手机信号放大器 微功率直放站

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一、产品手册

介绍本产品的技术原理、设备功能、指标、安装及操作。

1.1  产品概述

随着移动通讯网络的建设和发展日趋成熟,无线网络的深度优化工作逐渐成为各大运营商网络优化工作的重点。提供更具针对性的网络深度覆盖解决方案,也成为各网优设备供应商开发新产品的最主要方向。网络深度优化的复杂性在于覆盖场景的多样性,存在安装条件及覆盖面积各异、设备及安装维护成本压力大、客户投诉无法快速解决等诸多困难。这些都要求网优设备供应商能提供区别于传统解决方案的针对性更强的新产品、新方案。TD-LTE分布系统末端微功率放大模块产品是针对网络深度优化需求最新推出的产品,产品最主要的特点是:

1、高智能:采用TD-LTE基带解码同步模块,同步精度高、工作稳定。工作参数全自动调整,极其方便的安装、开通方式,即装即用,最大程度节约了安装及开通维护成本,而且适用于不同的覆盖场景。

2、高性能:高增益、高功率,适用于大部分深度优化覆盖场景,内置全数字处理的自激检测模块,避免安装及使用过程中的自激现象,避免对施主基站产生的干扰。

3、 高稳定:全金属外壳,良好的散热条件,保证了设备能长期稳定的工作。微功率放大模块产品专用于小面积区域室内覆盖,与施主天线、重发天线及射频电缆组成信号延伸覆盖系统。施主天线接收来自施主基站的下行信号经直放站下行链路发大后,通过重发天线发射出去。覆盖区内的手机上行信号,被重发天线接收,经直放站上行链路放大后,通过施主天线发射出去。从而实现基站信号的延伸覆盖分布,有效消除室内覆盖盲区,抑制干扰,为室内的用户提供稳定、可靠的信号,使用户在室内也能享受高质量的个人通信服务。该室内手机伴侣产品主要应用于室内点式小区域覆盖,或用于覆盖电梯。

下图是产品的简明原理框图


1.2  产品技术指标

TD-LTE制式技术参数

工作频段

F频段:1880-1915MHz

增益

70±3dB

自动功率控制范围

30dB

带内波动

3dB (p-p),

最大输出功率

UL:14±2dBm DL:17±2dBm

ACLR

UL:≤-36dBc,DL:-40dBc

64QAM EVM

≤5%

噪声系数

6dB

端口驻波

≦2

杂散发射1GHz以下各频段(dBm)

≤-36dBm/100KHz

时延

≦1μs

上下行时隙比

3GPP规定的7+9种结构

整机硬件指标

电源

外置电源适配器AC 220V转DC+5V

功耗

小于10W

射频接头

50欧姆 SMA阴头

施主天线

八木天线或壁挂板状天线

重发天线

吸盘天线

状态指示灯

电源灯、同步状态指示、TD-LTE信号告警。

环境温度

-20℃~+55

外壳尺寸

160*128*25mm

重量

0.6kg

1.3  产品外观图片

针对微功率放大模块产品的使用场景特点,产品外观设计要求美观、大方、安装方便,体积小、薄,不占用过多空间。

1.4  产品接口说明

产品有两个天线端口和一个电源接口。

BTS:接施主天线。

ANT:接重发天线。

DC:接电源适配器,电源适配器为外置,使用220V市电。

1.5  产品安装方式

现场安装简单,产品侧面设计了4个挂孔,可直接挂墙使用。当安装在电梯轿厢中使用时,可以使用魔术胶贴固定在电梯轿厢顶上。

1.6  指示灯状态表

工作指示灯

状态

说明

电源指示灯(红Power)

电源正常

电源故障

状态指示灯 (绿Status)

未同步

长亮

同步正常

告警指示灯 (绿Status)

未发生过功率

长亮

设备输入功率过大,调整天线

1.7  配件清单

名称

型号

数量

单位

备注

微功率放大模块产品

 

1

标配

电源适配器

220V/5V

1

标配

馈线

FB-50-3D

10

标配

橡皮天线

 

1

标配

板状天线

 

1

标配

二、产品安装说明

2.1  安装前准备

在安装之前,首先勘察现场是否具备安装、开通设备条件,包括了解现场施主信号情况、供电情况,施主天线安装位置等。

需准备如下工具:

1、 螺丝批、电钻及扳手等。

2、 其它工具包括胶带、防水胶泥等。

2.2  设备连接

设备连接与普通微功率放大模块相同,包括施主天线、重发天线、电源等。

产品有两个天线端口和一个电源接口。

BTS:接施主天线。

ANT:接重发天线。

DC:接电源适配器,电源适配器为外置,使用220V市电。

现场安装简单,产品设计了挂孔,可直接挂墙使用,也可直接放置在台面上。

所有天线连接好后,接通电源,观察各指示灯正常即开通完成。

 

三、产品使用说明

产品的适用范围很广,产品目前已经安装使用在许多不同的场景,下面是一些工程使用实例:

1、 地下停车场:使用输出功率27dBm的微功率放大模块,配合小型的分布系统,很好解决了大面积地下停车场的覆盖问题。

2、 高层楼宇电梯覆盖:微功率放大模块高增益、高功率的特性,最适于解决高层楼宇的电梯覆盖问题,而且安装简便,成本低廉。

3、 公路覆盖:公路的连续覆盖传统上用基站或大功率直放站解决,但地理环境等因素不可避免的造成了一些覆盖盲点,微功率放大模块高增益、高功率的特性为处理此类问题提供了高性价比的解决方案。

4、 小规模的楼宇室内覆盖:代替传统的大功率信源,不仅节省了成本,而且方案实施更加简单、快捷。

下面具体分析工程使用中最关心的几个问题。

3.1  微功率放大模块产品对施主基站影响分析

微功率放大模块的上行链路噪声大小主要由两个因素决定:一是微功率放大模块上行链路增益及上行放大器的噪声系数,二是施主基站与微功率放大模块之间的路径损耗,如果微功率放大模块的上行链路增益加上行放大器的噪声系数远小于路径损耗,则微功率放大模块的上行链路就几乎不会对施主基站产生影响。

对于大功率射频微功率放大模块(大于2W),一般上行增益加噪声系数与路径损耗差别不大,因此对施主基站的影响不可忽略,功率越大则影响越大,如果微功率放大模块调整不当,确实会产生较明显的上行干扰。

微功率微功率放大模块的下行功率一般小于0.1W,因此上行链路增益加噪声系数后仍远小于路径损耗,因此对施主基站接收机噪声系数影响很小 。

如:下行输出20dBm的微功率微功率放大模块,最大增益70dB,当施主天线接收到的信号为-50dBm时,即可满功率输出。此时施主路径损耗为93dB。而上行链路对热噪声的放大仅为70dB,考虑上行放大器的噪声系数5dB,到达施主基站的噪声功率比基站接收机底噪声低18dB。引起的基站噪声系数恶化小于0.02dB,可以忽略不计。

建议使用微功率放大模块产品时尽量使用窄波束、高增益天线,主瓣方向对准施主基站。这样可以提高施主信号的选择性,避免接入过多基站的信号,从而也就能避免上行噪声对其它基站产生影响。

下表是在微功率放大模块正常工作情况下,下行输出功率与施主基站底噪抬高的关系:

微功率放大模块下行输出功率

基站的底噪抬高(ROT)

17dBm

0.034dB

20dBm

0.068dB

23dBm

0.135dB

27dBm

0.332dB

可见,使用27dBm以下的微功率微功率放大模块时,对基站的影响几乎可忽略不计。功率越大的微功率放大模块影响越大,要慎重使用。多个微功率放大模块共用一个施主基站的考虑:由于微功率放大模块对施主基站的上行影响很小,因此允许多台微功率放大模块公用一个施主基站,

下表计算了多台使用时对基站的影响情况:

下行功率

1

2

3

4

5

6

13dBm

0.014dB

0.027dB

0.043dB

0.054dB

0.068dB

0.086dB

17dBm

0.034dB

0.068dB

0.108dB

0.135dB

0.169dB

0.212dB

20dBm

0.068dB

0.135dB

0.212dB

0.266dB

0.332dB

0.414dB

23dBm

0.135dB

0.266dB

0.414dB

0.515dB

0.639dB

0.791dB

27dBm

0.332dB

0.639dB

0.973dB

1.193dB

1.455dB

1.764dB


当需要使用多台微功率放大模块时,上表可以作为设计参考,尽量不要使微功率放大模块对施主基站产生上行干扰。

下表是分析了当允许基站上行底噪抬高0.5dB的条件时,

在单站下允许使用的微功率放大模块数量:

微功率放大模块功率(dBm)

单站下最大数量

0

2440

10

244

13

122

16

61

20

24

23

12

27

5

附:上述表格的计算公式:

定义基站热噪声电平升高ROTrep(Rise Over Thermal):

    ROT =10log(1+10^(-NIM/10))

其中:噪声注入裕量NIM(Noise Injection Margin)

    NIM=基站本底噪声功率Pbts – 外部注入噪声功率Pinj

3.2 微功率放大模块产品覆盖效果分析

微功率放大模块一般使用在室内或电梯等封闭空间,对覆盖距离的分析可以使用下面公式估算:

    Pr = Pt+Gt - (32.4+20lg (DF)+ Ld)

D: Km

F: MHz

Ld: 室内各种障碍物或方向引入的损耗(附加损耗)

Pt: 输入天线端口的功率(dBm)

Gt: 天线的实际增益可认为0dB

下表是对典型应用场景1900MHz覆盖距离的分析计算:

频率

天线口有效功率(dBm)

距离(m

自由空间损耗(dB

附加损耗(dB

接收点电平(dBm

1900 MHz

17

50

72

20

-75

100

78

20

-81

200

84

20

-87

3.3  地下停车场的应用

对于900平米左右的地下停车场,假设最远的覆盖距离为50米,根据前面的方法计算,假设附加损耗为30dB,使用6dB的壁挂天线。


微直下行功(dBm

重发天线增益(dB

距离(m

自由空间损耗(dB

附加损(dB

接收点电平(dBm

20

3

50

65.2

30

-72.2

图中是使用室内分布系统时的覆盖效果测试,天线口功率为8dBm,可以作为微直使用的参考。每个天线的覆盖面积达400平米左右。使用20dBm的微直覆盖900平米面积是可以满足要求的。


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