TD-SCDMA天馈系统工程设计的探讨
量较多,为了易于工程布放,有时候需要选择更柔软的线缆。以安德鲁厂家的馈线为例。
例如,厂家要求塔放到天线口的损耗不大于1dB,那么,7/8″馈线可以布放15m,1/2″馈线能布放5.6m,1/4″馈线只能布放3.5 m等。但对于TD-SCDMA系统而言,由于馈线多,走线空间有限,不可能使用7/8″以上的馈线,只能用1/2″以下的馈线,而且馈线的柔韧性要好。在工程设计中,应注意馈线的选择,在馈线的线径、柔韧性(弯曲半径)、百米损耗及成本之间取得最佳平衡;同时,由于馈线多,应特别注意线缆铺放的通路,如走线架的宽度是否够,管井是否有足够的空间等。
TD-SCDMA系统中的塔放具有其他移动通信系统中的下行功放和上行低噪声放大器的两种功能。在WCDMA和CDMA2000系统中,每个扇区对应一个功放,额定功率在20~40W之间;而TD-SCDMA系统中由于采用了智能天线技术,塔放数量和天线阵元数量是相一致的,通常的智能天线有8个天线阵元,那么每个扇区对应有8个塔放。目前厂家将8个塔放集合在2个物理实体,因此看起来一个扇区只有2个,实际上每个包含了4个塔放。
在CDMA系统中,功放价格很贵,在NodeB硬件成本中占了很大比例。而在TD-SCDMA系统中,由于选用了智能天线技术,大大提高了系统的增益,因此选用了小功率的功放,额定功率一般在1~2W。因为小功率功放的成本很低,所以一些厂家认为TD-SCDMA系统具有成本优势。
在一些特殊场合(如室内楼宇的覆盖),由于不能采用智能天线,那么有必要采用功率大点的功放。否则,放大器功率太低,只有增加干线放大器来满足大面积楼宇的覆盖要求,不利于多系统的共路。例如,大唐移动计划近期提供1,2,3,6W等不同功率等级的微蜂窝设备。
3 天馈系统的工程设计
天线、馈线及连接器、塔放等构成了一个完整的TD-SCDMA天馈系统,其主要功能是将信号能量按要求发射传播出去。天馈系统是一个有机整体,各射频单元是相互依赖、相互影响的。为了满足系统的整体性能要求,各个射频单元必须符合一定的指标要求。
为了确保天线口的有效发射功率,必然会对智能天线的增益、塔放额定功率以及跳线接头损耗提出指标要求。一般情况下,塔放应尽可能地接近天线底端,减少天线口与塔放之间的跳线接头损耗,其损耗应控制在1dB以内。天馈系统各种射频单元的损耗、增益可以相互弥补、相互替换,但实现增益、减少损耗的成本和收益是不尽相同的。从技术上说,塔放可以下移,通过提升功率来弥补馈线的损耗。例如,塔放下移50m,采用1/2″超软馈线后,其跳线接头损耗是8dB,为了弥补损耗,塔放功率必须提高7 dB,塔放额定功率必须从2 W提升到10 W。那么,这么多数量的大功率塔放(整个系统有24个),其成本将是非常昂贵的。而且,不像CDMA系统那样对功放性能指标要求严格,TD塔放的效率也很低,甚至少于5%;这么多大功率的塔放,其散热也是个大问题。
以上还仅是从下行方面来分析,塔放不仅起到了下行功放的作用,上行也起到了低噪声放大器的作用。如果塔放离天线口过远,馈线带进来的损耗过大,就起不到低噪声放大的作用了。因此,在工程设计上,为了提高天线有效发射功率,发挥低噪声放大器的作用,确保网络覆盖范围,塔放必须上移,尽量接近天线口。塔放下移,用塔放的功率提升来弥补馈线的损耗,或采用粗馈线减少损耗,在理论技术上是可行的,但成本会大幅度上升,工程实施难度也会大幅度增加,将得不偿失的。
塔放是有源器件,和无源器件相比,更容易出故障,因此,塔放的安装位置一定要考虑到今后维护的方便性。例如在铁塔上,塔放应尽量安装在维护平台内,而不是伸出去的抱杆上。
天线和室内机架之间的校准电缆、塔放和室内机架之间射频电缆的损耗应控制在20dB以内,因此,当电缆长度小于60m时,建议采用1/4″电缆;当电缆长度大于60m时,应采用1/2″电缆。塔放对电源的要求为-48 V±10%,最低电压不得低于-36 V,因此控制/电源线应符合此要求,线径一般在25 mm以上。
在铁塔桅杆的工艺设计中,应注意TD-SCDMA天馈系统的特殊性,注意馈线的布放、塔放的安装等。与其他移动通信系统相比,TD-SCDMA系统天线的最大迎风面积大了一些,8阵元定向智能天线的最大迎风面积为0.467m2,而普通天线最大迎风面积为0.2~0.3m2;由于线缆多、塔放外挂,也相应地增加了铁塔桅杆上的负荷。
以上提供的一些数据仅起举例示范作用,不同的厂家会有区别,随着技术的发展也会发生变化。设计人员在工程设计中,应和设备厂家交
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