移动通信直放站的应用与调测精编版.docx
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移动通信直放站的应用与调测精编版
移动通信直放站的应用与调测
【摘要】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。
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。
【关键词】直放站;移频直放站;同频直放站;直放站维护;放大器;天线;基站;上行;下行
Letstanduntiltheapplicationandmaintenance
GaoRui
（ShanxiTianyuancommunicationdesignconsultingCo.,LTDXi'anShanxi710075）
【Abstract】:
Letstanduntil（Repeaters）belongtosamefrequencyamplifierequipment,referstothewirelesstransmissionprocesssignalenhancementofaradiotransmittingtransferequipment.Thebasicfunctionoftheworkstationrfsignalisapowerincrease.Letstandstraightindownlinkantenna,thebenefactoroflinkexistingcoverageofsignal,pickthroughbandpassfiltertotakeTongWaisignaloftheextremelygoodisolation,filteringsignalamplifieramplificationagainafterthelaunchtostaycoverage.Theuplinklinkpath,coveringareaofmobilehandsetsignalsinthesamewayofworkingbyuplinkamplificationlinktothecorrespondingprocessingbaseafterlaunch,thusachievedthebasestationandmobilephonesignaltransmission.Usestraightaslittleputlargecapacity,coveringthenecessarymeansone,ismainlyduetotheuseofworkstationinthenumberofbasewithoutincreasingthepremisetoguaranteethatthenetworkcovers,2itisfarbelowthecostofhavethesameeffectmicrocellssystem.Letstanduntilistosolvethecommunicationnetworkcoveringcapacityofakindofoutspreadoptimalscheme.Ithassimplestructure,basewithlessinvestmentandconvenientinstallationetc,andcanbewidelyusedfortheblindtocoverandweakarea,suchasthemarket,hotel,airport,dock,station,gym,recreation,subway,tunnel,highway,island,improvecommunicationetc.Variousplaces,tosolvethequalityproblemssuchastodropwords.
【Keywords】Workstation,frequencyshiftworkstation;Withfrequencyworkstation;Workstationmaintenance;Amplifiers;Antenna;Stations;Upward;Downward
1.引言
无线直放站最初是用于调频广播通信及消防无线设备信号接收转发,进入90年代以来,随着移动通信的蓬勃发展,由于用户对移动通信服务质量及运营商之间的竞争也越来越激烈,但移动信号覆盖不可避免会出现大量大大小小的盲区,如果全部用基站进行覆盖不仅没有必要而且耗费巨大,因此移动通信直放站应运而生,国内第一台GSM移动通信直放站是由福建省邮电科学研究所（现为福建电信科学技术研究院）于1991年研制成功。
现在直放站及室内分布覆盖已经发展为移动通信产业的一环,为移动通信发展做出了自己的贡献。
2.直放站的定义
图1WHRS900B5、WHRS900B10原理框图
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。
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IP3（无委规定小于-36dBm）、低噪声系数（NF）、整机可靠性、良好的技术服务等。
3.直放站的种类
3.1射频直放站。
下行信号通过施主天线接收基站信号,经低噪放放大后到下行选带模块进行滤波,然后把信号进行放大,经过双工器,通过重发天线向用户方向覆盖;上行从移动用户接收信号,经放大后发送给基站。
为了限带,加有带通滤波器。
其基本工作原理图如下:
图2WHRS900C5、WHRS900C10原理框图
图3WHRS900FB2/FB5/FB10主机原理框图
图4WHRS900FB2/FB5/FB10从机原理框图
图5射频型CDMA无线移频直放站的实际工作原理
图6射频型CDMA移频直放站（二信道）原理
3.2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。
其基本工作原理图如下:
3.3光纤传输直放站。
从基站直接耦合收到的信号,经低噪放放大进入光模块,将射频信号转变为光信号,通过光纤将信号传到从机,进入光模块,再将光信号变为射频信号,放大后通过重发天线向用户方向覆盖信号再发出;上行信号从移动用户发出,经低噪放进入光模块,把射频信号变为光信号,传到主机光模块进行转变,经选带滤波,再进行放大,上传到基站,其基本工作原理图:
3.4移频直放站。
前向信号通道如下:
通过施主天线口（ToBTS）,直放站接收来自基站的前向信号f1、f2,经双工器滤波、低噪放放大后,送入各个前向移频单元对信号进行滤波,其滤波带宽为1.23MHz,滤波后的信号频率为f3、f4,经合路后,送入前向功放放大,最后经双工器滤波,从重发天线口（ToService）的天线将前向信号发往直放站覆盖区;移频直放站也可以直接从基站耦合信号。
反向信号通道是前向信号通道的逆过程。
4.直放站的应用
4.1直放站的应用原则。
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。
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（1W以下）直放站。
城市边缘
在CDMA网络建设初期,由于基站数量较少,可以采用大功率的无线或光纤直放站。
城市边缘地区,主要是解决信号覆盖问题。
在已铺设光纤的地区最好采用输出功率为10W的光纤直放站。
无光纤资源时,可利用无线直放站进行延伸覆盖。
采用方向性好的施主天线提取较为纯净的源信号,输出功率为5W/10W,等同于基站的输出,达到较好的覆盖效果率。
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（10W/20W）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。
4.2直放站的应用场合。
GSM、CDMA和光纤直放站和室内覆盖系统为各种信号盲区可提供不同的详细解决方案,其适应范围如下:
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。
5.直放站的调测
5.1设备调试。
将天馈线与直放站正确连接,加电开机,调整直放站增益,使最大工作增益低于天线隔离度约12dB。
以某CDMA直放站调整为例,该直放站额定输出功率为30dBm（1W）,额定增益不超过95dB,测得施主天线接收点接收的基站场强值为-80dBm,施主天线为1.8米抛物面天线,则天线增益G?
?
a=21.6dBm。
因施主天线距主机30米,馈线采用SYV-50-22型低损耗馈线,该型馈线中心频率为850MHz时每米损耗约0.03dBm,则馈线损耗L=0.9dB。
若天线隔离度达到102dB,则Gmax=102dB-12dB=90dB,直放站输出功率Po=-80dBm+Gmax+Ga-L=30.5dB。
达到设备的额定输出功率要求,现场安装后用E4407频谱分析仪实测得输出功率为30.1dBm,结果与理论计算值基本一致。
调试直放站时,不可将直放站的增益调得过大,应在动态范围内由小到大地调整,且不可超过最大增益Gmax。
增益和输出功率要留有一定的余量,增益余量不足会引发直放站自激;功率余量不足易使直放站过载,造成话音质量明显下降甚至系统瘫痪。
直放站具有上下两个链路,有各自独立的增益控制和功率放大能力,调试时应保持其链路平衡。
保持链路平衡不能简单地理解为直放站的上下行增益设置的平衡,而是对应于施主基站的链路平衡。
直放站加入移动通信网络,不能破坏施主基站覆盖区已经建立的上下通道的平衡,直放站调整增益平衡的前提条件是:
上行增益的调整要保证底部噪声不对基站造成干扰,下行增益的调整不影响输出信号的线性特性。
若下行增益远大于上行增益,会导致手机接收场强很高,却打不出电话;若上行增益远大于下行增益,会导致覆盖范围缩小。
较合理的范围是上下行增益相差小于3dB。
5.2路测确认。
运用安装有专门软件（如东信eastcom2000）的路测仪器进行路测,结合实地通话测试,确认工程实施效果是否达到原设计要求,如覆盖范围是否满足需要,施主基站和相邻基站信号是否受到影响等。
若与设计有较大的出入,就需作出一系列调整,如重新确定直放站站址,重新调整天馈线位置,使天线隔离度达到预定值;重新调整直放站设备工作参数,使其达到最佳工作状态。
在覆盖公路、隧道等带状区域时,可调整天线角反射器角度,通过控制波束宽度来实现该区域的理想覆盖。
路测时应注意识别基站信号、经直放站放大的信号和相邻基站信号。
鉴于直放站在移动通信网络覆盖中的重要性,掌握直放站在通信工程设中应用,对于移动通信网络建设和运行维护来说十分必要,从无线电管理的角度而言,也可消除许多干扰隐患。
展望未来,随着3G业务的开展,新一轮基站建设热潮即将兴起,如何更好地发挥直放站的优势,节省资金和资源投入,无疑是值得移动通信界研究的一个重要课题。
参考文献
[1]卢尔瑞等.移动通信工程.人民邮电出版社,1988（4）
[2]高健罗华斌.直放站的原理与应用.中国无线电,2005（7）（尹阜琪编辑）
[文章编号]1006-7619（2010）09-28-869
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