直放站產品原理培訓教程

1、.,1,課程安排,一、 各類直放站的作用、原理 二、 直放站系統(tǒng)的主要技術指標,.,2,講座內容,從上、下行分離形式分類 從應用形式分類,一、各類直放站作用、原理,.,3,一、各類直放站作用、原理,1）從上、下行分離形式分為：頻分雙工直放站和時分雙工直放站,頻分雙工直放站，上、下行分離通過雙工器實現,時分雙工直放站，上、下行分離通過開關切換實現,.,4,2）從應用形式上分為：,無線載波選頻直放站 無線頻段選頻直放站 光纖直放站 移頻直放站 干線放大器 基站放大器,一、各類直放站作用、原理,.,5, 無線載波選頻直放站,一、各類直放站作用、原理,特點： 只轉發(fā)所需頻點的RF信號 收發(fā)天線隔離度要

2、求高 一般采用獨立載頻放大技術，交調指標高，又可以采用合 路放大技術 產品能工作在兩信道或四信道，可擴展 結構復雜，成本高,.,6, 無線頻段選頻直放站,一、各類直放站作用、原理,特點： 對所選頻帶信號轉發(fā)，有所需信號，也可能有其它無關信號 收發(fā)天線隔離度要求高 帶寬可調（分為任意可調和單邊可調） 結構簡單、相對成本低高，但交調指標不如載頻選頻獨立功放 BTS改變工作頻率不需要重新設置工作載頻,.,7, 光纖直放站,一、各類直放站作用、原理,.,8, 光纖直放站,一、各類直放站作用、原理,特點： 利用光纖傳輸，室內：布線方便，頻帶寬。 室外：遠距離傳輸一般可達20km 收發(fā)天線隔離度要求不高

3、可與BTS直接耦合，保證信源純凈（也可采用無線耦合） 一般可用于一拖多遠端場合,.,9, 移頻直放站,一、各類直放站作用、原理,特點： 移頻轉發(fā)，收發(fā)天線隔離度要求不高，選址容易 占用頻點比同頻直放站高一倍 技術復雜、難度大,.,10, 干線放大器,一、各類直放站作用、原理,特點： 用于室內分布系統(tǒng)，補償電纜分支分配損耗,.,11, 基站放大器,一、各類直放站作用、原理,.,12,一、各類直放站作用、原理,特點： 三種形式： 塔頂雙向功放、塔頂上行放大、基站功率放大器 補償BTS天線電纜損耗，在天線口恢復發(fā)射功率及恢復接收靈敏度, 基站放大器,.,13,二、直放站系統(tǒng)的主要技術指標,1、最大增

4、益,定義：是指直放站在線性工作范圍內對輸入信號的最大放大能力。 要求：廠家聲明值的3dB之內。,2、標稱最大輸出功率,定義：是指直放站在線性工作范圍內，在最大增益下所能達到的最 大輸出功率。 要求：廠家聲明值的 dB之內。,3、自動控制電平（ALC）,定義：是指當直放站工作于最大增益且輸出為最大功率時，增加輸入信號電平，直放站對輸出信號電平的控制能力。 要求：輸入增加10dB，輸出功率保持在最大輸出功率 2dB之內。,.,14,二、直放站系統(tǒng)的主要技術指標,4、噪聲系數,定義：是指直放站在工作頻帶內，正常工作時輸入信噪比與輸出信噪比之比。 。 要求：室外覆蓋用直放站：5dB。 室內覆蓋用直放站

5、：6dB。,噪聲系數:用于表示信號經過直放站信噪比惡化程度。它是表示直放站性能的一項重要指標。 特別注意：噪聲系數同直放站的輸入靈敏度和輸出噪聲電平都相關。,.,15,二、直放站系統(tǒng)的主要技術指標, 輸入端噪聲電平Pinn=10logkT+ 10logBW+NF =-174dBm(mw/Hz)+ 10logBW (Hz) +NF (dB) 如GSM ,BW=200kHz ，假設: NF=4dB 則 Pinn = -174dBm+53+4=-121+4=-117dBm,.,16,二、直放站系統(tǒng)的主要技術指標, 輸出端噪聲電平Poutn=10logkT+ 10logBW+G+NF 假設 G=95d

6、B ， BW=200kHz， NF=4dB 則 Poutn = -174dBm+53+4 +95 =-121+4 +95 =-22dBm K：波爾茲曼常數，1.3810-23J/K T：環(huán)境溫度，常溫取293，相當于20, 多級放大器級聯后系統(tǒng)輸入噪聲系數，并非第一個放大器的噪聲系數 （線性值） 特別是ATT+NF2接近G1（對數值）的情況下，NF會顯著惡化， 假設NF1=4dB， G1=20dB，ATT= 20dB， NF2=4dB， 則NF=7dB,.,17,二、直放站系統(tǒng)的主要技術指標,5、雜散發(fā)射,定義：是指除去工作載頻以及與正常調制相關的邊帶以外的頻率上的輻射。 要求：不同的系統(tǒng)要求

7、不一樣，并且在不同的頻點要求不同。,6、互調衰減,定義：當以工作頻帶內的兩個信號輸入直放站后，由于直放站的非線性而在其輸出口產生互調產物。互調衰減是指對這些互調產物的抑制能力。 要求：不同的系統(tǒng)要求不一樣。,.,18,二、直放站系統(tǒng)的主要技術指標,7、帶外抑制,定義：是指直放站對工作頻段外信號的抑制能力，直放站在放大所需信號的同時，理論上不應該放大不該放大的信號。直放站帶外抑制主要靠中頻SAW濾波及RF濾波器實現。,.,19,直放站主要性能指標,1、主要無線指標及公司基本要求, 工作頻段:線性狀態(tài)，實際工作頻率范圍 帶內波動：有效工作頻帶最大最小電平差（峰峰值） 最大輸出功率：線性狀態(tài)最大功率

8、 最大增益：標稱值2dB ALC電平: 最大輸出功率2dB 噪聲系數：室外：3.5dB，室內：4dB ； 增益調節(jié)范圍(ATT)、步長及誤差： ATT范圍：40dB（室外）； 2530dB（室內） 步長1dB，誤差：20dB以內 ：1dB、2040dB：1.5dB 特別注意：步長誤差實現較難，注意采用標準電路,.,20,直放站主要性能指標,1、主要無線指標及公司基本要求（續(xù)）, 傳輸時延： 1.5s（寬帶）； 5 s （中頻SAW） 輸入信號動態(tài)范圍 抗燒毀功率：13dBm 駐波比：1.3 或 1.4 頻率誤差： 510-8 帶內互調衰減： -36dBm（GSM） -15dBm（CDMA） 雜

9、散發(fā)射： -36dBm 9kHz1GHz(其中各不同頻段還有特別要求) -30dBm 1GHz 12.75GHz,.,21,直放站主要性能指標, 帶外抑制（帶外增益）,不同體制有不同要求 信號失真指標（以后設計要特別關注） 光發(fā)射功率：0dBm 光接收功率： -100dBm 最大光路損耗：室內：2dB，室外：10dB 最大光傳輸距離：與體制有關，一般室內2km，室外20km (21) MTBF：室外站50,000小時,1、主要無線指標及公司基本要求（續(xù)）,.,22,直放站主要性能指標,2、其它指標, 工作電壓：AC220V：155285VAC/50Hz DC-48V：-72-36V DC+24

10、V：2230V 電源功耗 外形尺寸 重量 工作溫度：室外：-40+55，室內：-20+40 相對濕度：95% 防護等級：符合IP55或IP65 監(jiān)控備用電池供電時間：約5h,.,23,直放站指標特別注意,1、最大增益、最大輸出功率、自動控制電平（ALC）,最大增益：是指直放站在線性工作范圍內對輸入信號的最大放大能力，一般指標3dB之內。 最大輸出功率：是指直放站在最大增益下，所能達到的最大功率，一般指標 dB之內。 特別注意：以上兩個指標并非直放站進入ALC狀態(tài)下的增益和輸出功率。,.,24,直放站指標特別注意,ALC自動電平控制：是指當直放站工作于最大增益且輸出為最大功率時，增加輸入信號電平

11、，直放站對輸出電平的控制能力，主要目的是保護功放。指標要求：輸入增加10dB，輸出功率保持在最大輸出功率 2dB之內。 特別注意：ALC功率不同于最大功率，ALC功率要更嚴特別對于大功率直放站。不同的移動體制對ALC起控時常數要求不同： TDMA方式希望能時隙快速起控，ALC時常數小。 CDMA方式希望最好不起控起控，ALC時常數大。,.,25,直放站指標特別注意,對TDMA時常數不同，起控效果不一樣,新人注意不要更改電路,.,26,直放站指標特別注意,對CDMA，由于峰值功率， 希望ALC時常數比較大，不影響信號波形,.,27,直放站指標特別注意,噪聲系數:是指直放站在工作頻帶內，正常工作時

12、輸入信噪比與輸出信噪比之比。用于表示信號經過直放站信噪比惡化程度。它是表示直放站性能的一項重要指標。 特別注意：噪聲系數同直放站的輸入靈敏度和輸出噪聲電平相關，從工程應用平衡角度也同直放站的輸出發(fā)射功率有關。,NF,靈敏度SUP降低，輸出噪聲電平PUPOUTN更高,.,28,關于噪聲系數熟記以下公式和換算, 輸入端噪聲電平Pinn=10logkT+ 10logBW+NF =-174dBm(mw/Hz)+ 10logBW (Hz) +NF (dB) 如GSM ,BW=200kHz ，假設: NF=4dB 則 Pinn = -174dBm+53+4=-121+4=-117dBm,.,29,關于噪聲

13、系數熟記以下公式和換算, 輸出端噪聲電平Poutn=10logkT+ 10logBW+G+NF 假設 G=95dB ， BW=200kHz， NF=4dB 則 Poutn = -174dBm+53+4 +95 =-121+4 +95 =-22dBm K：波爾茲曼常數，1.3810-23J/K T：環(huán)境溫度，常溫取293T=273+C C攝氏溫度, 多級放大器級聯后系統(tǒng)輸入噪聲系數，并非第一個放大器的噪聲系數 （線性值） 特別是ATT+NF2接近G1（對數值）的情況下，NF會顯著惡化， 假設NF1=4dB， G1=20dB，ATT= 20dB， NF2=4dB， 則NF=7dB 參考計算方法Ap

14、pCAD,.,30,直放站指標特別注意,輸入動態(tài)范圍： 直放站輸入動態(tài)范圍：最小接收電平主要取決于噪聲系數，而最大輸入電平則取決于前級放大器的線性及ALC起控能力。,直放站輸入IP3：一般要求10dBm,.,31,直放站指標特別注意,互調衰減和雜散發(fā)射： 是無線電發(fā)射設備包括直放站的一個重要指標。由于互調和雜散既干擾其它無線設備，也造成自身信號質量下降：,不同體制的直放站對工作頻帶帶內、帶外互調和雜散都有明確要求,設計中應特別關注。,fp-本振信號,.,32,直放站指標特別注意,帶外抑制（帶外增益）： 是指直放站對工作頻段外信號的抑制能力，直放站在放大所需信號的同時，理論上不應該放大不該放大的

15、信號。直放站帶外抑制主要靠中頻SAW濾波及RF濾波器實現。,.,33,直放站指標特別注意,信號質量指標 GSM：載波功率包絡：有頻譜模板 輸出調制頻譜: 100KHz +0.5dB 峰值相位誤差：20 RMS（均方根）相位誤差： 5 CDMA：波形質量因數 WCDMA：EVM矢量幅度誤差 峰值碼域誤差,.,34,直放站指標特別注意,光波長、光損耗、傳輸距離、射頻/光損耗 常用光波長：1.31m和1.51m，每公里光損耗分別為0.4dB和0.35dB，波分復用傳輸兩路信號：,最大光傳輸距離：與光發(fā)器件有關 與移動體制和網絡優(yōu)化有關：一般LD激器件，適合低速短距離，直放站最大光傳輸距離5km，DFB激器件（分布反饋）一般用于高速遠距離傳輸，如用直放站在20km。 光損耗與射頻耗損關系：光路損耗1dB相當射頻損耗2dB。,.,35,直放站主要功能,1） 帶寬可變功能 2） 載波頻率可設置 3） 增益可設置功能 4） 自激自動消除功能 5） 后備電池功能 6）本地和遠程監(jiān)控功能 7）寬電壓工作范圍,.,36,直放站主要功能 本地和遠程監(jiān)控,.,37,直放站主要行業(yè)標準,GSM：信無199962號 加強直放站管理的通知 ETSI EN300 609-4 YD/T 952-1998 9