GSM 40W 16选数字光纤直放站说明书.docx
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GSM40W16选数字光纤直放站说明书
产品说明书
GSM40W16选数字光纤直放站
一、系统介绍
在移动通信迅速发展的今天,无论何种无线通信的覆盖区域都将产生弱信号区和盲区,而直放站(repeater)作为实现“小容量、大覆盖”目标的必要手段之一,主要是由于使用直放站可在不增加基站数量的前提下保证网络覆盖,是解决通信网络延伸覆盖能力的一种优选方案。
它与基站相比有结构简单、投资较少和安装方便等优点,可广泛用于难于覆盖的盲区和弱区,如商场、宾馆、机场、码头、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、海岛等各种场所,提高通信质量,解决掉话等问题。
1.1、系统功能
GSM数字基站拉远系统是一种GSM移动通信基站信号拉远设备。
它通过把射频信号转换到数字信号,然后传输数字化的光信号。
通过数字方式补偿MHU(MasterHubUnit)和RRU(RemoteRadioUnit)之间的光损耗,更好的提高系统效率。
1.2、应用说明
针对各类地区及应用场所,由于基站的密集性、用户话务量等不同,建议采用如下直放站的应用原则:
城市密集区
由于用户量大,基站数量较多,一般不存在大范围的信号盲区,直放站只是用于解决小范围区域的补盲以及建筑物内的信号覆盖。
在光纤到楼尚未普及的情况下,需采用无线直放站。
随着建筑物的增多,所需的直放站数量也会随之增加,就会出现一个基站配置多台直放站的情况。
但直放站的引入必然对基站产生干扰,干扰会随着直放站数量的增多而加大,特别是大功率直放站的引入,会使系统干扰明显加剧。
因此,在城市密集区应当采用小功率直放站。
城市边缘
在网络建设初期,或城市边缘地区,由于基站数量较少,可以采用大功率的无线或光纤直放站,主要是解决信号覆盖问题。
郊区、乡村
郊区、乡村主要是解决覆盖问题。
在铺设光纤的地区最好采用大功率光纤直放站扩大覆盖范围。
对于无光纤资源但又能收到基站信号的地区,可采用无线直放站解决覆盖问题。
特殊情况下,还可采用移频直放站来增加覆盖距离。
二、产品介绍
2.1设备简介
GSM数字光纤选频直放站采用模块化设计,可靠性高,安装维护方便;可用于扩大基站覆盖范围。
信号的传输不受地理条件限制,特别适合城市、城郊、农村、隧道、地铁、休养旅游地区等场所的盲区覆盖,以及用于信号的长距离可靠传输。
2.2产品特点和优势
本系统具备以下突出特点:
●系统采用符合CPRI标准的传输接口,并采用了数字光端机技术。
1.射频不随不信号的衰减而衰减,在长距离和多分路传输过程中保持动态范围不变。
2.数字传输受光的色散影响较小,在传输短距离可采用多模光纤传输,降低成本。
3.数字传输的时延可以计算和校正,确保移动通信定位精度准确。
4.采用数字传输,可采用菊花链传输方式,信号可以多次再生。
5.数字光端机的稳定性、可靠性比模拟的高,减少维护成本。
●利用数字中频技术把RF射频信号进行数字化,在数字域对数字信号进行处理,极大的增强了设备对信号的处理和控制能力。
1、数字滤波具有比中频声表面滤波器更高的抑制度。
2、可以支持多个载波,即完全支持EDGE系统。
3、利用高速的FPGA进行对信号的每个载波、每个时隙进行跟踪处理、滤波,达到抑制噪声的要求。
●噪声抑制功能
1.单独对每个射频拉远远端单元的上行链路进行控制,极大地减小了各射频拉远远端单元之间上行噪声相互干扰,消除了上行对基站的噪声干扰。
2、由于GRRU均采用载波选频方式,只对信源小区所使用的载频进行放大,非工作频点全部滤除,减少到达基站的上行噪声电平,其次,GRRU采用时隙自动关断功能,对于处在空闲状态下的时隙进行关断,进一步降低上行噪声,使得通过GRRU到达基站的上行噪声电平低于-131dBm,远低于基站允许上行噪声电平-120dBm,因此不会对基站造成干扰。
●自动时延校准功能
1.实时测量各拉远端单元DRU与拉远系统主端单元DAU之间的时延,并可通过手动或自动的方式进行调节。
2.通过调整时延可以消除远端单DRU之间重叠覆盖之间的时延色散问题。
如图所示:
对应于模拟光纤直放站,由于GSM规范要求均衡器应能处理时延高达15s左右的反射信号,15s约对应4比特时间,每比特为3.7us,对应于传输距离为1.1KM。
而对应于光纤传输来说,传输时延是无线传输时延的二分之三,也就是说每公里的时延有5.55us,即对应于传输距离只有三公里左右。
对应于数字射频拉远由于射频信号在GRRU的传输过程中,采用数字信号方式进行传输,因此非常方便地通过软件无线电的方法,对信号进行任意延时,以适应覆盖的需要,这种特性在解决多台RRU重叠覆盖时产生时间色散的问题非常重要。
●菊花链组网功能
1、主端单元(DAU)和远端单元(DRU)之间可采用点对多点星形结构,以及远端单元(DRU)之间可进行点对点菊花链结构传输。
2、光波分复用与菊花链功能组合使用,大大减少了光纤资源,组网更为灵活。
结构示意图如下:
●完全实现上、下行链路平衡
1、模拟直放站都是通过调低GUP的办法规避直放站对基站的影响往往会造成不同程度的上下行不平衡;当1个基站带多台直放站时,噪声叠加导致底噪更大抬升,必须进一步下调Gup,造成更大的链路不平衡具有噪声抑制功能的GRRU系统,无论接入1台或串接多台DRU,其引入的噪声始终为-131dBm,因此不需要下调Gup来防止干扰基站,因此上下行链路平衡不受任何影响。
●GRRU监控系统
1、数字中频模块中具有RS485接口,从而实现了对上、下变频器,I/Q变频器,接收电路,发射电路,天线的接口进行监控。
2、具有话务量监控能力,可以分析用户话务量的分布,从而进行载波调度,实现网络优化,提高载波利用率。
3、具有时延参数查询能力,每台远端单元时延可实时掌握,便于网络优化。
4、监控系统告警参量详实,不仅能明确故障的站点,还能明确故障类型及至故障模块,缩短了故障的排除时间。
●采用室外机设计技术,工程实施方便
三、设备原理图
GSM数字光纤选频直放站由高性能双工器、隔离器、低噪声放大器、电调衰减器、滤波器、线性功率放大器等组成上下行放大链路。
前向信号从射频耦合口得到基站的下行信号->直放站近端机的RF接收,射频下变频到中频->ADC采样为数字中频信号->通过混频器得到I/Q两路中频信号,数字下变频到基带(DDC)->CPRI模块将I/Q基带数据组帧->通过SerDes芯片将CPRI数据送给光口模块->光纤传输到直放站远端机(几十公里)->光模块接收,并通过SerDes芯片恢复并行数据和时钟信号->CPRI模块解帧,提取出基带的I/Q数据->数字上变频(DUC),经过混频器得到数字中频信号->DAC输出模拟中频信号->RF上变频->功放模块->天线发射到终端手机用户。
其原理图如下:
图2-2:
近端设备原理图
图2-3:
远端设备原理图
四、设备技术规格书
测试项目
前向
反向(主集+分集)
频率范围
954MHz~960MHz
909MHz~915MHz
支持载波数(仅对选频直放站)
最大支持16载选频(带自动选频)(带分集)
标称最大输出功率
46dBm±1.5
-5dBm±1.5
自动电平控制(ALC)
在最大功率处,输入电平增加小于10dB(含10dB),输出功率变化应保持在±2dB之内;当输入电平增加超过10dB时,输出功率变化应保持在±2dB之内或关闭。
增益
53dB±2dB
增益调节范围
≥30dB;增益调节步长≤2dB
增益调节误差
在0dB~20dB范围内总误差≤±1dB
在大于20dB范围内总误差≤±1.5dB
带内波动
≤3.0dB(峰峰值)
带内载波泄露抑制
数据的直流漂移和上下变频的折叠效应引起的带内载波泄露与有用载波之比应≥60dB
杂散发射
详见以下1.1
互调衰减
工作频带内
≤-37dBc/3kHz(2载频,最大输出功率时)
工作频带外(偏离工作频带2.5MHz之外)
9kHz~1GHz(含1GHz):
≤-36dBm/100kHz
1GHz~12.75GHz:
≤-30dBm/1MHz
射频输入动态范围
输入信号动态范围≥40dB或从最大额定输入功率+5dB至≤-90dBm范围内,EVM恶化应不大于6%。
GMSK调制时调制准确度
相位误差:
单机不大于6.1°RMS和24.5°peak;系统不大于7°RMS和28°peak。
频率误差
≤±5×10-8
噪声系数
--
≤4.8dB最大增益及最小增益(GMAX-15dB)
--
链型组网:
最大增益状态下噪声系数≤6.8dB
--
星型组网:
最大增益状态下噪声系数≤6.8dB
噪声抑制及抑制门限
--
开启噪声抑制功能直放站输出底噪应比关闭噪声抑制功能时的底噪-124dBm/30kHz+GMAX低17dB
--
底噪抑制门限可调,调整范围≥30dB,调整步长≤2dB
--
可调最低门限应低于-108dBm/200kHz
输入/输出电压驻波比
≤1.45
传输时延
≤18μs
带外抑制
详见以下1
16最大允许输入非损坏电平
+10dBm
-10dBm
注:
默认出厂衰减设置:
近端:
上行衰减15dB;远端:
下行衰减15dB。
表1:
带外抑制要求:
测试项目
载波偏离
指标要求
选频注1
宽带注2
馈线耦合
无线耦合
馈线耦合
无线耦合
带外抑制
200kHzf_offset<400kHz
≥6dBc
≥6dBc
---
---
400kHzf_offset<600kHz
≥50dBc
≥50dBc
≥20dBc
≥20dBc
600kHzf_offset<1MHz
≥55dBc
≥55dBc
≥45dBc
≥45dBc
1MHzf_offset<5MHz
≥70dBc
≥70dBc
≥65dBc
≥65dBc
5MHzf_offset
≥70dBc
≥70dBc
≥70dBc
≥70dBc
1.1杂散发射要求
表1 每载波带外杂散发射指标要求(900MHz)
功率电平(dBm)
在规定频偏处的最大相对电平(dBc)
±100kHz
±200kHz
±400kHz
600~<1200kHz
1200~<1800kHz
测量带宽30kHz
≥43
+0.5
-30
-56
-70
-73
<43
+0.5
-30
-56
注1
注2
≤33
+0.5
-30
-56
-60
-63
注1:
杂散发射=(43dBm-最大额定功率)-70dB
注2:
杂散发射=(43dBm-最大额定功率)-73dB
表2 有效工作频带内杂散发射指标要求(900MHz)
功率电平(dBm)
在规定频偏处的最大相对电平
F1-6MHz~F1-1.8MHz
F3+1.8MHz~F3+6MHz
FL-2.5MHz~F1-6MHz
F3+6MHz~FH+2.5MHz
≥43dBm
≤75dBc/30kHz
≤80dBc/100kHz
<43dBm
注1或≤-36dBm/30kHz
≤80dBc/100kHz或≤-36dBm/100kHz
≤33dBm
≤63dBc/30kHz或≤-36dBm/30kHz
≤70dBc/100kHz或≤-36dBm/100kHz
≤24dBm
≤63dBc/30kHz或注2
≤70dBc/100kHz或注3
注1:
杂散发射=(43dBm-最大额定输出功率)-75dB/30kHz
注2:
杂散发射=-47dBm-(24dBm-最大额定输出功率)/30kHz
注3:
杂散发射=-59dBm-(24dBm-最大额定输出功率)/100kHz
注:
FL:
工作频段低端边缘频率;FH:
工作频段高端边缘频率;F0:
测试频率载波,可视为高、中、低。
表3 带外一般频段杂散发射指标要求(900MHz)
一般频段杂散
测试频段
指标要求
测试带宽
工作频带外(偏离工作频带边缘2.5MHz之外)
9kHz~150kHz
≤-36dBm
1kHz
150kHz~30MHz
≤-36dBm
10kHz
30MHz~80MHz
≤-36dBm
100kHz
80MHz~1GHz
≤-36dBm
100kHz
1GHz~12.75GHz
≤-30dBm
1MHz
表4 带外特殊频段杂散发射指标要求(900MHz)
特殊频段杂散
测试频段
指标要求
测试带宽
备注
806MHz~835MHz
≤-98dBm
100kHz
851MHz~880MHz
≤-57dBm
100kHz
885MHz~889MHz
≤-98dBm
100kHz
适用于下行链路注1测试和上行链路GSM1800MHz频段
≤-36dBm
100kHz
仅适用于上行链路GSM900MHz其他频段测试
885MHz~909MHz
≤-98dBm
100kHz
适用于下行链路测试和上行链路GSM1800MHz频段
≤-36dBm
100kHz
仅适用于上行链路GSM900MHz其他频段测试
909MHz~915MHz
≤-98dBm
100kHz
适用于下行链路测试和上行链路GSM1800MHz频段
≤-36dBm
100kHz
仅适用于上行链路GSM900MHz其他频段测试
930MHz~934MHz
≤-57dBm
100kHz
使用该频段的系统设备此频段不做要求
≤-36dBm
100kHz
仅适用于下行链路GSM900MHz其他频段测试
930MHz~954MHz
≤-57dBm
100kHz
使用该频段的系统设备此频段不做要求
≤-36dBm
100kHz
仅适用于下行链路GSM900MHz其他频段测试
954MHz~960MHz
≤-57dBm
100kHz
使用该频段的系统设备此频段不做要求
≤-36dBm
100kHz
仅适用于下行链路GSM900MHz其他频段测试
1710MHz~1725MHz
≤-98dBm
100kHz
适用于下行链路测试和上行链路GSM900MHz测试
≤-36dBm
100kHz
仅适用于上行链路GSM1800MHz其他频段测试
1745MHz~1755MHz
≤-98dBm
100kHz
适用于下行链路测试和上行链路GSM900MHz测试
≤-36dBm
100kHz
仅适用于上行链路GSM1800MHz其他频段测试
1755MHz~1805MHz
≤-86dBm
1MHz
1805MHz~1820MHz
≤-47dBm
100kHz
使用该频段的系统设备此频段不做要求
≤-36dBm
100kHz
仅适用于下行链路GSM1800MHz其他频段测试
1840MHz~1850MHz
≤-47dBm
100kHz
使用该频段的系统设备此频段不做要求
≤-36dBm
100kHz
仅适用于下行链路GSM1800MHz其他频段测试
1850MHz~1880MHz
≤86dBm
1MHz
1880MHz~1980MHz
≤86dBm
1MHz
2010MHz~2025MHz
≤86dBm
1MHz
2110MHz~2170MHz
≤52dBm
1MHz
2300MHz~2400MHz
≤86dBm
1MHz
2400MHz~2484GHz
≤-47dBm
1MHz
2500MHz~2690MHz
≤86dBm
1MHz
3300MHz~3400MHz
≤86dBm
1MHz
3400MHz~3430MHz
≤86dBm
1MHz
3500MHz~3530MHz
≤86dBm
1MHz
注1:
含GSM900和GSM1800下行链路
五、设备安装说明
5.1、光纤近、远端机
光纤近端机
光纤远端机
5.2、设备安装
1)安装环境
1.设备应放置在干燥、通风、无尘的室内环境中,室内温度宜保持在+10到+20摄氏度(极限温度-40到+55摄氏度)。
2.尽量远离干扰源(特别是大功率干扰源),为避免自激,应使室内及室外天线均远离设备。
3.设备应保持通风口外20cm空间内无障碍。
2)设备固定
1.将支架用膨胀螺钉固定在不易松动的墙体上;
2.将机箱挂在固定好的支架导槽中;
3.将电缆连接到相应端口,基站方向(下行口)接BTS端,室内天线(上行口)接MS端,然后将电缆接头用防水胶布包紧。
3)设备接地
为保障用电安全,机箱需要接地。
把接地螺栓上的螺母旋开,将焊有地线的金属垫片套在接地螺栓上,并把螺母重新用扳手扳紧,确认地线已与接地螺拴接触良好。
如果室内天线分布系统已完成,请检查设备的连接是否正确,即可接上电源线,并打开机箱内的电源开关。
(AC220V)此外还可以将机箱安放在落地的支架上,支架离地面高度应保持在20cm以上,并要求安放地点的地面平整、干燥。
六、软件安装使用
GSM数字基站拉远系统需要结合数字基站拉远系统本地维护终端软件来实现其控制功能。
直接对数字基站拉远系统的射频指标和状态参数进行设置、查询,并实时显示告警信息。
可以通过本地方式、无线数据和短信方式,随时随地对设备进行操作维护。
6.1硬件要求
本地监控软件安装的最低系统要求:
Ø100MHz英特尔奔腾处理器
Ø
32MRAM
Ø32M可用的磁盘空间
Ø空闲的COM串口
ØHays可兼容调制解调器
ØWindows98或更高版本。
6.2操作说明
这部分详细介绍了软件的操作,包括软件的主界面和如何本地、远程连接GSM数字基站拉远系统的方法。
6.2.1操作准备
按以下步骤进行本地或远程计算机控制。
本地控制:
1、数字基站拉远系统开机。
2、PC机开机。
3、通过一根RS232串口线连接到本地监控中设置好的计算机串口,连接本地监控和数字基站拉远系统。
远程控制:
1、连接本地监控和PC上的调制解调器。
2、数字基站拉远系统开机(数字基站拉远系统应有SIM卡)。
3、调制解调器和PC机开机。
6.3监控软件操作要求
6.3.1
图1-1
图1-1为登录界面。
输入密码(初始密码123)按‘登录’按钮即可登录,若不想进入操作界面可以按‘取消’退出软件。
图1-2
登录后界面如1-2所示。
主菜单:
1)“串口设置”项——分别是“关闭串口”、“打开串口”和“串口设置”;(默认串口是关闭状态,可以通过状态栏得知当前串口的状态:
红色指示表明串口是关闭的,绿色指示表明串口已经打开)。
2)“操作选择”项——分为“整机操作”和“模块操作”,其中“模块操作”是指直接通过RS485接口跟模块通信。
3)“文件”项————有“主动告警记录”和“修改用户”两项。
6.3.2建立站点
图1-2,右键点击“设备列表树”,弹出选“添加区域”选项。
点击“添加区域”项,弹出“添加区域”对话框,如图2-1所示:
图2-1
输入区域名称,按“确定”即可。
添加完区域后,界面如图2-2所示:
图2-2
右键点击区域名称“xxxxx”,选择下拉菜单中“添加设备(主机)”选项,将弹出添加设备对话框如图2-3所示:
图2-3
注:
在添加主机(近端机)时,设备编号必须是00;
添加完近端设备后,得图2-4界面:
图2-4
同上,选择下拉菜单项“添加设备(从机)”,出现对话框跟图2-3一样,设备编号跟添加的光口号对应。
添加的第一个从机(光口1)对应的设备编号为“10”,添加的第二个从机(光口2)对应的设备编号为“20”,添加的第三个从机(光口3)对应的设备编号为“30”,添加的第四个从机(光口4)对应的设备编号为“40”,载波数根据系统是多少载波就设多少载波,如是“8”载波则输入为“8”。
同样在光口下添加远端设备(方法同上),如图2-5所示:
图2-5
远端板的设备编号由光口号和远端板号组成:
设备编号=光口号+远端板号,远端机的第1台的设备编号为:
若是光口1的第1台则为“11”,第2台为“12”以此类推,最多是8台;若是光口2的第1台则为“21”,第2台为“22”以此类推;
注意:
在创建光口号时,必须按照光口顺序从1到4;光口号和远端板号在建站时自动生成,不需手动输入。
建站时光口和远端板的状态都处于不在位状态。
在设备列表树中的图标为“X”。
6.3.3设备操作
注:
在对设备进行操作前,必须设置好通信方式,打开串口。
设备没有的参数项将呈灰色(不使能)状态。
串口设置在主菜单下设置,在整个操作界面的左下角设置好通信方式如下图所示:
(一)数字中频参数
选择菜单按扭“数字中频参数”项,进入该操作界面。
1:
近端数字中频信息操作图3-1所示
图3-1
设置前先查询近端数字中频参数,SCAN251001-4的状态分别为光口1到光口4的在位状态,告警表示不在位。
此状态也在设备列表树中体现:
图标为“X”表示不在位。
如图3-2所示:
注意1:
在打开软件进行操作之前先要进行对近端机的数字中频参数进行查询,查询完后在列表树中会出现光口在位状态显示,然后再进行对在位光口逐一进行对数字中频参数进行查询,对远端机的在位查询。
成绿色表示在位可进行对系统参数设置和查询,“X”表示不在位,不能进行通信。
注意2:
在近端机的数字中频参数设置中“从设备数量”一定要输入,根据你链接的数量进行设置数量是所有光口链接远端机总量。
图3-2
2:
、光口信息操作图3-3
图3-3
远端板的在位状态通过光口的状态查询得到。
同光口在位状态一样,当远端板不在位时,设备列表树中远端板的图标显示为“X”
注1:
光口参数的设置中,可进行对所有的远端单元进行信道的配置以及对时延的查询和补偿。
在工程中若出现菊花链拖了二台以上时,可进行时延校准,时延校准时根据界面右边查询的时延值,输入到左边的远端延时补偿值内。
若只有2台远端,那么其余的时延值为“0”。
务必使得不在位的远端机上输入补偿时延值为“0”,若输入了其他数值则会使延累加上去。
注2:
“从设备数量”的设置,输入该光口链接的数量。
或没有输入不能对远端机进行设置,并且会出现光断路告警及最后一台的LOSS告警等。
3:
远端板数字中频模块信息图3-4
图3-4
图中呈灰色的参数项表示预留项,目前暂时没有该项参数。
注:
在远端机中的数字中频板参数,从设备的数量与光口处设置的为一样,一般情况下此处无需进行设置。
(二)基本参数设置
图3-5
基本参数设置包括:
系统编号(直放站原编号)出厂默认近、远端均为0,(设备原编号)近端为0,光口一为10,光口二为20,光口三为30,光口四为40,光口一中的远端第一台为11,第二台为12,依此类推
查询电话、告警电话、远程通信方式
功率门限设置、厂家标识、时隙ALC开关及门限(近端界面为下行时隙ALC,远端界面为上行时隙ALC)
增益设置,驻波及温度查询(此项功能在远端),下行ALC控制(此项功能在远端)),下行输入功率查询(此项功能在近端),下行输出功率查询(此项功能在远端),电话监权(默
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