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广州地铁6号线综合规划方案.docx

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广州地铁六号线规划方案 目 录 1 工程概述 5 2 组网方案 7 2.1 接入方案 7 2.2 站点设置方案 7 2.2.1 功率容量预算 7 2.2.2 移动覆盖站点方案 9 2.2.3 联通覆盖站点方案 10 2.2.4 电信覆盖站点方案 11 2.3 设备指标 12 2.3.1 主设备指标 12 2.4 机房指标 15 2.4.1 机房高度面积 15 2.4.2 机房荷载 16 2.4.3 机房改造要求 16 2.4.4 机房照明 16 2.4.5 机房环境 17 2.4.6 机房防火 17 2.4.7 机房防水 17 2.4.8 机房密封 17 2.4.9 机房温湿度 18 2.4.10 机房空调 18 3 业务解决方案 18 3.1 无线覆盖方案 18 3.1.1 无线覆盖框架 18 3.1.2 切换带设置 20 3.1.3 站点设置 22 3.2 覆盖设计指标 23 3.2.1 GSM移动覆盖指标 23 3.2.2 TD-LTE覆盖指标 24 3.2.3 CDMA2000覆盖指标 25 3.2.4 CDMA2000 EV-DO设计指标 26 3.2.5 GSM900M联通指标 27 3.3 无源器件指标 28 4 干扰分析 28 4.1 地铁六号线二期通信系统基本概况 28 4.2 系统间干扰的分类 29 4.3 系统间干扰隔离度计算 30 4.3.1系统间干扰的隔离原则 30 4.3.2 杂散隔离度计算分析 31 4.3.3 互调隔离度计算分析 32 4.3.4 阻塞隔离度计算 32 4.4计算结果 33 4.4.1 民用通信系统间干扰计算 33 4.4.2 民用通信系统间隔离措施 35 4.4.3 民用通信系统与专用通信系统间干扰分析 35 4.4.4 专用通信系统干扰民用通信系统的隔离措施 37 4.4.5 WLAN与TD-LTE通信系统间干扰分析 39 4.5结论与建议 43 图 目 录 图 11 广州地铁6号线一期位置图 5 图 24 联通站点配置 11 图 25 电信站点配置 12 图 26 BBU设备 14 图 31地铁综合解决方案总体概括图 19 图 32 隧道覆盖接入示意图 19 图 33隧道覆盖 20 图 34 隧道切换区域 21 图 35 隧道与室外高架站切换区域 21 图 36 地铁6号线1期站点设置1 22 图 37 地铁6号线1期站点设置2 22 表 目 录 表 21 话务估算 8 表 22 话务容量规划 8 表 23 移动站点配置 9 表 24移动主设备指标 12 表 25 联通主设备指标 12 表 26 电信主设备指标1 13 表 27 电信主设备指标2 14 1 工程概述 广州地铁六号线全长24.3KM,设22座车站,平均站间距1104.5m,最大站间距2214.06m,最小站间距630.98m。地下里程21.2公里,高架线长2.9公里。各站为:浔峰岗、横沙、沙贝、河沙、坦尾、如意坊、黄沙、文化公园、一德路、海珠广场、北京路、越秀南、东湖、东山口、区庄、黄花岗、沙河顶(水荫路)、沙河、天平架、燕塘、天河客运站、长湴(元岗)。广州地铁6号线信号覆盖工程是首次由广东移动通信有限公司广州分公司承建,考虑到这项工程是属于3大运营商共建共享的工程。通过上下行信号分路的POI多系统接入模式。该系统接入移动GSM900、移动TD-LTE、联通GSM900、联通WCDMA、电信cdma2000,800MHz共5个系统,采用POI合路。对于地铁专用系统Tetra、WLAN和调频广播共3个系统,采用空间隔离方式。 图 11 广州地铁6号线一期位置图 广州地铁6号线2期工程(长湴—香雪)全长17.6公里,设车站10个,2期全部为地下线,设车站10个。各站为:华南植物园、龙洞、柯木塱、高塘石、黄陂、香山路、科学城东、暹岗、萝岗、香雪。总投资91.26亿元,使用6节直线电机列车,运行计划2014年建成通车。广州地铁6号线2期信号覆盖工程由广东移动通信有限公司广州分公司承建,考虑到这项工程是属于3大运营商共建共享的工程。通过上下行信号分路的POI多系统接入模式。该系统接入移动GSM900、移动TD-LTE、联通GSM900、联通WCDMA、电信cdma2000,800MHz共5个系统,采用POI合路。对于地铁专用系统Tetra、WLAN和调频广播共3个系统,采用空间隔离方式。 图 12 广州地铁6号线二期位置图 2 组网方案 2.1 接入方案 2.2 站点设置方案 2.2.1 功率容量预算 2.2.1.1 链路预算 对于地铁覆盖系统中,系统输出功率受限于地铁隧道中泄漏电缆的功率。 按照系统附加损耗(取21dB)包括: ① 车体影响5dB; ② 人流密度4dB; ③ 漏缆耦合损耗2—4米远点4dB; ④ 系统余量8dB。 1) 对于CDMA2000(1X+EV-DO) 系统 95%漏泄电缆耦合损耗73dB; 满足覆盖场强大于-85dBm时,漏泄电缆末端所需最小功率为X: 则有:X-(73+21)>-85dBm; X >9dBm。 由于CDMA系统采用软切换技术,因此可不计信号重叠距离。 2) 对于GSM900 系统 99%漏泄电缆耦合损耗70dB; 满足覆盖场强大于-85dBm时,漏泄电缆末端所需最小功率为X: 则有:X-(70+21)>-85dBm; X >6dBm。 3)2000MHz 系统(W+TD-LTE系统) 95%漏泄电缆耦合损耗65dB; 漏缆耦合损耗95%概率增加到99%时5dB; 满足覆盖场强大于-85dBm时,漏泄电缆末端所需最小功率为X: 则有:X-(65+21+5)>-85dBm; X >6dBm。 POI插入损耗 5.5dB; POI输出口至漏缆间的路由损耗 = 1.2dB; 漏泄电缆百米传输损耗5.81dB; 在漏泄电缆中传输距离为D: 3.321859 则有:(32-6.7)-(D×5.81)= 6dBm; D≈330m 2.2.1.2 容量预算 依据地铁2号线的容量,分别涉及到换乘站点热点区域和一般站点区域的话务量来估算。 表 21 话务估算 容量规划-其他基本条件 总客流量中移动/联通/电信用户比 50/30/20% 平均每用户在地铁两站间停留时 长(分钟) 10(综合考虑用户进站、出站、站内 停留、地铁开动和停靠时间) 单载扇话务量(Elr),1X/WCDMA/GSM/TD 18/v12.2kbps,15.9/2.935/15 忙时平均每用户话务量(Elr) 0.025 表 22 话务容量规划 计算公式: 两站台间载扇数=客流量*用户比例*平均每用户话务量*(每用户在两站间停留时长/60) 2.2.2 移动覆盖站点方案 对于移动GSM900M和TD-LTE接入广州地铁6号线1期与2期的综合接入系统,受限于GSM900 RBS6201的容量限制,拟定在6号线1期与2期每个地铁站点机房配置RBS6201,对于地铁站间距较长的隧道由于链路衰减,需要根据实际预算来增加光纤拉远RRU来增补隧道的覆盖。 表 23 地铁6号线1期移动站点配置 表 24 地铁6号线2期移动站点配置 地铁6号线1期与2期载波配置方式采用参照现网地铁站点的方式规划。常态载波按平时周五忙时载波需求。峰值载波按全年忙时载波需求配置。考虑到地铁施工难度较大,地铁的扩容需提前安装好机架,后期只需直接扩容载波即可。 2.2.3 联通覆盖站点方案 地铁隧道内每站要求设1个通信机房,通过无源分布系统对站台、站厅进行覆盖,并通过泄漏电缆等无源设备覆盖地铁隧道。每机房除现在确定的GSM/WCDMA设备外,须各预留一个扩展机架位置,载波要求如下: GSM网:初期每扇区2载波,后期根据市场业务发展,可能须要相应增加载波,一般不超过4载波。 WCDMA网:初期每扇区先上1个载波,后期根据市场业务发展,可能需要相应增加载波,一般不超过3载波。 图 21 联通站点配置 2.2.4 电信覆盖站点方案 对于引进地铁的载波数,关系到CDMA系统的网络规划、用户发展情况而定,这里不能简单的给出;就现网而言,目前引进地铁的载波数最大为4载波,最小为2载波, C网主设备输出功率为20W/载波。 图 22 电信站点配置 2.3 设备指标 2.3.1 主设备指标 使用的设备包括移动GSM900M的BBU+RRU设备、移动TD-LTE ,BBU+RRU设备,联通GSM900M和WCDMA以及电信的CDMA2000主要设备指标如下: GSM900(移动) TD-LTE(移动) 型号 RBS6201 DBS3900 载频数 8 6个小区(10M),3个小区(20M) 耗电量 1500 Watts 150 Watts(3*10M),225(6*10M) 工作电压 -48V -48V 射频输出功率范围 <=20W <=20W 接地要求 <=5欧姆 <=5欧姆 输入输出接口  N型  N型 工作环境 工作温度-5~+40℃ 工作温度0~+40℃ 相对湿度≤95% 相对湿度≤95% 大气压力70~106 kPa 大气压力70~106 kPa 表 24移动主设备指标   GSM900(BBU) GSM900(RRU) WCDMA(BBU) WCDMA(RRU) 型号 DBS3900 DBS3900 载频数 1~6 1~3 耗电量 275 Watts 500Watts 275 Watts 500Watts 尺寸 (H*W*D): 86mm (2U)*442mm*310mm (H*W*D): 480mm*270mm*150mm (H*W*D): 86mm (2U)*442mm*310mm (H*W*D): 480mm*270mm*150mm 重量 11kg ≤ 15kg 11kg ≤ 15kg 工作电压 -48V DC/+24V DC; -48V DC/220V AC -48V DC/+24V DC; -48V DC/220V AC 射频输出功率范围   <=20W   <=20W 接地要求 <=5欧姆 <=5欧姆 <=5欧姆 <=5欧姆 工作环境 工作温度-5~+40℃ 工作温度-5~+40℃ 工作温度-5~+40℃ 工作温度-5~+40℃ 相对湿度≤95% 相对湿度≤95% 相对湿度≤95% 相对湿度≤95% 大气压力70~106 kPa 大气压力70~106 kPa 大气压力70~106 kPa 大气压力70~106 kPa 安装方式 落地安装 落地安装 落地安装 落地安装 传输需求 4 E1/T1 或2*FE(1光口+1电口) 2 CPRI 光纤接入 4 E1/T1 或2*FE(1光口+1电口) 2 CPRI 光纤接入 表 25 联通主设备指标 电信CDMA的主设备: BBU+RRU方式中,BBU可以安装在APM30中(APM30落地安装),也可以安装在BBU安装机架里(BBU安装机架挂墙安装);对于RRU,无论是BBU+RRU方式中的RRU还是单独RRU,均需挂墙安装。 BBU 图 23 BBU设备 (1)满配置功耗不大于250W; (2)安装方式:安装于APM30机架中(APM30落地安装)或者安装在BBU安装机架里(BBU安装机架挂墙安装)。 RRU 交流RRU 表 26 电信主设备指标1 注:中国电信交流RRU使用220V交流电。 (2)直流RRU除了使用-48V供电以外,其他条件与交流RRU基本一致。 3、BBU和RRU的运行过程中气候环境表 表 27 电信主设备指标2 对此在地铁6号线1期与2期综合解决信号覆盖系统的框架规划方案中,对于主设备选取没有做进一步细致的分析,这将根据后期方案制定后的集中采购方案来确定。 2.4 机房指标 由地铁总公司提供的指定位置的基站机房,根据设计图纸测算,在三家运营商共用机房的情况下对机房有如下要求: 2.4.1 机房高度面积 机房必须有足够的空间高度,以便于安 装机架、走线梯和布放电缆。一般要求机房净高≥2.7m。根据进入机房设备投影估算40-45平方米 2.4.2 机房荷载 (1) 机房的楼板必须有足够的荷载能力,足以承受机房内现有以及后期待安装设备所产生的压力。 (2) 在选定机房时,需请具有相关资质的设计单位核实机房荷载是否满足要求,并出具相应的承重核实报告。 (3) 机房负荷技术指标必须符合《基站承重测算及加固实施手册(Ver1.0 20060117)》要求。 2.4.3 机房改造要求 (1) 机房内不能作装饰性装修 (如安装吊顶和活动地板等)。 (2) 机房门要足够大以便于工程期间设备的搬运。机房门应向外开。机房门应具有防火,防盗力。 (3) 机房的地板必须采用水磨石或耐磨砖,不能采用水泥地面。墙身要求涂 墙漆。墙身、天花要求结实、坚固。 (4) 建议机房门口应有门槛,以防水、防鼠。 (5) 机房内应安装带有接地保护的电源插座,其电源不应与照明电源同一回路,若不能单独成一回路时,应选择带有保险丝的插座。 2.4.4 机房照明 (1) 机房的主要光源应采用荧光灯。照度要求:离地0.8m水平面上≥50Lux。 (2) 照明电应与工作电(设备用电及空调用电)分开布放。 (3) 机房内配置应急灯。当正常照明系统发生故障时,应急灯能提供应急照明(可选)。 (4) 不允许有太阳光直射进机房。建议如果机房有窗户,必须用遮光纸进行避光处理或用水泥、砖将窗户封闭。 (5) 机房内需配置人字铝梯,以方便基站维护。 2.4.5 机房环境 要求机房整洁干净,没有灰尘及杂物。工程剩余材料要堆放整齐,并附有余料清单。同时,需要在机房显眼处安装“基站十不准”、“基站火警处理程序”等警示牌。 2.4.6 机房防火 (1) 对机房进行改造时,只可进行为满足机房电气要求的修缮,而且需采用不透光,不燃或阻燃的满足防火要求的材料。 (2) 对于电力线、传输线、接地线、空调管、馈线等进线口,须用防火泥、防火板进行密封,如用套管时可用水泥密封,要求密封处平整,无缝隙。 (3) 要求机房内安装有烟雾告警设备,并且在室内靠门处配置有灭火器。 (4) 机房内不得放置易燃物品。 2.4.7 机房防水 要求机房所有的门、窗和馈线进出口能防止雨水渗入,机房的墙壁、天花和地板不能有渗水、浸水的现象,机房内不能有水管穿越,不能用洒水式消防器材。 2.4.8 机房密封 要求机房有良好的密封性和排水性,既能防水、防尘、防鼠虫等外物,又便于对机房温度和湿度的控制。对于野外站机房的墙体,建议使用混凝土或沙砖结构,以利于防盗。 2.4.9 机房温湿度 (1) 要求机房室内温度设置为28℃。机房应配有温度计和温度告警设备。 (2) 要求机房保持干燥,机房湿度H在15%~80%范围内,并且配有湿度计和湿度调节设备 (如空调、抽湿机)。 (3) 小机房基站可视乎实际情况选择适当的降温措施,以保证机房温度控制在设备允许的范围内。 2.4.10 机房空调 (1) 机房内应配置两台或两台以上的柜式空调,平时至少有一台空调在工作。 (2) 要求机房安装的空调具有自启动功能。机房空调应安装牢固,在底座固定的同时;若条件具备,应与墙体固定。 3 业务解决方案 3.1 无线覆盖方案 广州地铁6号线2期根据地铁部门相关规划,中国移动通信集团广东有限公司广州分公司负责建设沿线的无线信号覆盖,包含:新设各车站无线引入设备(含POI);安装站厅天线;敷设地下区段车站及区间隧道内漏泄同轴电缆、车站射频软电缆,安装干线放大器等。 3.1.1 无线覆盖框架 根据地铁建设实际情况,本次工程采用BBU+RRU的组网方式。即在沿线的电信机房内安装BBU基站设备,在每个车站的预留机房内安装RRU信源设备并由信源设备与地铁预留POI端口相接。地铁隧道及站台功分方式详见下图: 图 31地铁综合解决方案总体概括图 图 32 隧道覆盖接入示意图 图 33隧道覆盖 广州地铁6号线1期与2期无线覆盖部分由于是属于共建共享的信号覆盖工程,中国移动通信集团广州分公司拟采用一次建成,运营商共享,避免重复建设从而达到节能减排的目的。该方案采用上下行分路覆盖,分别覆盖站厅站台和轨道隧道部分。站厅部分对于隧道部分功率受限在隧道部分,必要的情况下耦合信号末端放大以便完成覆盖。 3.1.2 切换带设置 3.1.2.1 切换区域设置原则 如果一个区间需要设置两个小区切换带的设置,则对于站台站厅需要设置在站台和站厅之间的上下行扶梯之间设置为切换区域,而对于隧道则需要设置在两个相邻站点之间的隧道中。 3.1.2.2 切换区域设置 图 34 隧道切换区域 地面高架站和地下隧道切换,建议将地面的信号用BBU+RRU的形式引入隧道内。使手机有充分的时间在隧道内完成地铁到室外的越区切换。避免将隧道内的信号放大并引出地面,造成干扰和频率资源的浪费。如下图所示: 图 35 隧道与室外高架站切换区域 3.1.2.3 切换区域计算 切换区根据各制式切换所需要的时间计算,取切换时间最长的为依据,各制式所需的切换时间如下: Ø GSM采用硬切换,双向切换时间需要10秒 Ø CDMA2000、WCDMA采用软件切换,切换时间比硬切换时间短,双向大约需要4秒 Ø TD-LTE切换采用接力切换,双向切换时间约需要6秒。 切换区域设置在两个地铁站点之间取切换时间最大值,切换时间取10秒,按列车时速90公里计算,切换区长度250米 。 3.1.3 站点设置 图 36 地铁6号线1期站点设置1 图 37 地铁6号线1期站点设置2 图 38 地铁6号线2期站点设置 3.2 覆盖设计指标 3.2.1 GSM移动覆盖指标 3.2.1.1 信号强度 站厅和站台强度:在广州地铁线网新开通线路沿线所有站台、站厅的范围内95%以上的地方所测得的BCCH信道手机接收信号强度不低于-75dBm。 隧道内强度:在广州地铁线网新开通线路沿线全程隧道内99%以上地方所测得的BCCH信道手机接收信号强度不低于-85dBm,且95%以上的地方所测得的BCCH信道手机接收信号强度不低于-80dBm。 以上测试在宽带合路平台(POI)输入端口每载波功率不小于36dBm的情况下进行。 3.2.1.2 通话质量 在通话过程中话音清晰无噪声,无断续,无串音,无单通等现象。 (1)用TEMS进行误码率(RxQual)的测试,等级小于等于3的测试点的数量应占95%以上。 (2)切换测试,地铁内和地铁内与室外能进行良好的通信切换。 3.2.1.3 掉话率 在通话测试过程中掉话率不高于1%(包括地铁内与室外的切换)。 3.2.1.4 驻波比 从基站接收端位置测试,其驻波比要求小于1.4。 3.2.1.5 噪声电平 从基站接收端位置测试上行噪声电平,要求噪声电平均小于-110dBm。 3.2.2 TD-LTE覆盖指标 3.2.2.1 覆盖指标要求 要求在建设室内覆盖的覆盖区域内满足RSRP > -105dBm的概率大于90%; 室内覆盖信号应尽可能少地泄漏到室外,在室外距离建筑物外墙10米处,室内信号泄漏强度应小于室外覆盖信号10dB以上。 3.2.2.2 业务质量指标 无线接通率:基本目标>95%;挑战目标 >97% 掉线率:基本目标<4%;挑战目标 <2% 系统内切换成功率:基本目标>95%;挑战目标 >97% 3.2.2.3 服务质量 覆盖区内无线可通率:要求在TD-LTE 网无线覆盖区90%位置内,99%的时间移动台可接入网络。 块差错率目标值(BLER Target):数据业务为 10% 3.2.2.4 承载速率目标 小区吞吐量: 在室内分布支持MIMO情况下,室内单小区采用20MHz组网时,要求单小区平均吞吐量满足DL30Mbps/UL8M;采用单小区10MHz、双频点异频组网时,要求单小区平均吞吐量满足DL15Mbps/UL4M。 边缘速率: 室内覆盖站(E频段):同频网络、 20MHz 、10用户同时接入,小区边缘用户速率约1Mbps(DL)/250Kbps(UL)。 3.2.3 CDMA2000覆盖指标 3.2.3.1 覆盖指标 目标覆盖区域内95%以上位置,1X每载波前向导频信号强度应大于-82dBm,主导频信号Ec/Io应大于-9dB(下行负荷50%)或Ec/Io应大于-6dB(下行业务信道空载),反向手机发射功率应小于5dBm。 导频污染区域应小于5%(导频污染区域定义为进入激活集导频个数为3个以上)。 3.2.3.2 用户感知相关性能指标 a) 可用率 要求在目标覆盖区域内的98%以上位置,99%的时间移动台可接入网络。 b) 掉话率 忙时话务统计:掉话率<1%(以蜂窝基站为信号源);掉话率<2%(以直放站为信号源) c) FER 要求在无线覆盖区内的95%以上位置,FER小于2%(以蜂窝基站为信号源)。 要求在无线覆盖区内的90%以上位置,FER小于2%(以直放站为信号源)。 d) 切换成功率 室内外小区和室内各小区之间的切换成功率>94%。 (1) 信号外泄 室内基站泄漏至室外10米出的信号强度应不高于-90dBm。 (2) 上行噪声电平 在基站接收端位置收到的上行噪声电平小于-113dBm/1.25MHz。 3.2.4 CDMA2000 EV-DO设计指标 3.2.4.1 覆盖指标 目标覆盖区域内95%以上位置,CDMA 2000 EV-DO载波前向接收信号强度RXpower应大于-80dBm,C/I比应大于-5dB(边缘速率大于153.6kbps)。 3.2.4.2 用户感知相关性能指标 a) 可用率 要求在目标覆盖区内的95%位置,99%的时间移动台可接入网络。 b) 切换成功率 室内外小区和室内各小区之间的切换成功率>94%。 (1) 信号外泄 室内基站泄漏至室外10米出的信号强度应不高于-90dBm。 (2) 上行噪声电平 在基站接收端位置收到的上行噪声电平小于-113dBm/1.25MHz。 3.2.5 GSM900M联通指标 3.2.5.1 信号覆盖强度 站台和站厅强度:在地铁沿线所有的站台、站厅的范围内95%以上的地方所测得的手机接收信号强度不低于-75dBm。 隧道内强度:在地铁沿线全程隧道内99%以上地方所测得的手机接收信号强度不低于-85dBm,且95%以上的地方所测得的手机接收信号强度不低于-80dBm。 以上测试在基站每载波输出功率不小于36dBm的情况下进行。 3.2.5.2 通话质量 在通话过程中语音清晰,无背景噪音、无断续、无串音、无单通、无回音等现象。 对于GSM,采用TEMS测试的误码率RXQUAL小于等于3的数量在98%以上; 对于3G的要求,待联通总部标准确定后再定。 3.2.5.3 掉话率 通话过程中的掉话率不高于1%(包括地铁内与室外的切换)。 呼叫建立成功率 要求大于或等于98%。 切换成功率 要求大于或等于98%。 噪声电平 从基站接收端位置测试上行噪声电平,要求噪声电平达到以下要求: GSM,小于-110dBm; 对于3G的要求,待联通总部标准确定后再定。 驻波比 从基站接收端位置测试,其载波比要求小于1.4。 3.3 无源器件指标 所有器件防护等级,隧道:IP66模式,其他地方:IP65模式,频段:800-2700M。所有器件实际的指标要求以工程设计文件为准。 4 干扰分析 4.1 地铁六号线二期通信系统基本概况 广州地铁6号线2期目前明确要引入的系统:电信cdma2000(800MHz),联通GSM900MHz、联通WCDMA、移动TD-LTE 2.3及2.6GHz、移动GSM900MHz、移动DCS1800MHz、地铁WLAN、地铁Tetra、调频广播。各个无线系统所占用的系统频段如下: Ø 电信cdma2000(800MHz):825~835MHz(上行),870~880MHz(下行); Ø 联通GSM900MHz:909~915MHz(上行),954~960MH(下行); Ø 联通WCDMA:1745-1755MHz(上行)、1840-1850MHz(下行) Ø 移动GSM900MHz:885~909MHz(上行),930~954 MHz(下行); Ø 移动DCS1800:1710~1735MHz(上行),1805~1830MHz(下行); Ø 移动TD-LTE:方案一:2320~2370 MHz;(上下行共用); 方案二:2570~2620MHz;(上下行共用); Ø 地铁WLAN系统:2400~2483.5MHz,采用802.11g和802.11b; Ø 地铁Tetra 数字集群通信系统:806-821 MHz(上行), 851-866 MHz(下行); Ø 地铁调频广播系统工作频段:7-108MHz; 通信系统间的干扰主要有系统内部干扰、系统间干扰以及系统外干扰组成,本文主要研究通信系统间的干扰情况。从最基本来看,不同频率系统间的共存干扰,是由于发射机和接收机的非完美性造成的。系统间干扰类型主要有杂散干扰、互调干扰和阻塞干扰等。 不同系统之间的互干扰与干扰和被干扰两个系统之间的特点以及射频指标密切相关。发射机在发射有用信号时会产生带外辐射,带外辐射包括由于调制引起杂散辐射。接收机在接收有用信号的同时,落入信道内的干扰信号可能会引起接收机灵敏度的损失,落入接收带宽内的干扰信号可能会引起带内阻塞;同时接收机也存在非线性,带外信号(发射机有用信号)会引起接收机的带外阻塞。下图是一个典型的干扰链路原理框图: 从上图可知,干扰源的发射信号(阻塞信号、加性噪声信号)从天线口被放大发射出来后,经过了空问损耗L,最后进入被干扰接收机。如果空间隔离不够的话,进入被干扰接收机的干扰信号强度够大,将会使接收机信噪比恶化或者饱和失真。因此干扰分析的原理就是首先计算接收机能容忍的干扰信号强度门限,然后和发射机发射的干扰信号强度(已知)比较,得到最低的空间隔离度要求,最后换算为空间距离。 4.2 系统间干扰的分类 (1)杂散干扰 杂散干扰是一个系统的发射频段外的杂散发射落入到另外一个系统接收频段内造成的干扰,其发射电平可以降低而不致影响相应信息的传递;杂散发射包含谐波发射、寄生发射、互调产物及变频产物,但带外发射除外。干扰基站在被干扰基站接收频段内产生杂散辐射,并且干扰基站的发送滤波器没有提供足够的带外衰减,会引起接收机噪声基底的增加而导致接收机灵敏度的降低。 (2)互调干扰 互调干扰是指由于系统的非线性导致多载频合成产生的互调产物落到相邻系统的上行频段,使接收机信噪比下降的干扰情况。 (3)阻塞干扰 阻塞干扰是指当较强功率加于接收机端时,可能导致接收机过载,使它的增益下降的干扰情况。为防止接收机过载,从干扰基站接收的总的载波功率电平需要低于它的1dB压缩点。 4.3 系统间干扰隔离度计算 4.3.1系统间干扰的隔离原则 (1)被干扰接收机在设备机顶天线连接处接收到来自干扰发射机的杂散干扰电平需在接收机底噪ROT(dB)以下。ROT以灵敏度损失不超过1dB为原则; (2)由干扰发射机导致被干扰接收机产生的每个三阶交调(IMP)不超过接收机允许的互调干扰限值; (3)被干扰接收机经滤波器衰减后的全部干扰载波功率不超过接收机允许的阻塞限值。 为满足干扰隔离的灵敏度损失原则,需对系统灵敏度进行定量分析,如下所示: 其中Ptotal表示被干扰基站天线连接处接收到的总干扰功率(mW),Pb表示被干扰基站的接收噪声底限(mW),Pi表示干扰基站的杂散辐射在被干扰基站的接收机处引入的噪声功率(mW),Nb表示被干扰基站的接收噪声底限(dBm),Ni表示干扰基站的杂散辐射在被干扰基站的接收机处引入的噪声功率(dBm)。 干扰功率与灵敏度损失的具体对应关系如下图所示: 为了减少灵敏度的损失控制干扰,这里取Ni-Nb=-6.9dB作为杂散辐射的干扰底限,这时灵敏度损失0.8dB对系统的影响很小,可忽略。 4.3.2 杂散隔离度计算分析 由于发射机输出的信号通常为大功率信号,在产生大功率信号的过程中会在发射信号的频带之外产生较高的杂散,而且这些杂散分布在非常宽的频率范围内。如果杂散落入某个系统接收频段内的幅度较高,受害系统的前端滤波器无法有效滤出,会导致接收系统的输入信噪比降低,通信质量恶化。 通常认为干扰基站落入受害系统的干扰在低于受害系统内部的热噪声6.9dB以下(此时受害系统的灵敏度恶化不到0.8dB),此时干扰可以忽略。这样对应杂散所需要的隔离度为: MCL≥Pspu-10Log ( WInterfering / WAffected )-Pn-Nf+6.9 其中: MCL为隔离度要求 Pspu为干扰基站的杂散辐射电平,单位为dBm WInterfering为干扰电平的测量带宽,单位为kHz WAffected 为被干扰系统的信道带宽,单位为kHz Pspu-10Log ( WInterfering / WAffected )为干扰基站在被干扰系统信道带宽内的杂散辐射电平 Pn为被干扰系统的接收带内热噪声,单位为dBm Nf为接收机的噪声系数,基站的接收机噪声系数一般不会超过5dB 4.3.3 互调隔离度计算分析 计算公式: MCL = MAX(P1,P2,P3) +POI合路器互调-Pn-Nf+6.9 MCL为隔离度要求; Pn 为被干扰系统的接收带内热噪声,单位为dBm; Nf为接收机的噪声系数,基站的接收机噪声系数一般不会超过5dB; P1为干扰系统1的信号电平(dBm); P2为干扰系统2的信号电平(dBm); P3为干扰系统3的信号电平(dBm); POI合路器的互调指标,一般为-130~-150dBc,在这里,为了计算,取-140dBc。 这里计算的互调要求的隔离度是按最大的干扰信号进行计算的,实际上的互调信号电平都不大于这个值。 4.3.4 阻塞隔离度计算 当一个较大干扰信号进入接收机前端的低噪放时,由于低噪放的放大倍数是根据放大微弱信号所需要的整机增益来设定的,强干扰信号电平在超出放大器的输入动态范围后可能会将放大器推入到非线性区,导致放大器对有用的微弱信号的放大倍数降低,甚至完全抑制,从而严重影响接收机对弱信号的放大能力,影响系统的正常工作。 在多系统设计时只要保证到达接收机输入端的强干扰信功率不超过系统指标要求的阻塞电平,系统就可以正常的工作。 假设接收机的阻塞电平指标为Pb,干扰发射机的输出功率为Po,只要: Pb≥接收的干扰电平=Po-MCL 这时,强干扰信号不会阻塞接收机,这种情况下需要的系统间隔离度为: MCL≥Po-Pb 4.4计算结果 4.4.1 民用通信系统间干扰计算 根据各系统的杂散系数及噪声基底,民用通信系统间的杂散干扰计算结果如下: 根据上面对杂散隔离度计算,在民用通用系统间需要重点隔离的是WCDAM和cdma2000系统,隔离度需求为90dB。 民用通信系统间的阻塞干扰计算结果如下: 对民用通信系统间的互调干扰计算结果如下: 根据对杂散、阻塞及互调干扰隔离度综合计算,民用通用系统间所需最大的隔离度为90dB。 4.4.2 民用通信系统间隔离措施 根据地铁民用通信系统的建设方案,即采用POI合路方式,对于各系统间的隔离,采用器件隔离方式,即依靠POI系统实现系统间隔离,其杂散和互调隔离度要求大于90dB。 4.4.3 民用通信系统与专用通信系统间干扰分析 民用通信系统与专用通信系统的互调干扰的隔离度计算如下表所示。 可见,民用通信系统与专用通信系统之间的互调干扰最大隔离度要求为36dB。 民用通信系统对专用通信系统的杂散干扰与阻塞干扰的隔离度计算如下表所示。 可见,民用通信系统对专用通信系统的干扰,最小需要90dB的隔离,考虑到民用通信系统采用POI方案,可以实现隔离要求。 专用通信系统对民用通信系统的杂散干扰与阻塞干扰的干扰隔离度计算如下表所示。 减小专用通信系统对民用通信系统的干扰,最有效的方法是器件隔离,需要在专用通信系统端采取隔离措施,但在实际工作中,无法要求专用通信系统端加装干扰抑制设施,因此离措施重点考虑空间隔离。 4.4.4 专用通信系统干扰民用通信系统的隔离措施 在地铁专用通信系统中,集群通信一般采用分布系统方式布放,而WLAN可以采用分布系统方式布放,也可以采用直接架设AP方式布放,其布放方式如下图所示。 Tetra 插损=43-10=33dB Po=43dBm 天线口10dBm 布放方式 WLAN 插损=27-10=17dB Po=27dBm 天线口10dBm 布放方式一 WLAN 插损=0dB Po=27dBm 天线口27dBm 布放方式二 考虑到地铁WLAN
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