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TECHNIQUES TECHNIQUES D D’ ’INGENIERIE RADIO INGENIERIE RADIO Fabrice WANEGUE F

TECHNIQUES TECHNIQUES D D’ ’INGENIERIE RADIO INGENIERIE RADIO Fabrice WANEGUE Fabrice WANEGUE Techniques d’ingénierie Radio 01/09/06 - 2 Sommaire Sommaire z Macrocellules z Microcellules z Répéteurs z Couverture indoor z Recette des aériens Techniques d’ingénierie Radio 01/09/06 - 3 Macrocellules : sommaire Macrocellules : sommaire z BTS et équipements Radios périphériques z Système antennaire z Cas particulier du TGV z Règles de cohabitation / CEM z Exemples d’installation Techniques d’ingénierie Radio 01/09/06 - 4 BTS et BTS et é équipements Radio p quipements Radio pé ériph riphé ériques riques Le choix des différents équipements de la ligne antennaire et la vérification de leur qualité conditionnent la qualité du site BTS. BTS feeder Connecteurs ( x4) Bretelles ( x2) antenne Techniques d’ingénierie Radio 01/09/06 - 5 Feeders : (respect des rayons de courbures) Type de câble 1/2’’SF 1/2'’ 7/8’’ 1’’1/4 1’’5/8 900 MHz 10,7 7,0 3,9 2,8 2,4 1800 MHz 15,6 10,1 5,7 4,2 3,7 Pertes linéïques (dB/100m) Ligne antennaire : • 2 bretelles flexibles (1.5m), 4 connecteurs, 1 feeder • La distance reliant l’antenne et la BTS doit être minimisée, et la valeur maximale recommandée (design cellulaire : bilan de liaison) est de 3 dB en 900 et 1800. d : 5 à 20m, on utilise du 1/2" d : 20 à 35m, on utilise du 7/8" d : 35 à 50m, on utilise du 1"1/4 d : > 50 m, on utilise du 1"5/8 (attention surcoût de 30% par rapport au 1"1/4) BTS et BTS et é équipements Radio p quipements Radio pé ériph riphé ériques riques Techniques d’ingénierie Radio 01/09/06 - 6 La formule utilisée pour le calcul des pertes sur la ligne Lp est la suivante : ( ) c f b p L n L f L t b L × + × + × + = 100 100 b : Longueur bretelle haute (m) ; t : Longueur bretelle basse (m) f : Longueur du feeder (m) ; n : nombre de connexions 7/16 DIN sur la ligne Lb : pertes linéiques aux 100m du ½ ‘’ super flex (dB/100m) Lf : pertes linéiques aux 100m du type de feeder considéré (dB/100m) Lc : perte par connexion 7/16 DIN (0.1dB) Exemple : on considère en 1800 une distance BTS-Antenne de 33m on obtient Lp = (1.5+1.5) x 15.6 / 100 + 30 x 5.7 / 100 + 4 x 0.1 = 2.6 dB BTS et BTS et é équipements Radio p quipements Radio pé ériph riphé ériques riques Techniques d’ingénierie Radio 01/09/06 - 7 Le rayon de courbure imposé par les constructeur doit être respecté (rayon de courbure du feeder 1"5/8 important) car on dégrade les performances de propagation du site BTS (diminution de la sensibilité de la BTS ramenée au connecteur d’antenne, augmentation du taux d’intermodulation sur la ligne…) et le vieillissement du site s’en trouvera accéléré. Pour un même secteur, les lignes E/R et Div auront les mêmes caractéristiques : • même marque et même type de bretelles et feeder. • même perte sur la ligne coaxiale. • même Return Loss (ROS) sur la ligne coaxiale. BTS et BTS et é équipements Radio p quipements Radio pé ériph riphé ériques riques Techniques d’ingénierie Radio 01/09/06 - 8 Coupleurs hybride -3dB 90° : (1) (3) (2) (4) (1) (3) (2) (4) Diviseur de puissance : L’énergie incidente sur l’accès (1) est divisée par moitié par le coupleur et les deux demies énergies se retrouvent sur les accès (3) et (4) en quadrature de phase. On charge l’accès (2). Sommateur de puissance : En appliquant deux signaux de même amplitude et en quadrature sur les accès (1) et (2), ces deux demies énergies vont se regrouper sur l’accès (3) du coupleur. On charge l’accès (4). Plus généralement on l’appelle coupleur (1/2;1/2), mais il existe d’autres types de coupleur (1/3;2/3)... BTS et BTS et é équipements Radio p quipements Radio pé ériph riphé ériques riques Techniques d’ingénierie Radio 01/09/06 - 9 Duplexeurs Fonctionnement en réception : Les énergies de fréquence « RECEPTION » recueillies par l’antenne EM/REC sont transmises au système sur l’accès (4). Elles sont alors divisées par moitié par le coupleur 2 et sont appliquées à l’entrée des deux filtres passe-bande accordés dans la bande réception. Les deux demies énergies traversent donc les deux filtres et sont appliquées sur le coupleur 1 qui fonctionne en sommateur. Elles se regroupent alors sur l’accès (1) du système. Fonctionnement en émission : Les énergies de fréquence « EMISSION » sont appliquées sur l’accès (3) du système. Elles sont alors divisées par moitié par le coupleur 2 et sont appliquées à l’entrée des deux filtres passe-bande accordés dans la bande réception. Ces énergies sont donc rejectées et réappliquées sur le coupleur 2 qui fonctionne maintenant comme un sommateur. Les deux demies énergies se regroupent sur l’accès (4) du système et sont transmises à l’antenne. Les énergies non bloquées par les filtres sont absorbées par la charge. ANTENNE EM/REC CHARGE 50Ω EMISSION RECEPTION coupleur 1 coupleur 2 Filtre passe bande 2 Filtre passe bande 1 (1) (2) (3) (4) BTS et BTS et é équipements Radio p quipements Radio pé ériph riphé ériques riques Techniques d’ingénierie Radio 01/09/06 - 10 DDLNA : Dual Duplexed Low Noise Amplifier C’est un élément actif (alimenté par un PDU 12V) qui permet d’augmenter la sensibilité de la chaîne réception Uplink. On cherche à diminuer le facteur de bruit global de la chaîne de réception. Dans le sens Downlink, il introduit une perte d’insertion de l’ordre de 0,8 dB. BTS feeder Connecteurs ( x6) Bretelles ( x2) antenne LNA BTS et BTS et é équipements Radio p quipements Radio pé ériph riphé ériques riques Techniques d’ingénierie Radio 01/09/06 - 11 DDLNA : 2 modes de fonctionnement en uplink ª mode amplification. ª mode bypass : il induit une pertes de 2 dB mais permet d’assurer une continuité de service en cas de panne. DUPLEXEUR DUPLEXEUR Sens downlink Sens uplink amplificateur gain 12dB facteur de bruit 2dB mode bypass pertes 2dB pertes d’insertion 0.5dB vers BTS vers antenne BTS et BTS et é équipements Radio p quipements Radio pé ériph riphé ériques riques Techniques d’ingénierie Radio 01/09/06 - 12 Antennes : On choisit l’antenne en fonction de la zone de couverture ou de la qualité de service souhaitée parmi un catalogue d’antennes homologuées. Les principales caractéristiques sont : • Gain • Diagramme (ouverture Horizontale et Verticale à 3dB) • Rapport Avant/Arrière • Tilt électrique • Bande de fréquence, Polarisation, RL, isolation… On utilise essentiellement 3 types d’antenne : • Panneau à polarisation verticale • Panneau à polarisation croisée • Omnidirectionnelle (à l’ouverture du réseau) BTS et BTS et é équipements Radio p quipements Radio pé ériph riphé ériques riques Techniques d’ingénierie Radio 01/09/06 - 13 E r k r E r k r Polarisation Verticale Le vecteur champ électrique est dans un plan d’onde vertical. Polarisation à ± 45° Le vecteur champ électrique est dans un plan d’onde incliné à +45° ou -45° BTS et BTS et é équipements Radio p quipements Radio pé ériph riphé ériques riques Techniques d’ingénierie Radio 01/09/06 - 14 Choix de l’antenne en fonction de l’environnement : De manière générale, on utilise des antennes avec une ouverture horizontale à 3 dB de l’ordre de 70° afin de limiter le risque d’interférence (planification de fréquences) mais d’assurer un recouvrement intercellulaire suffisant dans la bissectrice de chaque secteur. L’ouverture verticale à 3 dB est pincée et de l’ordre de 8° afin de privilégier le gain. Cependant sur des réseaux en cours de densification, utiliser une ouverture de l’ordre de 10-12° est plus cohérent. ¾Zone urbaine et suburbaine : on installe des antennes Crosspolar ±45° du fait des nombreux multi-trajets (diffraction, réflexions …). ¾Zone rurale : on installe des antennes Verticales du fait que les zones sont dégagés et qu’il y a globalement peu de multi- trajets qui dégradent la réception. On pourra cependant utiliser une antenne Crosspolar si l’environnement est accidentée (montagnes, rivières…). Dans le cadre d’axes en forêts (diffusion), on pourra utiliser une antenne Verticale avec une ouverture horizontale de l’ordre de 30° BTS et BTS et é équipements Radio p quipements Radio pé ériph riphé ériques riques Techniques d’ingénierie Radio 01/09/06 - 15 Diagramme Horizontal Diagramme Vertical 30 20 10 10 20 30 0░ 10░ 20░ 30░ 40░ 50░ 60░ 70░ 80░ 90░ 100░ 110░ 120░ 130░ 140░ 150░ 160░ 170░ 180░ 190░ 200░ 210░ 220░ 230░ 240░ 250░ 260░ 270░ 280░ 290░ 300░ 310░ 320░ 330░ 340░ 350░ 30 20 10 10 20 30 0░ 10░ 20░ 30░ 40░ 50░ 60░ 70░ 80░ 90░ 100░ 110░ 120░ 130░ 140░ 150░ 160░ 170░ 180░ 190░ 200░ 210░ 220░ 230░ 240░ 250░ 260░ 270░ 280░ 290░ 300░ 310░ 320░ 330░ 340░ 350░ BTS et BTS et é équipements Radio p quipements Radio pé ériph riphé ériques riques Techniques d’ingénierie Radio 01/09/06 - 16 Exemple d’architecture BTS : PA PAin PAout RX_main RX_div DRX TX_out RX Splitters RX_main RX_div DRX TX_out RX_main RX_div DRX TX_out RX_main RX_div DRX TX_out RX_main RX_div DRX uploads/Management/ techniques-ingenierie-radio-pdf.pdf