ICS直放站室外覆盖评估.docx

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ICS直放站室外覆盖评估

博威科技（深圳）有限公司

GSMICS直放站

整机介绍及功率预算

设备名称：

ICS直放站

评估单位：

博威科技（深圳）有限公司应用工程部

第一章设备介绍

1.1概述

在当今的移动通信系统中，由于基站覆盖范围有限或受到地理环境因素制约，在某些地区会出现信号传播的阴影或半阴影区域，严重影响网络的通信质量乃至正常通信。

为了解决这一问题，加装移动通信直放机具有迅速扩大覆盖、大大降低投资成本的特点，是一种经济、高效的网络优化选择。

在现在安装的直放站主要分为射频直放站、光纤直放站、移频直放站、射频和光纤混合直放站。

从造价、安装、建设、维护等方面综合考虑，不改变频率分配的射频直放站是最经济、最有效的方式，但其难度在于，只有施主天线和用户天线需要提供高的前后比才能满足同频放大器在较高增益条件下对隔离度的要求。

如果不满足隔离度要求，同频放大器则会产生自激，就会造成严重干扰。

另外，如果直放站安装不当，收发天线隔离度不够，整机增益偏大，输出信号经延时反馈到输入端，就会致使直放站输出信号发生严重失真而产生自激。

发生自激后，有用信号波形质量变差，严重影响通话质量，并产生掉话现象。

针对这种现象我公司开发出ICS直放站来弥补这一缺陷。

通过该产品的上下行增益自动调节从而避免了自激而影响覆盖区域的网络质量。

本产品适用于室内外移动通信网络的信号覆盖，例如室外、地铁、地下商场、游乐场、医院、写字楼建筑物内的信号覆盖。

1.2设备基本原理图

GSMICS直放站基本原理图如下图1-1所示：

1.3设备整体外观图

图1-1ICS直放站原理图

GSMICS直放站整体外观图如下图1-2所示：

图1-2ICS直放站外观图

1.4产品优点介绍

u对天线的隔离度要求降低，允许GM（增益富余）＜0，

干扰信号可以比基站信号大15dB。

u使得工程安装更简便，调试更方便，节约成本。

u智能的上下行自动增益调节系统，不会造成干扰基站上行信号。

u在相同天线隔离度条件下，可以实现更大的增益以及输

出。

u不需要依赖光纤资源。

u没有近端设备，减少了故障发生率。

u避免恒温晶振老化的问题。

u工作在同一频段，节约频率资源。

u采用模块结构与天线一体化设计，体积小、重量轻、安

装方便。

u工作极稳定、动态范围大、功耗低、系统噪声小。

u可选配的监控管理系统，对设备工作状态随时保持远程

监控。

系统特性

参数

上行

下行

频率范围

885-909MHz

930-954MHz

输出功率

33dBm±2dB（2W）

40dBm±2dB（10W）

增益

101±3dB

106±3dB

噪声系数

≤5dB

-

增益调节范围

≥30dB

增益调节步长

1dB

ALC

≥15dB（压缩>24dB关断，压缩<18dB恢复）

带内波动

每信道内：

≤2dB/3.84MHz（峰峰值）

工作频带内：

≤3dB（14.2MHz带宽）

电压驻波比

≤1.5

传输时延

≤6us

频率误差

≤0.01ppm

自激消除度

≥30dB（增益比隔离度大15dB）

矢量幅度误差（EVM）

≤12.5％（典型值:

EVM<5%@50dB增益）

峰值码域误差（PCDE）

≤-35dB

杂散

发射

带外杂散

9kHz～1GHz:

≤-55dBc

1GHz～12.75GHz:

≤-50dBc

带外抑制

±400KHz:

≥55dB;±600KHz:

≥65dB;

±1MHz:

≥70dB;±5MHz:

≥80dB

±400KHz:

≥41dB;±600KHz:

≥60dB;

±1MHz:

≥65dB;±5MHz:

≥75dB

互调衰减

输入互调

干扰信号电平值≤-40dBm/1MHz（干扰信号类型为2个单载波，与载

波中心频率的偏差为3.5MHz时）

干扰信号电平值≤+16dBm/1MHz（与GSM/DCS系统共址时，干扰信号

类型为2个单载波，干扰信号频率为921～960MHz或1805～1880MHz）

干扰信号电平值≤-15dBm/1MHz（与GSM/DCS系统共存时，干扰信号

类型为2个单载波，干扰信号频率为876～915MHz或1710～1785MHz）

输出互调

-

频谱模版:

参考上面的指标要求

-

杂散辐射:

参考上面的指标要求

-

特殊频段杂散辐射:

参考上面的

指标要求

邻道抑制

比（ACRR）

±5M

≥40dB

±10M

≥40dB

输入/输出阻抗

50Ω

供电方式

220VAC

环境特性

参数

工作温度

-25˚C~+55˚C

储存温度

-40˚C~+85˚C

防水性

IP65

湿度

5%～95%

太阳辐射强度

1120W/m^2

雷电保护

8/20us,20kAPulse

EMC

ETS300342-3

MTBF

150000小时

机械特性

参数

型材

铝材

重量

16Kg

尺寸（高x宽x长）

120mmx250mmx650mm

射频连接器

N-K

附件

支撑架和连接螺丝

第二章设备安装要求及功率预算

2.1安装概述

2.1.1安装地点要求

GSMICS直放站可以安装在牢固的室内外任何地方或抱杆上，安装地点要求无腐蚀性、无高压漏电等情况。

考虑到整机的增益恒定性，为了使设备能达到设计功率，应把直放站尽可能放置在移动信号较稳定的地方。

2.1.2安装电源要求额定电压220VAC考虑到该设备用于火场救灾使用，后期实际使用中可以配置后备

电源供电系统，便于临时救灾使用。

（具体配置可根据实际需求做计算）

2.1.3安装消防要求

考虑到该设备用于火场使用，应注意设备临时放置地点的消防安

全，在一定距离内，应设置一定数量的手提式灭火器，供火灾时使用。

2.1.4天线的选取

考虑到该工程为火场室外临时覆盖时使用，为了提高覆盖效果，

建议接收天线采用小型栅格天线，发射天线采用室外定向板状天线。

2.1.5馈线的选取

鉴于本次工程的特殊性，为降低功率损耗，控制投资成本提高

馈线的灵活甩动性，本次方案设计全部采用1/2超柔馈线。

2.1.6信号泄露的要求

因该系统用于火灾现场的临时使用，故不考虑信号泄露问题。

2.2功率预算

2.2.1覆盖工程案例

假设欲覆盖区域为一钢筋混凝土建筑，该楼为地上10层，地下两层的混合建筑结构，平常为商业用楼。

为了保证通信畅通，现已提供室内分布系统一套为用户提供优质的网络服务，同时考虑到后期不可预见的人为灾害，如遇到火灾导致室内分布系统瘫痪，楼内用户因通信不顺畅导致无法拨打电话。

因此加装室外ICS直放站一套，为用户在发生灾害时提供无线网络系统覆盖做预留。

2.2.2工程案例假设覆盖示意图

BSMS

BTS

覆盖区

2.2.3信号覆盖方式

基于建筑物的自身结构及现有的信号状况，为解决楼内信号场强的提高，此次方案决定对大楼内部实行室外覆盖,实际安装位置于具体情况为准，需保证接收场强足够的情况下，尽量靠近覆盖区域以提高其信号场强,达到覆盖全楼的目的。

2.2.4信号源的选取

基于本次覆盖为预防灾害而预留，为控制投资成本，降低工程造价，考虑到射频产品长期运行后功率的下降，为了后期不可预见的覆盖现场做预留，此次G网信源采用ICS（10W）宽带直放站，输出功率为40dBm。

（实际结果可参考功率预算结果）

2.2.5覆盖效果预测

l输出功率及场强要求预测假设该建筑物坐落于市区内，室外接收场强最弱为-71dB,接收天线增益为11dBi,该直放站整机增益为100dB，通过计算：

功率输出=100dB+11dBi+（-71dB）=40dBm

l传播模型分析：

场强预测所使用传播损耗模式为自由空间附加损耗模式。

Ls=L（自由空间损耗）+C（附加损耗）式中：

Ls=20Lgf+20Lgd+32.4

f为频率，单位为MHz；

d为距离，单位为m；

C为附加损耗，单位为dB

计算得知：

900MHz空间损耗：

52dB/10M、56dB/15M、59dB/20M、

69dB/50M、72dB/100M、86dB/500M；

l手机接收效果预测（5W输出时）手机接收功率=天线功率+天线增益-空间损耗-遮挡损耗-多路径损耗

式中：

天线增益为：

7dBi

多路径衰落余量约：

10dB混凝土墙体遮挡损耗算：

40dB取天线口输出电平：

37dBm

距离天线最远点500米处的手机场强为（900MHZ）：

手机接收功率=37dBm+7dBi-10dB-40dB-86dB=-92dBm

接收场强为

-92db左右

500米

BTS

BSMS

5w

覆盖区

手机接收效果预测（10W输出时）

手机接收功率=天线功率+天线增益-空间损耗-遮挡损耗-多路径损

耗式中：

天线增益为：

7dBi

多路径衰落余量约：

10dB混凝土墙体遮挡损耗算：

40dB取天线口输出电平：

40dBm

距离天线最远点500米处的手机场强为（900MHZ）：

手机接收功率=40dBm+7dBi-10dB-40dB-86dB=-89dBm

接收场强为

-89db左右

500米

BTS

BSMS

10w

覆盖区

手机接收效果预测（20W输出时）

手机接收功率=天线功率+天线增益-空间损耗-遮挡损耗-多路径损

耗式中：

天线增益为：

7dBi

多路径衰落余量约：

10dB混凝土墙体遮挡损耗算：

40dB取天线口输出电平：

43dBm

距离天线最远点500米处的手机场强为（900MHZ）：

手机接收功率=43dBm+7dBi-10dB-40dB-86dB=-86dBm

接收场强为

-86db左右

500米

BTS

BSMS

20w

覆盖区

由上计算可知，对建筑物隔断保守预留40dB损耗的预计下，

该覆盖区域在距离天线500米处时无重复阻挡的情况下接收功率在-86~-92dBm之间，结合模拟测试，考虑到实际现场条件，为了提高覆盖区手机信号接收场强，我们可以采用以下几种方式提高手机接收场强：

1、把从发天线放置在离覆盖区较近的区域，采用缩短从发天线和覆盖区域的直线距离，减少了无线传播空间损耗，从而提高手机接收场强。

2、增加天线的增益，提高设备对接收场强的要求，从而

达到提高手机接收场强。

3、如遇到对地下室做覆盖的情况下，尽量把从发天线放置在地下室的入口处，减少墙体对无线信号的屏蔽，从而提高手机接收场强。