/900M Urban,154/1800M UrbanK244.90K3-2.88K40.00K5-13.82K6-6.55K7-0.70無線傳播模型Page 28華為規(guī)劃軟件模型（二）Clutter衰耗值參

7、考值Inland Water（內(nèi)陸水道）-3.00Wetland（沼澤地）-3.00Open Areas（空曠地）-2.00Rangeland（牧場）-1.00Forest（森林）13.00Industrial&Commercial Areas（工商業(yè)區(qū)）5.00Village（農(nóng)村）-2.90Parallel Low Buildings（相連的矮房）-2.50Suburban（郊區(qū)）-2.50Urban（城市）0Dense urban（密集城市）5High Building（高樓）16無線傳播模型無線傳播模型服務(wù)區(qū)電平設(shè)計Page 29應(yīng)用環(huán)境最低接收功率備注：手機接收電平=天線口功率-路徑

8、傳播損耗大樓室內(nèi)-70dBm手機靈敏度-102dBm，快衰落保護3dB，慢衰落保護7dB，穿透損耗16dB，干擾保護2dB，環(huán)境噪聲2dB小臥車內(nèi)，或市區(qū)一般建筑物一層室內(nèi)-80dBm手機靈敏度-102dBm，快衰落保護3dB，慢衰落保護5dB，穿透損耗10dB，干擾保護2dB，環(huán)境噪聲2dB室外-90dBm手機靈敏度-102dBm，快衰落保護3dB，慢衰落保護5dB，干擾保護2dB，環(huán)境噪聲2dB合分路單元功率單位簡介P（dBm）=10log(X1000（mW）/1（Mw）)P（dBw）=10log(X（W）/1（W）)Page 31絕對功率的dB表示射頻信號的絕對功率常用dBm、dBW表示

9、，它與mW、W的換算關(guān)系如下：例如信號功率為x W，利用dBm表示時其大小為：例如：1W等于30dBm，等于0dBW。相對功率的dB表示是任意兩個功率的比值，而dBc是某一頻點輸出功率和載頻輸出功率的比值的對數(shù)表示形式。 dBi和dBd是考征增益的值（功率增益），兩者都是一個相對值dBi=dBd+2.15Page 32噪聲相關(guān)概念噪聲噪聲是指在信號處理過程中遇到的無法確切預測的干擾信號（各類頻點干擾不算噪聲）。噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)是用來衡量射頻部件對小信號的處理能力，通常這樣定義：單元輸入信噪比除輸出信噪比，如下圖：Page 33合路器合分路單元的作用：可以使多個發(fā)射信號和多個接收信號共用一個天線

10、，減少天饋數(shù)量完成收發(fā)信雙工、發(fā)射信號合路、濾波完成接收信號的濾波、低噪聲放大和分路提供塔放的饋電電路功能：包括CDU、SCU、EDU三種模塊。Page 34CDU（Combining Distribution Unit）Page 35合路器合路器合路器TX1TX2TX3TX4TX-CombSCU （Simple Combining Unit）Page 36EDU（Enhance Duplexer Unit）Page 37各種合分路單元損耗對比Page 38幾種常用的射頻器件功分器耦合器干放合路器功率放大器衰減器Page 39幾種常用的射頻儀器頻率計測試手機綜合測試儀場強儀駐波比測量儀便攜頻譜

11、儀信號源功率計頻譜儀室外天饋系統(tǒng)內(nèi)容介紹第一章 概述第二章 天線第三章 塔防第四章 饋線Page 42概述4.1基站天饋系統(tǒng)示意圖8防雷保護器主饋線（7/8“）5饋線卡6走線架4接地裝置3接頭密封件絕緣密封膠帶，PVC絕緣膠帶1天線調(diào)節(jié)支架GSM/CDMA板狀天線抱桿（50114mm）2室外饋線9室內(nèi)超柔饋線7饋線過線窗基站主設(shè)備內(nèi)容介紹第一章 概述第二章 天線第三章 塔防第四章 饋線Page 44天線1、天線常識天線基本功能發(fā)射和接收無線電波：發(fā)射時，把高頻電流轉(zhuǎn)換為電磁波；接收時把電磁波轉(zhuǎn)換為高頻電流通信天線種類按工作頻段：超長波、長波、中波、短波、超短波、微波天線按波束寬度：60、90、

12、120、全向按極化方式：單極化、雙極化按結(jié)構(gòu)特性：線天線、面天線GSM系統(tǒng)中按頻率分為900 、1800 、雙頻天線下傾角精度雜散天線增益和方向圖半功率角前后向比極化方式頻率范圍下傾角回波損耗阻抗最大輸入功率天線指標Page 46理想孤立波源理論半波陣子定向天線dBddBidBi=dBd+2.15天線增益天線的主要指標之一，它是方向性系數(shù)與效率的乘積，是天線輻射或接收電波大小的表現(xiàn)。以dBd、dBi表示一般在1318dBi之間Page 47天線波束寬度120 (eg)60 (eg)15 (eg)32 (eg)俯仰面即垂直面方向圖60波束寬度方位即水平面方向圖120波束寬度3dB點3dB點Pag

13、e 48全向天線波瓣示意圖定向天線波瓣示意圖天線天線主要技術(shù)指標方向圖Page 49天線半功率波束寬度半功率角(HPBW)相對于最大輻射方向功率下降一半(3dB)的兩點間波束寬度垂直面半功率波束，水平面半功率波束通常我們所說的65度、90度、120度天線，即是指該天線的水平面半功率波束寬度為65度、90度、120度前后比(F/B)前后瓣最大電平之比稱為前后比。 - dB表示的前后比 = 10 log一般天線前后比可以達到1845dB，典型值為 25dB 左右，對于密集市區(qū)要積極采用前后比大的天線，如40dB(前向功率)(反向功率)Page 50天線極化方式 天線輻射的電場矢量在空間的取向。雙極

14、化天線通常使用45度和45度正交雙線極化，垂直極化天線使用垂直極化方式。以大地為基準面，電場矢量垂直于地面為垂直極化(VP)，平行于地面為水平極化(HP)一根天線只有一個極化方向，所謂雙極化天線其實是2根天線放在一個防護罩里而已Page 51天線端口隔離多端口天線，如雙極化天線、雙頻段雙極化天線，收發(fā)共用時端口之間的隔離度應(yīng)大于30dB 功率容量指平均功率容量，天線包括匹配、平衡、移相等其它耦合裝置，承受功率有限零點填充如果天線零深比主波束小26dB，則可能需要采用零點填充技術(shù)高增益天線尤其需要采取零點填充技術(shù)來有效改善近處覆蓋Page 52天線風載荷天線在36m/s時正常工作，在55m/s時

15、不被破壞工作溫度-40+65濕度要求要求在環(huán)境相對濕度0100%范圍內(nèi)正常工作三防能力防潮、防鹽霧、防霉菌Page 53天線分布式天線系統(tǒng)小天線功分器功分器功分器功分器耦合器耦合器耦合器耦合器耦合器小天線小天線小天線雙向放大器與基站的接口雙向放大器小天線小天線小天線小天線小天線小天線Page 54光端主機TRx光覆蓋端機功分器天線應(yīng)用于一些覆蓋范圍較大，傳輸距離較遠的情況光覆蓋端機光覆蓋端機功分器功分器Page 55天線用于狹長地帶(如隧道，地鐵)的無線覆蓋，但設(shè)備成本和安裝費用較高功分器雙向放大器雙向放大器負載負載Tx/RxPage 56天線三種分布式天線系統(tǒng)各有利弊內(nèi)容介紹第一章 概述第二

16、章 天線第三章 塔防第四章 饋線Page 58單工塔放 雙工塔放 三工塔放塔放塔放饋電低噪放發(fā)信濾波器收信濾波器收信濾波器旁路Bias TeeBTS三工塔放天線DC內(nèi)容介紹第一章 概述第二章 天線第三章 塔防第四章 饋線Page 60饋線（饋管）饋線選取常用饋線類型：1/2”、7/8”、5/4”900MHz，饋線長度大于80米采用5/4”饋線，小于80米采用7/8”饋線1800MHz，饋線長度大于50米采用5/4”饋線，小于50米采用7/8”饋線饋線彎曲曲率不宜過大，外導體要求接地良好基站的勘測與布局Page 62內(nèi)容介紹第一章 業(yè)務(wù)簡介第二章 準備工作第三章 覆蓋要求第四章 站址選擇第五章

17、天線選擇第六章 勘測文檔Page 63第一章 業(yè)務(wù)簡介確定基站的初始布局是規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)的首要工作，具體包括：a、根據(jù)頻帶寬度決定頻率復用方式；b、根據(jù)容量預測、話務(wù)分布、覆蓋要求等條件，估算所需基站數(shù)量；c、確定基站的理論位置；d、假定基站的有關(guān)參數(shù)（網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)、發(fā)射功率、天饋系統(tǒng)、天線類型、掛高、方向、下傾角等）。Page 64第一章 業(yè)務(wù)簡介基站勘測是確定基站布局的重要部分，基站的現(xiàn)場勘測包括光測、頻譜測量和站址調(diào)查。光測基站周圍建筑環(huán)境、自然環(huán)境頻譜測量電磁背景環(huán)境站址調(diào)查天線、設(shè)備的安裝條件電源、傳輸供應(yīng)Page 65內(nèi)容介紹第一章 業(yè)務(wù)簡介第二章 準備工作第三章 覆蓋要求第四章 站址選

18、擇第五章 天線選擇第六章 勘測文檔Page 66第二章 準備工作熟悉工程概況，盡量收集跟項目相關(guān)的各種資料，主要包括以下內(nèi)容：工程文件背景資料現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)情況地圖配置清單Page 67第二章 準備工作準備工具，確保工具可用：數(shù)碼相機GPS衛(wèi)星接收機指南針尺子便攜電腦Page 68內(nèi)容介紹第一章 業(yè)務(wù)簡介第二章 準備工作第三章 覆蓋要求第四章 站址選擇第五章 天線選擇第六章 勘測文檔Page 69第三章 覆蓋要求一個基站的覆蓋范圍主要取決于以下因素：服務(wù)質(zhì)量指標發(fā)射機輸出功率接收機的可用靈敏度天線的方向性和增益使用頻段傳播環(huán)境分集接收的應(yīng)用Page 70內(nèi)容介紹第一章 業(yè)務(wù)簡介第二章 準備工作第三章

19、 覆蓋要求第四章 站址選擇第五章 天線選擇第六章 勘測文檔Page 71第四章 站址選擇在做好準備工作、了解覆蓋要求以后，即可開始選擇站址。在確定站址的過程中，需要考慮以下信息：原有網(wǎng)絡(luò)情況人口分布與當?shù)亓晳T城市結(jié)構(gòu)及城鎮(zhèn)分布主要街道及其交通流量山地、湖泊、河流、海岸線 等自然環(huán)境長遠發(fā)展趨勢Page 72第四章 站址選擇選高話務(wù)區(qū)和用戶集中區(qū)人口分布話務(wù)分布用戶流向 基站選址的原則基站周圍環(huán)境信號傳播質(zhì)量 慎選高山、雷達、電臺、森林、電廠等Page 73第四章 站址選擇站址選擇的具體原則如下：a、站址應(yīng)盡量選在規(guī)則網(wǎng)絡(luò)中的理想位置，其偏差不應(yīng)大于基站半徑的四分之一；b、在不影響基站布局的情況

20、下，盡量選擇現(xiàn)有設(shè)施，以減少建設(shè)成本和周期；C、市區(qū)邊緣或郊區(qū)的海拔很高的山峰(與市區(qū)海拔高度相差100300米以上），一般不考慮作為站址，一是為便于控制覆蓋范圍，二也是為了減少工程建設(shè)的難度，方便維護Page 74第四章 站址選擇d、新建基站應(yīng)選在交通方便、市電可用、環(huán)境安全及少占良田的地方；e、避免在大功率無線電發(fā)射臺、雷達站或其他干擾源附近建站；f、新建基站應(yīng)設(shè)在遠離樹林處以避開接收信號的快速衰落；g、在山區(qū)、坡比較陡或密集的湖泊區(qū)、丘陵、城市及有高層金屬建筑的環(huán)境中選址時要注意信號反射及時間色散的影響；h、在市區(qū)樓群中選址時，可巧妙利用建筑物的高度，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)的劃分；i、建網(wǎng)初期

21、基站數(shù)量較少時，選擇的站址應(yīng)保證重點地區(qū)有良好的覆蓋。Page 75內(nèi)容介紹第一章 業(yè)務(wù)簡介第二章 準備工作第三章 覆蓋要求第四章 站址選擇第五章 天線選擇第六章 勘測文檔Page 76天線選擇第五章 天線選擇天線的選擇是決定網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的一個很重要部分；應(yīng)根據(jù)基站服務(wù)區(qū)內(nèi)的覆蓋、服務(wù)質(zhì)量要求、話務(wù)分布、地形地貌等條件，并綜合考慮整網(wǎng)的覆蓋、干擾情況來選擇天線；根據(jù)地形或話務(wù)分布情況可以把天線使用的環(huán)境分為以下幾種類型：市區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村、公路、山區(qū)、近海、隧道、室內(nèi)等。Page 77第五章 天線選擇市區(qū)基站天線選擇a、通常選用水平半功率角6065的定向天線；b、一般選擇15dBi左右的中等增益天線

22、；c、最好選擇帶有一定電下傾角（36）的天線；d、建議選擇雙極化天線。郊區(qū)基站天線選擇a、根據(jù)實際情況選擇水平半功率角65或90的定向天線；b、一般選擇1518dBi的中、高增益天線；c、根據(jù)具體情況決定是否采用預置下傾角；d、雙極化和垂直極化天線均可選用。Page 78第五章天線選擇農(nóng)村基站天線選擇a、根據(jù)具體情況和要求選擇90、120定向天線或全向天線；b、所選的定向天線增益一般比較高（1618dBi）；c、一般不選預置下傾天線，高站可優(yōu)先選擇零點填充天線；d、建議選擇垂直極化天線。公路基站天線選擇a、一般選擇窄波束、高增益的定向天線，也可以根據(jù)實際情況選擇8字型天線、全向或變形全向天線；

23、b、公路基站對覆蓋距離要求高，因此一般不選預置下傾角天線；c、建議選擇垂直極化天線；d、所選定向天線的前后比不宜太高。Page 79第五章天線選擇同一基站不同小區(qū)的天線允許有不同的高度。這可能是受限于某個方向上的安裝空間；也可能是小區(qū)規(guī)劃的需要；對于地勢較平坦的市區(qū)，一般天線的有效高度為25m左右；對于郊縣基站，天線高度可適當提高，一般在40m左右。天線高度過高會降低天線附近的覆蓋電平(俗稱“塔下黑”），特別是全向天線該現(xiàn)象更為明顯；天線高度過高容易造成嚴重的越區(qū)覆蓋、同/鄰頻干擾等問題，影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。天線高度設(shè)計原則Page 80天線方位角設(shè)計原則第五章天線選擇天線方位角的設(shè)計應(yīng)從整個網(wǎng)絡(luò)的

24、角度考慮，在滿足覆蓋的基礎(chǔ)上，盡可能保證市區(qū)各基站的三扇區(qū)方位角一致，局部微調(diào)；城郊結(jié)合部、交通干道、郊區(qū)孤站等可根據(jù)重點覆蓋目標對天線方位角進行調(diào)整。天線的主瓣方向指向高話務(wù)密度區(qū)，可以加強該地區(qū)信號強度，提高通話質(zhì)量；天線的主瓣方向偏離同頻小區(qū)，可以有效地控制干擾；市區(qū)相鄰扇區(qū)天線交叉覆蓋深度不宜超過10%；郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等地相鄰小區(qū)之間的交叉覆蓋深度不能太深，同基站相鄰扇區(qū)天線方向夾角不宜小于90；為防止越區(qū)覆蓋，密集市區(qū)應(yīng)避免天線主瓣正對較直的街道。Page 81天線下傾角設(shè)計原則第五章天線選擇天線的波束傾斜是提高頻率復用能力的基本技術(shù)；運用天線下傾技術(shù)可有效控制覆蓋范圍，減小系統(tǒng)內(nèi)干擾；天線下傾角度必須根據(jù)具體情況確定，達到既能夠減少同頻小區(qū)之間的干擾，又能夠保證滿足覆蓋要求的目的；下傾角設(shè)計需要綜合考慮基站發(fā)射功率、天線高度、小區(qū)覆蓋范圍、無線傳播環(huán)境等因素。Page 82第五章天線選擇天線波束傾斜可以采用電氣和機械兩種方式：電氣下傾的角度與選擇的天線型號相關(guān)，一般是固定的；機械下傾角度可調(diào)，但是受安裝配件和無線信號傳播特性限制，一般不超過15；電下傾和機械下傾方法，產(chǎn)生不同的表面輻射，下傾角度較小時，區(qū)別不大；但隨著下傾角度的加大，區(qū)別較為明