TD-LTE天線應(yīng)用及新型有源室分天線課件

TD-LTE天線應(yīng)用及新型有源室分天線0提綱31天線技術(shù)對(duì)TD-LTE覆蓋的影響TD-LTE室內(nèi)一線式解決方案薇藍(lán)有源天線系統(tǒng)2波束形狀對(duì)TD-LTE仿真規(guī)劃仿真的影響第1頁(yè)提綱31天線技術(shù)對(duì)TD-LTE覆蓋的影響TD-LTE室內(nèi)一線式解決方案薇藍(lán)有源天線系統(tǒng)2波束形狀對(duì)TD-LTE仿真規(guī)劃仿真的影響第2頁(yè)單元波束形狀單元波束差異各廠家采用的天線方案不同，單元波束差異較大，如上圖所示在3dB波束寬度同樣是65度的情況下，兩列的實(shí)際波形差別還是比較大，因而網(wǎng)絡(luò)特性不同。第3頁(yè)廣播波束形狀廣播權(quán)值設(shè)置不同導(dǎo)致廣播波束形狀差異實(shí)際使用時(shí)必須對(duì)應(yīng)不同廠家智能天線應(yīng)配置相應(yīng)的權(quán)值，配置錯(cuò)誤可能直接影響廣播波束覆蓋效果。第4頁(yè)廣播波束形狀廣播的波束形狀差異較大不同廠家天線單元波束輻射特性不同，廣播權(quán)值也不同，合成后的廣播波束存在較大差異，因而網(wǎng)絡(luò)特性不同。A=[0.30.710.7];P=[0901200];A=[0.50.7510.68];P=[0901150];第5頁(yè)不同形狀的廣播波束對(duì)小區(qū)覆蓋也有較大差異說(shuō)明：如下圖舉例所示，廣播波束x與y,在增益，波束寬度等指標(biāo)相當(dāng)，但所達(dá)到到小區(qū)覆蓋效果是不同的。廣播波束形狀第6頁(yè)不同天線對(duì)RSRP的影響增益水平HPBW垂直HPBW前后比天線116.0869.674.2632.78天線216.260.334.4227.3天線316.3567.154.2126.63廣播波束第7頁(yè)不同天線對(duì)RS-SINR的影響圖例名稱面積(Km2)所占百分比(%)X<-50.0040.0-5<=X<-30.1261.4-3<=X<01.03611.80<=X<32.01923.03<=X<61.99922.86<=X<101.69619.310<=X<151.13112.915<=X<200.5576.320<=X0.2122.4圖例名稱面積(Km2)所占百分比(%)X<-50.0070.1-5<=X<-30.1681.9-3<=X<01.26314.40<=X<32.02223.03<=X<61.98322.66<=X<101.76120.110<=X<151.02411.715<=X<200.4114.720<=X0.1411.6圖例名稱面積(Km2)所占百分比(%)X<-50.0140.2-5<=X<-30.2082.4-3<=X<01.41416.10<=X<32.12124.23<=X<61.89721.66<=X<101.65618.910<=X<150.98911.315<=X<200.3794.320<=X0.1011.1增益水平HPBW垂直HPBW前后比天線116.0869.674.2632.78天線216.260.334.4227.3天線316.3567.154.2126.63廣播波束第8頁(yè)提綱31天線技術(shù)對(duì)TD-LTE覆蓋的影響TD-LTE室內(nèi)一線式解決方案薇藍(lán)有源天線系統(tǒng)2波束形狀對(duì)TD-LTE仿真規(guī)劃仿真的影響第9頁(yè)系統(tǒng)研發(fā)背景急需研發(fā)出創(chuàng)新方案降低協(xié)調(diào)和施工難度，有效提高TD-LTE雙路建設(shè)比例，同時(shí)保證雙路系統(tǒng)質(zhì)量。雙路室分性能受建設(shè)質(zhì)量影響大雙路系統(tǒng)的性能受雙通道功率不平衡的影響較大，測(cè)試表明當(dāng)雙路功率差高于10dB時(shí)，小區(qū)容量損失在30%-40%以上。對(duì)于改造場(chǎng)景，由于施工條件限制、原室分器件老化等原因，雙路性能可能受到雙路功率不平衡影響。雙路室分方案實(shí)施的成本高、難度大TD-LTE室分系統(tǒng)將主要基于已有分布系統(tǒng)改造完成，因涉及到新建天饋線系統(tǒng)，建設(shè)工程量大，物業(yè)協(xié)調(diào)難度高，總體建設(shè)難度較大。TD-LTE試驗(yàn)網(wǎng)工程雙路建設(shè)比例62%，擴(kuò)大規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)雙路比例下降到32%

。物業(yè)協(xié)調(diào)難度大是雙路室分方案實(shí)施的重要限制因素。第10頁(yè)基本原理變頻系統(tǒng)原理及優(yōu)勢(shì)原理：通過(guò)變頻系統(tǒng)對(duì)TD-LTERRU的一個(gè)通道進(jìn)行變頻，實(shí)現(xiàn)在一路天饋系統(tǒng)中傳輸兩路信號(hào)，達(dá)到TD-LTE雙流傳輸?shù)哪康摹＝M成：變頻系統(tǒng)由主機(jī)和有源天線組成，均為有源設(shè)備。主機(jī)內(nèi)置多系統(tǒng)合路器。支持多系統(tǒng)共用分布系統(tǒng)有源天線為雙極化天線，在特殊需求場(chǎng)景可以外接獨(dú)立天線。優(yōu)勢(shì)：通過(guò)采用變頻系統(tǒng)，僅用一路分布系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)TD-LTE雙流技術(shù)方案，有效解決了室分系統(tǒng)工程改造難的具體問(wèn)題；變頻系統(tǒng)通過(guò)精確的功率控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)雙路功率誤差在3dB之內(nèi)，較好地保證了功率平衡。系統(tǒng)可靠性：TD-LTE系統(tǒng)中的一路信號(hào)采用無(wú)源分布系統(tǒng)，在有源設(shè)備故障情況下仍可以獨(dú)立工作，保證覆蓋和主要容量需求；通過(guò)完善的網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主機(jī)、有源天線的故障檢測(cè)和告警。最大故障上報(bào)遲滯不大于3分鐘。組網(wǎng)框圖：第11頁(yè)歷程及關(guān)鍵里程碑2010.082011.012011.52012.052010年8月設(shè)計(jì)院率先提出利用變頻技術(shù)解決MIMO傳輸?shù)膭?chuàng)新解決方案。2011年5月變頻產(chǎn)品第一版發(fā)布設(shè)計(jì)院提出“多輸入多輸出的信號(hào)傳輸實(shí)現(xiàn)方法、裝置及系統(tǒng)”發(fā)明專利，并順利獲得授權(quán)。申請(qǐng)?zhí)枺?01110196715.5。后續(xù)又申請(qǐng)多項(xiàng)發(fā)明專利。2012年01月在設(shè)計(jì)院辦公樓完成充分的外場(chǎng)技術(shù)驗(yàn)證，性能與常規(guī)雙路系統(tǒng)相當(dāng)。在廣州、南京、成都完成測(cè)試驗(yàn)證，性能與常規(guī)雙路系統(tǒng)相當(dāng)。第一階段：產(chǎn)品預(yù)研第二階段：產(chǎn)品研發(fā)提出變頻系統(tǒng)的總體思路變頻系統(tǒng)需求分析及可行性驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)研究產(chǎn)品開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試產(chǎn)品改進(jìn)第三階段：測(cè)試驗(yàn)證在設(shè)計(jì)院進(jìn)行外場(chǎng)技術(shù)驗(yàn)證在廣州、南京、成都等城市測(cè)試驗(yàn)證產(chǎn)品改進(jìn)第四階段：規(guī)模應(yīng)用在TD-LTE擴(kuò)大規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)中進(jìn)行規(guī)模試點(diǎn)應(yīng)用計(jì)劃通過(guò)制定設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動(dòng)規(guī)模應(yīng)用2012年05月在TD-LTE北京演示網(wǎng)中進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證集團(tuán)確定規(guī)模應(yīng)用測(cè)試城市，設(shè)計(jì)院完成測(cè)試用例編制。第12頁(yè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)基本技術(shù)實(shí)現(xiàn)有源設(shè)備可靠性技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)AB有源設(shè)備噪聲控制D工程可實(shí)施性C單路變頻方案網(wǎng)管監(jiān)控實(shí)現(xiàn)主機(jī)、有源天線雙重放大上行低噪放應(yīng)用變頻頻率選擇雙路時(shí)延差要求雙路功率平衡要求有源天線隨路供電方案支持220V交流、-48V直流、直流遠(yuǎn)供等多種電源解決方案在解決MIMO傳輸?shù)幕A(chǔ)上，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中針對(duì)有源設(shè)備的技術(shù)缺陷進(jìn)行改進(jìn)，提升變頻產(chǎn)品的工程實(shí)施便利性。相關(guān)技術(shù)已成功申請(qǐng)多項(xiàng)發(fā)明專利。第13頁(yè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)變頻頻率選擇系統(tǒng)雜散指標(biāo)dBm/MHz所需隔離度dBGSM-2582TD-SCDMA-3087TD-LTE-3087CDMA-3780CDMA2000-3087WCDMA-3087WLAN-3087雙路時(shí)延差要求變頻系統(tǒng)由于對(duì)兩路信號(hào)處理方式不同，必然引入兩路信號(hào)的時(shí)延差，而系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要限定變頻支路的處理時(shí)延。分布系統(tǒng)時(shí)延+空間傳播時(shí)延+單路變頻設(shè)備時(shí)延之和應(yīng)不大于常規(guī)CP長(zhǎng)度。仿真顯示當(dāng)雙路時(shí)延差為1μS時(shí)，PDSCH信道速率無(wú)明顯損失。能夠滿足TD-LTE頻段變頻要求，即初期20MHz帶寬，中長(zhǎng)期50MHz帶寬。室分器件支持，且盡可能降低分布系統(tǒng)損耗。應(yīng)考慮規(guī)避與其他系統(tǒng)間的雜散、互調(diào)及阻塞干擾。變頻頻率選擇710MHz-760MHz。B3LOSPDSCH2×2SFBCB3LOSPDSCH2×2MCW第14頁(yè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)雙路功率平衡要求下行影響：近點(diǎn)無(wú)明顯影響。在中、遠(yuǎn)點(diǎn)，3dB功率差帶來(lái)的容量損失在8%內(nèi)。上行影響：近、中點(diǎn)雙路不平衡對(duì)吞吐量影響較小。在遠(yuǎn)點(diǎn)，3dB功率差帶來(lái)的容量損失約5%。測(cè)試表明，雙路功率差在3dB以內(nèi)對(duì)小區(qū)平均吞吐量的影響不高于5%。下行吞吐量有源設(shè)備噪聲控制單RRU能夠連接的天線數(shù)量約為20-32面，按上限32個(gè)有源天線核算，引起的底噪抬升量約1dB。上行鏈路由于有源天線采用了低噪放，有助于改善上行信噪比，提高上行容量。NoiseRise(dB)Prep(dB)-PBTS(dB)0.2-14.30.4-11.20.6-9.30.8-7.91-6.91.2-6.01.4-5.21.6-4.51.8-3.92-3.3第15頁(yè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)有源天線供電解決方案有源天線采用直流24V供電，輸入范圍為36V～8V。采用隨路供電方式，使用一個(gè)遠(yuǎn)供模塊對(duì)一個(gè)RRU連接范圍內(nèi)的全部有源天線進(jìn)行供電。饋線隨路供電支持能力，按單供電模塊滿足32個(gè)有源天線（集中式）需求核算?？蓾M足110米（1/2饋線）、150米（100米7/8饋線+50米1/2饋線）長(zhǎng)度供電要求，滿足現(xiàn)有室分系統(tǒng)需求。對(duì)功分器、耦合器進(jìn)行直流供電干擾實(shí)測(cè)，未發(fā)現(xiàn)在通信頻帶內(nèi)有干擾。除耦合器需在輸入端和耦合端增加隔直流器件外，其他室分器件及纜線無(wú)需改造。第16頁(yè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)網(wǎng)管監(jiān)控實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心（OMC）GPRS或者以太網(wǎng)與主機(jī)直接通信，與有源天線的通信通過(guò)主機(jī)中轉(zhuǎn)，通信數(shù)據(jù)采用FSK調(diào)制。一個(gè)主機(jī)最大可以帶254個(gè)有源天線。主機(jī)與有源天線均采用中國(guó)移動(dòng)直放站網(wǎng)管接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信，可以接入現(xiàn)有的移動(dòng)直放站網(wǎng)管系統(tǒng)。針對(duì)該系統(tǒng)的特性，在中國(guó)移動(dòng)當(dāng)前數(shù)據(jù)集基礎(chǔ)上增加了自定義參量：下行失衡告警、有源天線數(shù)量、有源天線編號(hào)列表。主機(jī)射頻參數(shù)射頻信號(hào)開(kāi)關(guān)狀態(tài)上行衰減值下行衰減值

告警參數(shù)電源掉電告警電源故障告警監(jiān)控模塊電池故障告警位置告警外部告警1外部告警2外部告警3外部告警4外部告警5外部告警6本振失鎖告警主從監(jiān)控鏈路告警網(wǎng)管參數(shù)設(shè)備廠商代碼設(shè)備類別設(shè)備型號(hào)設(shè)備生產(chǎn)序列號(hào)經(jīng)度緯度上報(bào)號(hào)碼站點(diǎn)編號(hào)查詢?cè)O(shè)置號(hào)碼1設(shè)備編號(hào)查詢?cè)O(shè)置號(hào)碼2當(dāng)前監(jiān)控軟件版本號(hào)查詢?cè)O(shè)置號(hào)碼3監(jiān)控中心IP地址查詢?cè)O(shè)置號(hào)碼4監(jiān)控中心IP端口號(hào)查詢?cè)O(shè)置號(hào)碼5直放站遠(yuǎn)程通信方式有源天線數(shù)量有源天線編號(hào)列表有源天線射頻參數(shù)射頻信號(hào)開(kāi)關(guān)狀態(tài)上行衰減值下行衰減值

告警參數(shù)本振失鎖告警下行輸出失衡告警網(wǎng)管參數(shù)設(shè)備廠商代碼設(shè)備類別設(shè)備型號(hào)設(shè)備生產(chǎn)序列號(hào)經(jīng)度緯度站點(diǎn)編號(hào)設(shè)備編號(hào)當(dāng)前監(jiān)控軟件版本號(hào)

第17頁(yè)產(chǎn)品簡(jiǎn)介變頻系統(tǒng)有源天線1.主機(jī)尺寸：482.6*360*88mm2.主機(jī)供電電源：220V±5%，50Hz3.功耗：100W4.支持端口：LTE：兩端口，2320-2370MHz移動(dòng)GSM頻段：885-954MHz移動(dòng)DCS頻段：1710-1880MHzTD-SCDMA：F/A/E頻段5.工作環(huán)境：工作溫度:-5~+45℃工作濕度：20%-70%防護(hù)等級(jí)：IP40

變頻系統(tǒng)主機(jī)1.有源天線尺寸：φ186*165mm2.有源天線供電電源：36~8V，DC3.功耗：5W4.支持頻段：同主機(jī)5.工作環(huán)境：同主機(jī)第18頁(yè)測(cè)試驗(yàn)證情況2012.1-2012.122011.10-2012.12011.5-2011.12產(chǎn)品驗(yàn)證階段：測(cè)試地點(diǎn)：設(shè)計(jì)院辦公樓主設(shè)備：諾西分布系統(tǒng)：自建測(cè)試終端：創(chuàng)毅視訊外場(chǎng)測(cè)試驗(yàn)證階段：測(cè)試地點(diǎn)：廣州移動(dòng)辦公樓

南京移動(dòng)辦公樓成都華為辦公樓主設(shè)備：中興大唐

華為分布系統(tǒng)：現(xiàn)網(wǎng)改造現(xiàn)網(wǎng)改造

自建測(cè)試終端：中興海思

創(chuàng)毅視訊規(guī)模測(cè)試驗(yàn)證階段：測(cè)試地點(diǎn)：廣州全球通等愛(ài)立信辦公樓主設(shè)備：中興愛(ài)立信

分布系統(tǒng)：現(xiàn)網(wǎng)改造現(xiàn)網(wǎng)改造

測(cè)試終端：中興

創(chuàng)毅視訊后續(xù)將在TD-LTE擴(kuò)大規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)中在廣州、杭州、南京等城市展開(kāi)大規(guī)模改造測(cè)試。產(chǎn)品可行性驗(yàn)證功能驗(yàn)證基本性能驗(yàn)證主要驗(yàn)證內(nèi)容多主設(shè)備廠家驗(yàn)證完整的性能驗(yàn)證主要驗(yàn)證內(nèi)容現(xiàn)網(wǎng)較大規(guī)模改造工程方案驗(yàn)證有源天線直流供電網(wǎng)管系統(tǒng)主要驗(yàn)證內(nèi)容第19頁(yè)測(cè)試驗(yàn)證情況測(cè)試項(xiàng)測(cè)試結(jié)果接入成功率在空載、加載情況下均為100%接入時(shí)延測(cè)試在空載、加載情況下，各場(chǎng)景Attach時(shí)延差為1ms-14ms不等，與無(wú)源系統(tǒng)無(wú)差異。上行噪聲抬升未發(fā)現(xiàn)明顯噪聲抬升情況。小區(qū)吞吐量測(cè)試測(cè)試在無(wú)鄰區(qū)、有鄰區(qū)干擾條件下的小區(qū)吞吐量性能?？傮w性能基本相當(dāng)。上行有明顯性能增益，預(yù)期在高等級(jí)終端（支持64QAM）、R10及后續(xù)版本（支持上行MIMO）具有更明顯的上行優(yōu)勢(shì)。終端發(fā)射功率相對(duì)于無(wú)源MIMO系統(tǒng)，終端發(fā)射功率降低5-10dB。變頻系統(tǒng)與無(wú)源雙路系統(tǒng)的小區(qū)平均吞吐量性能互有優(yōu)劣勢(shì)，但總體性能基本相當(dāng)，相對(duì)于改造前單路系統(tǒng)在下行容量上具有約1.5-1.8倍的增益，分布系統(tǒng)的小區(qū)容量有明顯提升。變頻系統(tǒng)對(duì)終端發(fā)射功率改善明顯，有助于延長(zhǎng)終端待機(jī)時(shí)間，提高用戶感受。第20頁(yè)工程實(shí)施及成本分析紅色為新增分布系統(tǒng)器件TD-LTERRU合路器其他系統(tǒng)有源接入主機(jī)有源天線有源天線有源天線有源天線需增加的設(shè)備：有源接入主機(jī)（每個(gè)TD-LTERRU一個(gè)）有源天線（每個(gè)天線點(diǎn)一個(gè)）及有源天線供電設(shè)備分布系統(tǒng)改造：替換原單極化天線為變頻系統(tǒng)有源天線。增加有源天線饋電單元，并在耦合器輸入輸出增加隔直流模塊。目前單路室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)成本約5-10元