GSMWCDMAWLAN三网合一系统的设计Word文档格式.docx

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插损

隔离度

成本

备注

3dB电桥

大于3dB

30dB左右

低

很少采用

合路器

小于1dB

至少60dB

高

应用较广

通过上表中的技术指标对比，如无特殊情况，我们一般采用合路器来作为多系统接入的合路器件。

在GSM&

WCDMA&

WLAN三网合一室内分布系统中，通常采用的合路器有以下几种（G指GSM900；

D指GSM1800；

W指WCDMA；

L指WLAN）：

产品型号

端口一

端口二

端口三

CM-GWNN00

GSM900MHz

WCDMA2000MHz

CM-DWNN00

GSM1800MHz

CM-GWLNN00

WLAN2400MHz

CM-DWLNN00

CM-GWLNN01

CM-DWLNN01

在设计室内分布系统时，我们需根据实际需要合理选用以上合路器。

1.3信源的合路基本结构

根据以往设计合路系统的经验，总结出以下两种合路基本结构：

A、二合一结构

B、三合一结构

在设计合路系统中，一般情况：

WLAN网络信号只对会议室、大堂、咖啡厅等进行选择性覆盖而不是完全覆盖故采用A方式合路。

但在WLAN网络信号需对整个建筑覆盖时采使用B方式合路。

在工程中还需根据有源设备安装地点和覆盖楼层分布的具体情况合理考虑以上两种合路结构的组合。

要做到即节约成本，又能达到最佳覆盖效果。

2分布系统部分

2.1无源器件的选取

在三网合一室内分布系统中，无源器件的选取尤为重要：

根据工作频率范围、驻波比选取合适的室内吸顶天线及壁挂天线：

工作频率范围包含885～2500MHz;

在全频段内驻波比≤1.8。

根据工作频率范围、驻波比、插损选取合适的功分器、耦合器

在全频段内驻波比≤1.3；

插损≤0.1dB（不包含分配比）。

2.2天线的分布

根据建筑物的结构选取天线的分布密度：

建筑物内部结构简单且地域空旷，如地下室、停车场、机场、大型超市，可采用分布密度较小的天线进行覆盖；

建筑物内部结构复杂且隔墙较多，如卡拉OK包厢、密集型写字楼，可采用分布密度较大的天线进行覆盖。

2.3天线端口的设计输入功率

根据WCDMA和GSM信号传播模型确定天线的两系统功率分配：

WCDMA信号比GSM900/1800信号自由空间衰耗大7dB/1dB，一般区域边缘场强要求WCDMA导频功率≥－90dBm、GSM功率≥－85dBm。

故如WCDMA与GSM900共用天线，则WCDMA天线端口导频功率比GSM900天线端口功率高2dB；

如WCDMA与GSM1800共用天线，则WCDMA天线端口导频功率比GSM1800天线端口功率低4dB。

按照以上规律设计室内天线端口的输入功率，基本可以保持相同的覆盖面积。

二、WCDMA、GSM、WLAN三网合一系统的技术分析

1可行性分析

通过成都万年大厦的GSM&

WLAN三网合一室内分布系统试点的建设和测试，并对其测试结果加以分析总结，得出最终结论：

GSM&

WLAN三系统共用室内分布系统的解决方案是完全可行的。

共用室内分布系统的关键要点在于：

A、合路器件的选取时注意隔离度的要求；

B、三系统各自的有源设备的杂散发射指标，包含直放站、功率直放机、微蜂窝和宏蜂窝，必须严格符合各自的协议标准；

C、室内分布系统中所使用的无源器件（天线、馈线、功分器、耦合器等）必须满足工作频率范围的要求；

D、必须根据三系统各自不同的覆盖要求和设计指标来合理的设计共用室内分布系统。

在设计GSM&

WLAN三网合一室内分布系统时，如能够满足以上几个条件，那么实现共用系统是可行的。

1.2GSM&

WLAN三系统间的干扰分析

在共用室内分布系统中，三系统之间的干扰无疑成为最为关注的一点，在此我们通过结合成都万年大厦的测试结果来详细的分析它们各自之间的干扰情况。

GSM：

900系统的工作频率为：

上行接收频率为：

890MHz～909MHz共19MHz；

下行发射频率为：

935MHz～954MHz共19MHz；

1800系统的工作频率为：

上行接收频率为：

1710MHz～1720MHz共10MHz；

1805MHz～1815MHz共10MHz；

每载频工作带宽为：

200KHz。

WCDMA：

我国WCDMA系统的工作频率为：

1920MHz～1980MHz共60MHz；

2110MHz～2170MHz共60MHz；

5MHz。

WLAN：

IEEE802.11b协议规定WLAN的工作频率为：

2400MHz～2483.5MHz，每信道带宽为22MHz。

GSM、WCDMA、WLAN工作频段如下：

2.1GSM系统对WCDMA和WLAN系统的干扰

首先我们可以根据GSM发射机的协议标准得出，GSM发射机的杂散发射为：

WCDMA工作频率范围内：

低于-30dBm/100KHz；

WLAN工作频率范围内：

低于-30dBm/100KHz。

如采用60dB隔离度的合路器，那么GSM发射机的杂散发射到达WCDMA信源或WLAN信源接收机的大小低于－90dBm/100KHz。

对于WCDMA系统：

达到接收机的噪声电平为－73dBm/5MHz，对于WLAN系统：

达到接收机的噪声电平为－67dBm/22MHz，严重影响了WCDMA和WLAN信源上行接收机的正常工作，所以该指标不可取。

如按照以上的杂散要求，无法满足共用室内分布系统的杂散发射要求。

但在试点中我们通过下图所示测量方法测得我公司GSM900功率直放机的杂散发射在WCDMA和WLAN工作频率范围内均低于－97dBm/100KHz。

在实际工程应用中，我们通常使用合路器将GSM系统与它系统合路，如下图所示：

根据测试结果GSM900功率直放机的杂散发射在WCDMA和WLAN工作频率范围内均低于－97dBm/100KHz。

如采用60dB隔离度的合路器，那么GSM发射机的杂散发射到达B点即进入WCDMA信源或WLAN信源接收机的大小低于－157dBm/100KHz。

达到接收机的噪声电平为－140dBm/5MHz，而接收机的底噪声为－105dBm/5MHz左右，几乎对WCDMA系统不产生干扰。

并且通过实际测试证明合路之后几乎没有任何影响。

对于WLAN系统：

达到接收机的噪声电平为－134dBm/22MHz，远远低于WLAN热噪声，几乎对WLAN系统不产生干扰。

2.2WCDMA系统对GSM和WLAN系统的干扰

首先我们可以根据WCDMA发射机的协议标准得出，WCDMA发射机的杂散发射为：

GSM工作频率范围内：

-98dBm/100KHz；

-98dBm/100KHz。

在试点中我们通过下图所示测量方法测得我公司WCDMA功率直放机的杂散发射在GSM和WLAN工作频率范围内均为－100dBm/100KHz。

在实际工程应用中，我们通常使用合路器将WCDMA系统与它系统合路，如下图所示：

根据协议标准WCDMA发射机的杂散发射在GSM和WLAN工作频率范围内均为－98dBm/100KHz。

如采用60dB隔离度的合路器，那么WCDMA发射机的杂散发射到达B点即进入GSM信源或WLAN信源接收机的大小为－158dBm/100KHz。

对于GSM系统：

达到接收机的噪声电平为－155dBm/200KHz，而接收机的底噪声为－107dBm/200KHz左右，几乎对GSM系统不产生干扰。

达到接收机的噪声电平为－134dBm/100KHz，远远低于WLAN热噪声，几乎对WLAN系统不产生干扰。

2.3WLAN系统对GSM和WCDMA系统的干扰

在试点中我们通过下图所示测量方法测得WLAN有源设备的杂散发射：

GSM900工作频率范围内：

－97dBm/100KHz；

GSM1800和WCDMA工作频率范围内：

－81dBm/100KHz。

在实际工程应用中，我们通常使用合路器将WLAN系统与它系统合路，如下图所示：

根据测试结果WLAN发射机的杂散发射在GSM900、GSM1800、WCDMA工作频率范围内分别为为－97dBm/100KHz、－81dBm/100KHz、－81dBm/100KHz。

如采用60dB隔离度的合路器，那么WLAN发射机的杂散发射到达B点即进入GSM900信源、GSM1800信源或WCDMA信源接收机的大小分别为－157dBm/100KHz、－141dBm/100KHz、－141dBm/100KHz。

对于GSM900系统：

达到接收机的噪声电平为－155dBm/200KHz，而接收机的底噪声为－107dBm/200KHz左右，几乎对GSM900系统不产生干扰。

对于GSM1800系统：

达到接收机的噪声电平为－138dBm/200KHz，而接收机的底噪声为－107dBm/200KHz左右，几乎对GSM1800系统不产生干扰。

达到接收机的噪声电平为－124dBm/5MHz，而接收机的底噪声为－105dBm/5MHz左右，几乎对WCDMA系统不产生干扰。

3干扰分析总结

通过以上分析，并结合试点测试结果，我们可以确定：

GSM、WCDMA、WLAN之间的干扰几乎不存在。

在此，需强调的是GSM发射机的杂散发射的协议标准已不能够满足GSM&

WLAN三网合一室内分布系统的要求，建议在对GSM直放站或功率放大器进行选型时需考虑杂散发射低于－80dBm/100KHz。

如使用隔离度为60dB的合路器，则：

到达WCDMA接收机的杂散发射电平为－123dBm/5MHz，而WCDMA基站的底噪声为－105dBm，使WCDMA基站的底噪声电平提高0.07dB。

到达WLAN接收机的杂散发射电平为－116.6dBm/22MHz，而WLAN的底噪声为－97.6dBm，使WLAN的底噪声电平提高0.05dB。

以上噪声增量基本没有影响。

WCDMA直放站或功率直放机的杂散发射符合3GPP协议，在GSM和WLAN系统工作频率范围内的杂散发射电平低于－98dBm/100KHz。

WLANAP或功率直放机的杂散发射电平低于－80dBm/100KHz。

三、GSM系统向兼容WCDMA系统的改造

1WCDMA信源和干线放大器的合路

与原有GSM室内分布系统进行信源合路时，需分两种情况：

1.1原有GSM分布系统为无源分布系统

此合路方式较为简单，在GSM信源处将WCDMA信源进行合路即可，如下图所示：

1.2原有GSM分布系统为有源分布系统

即除信源合路外还有干线放大器的合路，如下图所示：

2无源器件的更换

由于以前所建设的GSM室内分布系统中，所使用的无源器件（功分器、耦合器、天线）的工作频率范围大多为890～2000MHz，甚至只有890～960MHz，均不支持WCDMA的工作频率1920～2170MHz，所以在进行原有GSM系统的改造时需要对天馈线系统中的无源器件进行更换。

考虑到WLAN系统的合路，故建议更换后的无源器件必须满足工作频率范围为885～2500MHz。

另在进行无源器件更换时还需注意其它技术参数，最好与更换前保持一致，如天线的增益，功分器耦合器的插损等。

3馈线的改造

现有的GSM室内分布系统中所使用的馈线大多为8D/10D/1/2〞,它们的100m衰耗对照下表：

900MHz

2000MHz

2400MHz

8D馈线

14.0dB

约23dB

约26dB

10D馈线

11.1dB

约18dB

约21dB

1/2〞馈线

6.9dB

10.7dB

12.1dB

7/8〞馈线

3.9dB

6.1dB

7.0dB

可以看出2000MHz的损耗与900MHz的损耗相差较大，在1.9GHz的频率以上一般不采用8D和10D馈线，建议馈线改造按以下要求：

原有GSM分布系统平层馈线中长度超过5m的8D/10D馈线均需更换为1/2〞馈线；

主干馈线中不使用8D/10D馈线。

原有GSM分布系统平层馈线中长度超过50m的1/2〞馈线均需更换为7/8〞馈线；

主干馈线中长度超过30m的1/2〞馈线均需更换为7/8〞馈线。

考虑到在进行馈线改造所产生的馈线与接头的增加成本的控制，更换下来的1/2〞馈线与接头可以用于更换8D/10D馈线。

4电梯覆盖的改造

八木天线由于增益高、方向性好、价格适中被广泛用于室内分布系统中对电梯的覆盖，特别是GSM900系统（平均每副天线可覆盖7层，有很高的性价比）使用最多。

但受自身结构特点的限制，八木天线不能在890～2500MHz的宽频段内工作（衰减量太大，失去高增益的优势），所以进行WCDMA改造项目时必须采取有效措施保证双网信号正常覆盖。

在电梯井道内安装不同频段的八木天线，如下图所示：

将原八木天线替换为宽频段的定向壁挂天线（一般是双频段的：

800～960MHz与1700～2500MHz），并加大天线密度，保证边缘区域足够的电平值。

如原电梯覆盖系统为采用吸顶天线进行电梯厅进行覆盖，则一般需更换吸顶天线即可。