TD-SCDMA天饋系統中興通訊移動事業部1本課程的學習目標了解TD-SCDMA天饋系統的組成了解智能天線的原理、選型和安裝原則了解射頻拉遠單元RRU原理及安裝原則了解光線到塔頂的解決方案2目錄天饋系統組成天饋系統安裝智能天線選型3天線接頭跳線電纜接地卡1/2"跳線機柜避雷器接地卡室外接地排單聯饋線卡塔頂放大器三聯饋線卡機房偏置T接頭饋線孔板智能天線射頻拉遠RRU饋線天饋系統的組成返回4目錄天饋系統組成智能天線射頻拉遠RRU饋線天饋系統安裝智能天線選型5智能天線智能天線的基本思想

利用空間位置來區分不同用戶，通過改變各天線陣元的權重在空間形成方向性波束，天線以多個高增益窄波束動態地跟蹤期望用戶，而在干擾用戶方向形成零陷，從而大大降低了系統的干擾，提高了頻譜利用率。接收模式下，來自窄波束之外的信號被抑制；發射模式下，能使期望用戶接收的信號功率最大，同時使窄波束照射范圍以外的非期望用戶收到的干擾最小。6智能天線的主要功能降低多址干擾、小區間干擾提高接收靈敏度獲取DOA信息，實現定位及接力切換降低發射功率，降低成本增大覆蓋、增大容量改進小區覆蓋TD-SCDMA系統的特點“硬容量”的提升：TDMA、FDMA、CDMA；“軟容量”的提升：SDMA；智能天線7天線基本概念什么是天線？天線是將傳輸線中的電磁能轉化成自由空間的電磁波，或將空間電磁波轉化成傳輸線中的電磁能的專用設備。8dB系列概念辨析dBmdBm是一個考征功率絕對值的值，計算公式為：10lgP（功率值/1mw）；[例]如果發射功率P為1mw，折算為dBm后為0dBm。；dBi和dBddBi和dBd是考征增益的值（功率增益），兩者都是一個相對值，但參考基準不一樣。dBi的參考基準為全方向性天線，dBd的參考基準為偶極子，表示同一個增益，用dBi表示出來比用dBd表示出來要大2.15；[例]0dBd=2.15dBi；dBdB是一個表征相對值的值，當考慮甲的功率相比于乙功率大或小多少個dB時，按下面計算公式：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3dB。9天線基本概念電性能參數（Electricalproperties）工作頻段方向圖增益輸入阻抗駐波比極化方式波束寬度旁瓣抑制與零點填充前后比下傾角功率容量三階互調天線口隔離機械參數（Mechanicalproperties）尺寸重量天線罩材料外觀顏色工作溫度存儲溫度風載迎風面積接頭型式包裝尺寸天線抱桿防雷10天線基本概念工作頻段—FrequencyRange

天線是有一定帶寬的，雖然諧振頻率是一個頻率點，但是此頻率點附近一定范圍內天線的性能近似，這個范圍就是帶寬。天線的帶寬和天線的型式、結構、材料都有關系。一般來說，振子所用管、線越粗，帶寬越寬；天線增益越高，帶寬越窄。11天線基本概念各系統的工作頻段：GSM900：870-960MHzCDMA：824-896MHz、1850-1990MHzGSM1800：1710-1880MHzGSM雙頻：890-960MHz、1710-1880MHzPHS1900：1895-1920MHzTD-SCDMA：1880-1920MHz、2010-2025MHz、2300-2400MHzWCDMA：1920-1980MHz、2110-2170MHz擴頻通信：2403-2483MHz12天線基本概念1/4Wavelength1/4Wavelength1/2WavelengthDipole振子是構成天線的最基本單位，任何天線都要諧振在一定的頻率上，那么怎樣才能發生最大諧振呢？導線上有交變電流流動時，就可以發生電磁波的輻射，輻射的能力與導線的長度和形狀有關。當導線的長度遠小于信號波長時，輻射很微弱；導線的長度增大到可與波長相比擬時，導線上的電流將大大增加，因而就能形成較強的輻射。當導線長度為信號波長的四分之一時，輻射的強度最大，產生諧振。13天線基本概念方向圖--Pattern

用垂直平面和水平平面上表示不同方向輻射電磁波功率大小的曲線來表示天線的方向性。增益--Gain

天線增益是指天線將發射功率往某一指定方向集中輻射的能力。一般把天線的最大輻射方向上的場強與參考天線的場強相比，功率密度增強的倍數定義為增益。14半波振子理想點源（無耗均勻輻射器）eg:0dBd=2.15dBidBdanddBi2.15dB天線基本概念15例：1個dipole

接收功率：1mW多個dipole組陣

接收功率：4mWGAIN=10log(4mW/1mW)=6dBd天線基本概念16天線基本概念輸入阻抗--Impendance

天線可以看作是一個諧振回路，一個諧振回路當然有其阻抗。當天線的阻抗與饋線的阻抗一致，能達到最佳效果。

Cable

50ohmsAntenna

50ohms 17駐波比--VSWR

天線駐波比是表示饋線與天線匹配程度的指標。它的產生是由于入射波能量傳輸到天線輸入端后未被全部輻射出去，產生反射波，反射波和入射波迭加生成駐波。

入射波和反射波兩者疊加時，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地方振幅相減為最小，形成波節。其它各點的振幅則介于波幅與波節之間。天線基本概念

駐波波腹電壓幅度最大值Ｖmax電壓駐波比VSWR＝──────────────駐波波節電壓輻度最小值Ｖmin18天線基本概念反射系數

：反射波和入射波幅度之比回波損耗RL：前向功率和反射功率之比并取對數。9.5W50ohms前向:10W反向:0.5WReturnLoss：10log(10/0.5)=13dB19天線基本概念RL與VSWR：

=(VSWR-1)/(VSWR+1)VSWR=(1+)/(1-)RL=-20lgRL＝13dB，

＝0.2239，VSWR＝1.577駐波比對系統傳輸的影響：一般要求天線的駐波比小于1.5，駐波比是越小越好，但工程上沒有必要追求過小的駐波比；1.4和1.5的駐波比，在反射系數上僅差3.3%，對RF功率輻射的影響差別較小。20天線基本概念極化方式--Polarization

天線的極化就是指天線輻射時形成的電場強度（圖中紅箭頭）方向。當電場強度方向垂直于地面時，此電波就稱為垂直極化波；當電場強度方向平行于地面時，此電波就稱為水平極化波。VerticalHorizontal21天線基本概念波束寬度--BeamWidth

在主瓣最大輻射方向兩側，輻射強度降低3dB（功率密度降低一半）的兩點間的夾角定義為波束寬度（又稱波瓣寬度或主瓣寬度或半功率角）。波束寬度越窄，方向性越好，作用距離越遠，抗干擾能力越強。120°(eg)PeakPeak-10dBPeak-10dB10dBBeamwidth60°(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB3dBBeamwidth22下副瓣抑制(dB)上副瓣抑制(dB)旁瓣--Sidelobes

天線基本概念23F/B=10log（前向功率／后向功率） typically：25dB后向功率前向功率前后比—FronttoBackRatio

主瓣最大值與后瓣最大值之比天線基本概念24下傾角—DownTilt無下傾機械下傾固定電子下傾可調電子下傾遙控可調電子下傾機械電調可組合使用天線基本概念25機械下傾：物理地向下傾斜天線。雖然采用這種技術也能使同頻干擾降低，但由于采用物理下傾，波瓣會產生失真，嚴重時會在主輻射方向上出現凹陷失真，并且其調整傾角的精度較低。電子下傾：通過改變共線陣天線振子的相位，改變垂直分量和水平分量的幅值大小，改變合成分量場強強度，從而使天線的垂直方向圖下傾。由于天線各方向的場強強度同時增大和減小，保證在改變傾角后天線方向圖變化不大，使主瓣方向覆蓋距離縮短，同時又使整個方向圖在服務小區扇區內減小覆蓋面積但又不產生干擾。天線基本概念26天線基本概念電子下傾原理示意圖27不下傾電調下傾機械下傾天線基本概念28天線3dB角、掛高、俯仰角以及覆蓋距離之間的關系天線基本概念29空分多址大大增加系統容量智能天線原理使一組天線和對應的收發信機按照一定的方式排列和激勵，利用波的干涉原理可以產生強方向性的輻射方向圖。如果使用數字信號處理方法在基帶進行處理，使得輻射方向圖的主瓣自適應地指向用戶來波方向，就能達到提高信號的載干比，降低發射功率，提高系統覆蓋范圍的目的。智能天線基本原理30智能天線的陣元通常是按直線等距、圓周或平面等距排列。當移動臺距天線足夠遠，實際信號入射角的均值和方差滿足一定條件時，可以近似地認為信號來自一個方向，即為平面波。智能天線基本原理31以M元直線等距天線陣列為例：（第m個陣元）空域上入射波距離相差Δd=m·Δx·cosθ時域上入射波相位相差智能天線基本原理32

可見，空間上距離的差別導致了各個陣元上接收信號相位的不同。經過加權后陣列輸出端的信號為

其中，A增益常數，s(t)是復包絡信號，wm是陣列的權因子。智能天線基本原理33正如正弦波疊加的效果，假設第m個陣元的權因子

選擇不同的Φ0，將改變波束的所對的角度，所以可以通過改變權值來選擇合適的方向。定義：智能天線基本原理34智能天線基本原理固定多波束自適應多波束智能天線通過自適應算法控制加權，使它在干擾方向形成零陷，將干擾信號抵消，而在有用信號方向形成主波束，達到抑制干擾的目的。加權系數的自動調整就是波束的形成過程。35智能天線基本原理36智能天線基本原理智能天線是一種空分多址技術，主要包括兩個方面：空域濾波：空域濾波(也稱波束賦形)的主要思想是利用信號、干擾和噪聲在空間的分布，運用線性濾波技術盡可能地抑制干擾和噪聲，以獲得盡可能好的有用信號。波達方向(DOA)估計：在進行空域濾波前，一般需要估計有效來波信號的波達方向，而用戶數往往大于陣元數，因此當前DOA估計技術的研究焦點是超分辨估計算法。37通道校正原因各陣列通道的幅度、相位出廠不一致器件的衰老周期不一致天線校正

調整激勵權值使各陣元之間的幅度、相位特性保持一致。校正方法

通過“耦合網絡”把校正信號耦合到天線各陣元，進行上、下行通道校正。智能天線校正38全向智能天線定向智能天線智能天線實物圖39智能天線實物圖40目錄天饋系統組成及原理智能天線射頻拉遠RRU饋線天饋系統安裝智能天線選型41ZXTRBBU+RRU系統(射頻拉遠)BBU和RRU之間傳輸的是基帶數據，中頻和射頻功放部分都放在室外RRU部分處理BBU和RRU通過光纖傳輸(1.25Gbit/s光纖承載24A&C數據)，工程施工大大簡化了基帶池的概念，NodeB的容量增加了，ZXTRB328滿配支持72單頻點小區的配置42ZXTRB328+R04典型工程應用43R04收發信通道單板名稱說明RIICRRU接口中頻控制板RTRBRRU收發信板RLPBRRU低噪放功放子系統RFILRRU腔體濾波器子系統44ZXTRB30基站的主要特點最大支持3載3扇配置[單載扇容量：23個等效話音信道]每個扇區需要2個TMB，1幅天線最大需要6個TMB，3幅天線射頻饋線27根工程施工、維護是個難題！45滿足TD-SCDMA網絡建設低成本快速建網需求“光纖到塔頂”方式，施工簡便，組網靈活，成本低大容量的BBU（ZXTRB328）滿足各種運用需求，擴容非常方便支持6載波的RRU，滿足各種容量需求，同時擴容僅增加BBU的部分配置室外全天候RRU，滿足各種運用場景需求快速建設經濟靈活、可盈利的TD-SCDMA網絡BBU＋RRU解決方案總結46ZXTRR04和B30對比(機房)從機房到塔頂(樓頂)的線纜施工變得非常簡單47BBU+RRU演進的工程優勢傳統基站向BBU+RRU方式的演進從質的方面改變了TD-SCDMA天饋工程復雜程度。大大降低了工程成本、維護成本。為TD-SCDMA產業化奠定了基礎。48目錄天饋系統組成及原理智能天線射頻拉遠R04饋線天饋系統安裝智能天線選型49饋線通信線路上的傳輸介質：雙絞線、同軸電纜、光纖等同軸電纜

由一根空心的外圓柱導體及其所包圍的單根內導線所組成的。柱體同導線用絕緣材料隔開，其頻率特性比雙絞線好，能進行較高速率的傳輸。由于他的屏蔽性能好，抗干擾能力強，通常多用于射頻信號傳輸。5060m以下：主饋線使用1/4”超柔饋線60m以上：1/2”普通饋線跳線：1m、2m、5m長度接頭：饋線、跳線均為N型直頭饋線同軸電纜軟跳線外場情況51目錄天饋系統組成天饋系統安裝智能天線選型52天饋的安裝準備工作：物業協調：在任何公共、單位或個人所有的建筑上安裝天饋系統，均應事先協調獲得許可；規劃及合同要求：確定位置、安裝方式、工作地連接方式、高度、安裝體承受強度等；防雷接地：確定防雷措施，若安裝避雷針需要確定防雷地線的接地方法；物料準備及測試：確定物料是否齊備、進行必要的性能測試；工具準備：制作電纜接頭的專用工具等；培訓及督導：安裝人員應接受認真培訓，閱讀操作說明，并應有督導人員參與監督；記錄表格：記錄現場安裝情況。53天饋系統安裝流程開始工程準備天饋安裝系統調測接頭密封結束★安裝流程圖★★附件安裝順序★基站天線室外單元天線跳線主饋纜信號電纜避雷針接地卡541.5m

角度小于45度

TD圓陣

抱桿安裝原則：抱桿高度必須低于天線；避雷針距天線至少1.5m（避雷針盡可能細，采用另外的抱桿）；考慮避雷針最高點，使整個天線在避雷區內，避雷針最高點與天線最高點夾角小于45度；天線須處于環境的最高點（周圍40-50m沒有明顯反射物）；架設時盡可能垂直于地面。智能天線安裝—圓陣55智能天線安裝—線陣安裝原則：如果是環鐵架定向安裝，則需要保證陣與陣之間的間距（最小距離）為2m以上，按要求下傾，避雷針安裝在多個扇區所圍成的區域中間；如果是靠墻邊安裝，則各個扇區天線需要獨立安裝避雷針，此時的避雷針安裝較簡單，需要比天線最高端高1m以上，在后背板安裝即可，避雷針盡量細一些。56天饋系統安裝實例—線陣57天饋系統安裝實例—圓陣58NodeB機柜頂端走線圖59目錄天饋系統組成天饋系統安裝智能天線選型60智能天線與我司聯系的天線廠家：摩比、海天、通宇、安德魯、京信天線的工作頻段：主要針對2010～2025MHz頻段，也有包含2010～2025MHz及1880～1920MHz兩個頻段的天線。61智能天線參數對比單天線增益dBi賦形增益dB廣播信道增益dB8元線陣150度：9154元線陣150度：6158元圓陣87862不同陣元數天線性能對比63不同陣元數天線性能對比如果采用MJD，6天線和8天線都能達到滿碼道工作，但四天線達不到滿碼道；當滿碼道工作時，6天線的小區半徑相對8天線的小區半徑約有20%的覆蓋損失，每扇區6用戶時，覆蓋損失18%左右；采用MJD后，4天線上下行均可以達到6用戶，但是相對于8天線MJD，上行覆蓋損失48％，下行損失33％；如果采用SJD，6天線不能達到滿碼道工作，而8天線可以滿碼道工作，這是由于天線賦形波束的原因；6天線MJD單天線增益為17dBi的8用戶下行覆蓋半徑比15dBi增加約19%，上行增加約17%。如果采用6天線MJD，單天線增益變成17dbi時，上行覆蓋半徑比8天線MJD（15dBi）的上行小6.7%，下行覆蓋半徑比后者小3%。64智能天線的選型與網規密切相關的參數：增益方向圖水平波瓣寬度垂直波瓣寬度下傾角度65天線增益是天線的重要參數，不同的場景要考慮采用不同的天線增益；密集城市，站點密集，用戶數較多而且相對集中，為降低小區間和小區內的干擾，公共信道水平波瓣半功率角應較小。農村和鄉鎮，增益可以適度加大，半功率角也可適當加大，達到廣覆蓋的要求，增大覆蓋的廣度和深度；公路和鐵路，增益可以比較大，由于水平波瓣角較小，增益較高，可以在比較窄的范圍內達到很長的覆蓋距離。智能天線選型原則—增益66智能天線選型原則—波瓣角不同的水平波瓣寬度適合于不同的場景；在城市適合65度的三扇區定向天線，城鎮可以使用水平波瓣角度為90度，農村則可以采用90度，對于高速公路可以采用20度的高增益天線。67智能天線選型原則—波瓣寬度水平波瓣寬度的選取：基站數目較多、覆蓋半徑較小、話務分布較大的區域，天線的水平波瓣寬度應選得小一點；覆蓋半徑較大，話務分布較少的區域，天線的水平波瓣寬度應選得大一些。垂直波瓣寬度的選?。焊采w區內地形平坦，建筑物稀疏，平均高度較低的，天線的垂直波瓣寬度可選得小一點；覆蓋區內地形復雜、落差大，天線的垂直波瓣寬度可選得大一些。覆蓋距離覆蓋范圍垂直波束寬度、下傾角水平波束寬度、方位角68區域類型天線掛高建筑物高度要求密集城區30~40m不要選在比周圍建筑物平均高度高6層以上的建筑物上，最佳高度為比周圍建筑物平均高度高2~3層一般城區郊區30~50m不要選在比市郊平均地面海拔高度高很多的山峰上農村根據周圍環境而定天線掛高69干擾的產生：城區環境密集，很容易產生信號的交叉覆蓋，產生導頻污染和信號之間的干擾；干擾的分類：本小區干擾、臨小區干擾，臨小區干擾加大將會降低系統容量；下傾角：較小覆蓋范圍，降低干擾強度；電子下傾為主，機械下傾為輔，下傾最高幅度范圍可