淺析功分器的優(yōu)勢和弊端

1、淺析功分器的優(yōu)勢和弊端省網(wǎng)優(yōu)中心無線網(wǎng)絡(luò)部 吳應(yīng)輝 陳曉昌一、背景前期在地市做網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)地市分公司為了節(jié)省投資，規(guī)劃新建站點(diǎn)時(shí)大量使用功分器，后來在討論會(huì)上，我提出不應(yīng)當(dāng)過多使用功分器，分公司在后期的建設(shè)中也采納了我的建議，本文就功分器使用的優(yōu)勢和弊端進(jìn)行分析，希望對(duì)其它分公司能有所借鑒作用。二 功分器簡介1、工作原理功率分配器（簡稱功分器），功分器的主要功能是將基站輸出的一路信號(hào)分配到多個(gè)天線，這些天線可以包括室內(nèi)和室外，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)和室外的同時(shí)覆蓋。使用功分器時(shí)，若某一輸出口不接基站輸出信號(hào)，則必須接匹配負(fù)載（即負(fù)載電阻），不應(yīng)空載。2、功分器技術(shù)指標(biāo)3、功分器外形 二功分器 三功分

2、器 四功分器4、應(yīng)用場合功分器主要的運(yùn)用場合為室內(nèi)分布系統(tǒng)和覆蓋范圍要求不大（300400米之內(nèi)）的場合。三 自由空間損耗自由空間損耗是指電磁波在傳輸路徑中的衰落, 在視距內(nèi)，可根據(jù)自由空間的傳播公式計(jì)算出路徑損耗的理論值，計(jì)算公式如下：Ls32.44+20lgf+20lgd 其中Ls為路徑損耗，單位dBf為基站的發(fā)射頻率，單位MHz D為空間距離，單位km 自由空間基本傳輸損耗Ls僅與頻率f和距離d有關(guān)。當(dāng)f 或d擴(kuò)大一倍時(shí)，Ls均增加6dB，列表如下（假設(shè)f = 800Mhz）：自由空間距離D(km)0.10.20.30.40.50.6124自由空間損耗Ls(dB)70.576.5280.

3、0482.5584.4886.0690.596.52102.54四 使用功分器的優(yōu)勢和弊端1、使用功分器的優(yōu)勢從工程建設(shè)的角度看，可以節(jié)省投資，節(jié)約工程建設(shè)的成本，以中興的CDMA設(shè)備作舉例，使用三功分器可以節(jié)省兩塊功放DPA、兩塊射頻收發(fā)信機(jī)TRX和兩塊前端射頻模塊RFE，具體情況如下圖：中興I2基站三扇區(qū)物理配置中興I2基站單扇區(qū)三功分物理配置2、使用功分器的弊端A、對(duì)基站覆蓋范圍的影響假設(shè)同一個(gè)基站，一種方式用宏基站三扇區(qū)來計(jì)算覆蓋情況；另一種方式用第一扇區(qū)功分三扇區(qū)來計(jì)算覆蓋情況，在這兩種情況下采用的天饋線和天線都是同一套設(shè)備，只是功分三扇區(qū)的情況下在避雷器端增加了功分三扇區(qū)的功分器。

4、那么在距離基站d千米的某一地點(diǎn)使用同一部手機(jī)測試以上兩種情況下的手機(jī)接收功率，可用下公式來計(jì)算：PinMS = PoutBTS - LduplBTS - LpBTS + GaBTS + Cori + GaMS + GdMS - LslantBTS LsPinMS 為移動(dòng)臺(tái)接收到的功率；PoutBTS為BTS的輸出功率；LduplBTS為合路器、雙工器等的損耗；LpBTS為BTS的天線的饋纜、跳線、接頭等損耗；GaBTS為基站發(fā)射天線的增益；Cori為基站天線的方向系數(shù)；GaMS為移動(dòng)臺(tái)接收天線的增益；GdMS為移動(dòng)臺(tái)接收天線的分集增益；LslantBTS為雙極化天線的極化損耗；Ls為自由空間損

5、耗。從上面的手機(jī)接收功率的公式可以看出，對(duì)于上述兩種情況（功分和不功分）下的手機(jī)接收強(qiáng)度只跟LduplBTS有關(guān)系，其他部分的損耗都完全相同。在LduplBTS這部分損耗中功分情況下只是多了一個(gè)功分器的插入損耗Lins、兩個(gè)功分器的轉(zhuǎn)接頭損耗Lcon和功率分配損耗Latt。以功分三扇區(qū)為例來計(jì)算多出來的這部分損耗值：LgLinsLconLatt0.50.5×210lg3=6.3dB可以看出：假如使用三功分器，那么在同一位置手機(jī)的接收功率將比不使用功分少6.3dB。在從同一基站到距離基站d千米的一點(diǎn)，以上功分和不功分的兩種情況空間傳播模型完全一樣， 因?yàn)閺幕镜骄嚯x基站K千米的某一點(diǎn)的

6、實(shí)際損耗等于自由空間損耗加上其他地形地物造成的損耗（該損耗在功分和不功分的兩種情況下是完全相同的）。我們就以自由空間的損耗公式來代替實(shí)際環(huán)境中的情況計(jì)算兩種情況下的覆蓋的差別，以簡化計(jì)算過程。列表如下（假設(shè)f = 800Mhz）：自由空間距離D(m)100200300400500600100020004000自由空間損耗Ls(dB)70.576.5280.0482.5584.4886.0690.596.52102.54從上表可以看出：自由空間每多出一倍的覆蓋距離，Ls就多出6dB；根據(jù)上述的計(jì)算Lg>6dB可知，功分3扇區(qū)的覆蓋距離為不功分的覆蓋范圍的一半以下。B、對(duì)維護(hù)工作的影響使用功

7、分器對(duì)我們的運(yùn)維工作而言，無形中增加了一個(gè)故障節(jié)點(diǎn)，功分器的質(zhì)量的好壞直接影響網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量；另外后臺(tái)網(wǎng)管不能監(jiān)控功分器是否正常使用，如果功分器出現(xiàn)故障，只能通過用戶投訴才得以發(fā)現(xiàn)，所以說功分器的使用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)工作有一定的消極影響。C、對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的影響我們以莆田步行街基站作為范例來說明，以下兩圖分別是假設(shè)莆田步行街基站為定向三扇區(qū)基站和全向站功分三扇區(qū)基站對(duì)網(wǎng)優(yōu)有何影響進(jìn)行說明：假設(shè)此處收到PN=30的信號(hào)非常強(qiáng)當(dāng)步行街采用定向三扇區(qū)時(shí)，假設(shè)雷山郵電前方收到PN=30的信號(hào)非常強(qiáng)，此時(shí)我們可以通過分析判斷應(yīng)該是步行街第一扇區(qū)PN=30的信號(hào)越區(qū)覆蓋，從而通過下壓步行街第一扇區(qū)俯仰角控制PN=30的信號(hào)，越區(qū)覆蓋問題輕松解決。假設(shè)此處收到PN=30的信號(hào)非常強(qiáng)當(dāng)步行街采用全向站功分三扇區(qū)時(shí)，那么此時(shí)步行街基站三個(gè)扇區(qū)的PN都是30，若此時(shí)在雷山郵電正前方收到PN=30的信號(hào)非常強(qiáng)的時(shí)候，我們就無從判斷到底是步行街基站的哪個(gè)扇區(qū)越區(qū)覆蓋，從而增加網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的難度。因此說使用功分器對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化還是有一定消極影響。