GSM优化全方位讲解2Word文档下载推荐.docx

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或120°

的天线（按照站型配置和当地地理环境而定）。

3.机械天线

所谓机械天线，即指使用机械调整下倾角度的移动天线。

机械天线与地面垂直安装好以后，如果因网络优化的要求，需要调整天线背面支架的位置改变天线的倾角来实现。

在调整过程中，虽然天线主瓣方向的覆盖距离明显变化，但天线垂直分量和水平分量的幅值不变，所以天线方向图容易变形。

4.电调天线

所谓电调天线，即指使用电子调整下倾角度的移动天线。

电子下倾的原理是通过改变共线阵天线振子的相位，改变垂直分量和水平分量的幅值大小，改变合成分量场强强度，从而使天线的垂直方向性图下倾。

如下图所示.由于天线各方向的场强强度同时增大和减小，保证在改变倾角后天线方向图变化不大，使主瓣方向覆盖距离缩短，同时又使整个方向性图在服务小区扇区内减小覆盖面积但又不产生干扰。

实践证明，电调天线下倾角度在1°

～5°

变化时，其天线方向图与机械天线的大致相同；

当下倾角度在5°

～10°

变化时，其天线方向图较机械天线的稍有改善；

当下倾角度在10°

-15°

变化时，其天线方向图较机械天线的变化较大；

当机械天线下倾15°

后，其天线方向图较机械天线的明显不同，这时天线方向图形状改变不大，主瓣方向覆盖距离明显缩短，整个天线方向图都在本基站扇区内，增加下倾角度，可以使扇区覆盖面积缩小，但不产生干扰，这样的方向图是我们需要的，因此采用电调天线能够降低呼损，减小干扰。

另外，电调天线允许系统在不停机的情况下对垂直方向性图下倾角进行调整，实时监测调整的效果，调整倾角的步进精度也较高（为0.1°

），因此可以对网络实现精细调整；

电调天线的三阶互调指标为-150dBc，较机械天线相差30dBc，有利于消除邻频干扰和杂散干扰。

图29电调天线原理

5.双极化天线

双极化天线组合了+45°

和-45°

两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下，因此其最突出的优点是节省单个定向基站的天线数量；

一般GSM数字移动通信网的定向基站（三扇区）要使用6根天线，每个扇形使用2根天线（空间分集，一发两收），如果使用双极化天线，每个扇形只需要1根天线；

同时由于在双极化天线中，±

45°

的极化正交性可以保证+45°

两副天线之间的隔离度满足互调对天线间隔离度的要求（≥30dB），因此双极化天线之间的空间间隔仅需20-30cm；

另外，双极化天线具有电调天线的优点，在移动通信网中使用双极化天线同电调天线一样，可以降低呼损，减小干扰，提高全网的服务质量。

对于天线的选择，我们应根据自己移动网的覆盖，话务量，干扰和网络服务质量等实际情况，选择适合本地区移动网络需要的移动天线：

---在基站密集的高话务地区，应该尽量采用双极化天线

---在边、郊等话务量不高，基站不密集地区和只要求覆盖的地区，可以使用传统的全向天线。

5.3塔顶放大器（MHA）

塔顶放大器的原理就是通过在基站接收系统的前端，即紧靠接收天线下方增加一个低噪声放大器来实现对基站接收性能的改善。

塔顶放大器的位置如下图,

图30塔顶放大器

塔顶放大器有利于降低基站接收系统的噪声，提高基站接收系统灵敏度。

它对移动基站的覆盖能带来多方面的好处，下列几方面是使用塔放的益处。

1〉扩大基站有效覆盖范围。

2〉提高上行接收电平，改善弱信号覆盖。

3〉降低掉话率，提高通话质量

4〉降低手机输出功率，净化电磁环境

5〉增加话务量，提高经济效益

塔放在使用过程中,也出现一些不利的因素.安装塔放后测量天馈的驻波比经常会发现驻波比过高.在使用一段时间后,出现故障不能够及时的发现.需要我们及时的优化和处理.

5.4基站功率放大器

基站功率放大器（BaseStationAmplifier）是专门为扩大现有基站的有效覆盖范围而设计的，它是安装在基站上的超线性选频放大设备，由超线性大功率功放单元，双工器、选频器及电源单元、告警组件组成

基站功率放大器的功能

扩大基站信号覆盖范围，有效覆盖范围可扩大2-4倍,一般安装功放后,信号提高6-8DB左右

利用现有基站和机房设备，增加信道机配以基站放大器和定向天线，达到相当于增加基站的目的微蜂窝配基站放大器，可达到新设基站的效果.有单载频、双载频及多载频的多种信号放大可选方案

减少用户频繁切换，提高网络覆盖质量：

使用户不易掉话，保证用户通话质量，提高网络覆盖质量

功方的缺点是,用电功率太大,是加装功放后,基站用电量是原来的几倍.另一缺点经过现场测试,在有山阻挡时提高信号的功能不明显.

5.5GSM全向基站“灯下黑”

5.5.1“灯下黑”的定义及成因：

所谓“灯下黑”，又称“灯影效应”，通俗的讲就是指基站在天线挂高达到一定高度（60—70米）以上，基站本身硬件，如天馈线、TRX发射功率都正常，并且基站周围远处覆盖良好的情况下，基站方圆一公里以内，尤其在有房屋、树木阻挡的区域，有信号很差，或衰减过快的现象发生，就称之谓“灯下黑”现象。

一个单一偶极子的辐射能量图实际应用的全向天线辐射能量图

就象一个“汽车轮胎”

侧视图侧视图

灯影效应的形成主要是由于全向天线的波瓣辐射特性造成的。

一个单一偶极子的辐射能量图看起来就象一个“汽车轮胎”如上左图，而实际应用的全向天线因为要提高增益，将信号集中到地面需要覆盖的地区，从而使“汽车轮胎”“扁平化”如上右图的样子，在振子下方形成了一部分弱场强区，即所谓的“灯下黑”区域。

“灯下黑”区域的大小主要与天线的垂直水平平面的半功率角有关，天线的垂直半功率角定义了垂直平面的波束宽度，垂直平面的半功率角越小，偏离主波束方向时信号衰减就越快。

天线越高，垂直平面天线主瓣与天线之间的距离越大，偏离主瓣而又没有副瓣覆盖的区域就可能越大，这些区域由于没有天线主、副瓣的直接覆盖，信号场强就会很弱，且衰减很快，也就会产生“灯下黑”效应。

如同蜡烛正下方光的亮度反而不如远处亮的原理雷同。

“灯下黑”区域如果处在空旷地带，影响可能不太明显，但如果处在城镇中心地带，就会由于建筑物、树木、地势的影响，电平值衰减的更快，甚至形成盲区。

不同的天线厂家在生产天线时，应充分考虑到天线近场区域的覆盖，尽可能让下侧第一副瓣张的较大，即天线波瓣下测第一零点很浅，有利于该善基站天线零填充特性，从而提高小区内近域覆盖问题，避免产生灯影效应。

但是，不论生产厂家如何改进天线性能，都不可能完全避免“灯影效应”的产生，根据基站周边环境与地貌的不同，基站天线达到一定的高度后，都不可避免的产生“灯下黑”现象。

唯一不同的是对覆盖的影响有大有小而已。

5.5.2典型“灯下黑”现象的解决方案：

1.第一种方案适合于基站位于城镇的边缘

出现“灯下黑”的区域大约距基站1公里以内，周边地区覆盖较好的情况。

方案内容如下：

在基站铁塔高端天馈线与天线连接处利用一分二功分器把主收发、分集收天馈线一分为二或用耦合器把主收发、分集收天馈线耦合出主收发、分集收天馈线支路，高处仍采用全向天线（最好采用高增益全向天线，利用增益来弥补功分器产生的衰耗，但目前通信市场上似乎没有全向高增益天线）,全向天线下面适当位置采用定向高增益天线覆盖塔下“灯下黑”部分（注：

定向天线的位置既要考虑到全向与定向天线的隔离度，又要尽量缩短距离，减少1/2细馈线的长度，以减少衰耗）。

此方案的优点在于投资小、不增加硬件单元板、实施方便、见效快。

缺点在于对主全向天线增加衰耗，周边覆盖可能会受到影响。

如下图：

图31覆盖图

备注：

一分二功分器的两个分路分别衰耗3dB，耦合器的主路衰耗1.5dB，支路衰耗6dB。

如果耦合器能解决问题，尽量采用耦合器，以减少对主天线的衰耗。

使用耦合器时要尽量在塔顶耦合，以避免因1/2馈线过长产生衰耗，影响覆盖效果。

2．第二种方案适用于出现“灯下黑”的区域

大约在基站方圆1.5公里以内，话务量较高，且集中在“灯下黑”区域，而且基站远处覆盖本身就不是太理想，也就是说不能再增加全向天线衰耗的基站。

在基站大部分话务量集中在镇里的情况下，在原有全向基站的基础上扩容分裂出一个定向小区或全向小区（分裂定向小区或全向小区的判断依据是基站周围的话务量分布方向，如果基站周围皆为话务密集区则必须采用全向）挂在铁塔25-40米的低处作为容量层来解决镇里近处灯下黑覆盖区域及话务容量问题，基站原有的全向小区作为覆盖层覆盖镇外四周远处。

在采用分裂定向小区时，由于定向天线的增益要大于全向天线5－7dBi，而且可以通过调整下倾角来控制天线主瓣的覆盖区域，因此定向小区的信号完全可以取代全向小区信号而成为塔下弱覆盖区域的主控小区。

在采用分裂全向小区时，注意在能解决灯下黑区域以及话务量的基础上，要尽可能降低天线挂高，避免大面积的小区信号重叠。

在网络参数上我们将覆盖层定义为上层Upperlayer，容量层定义为下层Lowerlayer,通过打开C1、C2参数、Umbrella伞切换以及SMM慢速移动手机的切换来产生良好的切换策略和小区重选机制，使两层间的话务分配得到了很好的控制，也解决了初期的切换频繁和SDCCH拥塞的问题。

其中引入的新的切换和小区重选方法有：

-----Umbrella伞切换

-----SMM慢速移动手机的切换

-----C2REO小区重选

通过BSC无线参数控制因而在镇里面不会形成无主控小区的区域，从而避免产生“乒乓效应”。

此方案的优点在于不影响全向天线的发射功率，能更好的吸收话务量，覆盖区域较第一种方案大，而且效果好。

缺点在于需增加硬件投资。

许多因为覆盖原因,而进行了O改S的单机柜基站，改型后话务量大部分集中某一扇区而造成拥塞，但其他扇区话务量却很低。

如果拥塞扇区的总话务量不超过15ERL左右时，可采用此种全向与定向小区共存的双层网络，可以集中4个载频的话务量来避免拥塞。

第六节GSM直放站优化

6.1直放站的定义

直放站（中继器）属于同频放大设备，是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。

直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。

直放站在下行链路中，由施主天线现有的覆盖区域中拾取信号，通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。

在上行链接路径中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站，从而达到基地站与手机的信号传递。

下图为移动直放站的原理图

图32GSM移动通信直放站原理图

直放站是一种中继产品，衡量直放站好坏的指标主要有，智能化程度（如远程监控等）、低噪声系数（NF）、整机可靠性、良好的技术服务等。

使用直放站作为实现“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一是在不增加基站数量的前提下保证网络覆盖，二是其造价远远低于有同样效果的微蜂窝系统。

直放站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。

6.2直放站的种类与类型

6.2.1移动通信直放站的种类

---从传输信号分有GSM直放站和CDMA直放站;

---从安装场所来分有室外型机和室内型机;

---从传输带宽来分有宽带直放站和选频（选信道）直放站;

---从传输方式来分有直放式直放站、光纤传输直放站和移频传输直放站。

6.2.2移动通信直放站的类型

GSM移动通信直放站

GSM移动通信直放站是解决基站覆盖而存在信号盲区的一种方式。

通过架设直放站不但能改善覆盖效果，同时能大大减少投资基站之成本。

CDMA移动通信直放站

CDMA直放站可以扩大CDMA基站的覆盖范围，大大节省CDMA网络建设的投资。

由于各种地理环境和用户的要求不同，所需的CDMA直放站的类型也不同。

6.3直放站的构成

移动通信直放站的构成因种类而异。

（1）直放式直放机

下行从基站接收信号，经放大后向用户方向覆盖；

上行从用户接收信号，经放大后发送给基站。

为了限带，加有带通滤波器。

（2）选频式直放站

为了选频，将上、下行频率下变频为中频，进行选频限带处理后，再上变频恢复上、下行频率。

如下图所示:

图33选频式直放站

（3）光纤传输直放站

将收到的信号，经光电变换变成光信号，传输后又经电光变换恢复电信号再发出。

（1）移频传输直放站

将收到的频率上变频为微波，传输后再下变频为原先收到的频率，放大后发送出去。

（2）室内直放站

室内直放站是一种简易型的设备，其要求与室外型机是不一样的。

6.4直放站的应用

根据直放站系列产品的特点和移动通信网络的需求，不同的地理环境及应用场合，系统的解决方案是不同的，这需要认真分析，区别对待。

对于无线直放站来说，信号的隔离显得尤为重要。

无线直放站是从空间接收信号，势必要求空间信号尽可能纯净；

而在基站较为密集区域，分离不同基站或扇区信号的难度将大大增加，容易使直放站增加对基站干扰。

所以在基站较为密集区域，建议尽量采用有线信号的引入方式，比如光纤直放站。

在不具备使用光纤直放站条件的场所，只能采用无线直放站，但其施主天线必须具有足够的方向选择性。

应用场合有一下几种:

扩大服务范围，消除覆盖盲区，如高山，建筑物，树林等阻挡物而形成的信号盲区；

在郊区增强场强，扩大郊区站的覆盖；

沿高速公路架设，增强覆盖效率；

解决室内覆盖，如大型建筑物内信号衰减信号盲区、地下商城、地铁、遂道等衰减信号盲区；

将空闲基站的信号引到繁忙基站的覆盖区内，实现疏忙；

其它因屏蔽不能使信号直接穿透之区域等。

6.5直放站工程建设

1.前期勘测及理论测算

为了最大限度发挥直放站工作效果，在安装前均需进行实地测点，并按照测点的结果对覆盖效果及覆盖面积进行初步估算，测点通常按照以下几个步骤进行。

　　◆根据覆盖要求确定设备具体安装站址，准备前期的基础工程，如铁塔、机房、供电、接地等；

　　◆确定需要转发的基站载频号，并测试接收点信号场强值；

　　◆根据场强值初步确定使用设备的类型，天线的使用类型，天线的安装高度及位置；

　　◆通过计算预测设备的工作增益、最大输出功率值；

　　◆根据设备的输出功率及重发天线的类型预测设备开通后的覆盖范围及覆盖效果。

2.　站址选择及定位

如果为了扩大基站覆盖范围，直放站应安装在基站覆盖区边界处。

直放站距离基站太近（源天线接收信号强），则直放站与基站形成重叠覆盖，移动台信号一路通过直放站延时后到达基站，一路直接到达基站，将会对基站形成多径干扰。

所以，尽量减少直放站与基站重叠覆盖的区域面积，以保证对移动通信网的干扰尽可能最小。

直放站距离基站太远，源天线接收信号弱，则直放站前向输出功率较小，覆盖范围较小，达不到增大覆盖面的目的。

由于重发天线是定向角度天线，直放站站址最好选在盲区外，靠近盲区边沿（根据现场条件确定，通常大约50-200米）

3.确定施主天线及重发天线的安装

天线位置的选择对直放站的覆盖范围影响很大，除考虑天线隔离度、输入信号电平大小因素之外，还需要考虑直放站输入信号的波形质量。

4.测量收发隔离度

收发隔离度，即信号从直放站前向输出端口至前向输入端口（或者从反向输出端口至反向输入端口）的空中路径衰减值，其大小直接影响着直放站的增益配置，在确定天线位置后，一定要测量隔离度。

直放站前向输出功率比反向输出功率大，主要考虑前向链路的收发隔离度。

收发隔离度分为水平隔离度和垂直隔离度。

5.设备调整与调测

天线馈线与直放站正确连接，加电开机，设置直放站增益，使最大工作增益低于收发隔离度约12dB。

6.路测优化

根据网络规划、覆盖要求、路测覆盖范围，调整转发天线的水平角度、俯仰角度和直放站增益，达到直放站理想覆盖。

在覆盖公路、隧道等带状区域时，可调整角反射器角度，通过控制波束宽度来满足对该区域的理想覆盖。

路测时，应识别基站信号、经直放站放大后的信号、相邻基站信号，并作好相关记录。

7　工程设计确认

通过仪器测试及实地通话测试，确认工程方案是否达到原设计要求，如与原来有较大的出入，需对以下工作重新调整。

　　◆必要时重新确定直放站站址；

　　◆重新调整设备及天馈，使收发隔离度达到预定值；

　　◆重新调整直放站的各项工作参数（如增益等），使其达到最佳工作状态。

6.6GSM室内覆盖系统

1:

为什么要建设室内覆盖系统？

随着城市里移动用户的飞速增加以及高层建筑越来越多，话务密度和覆盖要求也不断上升。

这些建筑物规模大、质量好，对移动电话信号有很强的屏蔽作用。

在大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境下，移动通信信号弱，手机无法正常使用，形成了移动通信的盲区和阴影区；

在中间楼层，由于来自周围不同基站信号的重叠，产生乒乓效应，手机频繁切换，甚至掉话，严重影响了手机的正常使用；

在建筑物的高层，由于受基站天线的高度限制，无法正常覆盖，也是移动通信的盲区。

另外，在有些建筑物内，虽然手机能够正常通话，但是用户密度大，基站信道拥挤，手机上线困难。

移动通信的网络覆盖、容量、质量是我们获取竞争优势的关键因素。

网络覆盖、网络容量、网络质量从根本上体现了移动网络的服务水平，是所有移动网络优化工作的主题。

室内覆盖系统正是在这种背景之下产生的。

总之，进行室内覆盖系统建设的直接理由是：

◆覆盖方面：

由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传输衰耗，形成了移动信号的弱场强区甚至盲区；

◆容量方面：

建筑物诸如大型购物商场、会议中心，由于移动电话使用密度过大，局部网络容量不能满足用户需求，无线信道发生拥塞现象；

◆质量方面：

建筑物高层空间极易存在无线频率干扰，服务小区信号不稳定，出现乒乓切换效应，话音质量难以保证，并出现掉话现象。

2、什么地区需要室内覆盖？

室内盲区

新建大型建筑、停车场、办公楼、宾馆和公寓等。

话务量高的大型室内场所

车站、机场、商场、体育馆、购物中心等，增加微蜂窝建立分层结构。

发生频繁切换的室内场所

高层建筑的顶部，收到多个基站的功率近似的信号。

3、什么是室内覆盖？

室内覆盖是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案，近几年在全国各地的移动通信运营商中得到了广泛应用。

其原理是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。

4、实现室内覆盖的方法

实现室内覆盖的技术方案可分为三种：

微蜂窝有线接入方式

是以室内微蜂窝系统作为室内覆盖系统的信号源，即有线接入方式。

适用于覆盖范围较大且话务量相对较高的建筑物内，在市区中心使用较多，解决覆盖和容量问题。

宏蜂窝无线接入方式

是以室外宏蜂窝作为室内覆盖系统的信号源，即无线接入方式。

适用于低话务量和较小面积的室内覆盖盲区，在市郊等偏远地区使用较多。

直放站（Repeater）

在室外站存在富余容量的情况下，通过直放站（Repeater）将室外信号引入室内的覆盖盲区。

5.室内覆盖系统的组成

室内覆盖系统主要由信号源和信号分布系统两部分组成。

总的来说，室内覆盖系统根据覆盖区域的具体情况，组合无源、有源、光纤、泄漏等方式，进行综合性的分析。

在实际使用中，室内分布系统可使每个微蜂窝覆盖范围增至几十层楼左右；

如果加装干线放大器，覆盖范围还可大幅度增加。

一个完备的室内覆盖系统应能够通过一个特定的接口，取得基站的下行信号，均匀地分布到指定场所的每一处。

同时，又将这场所的每一处的基站上行信号收集到后，均匀地送达特定的接口。

构成室内覆盖系统的主要设备是：

馈线、天线、干线放大器、延长放大器以及耦合、功分等无源器件。

在系统设计上主要考虑的是能量分配的问题。

6.室内覆盖系统的工程建设

室内覆盖系统的建设可分为准备、市场、协商、设计、安装、验收、运行维护等七个阶段。

设计考虑因素

信号源 

场强分布

上行信噪比

互调干扰

上下行平衡

传输和分配损耗

施工难度

造价

6.7BOOSTER的应用技术

传统的方法将基站的全向天线改定向、更换高增益天线等手段增大基站覆盖半径的做法，在许多环境下不能满足网络的覆盖需要，而增加一个基站的投资往往比较大。

Booster智能覆盖应用技术，可以低成本、高效率的解决交通干线、旅游景区、边远乡镇等地的覆盖问题，对于不断提高网络话务吸收能力和服务质量起了极大的推进作用，同时也为农村市场的开发提供支撑。

1、Booster应用方案原理

（1）网络分层结构

网络分层结构主要分成三层，实现不同的话务吸收能力和覆盖能力，是根据需要可调。

载频配置超过2个TRX的扇区，需分裂原小区为2个小区，在邻区关系上分为上下两层，用Umbrella切换。

如下图所示：

图34网络分层结构

（2）、系统原理

2、Booster应用方案特点

（1）、基站覆盖范围扩大

Booster可使基站的信号强度增强至少7dB,一般来说，基站有效覆盖范围扩展2-5公里。

（2）、上、下行链路不平衡

由于手机的最大发射功率有限，且无法被有效放大，即使安装了MHA，上下行链路仍然不平衡。

（3）、容量减少

理论话务量相对减少

（4）、干扰程度提高

基站信号放大后可能会干扰其它基站，全网整体干扰将会增加。

假如大量安装Boo