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1、泄漏电缆分布系统的设计和应用【摘要】本文首先对泄露电缆简要介绍,提出泄露电缆应用的场景,采用泄露电缆进行分布系统设计时的上、下行链路预算的具体算法,放大器的设计方法。 【关键词】链路;预算 Leakcabledistributionsystemdesignanditsapplication 【Abstract】Thispaperbrieflyintroducestoleakcables,cableleakage,revealthesceneapplicationcabledistributionsystemd
2、esignmethodoflinkbudget,specificalgorithmdesignmethodofamplifier. 【Keywords】Link;Budget 1.引言 泄漏电缆集信号传输、发射与接收等功能于一体,同时具有同轴电缆和天线的双重作用,特别适用于覆盖公路、铁路隧道、城市地铁等无线信号传播受限的区域。链路预算是泄漏电缆分布系统设计中非常重要的一项工作,本文通过一个采用泄漏电缆进行地铁隧道覆盖的实例,介绍泄漏电缆分布系统链路预算的一般方法,并对泄漏电缆分布系统采用的放大器进行详细设计
3、。 2.泄漏电缆简介 泄漏同轴电缆(LeakyCoaxialCable)通常又简称为泄漏电缆或漏泄电缆,其结构与普通的同轴电缆基本一致,由内导体、绝缘介质和开有周期性槽孔的外导体三部分组成。电磁波在泄漏电缆中纵向传输的同时通过槽孔向外界辐射电磁波;外界的电磁场也可通过槽孔感应到泄漏电缆内部并传送到接收端。 图1某地铁站泄漏电缆分布系统示意图 表1A向链路上下行强度预算结果 目前,泄漏电缆的频段覆盖在450MHz-2GHz以上,适应现有的各种无线通信体制,应用场合包括无线传播受限的地铁、铁路隧道和公路隧道
4、等。在国外,泄漏电缆也用于室内覆盖。 与传统的天馈系统相比,泄漏电缆天馈系统具有以下优点: (1)信号覆盖均匀,尤其适合隧道等狭小空间; (2)泄漏电缆本质上是宽频带系统,某些型号的泄漏电缆可同时用于CDMA800、GSM900、GSM1800、WCDMA、WLAN等系统; (3)泄漏电缆价格虽然较贵,但当多系统同时引入隧道时可大大降低总体造价。 2.泄漏电缆链路的预算 链路预算的主要目的是校核初步设计的泄露电缆分布系统能否满足正常的通信要求,包括上下行接收强度的预算。如果系统中有射频放大器或采用无线
5、直放站作为信号源,还应该进行上行噪声预算和下行交调预算。 下面以某地铁隧道覆盖为例,介绍链路预算的基本步骤和方法。 图1为该地铁站泄漏电缆分布的示意图,A向隧道长度为1500m,B向长度为500m。信号源为宏基站,载频数为4,每载频发射功率为46dBm,采用功分器将信号分为A、B两个方向,同时在B向通过功分器连接天线以覆盖地铁站台。系统覆盖要求为:90%的车内覆盖电平达到-85dBm。采用耦合型泄漏电缆,该电缆标称衰减为5.1dB/100m,50%的耦合损耗为72dB,在保证90%的覆盖概率时耦合损耗增加9d
6、B,即90%的耦合损耗为72+9=81dB。 图21dB压缩点、单载频最大输出功率与载频数之间关系 图3放大器级联级数、载频数与C/I关系 图4放大器IP3FIR滤波器的并行结构(二入二出) 在进行链路预算时,常用的方法是找出链路最长、信号损耗最大的一条泄漏电缆路由进行上下行链路预算。考虑到泄漏电缆为宽带系统,可能需要对每种通信体制分别进行链路预算,一般选择发射功率小或频率较高的通信体制进行链路预算。在本例,我们选择A向链路进行链路预算,表1为A向链路上下行强度预算的结果。 不难看出,上下行链路指标均不
7、满足设计要求,需要对该段分布系统进行重新规划。具体可考虑修改泄漏电缆路由设计、链路加装放大器、选用更大直径和更高性能的辐射型泄漏电缆、修改系统结构、运用光纤分布式系统等方法。 下面采用添加放大器的方法来对该段泄漏电缆分布系统进行重新设计。 3.泄漏电缆分布系统放大器的设计 3.1GSM信号源与第一个放大器之间的电缆长度的确定。第一个放大器的位置应该在辐射信号刚好是-85dBm的地方。 -85dBm=46dBm-8-3-2-6-LossCoup-LossLong 其中:LossCoup为泄漏电缆的耦合损耗
8、,本例取值81dB; LossLong为泄漏电缆纵向衰减。 信号源和第一个放大器之间允许的最大纵向衰减为: LossLong=46+85-8-2-3-6-81=31dB。 泄漏电缆的纵向衰减为5.1dB/100m,第一放大器与GSM信号源之间的电缆长度为: 31/5.1×100=608m。 3.2放大器增益的确定。 放大器的增益等于放大器的单载频最大允许输出
