天線室內(nèi)覆蓋原理

1、天線、室內(nèi)覆蓋工作原理第一章 天線的基本原理一、 基本電振子的工作原理當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)導(dǎo)體放置在磁場(chǎng)的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生電流。這個(gè)就是天線的基本原理。在研究天線的工作原理前，我們先把天線分解，從基本電振子開(kāi)始，到電對(duì)稱振子，最后是天線陣列，也就是我們通常使用的“天線”?；倦娬褡邮侵笩o(wú)限小的線電流單元，其長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于磁場(chǎng)的波長(zhǎng)，所以，基本電振子上電流的振幅和相位處處相同。我們不必關(guān)心基本電振子輻射場(chǎng)的計(jì)算公式，只需要了解其輻射場(chǎng)的形狀即可，入下圖所示：基本電振子具有方向性，在不同方向相同距離的點(diǎn)，其場(chǎng)強(qiáng)是不同的，所以在進(jìn)行不同數(shù)量基本電振子疊加的時(shí)候，得出的將是不同的場(chǎng)強(qiáng)形狀

2、。二、 電對(duì)稱振子的工作原理實(shí)際使用到的線電流導(dǎo)體，不可能只是一個(gè)點(diǎn)，而是具有一定的長(zhǎng)度。我們可以利用疊加原理，用積分求和將基本振子在一定長(zhǎng)度導(dǎo)體上的場(chǎng)強(qiáng)疊加起來(lái)。工程中用得最多得是電對(duì)稱振子，其由兩根相同性質(zhì)的直導(dǎo)線順序排列構(gòu)成，兩根導(dǎo)線中間饋電，如下圖：電對(duì)稱振子隨著長(zhǎng)度（L）的增加，L/的比值也增加，方向圖將變得尖銳，當(dāng)L/2的時(shí)候，輻射場(chǎng)除了主瓣外還出現(xiàn)了旁瓣，當(dāng)L的時(shí)候，在垂直于振子軸線的方向上沒(méi)有輻射。通常，我們最關(guān)心的是半波振子（2L=/2）和全波振子（2L=）時(shí)候的輻射場(chǎng)。三、 天線陣列的工作原理我們總希望天線的能量集中在我們需要的某個(gè)區(qū)域，基本振子和電對(duì)稱振子的方向性都不強(qiáng)，

3、為了增加天線的方向性，可以將多個(gè)電對(duì)稱振子組成天線陣，通過(guò)調(diào)整每個(gè)天線單元的形狀、相互位置和電流大小，就可以對(duì)天線陣的振幅和相位進(jìn)行控制，得出我們需要的場(chǎng)強(qiáng)形狀圖。影響天線陣場(chǎng)強(qiáng)分布的因素有：1、 天線單元數(shù)2、 天線單元的相互位置3、 天線單元的電流4、 天線單元電流的相位四、 天線的基本特性1. 方向發(fā)射天線在空間各個(gè)方向上輻射的能量不是平均的，接收天線對(duì)于空間各個(gè)方向上接收到的信號(hào)能量也是不平均的。我們可以用極坐標(biāo)來(lái)表示天線在垂直方向和水平方向的方向圖。一般地，我們認(rèn)為天線發(fā)射和接收的能力集中在半功率角內(nèi)，超過(guò)半功率角的范圍，天線各個(gè)方面的性能將大大降低。在半功率角內(nèi)的輻射場(chǎng)我們叫做主波

4、束寬度，其定義為：在主波束范圍內(nèi)，功率下降到為最大值一半（信號(hào)衰落3dB）的兩點(diǎn)之間的夾角。上圖左邊的是水平方向角，右邊的是垂直方向角。請(qǐng)注意垂直方向圖中主瓣上方的旁瓣，該旁瓣越小越好，因?yàn)楫?dāng)天線下傾的時(shí)候，該旁瓣是造成對(duì)其它小區(qū)天線干擾的主要原因。一般市區(qū)取用水平半功率角少（一般為6°）的天線，以減少干擾，郊區(qū)采用水平半功率角較大（一般為13°）的天線，以增強(qiáng)覆蓋。垂直半功率角（市區(qū)一般用較大的（1315°），郊區(qū)一般用（69°）。2. 增益天線的增益是表示天線在某一特定方向上能量被集中的能力。增益的定義： 在相同的輸入功率下，天線在最大輻射方向上某點(diǎn)

5、產(chǎn)生的輻射功率密度和將其用參考天線替代后在同一點(diǎn)產(chǎn)生的輻射功率密度之比值。對(duì)于參考天線為各向同性天線，增益用dBi表示；對(duì)于參考天線為半波振子天線，增益用dBd表示。由于半波振子本身有2.14dBi的增益，所以0dBd2.14dBi。3. 極化極化是指在垂直于傳播方向的波陣面上，電廠強(qiáng)度矢量端點(diǎn)隨時(shí)間變化的軌跡。如果軌跡為直線，則稱為線極化波，如果軌跡為圓形或者橢圓形，則稱為圓極化波或者橢圓極化波。通?；臼褂玫亩际蔷€極化天線，它可以產(chǎn)生垂直的極化波。也有雙極化天線，它可以產(chǎn)生垂直和水平的極化波。4. 帶寬帶寬是指天線處于良好工作狀態(tài)下的頻率范圍。超過(guò)這個(gè)范圍，天線的各項(xiàng)性能將變差。第二章 基

6、站天線的應(yīng)用一、 基站天線的類型1. 全向天線全向天線在水平方向功率均勻地輻射，在垂直方向能量集中。可以將半波振子按照直線排列，振子單元數(shù)量每增加一倍，增益增加3dB，通常9dBd的全向天線，高度為3米。在施工上，發(fā)射天線和接收天線安裝的方向是相反的，通常發(fā)射天線朝下安裝。2. 定向天線定向天線在垂直和水平方向上都具有方向性，其一般是由直線天線陣加上反射板構(gòu)成，也可以直接采用方向天線（八木天線），其增益在920dBd左右。高增益的天線，其方向圖將會(huì)非常狹窄。3. 智能天線智能天線最早應(yīng)用于軍事用途，在20世紀(jì)90年代，開(kāi)始應(yīng)用在GSM上。智能天線技術(shù)在3G系統(tǒng)中將顯得非常重要。智能天線分兩類：

7、多波束智能天線和自適應(yīng)智能天線。目前移動(dòng)通信采用的是多波束智能天線，主要是由于其應(yīng)用不需要對(duì)原有的設(shè)備進(jìn)行太大的改動(dòng)。普通天線在一個(gè)扇區(qū)只有一個(gè)主波束，而多波束智能天線在一個(gè)扇區(qū)內(nèi)將由數(shù)個(gè)波束覆蓋，每個(gè)波束的指向是固定的。它采用波束切換技術(shù)，當(dāng)MS在小區(qū)內(nèi)移動(dòng)的時(shí)候，基站自動(dòng)選擇不同的波束，是接收信號(hào)最強(qiáng)。多波束天線雖然不能保證信號(hào)的最佳接收，但是實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單，無(wú)需判斷所接收信號(hào)的方向。4. 其它特殊的天線例如泄漏同軸電纜，它能夠起到連續(xù)不斷的覆蓋作用，主要用于室內(nèi)覆蓋和隧道的覆蓋。但是價(jià)格昂貴。二、 天線分集技術(shù)在無(wú)線傳播上，普遍存在著多徑衰落，使得無(wú)線信號(hào)在某一時(shí)刻可能嚴(yán)重衰落，我們不可能

8、過(guò)多地提高發(fā)射功率來(lái)補(bǔ)償衰落的影響。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，在同一時(shí)間兩個(gè)接收信道同時(shí)嚴(yán)重衰落的可能性非常小。所以，為了解決多徑衰落對(duì)無(wú)線傳播的影響，需要分集接收。特別是在城市里，分集接收顯得更加重要。1. 共有四種分集合并技術(shù)：1) 選擇合并SEC2) 轉(zhuǎn)換合并SWC3) 等增益合并EGC4) 最大比合并MRC2. 分集技術(shù)按照其工作方式分為：1) 空間分集2) 極化分集3) 頻率分集4) 時(shí)間分集5) 角度分集6) 能量分集3. 分集技術(shù)按照性質(zhì)分為：1) 微分集微分集只利用接收機(jī)進(jìn)行分集，其原理是兩個(gè)在相同小區(qū)內(nèi)的接收機(jī)接收同一個(gè)發(fā)射源的信號(hào)時(shí)，兩路信號(hào)同時(shí)嚴(yán)重衰落的概率非常小。所以利用兩個(gè)接收機(jī)可以

9、有效地改善接收質(zhì)量。2) 宏分集宏分集允許MS同時(shí)鏈接在幾個(gè)小區(qū)上，即MS同時(shí)接收幾個(gè)小區(qū)的信號(hào)，幾個(gè)小區(qū)的傳播環(huán)境完全不同。宏分集比微分集更能改善信號(hào)的接收質(zhì)量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)小區(qū)之間無(wú)縫切換（軟切換）。目前CDMA95已經(jīng)采用宏分集。4. 在GSM中兩種常用的分集方式1) 空間分集空間分集要求配備兩副接收天線以提供兩路互不相關(guān)的同一信號(hào)，從而達(dá)到解決多徑衰落的作用。在施工中，我們會(huì)把兩副天線在水平位置上隔離一段距離來(lái)實(shí)現(xiàn)分集接收。要達(dá)到同樣的分集效果，垂直間隔距離要比水平間隔距離大5倍左右，所以在施工上不會(huì)采取垂直間隔。一般地，只要兩副天線的相關(guān)系數(shù)小于0.7，就能夠達(dá)到分集接收的要求。分集

10、接收與以下因素有關(guān)：a) 天線高度，越低，效果越好。b) 兩副天線的間隔距離，越大，效果越好。c) 兩副天線中心線和移動(dòng)臺(tái)之間的夾角，夾角越小，效果越好。當(dāng)夾角為90°時(shí)，可以認(rèn)為沒(méi)有分集接收。d) 發(fā)射頻率，頻率越高，效果越差，呈線性變化。e) 移動(dòng)臺(tái)與周圍障礙物的距離，通常是以移動(dòng)臺(tái)被周圍障礙物包圍的半徑來(lái)確定，半徑越小，效果越好。2) 極化分集空間分集存在著方向性，在實(shí)際通話中，手機(jī)天線很少能夠和基站天線一樣保持垂直，而且經(jīng)過(guò)無(wú)線環(huán)境多次反射后到達(dá)基站天線的信號(hào)未必能夠保持相同的方向，所以，空間分集在實(shí)際使用過(guò)程中得到的分集增益總要比理論計(jì)算的要小。在這種情況下，采用極化分集會(huì)

11、得到比較好的效果。極化分集的天線一般是在同一根天線中的極化平面上，布置兩個(gè)互相垂直的半波振子所構(gòu)成的交叉振子天線，其實(shí)等同于兩副天線。由于發(fā)射功率要分兩路送到天線里，所以下行鏈路會(huì)有3dBd損耗。如果使用雙工器，收發(fā)共用一個(gè)天線，那每個(gè)小區(qū)可以只用一根天線，但是增益要再減少3dB。極化分集天線振子的夾角可以是0°和45°，一般我們采用45°的方式，此時(shí)每個(gè)振子都能夠接收垂直和水平方向分量的場(chǎng)強(qiáng)，其相關(guān)系數(shù)小于0.3。在室外，使用空間分集比較好。因?yàn)橐苿?dòng)臺(tái)天線的擺設(shè)方向和去極化效應(yīng)（電磁波在多徑環(huán)境中傳播，其極化方向?qū)l(fā)生隨機(jī)的改變）在室外，特別是郊區(qū)，影響并不大，

12、而且使用空間分集不會(huì)有3dB的損耗。相反，在室內(nèi)，使用極化分集比較好，其另一個(gè)好處是沒(méi)有空間間隔的限制，利于天線在室內(nèi)狹窄環(huán)境的安裝。三、 天線下傾技術(shù)天線下傾是降低系統(tǒng)內(nèi)干擾最有效的方法之一。利用調(diào)整天線垂直方向的主瓣，使其指向需要覆蓋的區(qū)域，使天線的能量集中在設(shè)計(jì)區(qū)域里，既能提高該區(qū)域的信號(hào)強(qiáng)度，也減少對(duì)其它區(qū)域的干擾。天線下傾的結(jié)果是覆蓋區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)的改變，通常情況下，下傾后覆蓋范圍將減少，話務(wù)量降低，同時(shí)對(duì)其它區(qū)域的干擾也減少。天線下傾有兩種實(shí)現(xiàn)方式：機(jī)械下傾和電下傾。機(jī)械下傾是利用天線的機(jī)械裝置來(lái)調(diào)節(jié)天線立面對(duì)于地平面的角度。電下傾是通過(guò)調(diào)節(jié)天線各振子單元的相位來(lái)改變天線垂直方向下的主瓣

13、方向，此時(shí)天線仍保持與水平面垂直。1、 機(jī)械下傾機(jī)械下傾天線隨著下傾角的增加，在超過(guò)10°后，其水平方向圖將產(chǎn)生變形，在達(dá)到20°的時(shí)候，天線前方會(huì)出現(xiàn)明顯的凹坑，如下圖所示：我們可以利用這個(gè)凹坑來(lái)降低正對(duì)面小區(qū)的干擾。在城市里，每個(gè)小區(qū)的覆蓋范圍不會(huì)大，有的只有500米左右，在這種情況下，即使是機(jī)械下傾，其下傾角也可以達(dá)到20°，因?yàn)殡m然有明顯的凹坑，但是500米之內(nèi)的正前方還是可以滿足通話要求，而且，話務(wù)量未必就只集中在正前方，兩旁的話務(wù)還是正常的。2、 電下傾理論上電下傾不會(huì)改變天線的水平方向圖。目前有的電下傾天線在出廠時(shí)就已經(jīng)默認(rèn)有3°的下傾角。

14、使用電下傾天線，當(dāng)下傾角達(dá)到20°的時(shí)候，將可以取得非常好的能量集中效果，但是由于受到天線自身高度的限制，很難取得太大的下傾角。3、 天線下傾示意圖請(qǐng)注意天線垂直方向主瓣上的第一旁瓣，該旁瓣越小越好，因?yàn)楫?dāng)天線下傾的時(shí)候，該旁瓣是造成對(duì)其它小區(qū)天線干擾的主要原因。但是當(dāng)天線增益很大的時(shí)候，我們也要注意在天線前方將會(huì)出現(xiàn)的盲區(qū)。4、 天線下傾的注意事項(xiàng)：1) 無(wú)線環(huán)境千變?nèi)f化，計(jì)算天線下傾角，除非實(shí)地測(cè)試，否則很難得到準(zhǔn)確而全面的數(shù)據(jù)，在網(wǎng)優(yōu)工作中，我們只需要采用估算即可。2) 在同一個(gè)天線覆蓋區(qū)域內(nèi)，不同的障礙物對(duì)電磁波的作用都是不同的。如果要得到理想的下傾效果，我們需要詳細(xì)了解該區(qū)

15、域的建筑物和地形，必要是可以參考各種物質(zhì)對(duì)電磁波的阻擋和反射系數(shù)等資料。3) 下傾角和方向圖的變化幅度并不是成正比，利用規(guī)劃軟件，輔助以三維地圖和路測(cè)數(shù)據(jù)，這樣計(jì)算出來(lái)的結(jié)果才準(zhǔn)確。4) 通過(guò)天線下傾來(lái)解決干擾的同時(shí)，要注意覆蓋面積的減少。5) 天線下傾角增加的時(shí)候，后瓣的強(qiáng)度也同時(shí)增加。需要注意后瓣對(duì)其它天線的影響。6) 天線下傾后，要注意相關(guān)基站參數(shù)的調(diào)整，其中包括TRX發(fā)射功率、C1/C2值、空閑模式和激活模式下的滯后值和偏移值等。5、 天線下傾的簡(jiǎn)易計(jì)算方法下傾角和基站密度、天線高度、天線型號(hào)、地形有關(guān)，下傾角的計(jì)算比較復(fù)雜，對(duì)于地勢(shì)平坦地區(qū)，天線覆蓋距離可用以下公式算出。對(duì)于一般調(diào)整

16、天線的人員，可直接按表2經(jīng)驗(yàn)值確定天線下傾角，進(jìn)行調(diào)整：小區(qū)覆蓋距離：d=h/tan(a+0.5*)其中：d:小區(qū)截止覆蓋距離，取值可按本小區(qū)基站到正前方（+-45°方向內(nèi)）最近基站距離（100m-5km以內(nèi)準(zhǔn)確）單位：米。h:天線與地面高度，若基站地勢(shì)較高，應(yīng)增加地勢(shì)高度。a:天線下傾角（電子下傾天線另加電子下傾角度）。:天線垂直方向半功率角，（垂直3db張角）如果我們不能準(zhǔn)確獲得天線的技術(shù)參數(shù)資料，例如增益，半功率角等，或者不完全熟悉當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和地形的時(shí)候，我們可以通過(guò)估算的方法來(lái)調(diào)整天線下傾。在城區(qū)及附近，或站點(diǎn)較多地區(qū)，頻率復(fù)用密度高，為防止信號(hào)覆蓋過(guò)遠(yuǎn)，造成同鄰頻干擾或頻

17、繁切換，天線一般必須下傾。對(duì)于天線是否下傾，一般城市可選擇：天線前方1.5Km內(nèi)有1個(gè)基站、或2.5公里內(nèi)有多個(gè)基站的小區(qū)，應(yīng)進(jìn)行天線下傾。城區(qū)附近的站、指向城區(qū)的小區(qū)必須按要求下傾，指向郊區(qū)的小區(qū)天線一般進(jìn)行不超過(guò)1/2倍（垂直3db張角）的下傾。通常，天線的長(zhǎng)度已經(jīng)能夠反映其基本特性，包括增益和半功率角，所以，我們可以按照以下兩張表來(lái)進(jìn)行天線下傾調(diào)整（一般地，下表只適用于還沒(méi)有大量實(shí)施天線下傾調(diào)整的網(wǎng)絡(luò)）表1：覆蓋截止距離參照表：截止覆蓋距離垂直3dB張角26°（天線長(zhǎng)0.7米左右）垂直3dB張角13°（天線長(zhǎng)1.3米左右）垂直3dB張角6.5°（天線長(zhǎng)2.5

18、米左右）天線掛高下傾10°15°20°5°10°15°5°7°10°20m無(wú)影響572 約250 無(wú)影響326 133 654 305 168 40m無(wú)影響1145 325 無(wú)影響653 267 1309 610 337 60m無(wú)影響1718 488 無(wú)影響980 401 1963 915 506 超過(guò)截止距離，場(chǎng)強(qiáng)將比不下傾時(shí)快速減弱, 截止距離點(diǎn)上比不下傾時(shí)信號(hào)強(qiáng)度減少約3db。 圖中深顏色表示不建議采用該種設(shè)置。表2：天線下傾角經(jīng)驗(yàn)數(shù)值對(duì)照表：下傾角定向天線長(zhǎng)度(天線外形高度)0.6m1m1.5m2

19、m2.5m垂直3dB角26°17°12°9°6.5°天線掛高30米以上2015119630米以下1512974 一般情況下，下傾角不允許超過(guò)：天線垂直方向半功率角+2°第三章 直放站及室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)與原理在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，“直放站”是這幾年興起的一個(gè)名詞、一個(gè)設(shè)備。隨著網(wǎng)絡(luò)覆蓋的不斷增強(qiáng)和用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求的不斷提高，直放站被應(yīng)用于很多適當(dāng)?shù)膱?chǎng)合，得到了大力地安裝與普及。可以說(shuō)，直放站已成為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的一個(gè)重要部分。也因此，直放站的運(yùn)行狀況已直接地影響到了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。所以，在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，我們要注意直放站對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響，要對(duì)直放站進(jìn)行必要

20、的檢測(cè)，特別是網(wǎng)絡(luò)變頻之后，由于無(wú)線環(huán)境的改變，直放站出現(xiàn)的問(wèn)題會(huì)更多。根據(jù)此情況，也根據(jù)這段時(shí)間來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以下談?wù)勚狈耪炯捌涓采w系統(tǒng)。一、 直放站的概念直放站，即是用于對(duì)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行中繼放大轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)備。在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，直放站是對(duì)宏基站的信號(hào)進(jìn)行放大，而不是放大微蜂窩之類的信號(hào)。在這里就存在一個(gè)“施主小區(qū)”的概念，所謂施主小區(qū)，即是信號(hào)被直放站進(jìn)行放大的小區(qū)。二、 直放站的用途在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，可以通過(guò)使用各類直放站解決邊遠(yuǎn)道路、小住宅區(qū)以及室內(nèi)覆蓋盲區(qū)，擴(kuò)大覆蓋范圍。特別是這一兩年起，直放站得到了迅速地發(fā)展?，F(xiàn)在，通過(guò)安裝直放站以解決覆蓋的場(chǎng)所一般是：高樓電梯、酒吧、娛樂(lè)廣場(chǎng)、商場(chǎng)、酒店、

21、工廠、有小段盲區(qū)的公路、鐵路或者隧道以及小住宅區(qū)。之前有理論上講，“偏遠(yuǎn)地區(qū)也可以通過(guò)直放站來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋”，我認(rèn)為這是不合實(shí)際的。要知道，直放站要放大信號(hào)就需要在直放站所處位置接收到的施主小區(qū)的信號(hào)有-75dBm以上才有效果的，如果信號(hào)低于-80dBm或更弱則無(wú)法進(jìn)行再放大或者即使可放大也效果不大，而對(duì)于偏遠(yuǎn)村莊，連信號(hào)都沒(méi)有或者信號(hào)很弱（-90幾dBm左右），這樣，直放站根本就沒(méi)用。而我在這里所講的“小住宅區(qū)”，只是說(shuō)剛好在小山凹或者被小山阻擋的十把戶小村以及市區(qū)中樓房密集的小住宅區(qū)。所以，有時(shí)我們?cè)谧鼍W(wǎng)絡(luò)普查提建議時(shí)，就要注意這點(diǎn)了。三、 直放站的分類直放站可以是室內(nèi)安裝，也可以是室外安

22、裝。對(duì)于道路或者小村莊，直放站就是室外安裝；而市區(qū)、城鎮(zhèn)中的直放站基本是室內(nèi)安裝。從類型上講，直放站分選頻直放站和寬帶直放站。選頻直放站有2選頻、4選頻、6選頻和最多8選頻；而寬帶直放站可以是整個(gè)900頻段的放大，也可以是900頻段中的某一頻段。選頻直放站的價(jià)格與多少選頻是相關(guān)的，2選頻是最便宜的，而多選頻則越貴。所以，選取選頻直放站時(shí)要考慮用戶類型、話務(wù)量以及施主小區(qū)的頻點(diǎn)數(shù)。直放站，還分大功率和小功率的。對(duì)于高樓電梯、大商場(chǎng)或其它較大面積的室內(nèi)覆蓋，由于分布系統(tǒng)大、損耗多，所以一般需要33dBm滿功率輸出的直放站；而對(duì)于小酒吧之類，則可以是低功率的。直放站具體分為：1、 室外型直放站1）室

23、外型無(wú)線寬帶射頻式直放站2）室外型無(wú)線載波選頻式直放站3）室外型光纖直放站2、 室內(nèi)型直放站1）室內(nèi)型無(wú)線寬帶直放站2）室內(nèi)型無(wú)線選頻直放站四、 各類直放站的特點(diǎn)（請(qǐng)見(jiàn)下頁(yè)）直放站種類作用特點(diǎn)應(yīng)用范圍室外型無(wú)線寬帶直放站通過(guò)該設(shè)備對(duì)所在地基站與移動(dòng)用戶之間的射頻信號(hào)進(jìn)行接收和轉(zhuǎn)發(fā)，并對(duì)工作頻段內(nèi)指定的基站信號(hào)進(jìn)行帶通放大，對(duì)其它無(wú)關(guān)的信號(hào)則濾除抑制，增強(qiáng)上下行信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)，擴(kuò)大基站覆蓋范圍。A. 采用空間信號(hào)直放方式,為透明信道。B. 工程選點(diǎn)需考慮收發(fā)天線的隔離C. 設(shè)備安裝簡(jiǎn)單D. 投資少、見(jiàn)效快，無(wú)需使用傳輸電路E. 工作帶寬較寬,一般在2M-19MHZ之間.F. 不受施主小區(qū)的載波數(shù),跳頻

24、方式和擴(kuò)容限制.G. 互調(diào)干擾和噪聲電平較大H. 主機(jī)增益大, 但每載波輸出功率小, 覆蓋范圍也較小適用于施主小區(qū)的載波數(shù)較多且施主基站采用了高頻跳頻技術(shù)的邊遠(yuǎn)村鎮(zhèn)和公路.室外型無(wú)線選頻直放站通過(guò)該設(shè)備對(duì)施主基站與移動(dòng)用戶之間的射頻信號(hào)進(jìn)行接收和轉(zhuǎn)發(fā)，并對(duì)施主基站信號(hào)進(jìn)行載波選頻放大，對(duì)其它無(wú)關(guān)的信號(hào)則濾除抑制，增強(qiáng)上下行信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)，擴(kuò)大基站覆蓋范圍。AD點(diǎn)同上E. 工作帶寬為200KHz.F. 只對(duì)選定的載波進(jìn)行放大, 一般可放大14個(gè)載波信號(hào),最多8個(gè). 載波數(shù)越多, 價(jià)格越貴.G. 受施主小區(qū)的載波數(shù),跳頻方式和擴(kuò)容限制.H. 互調(diào)干擾和噪聲電平較小I. 主機(jī)增益大,每載波輸出增益較大,

25、覆蓋范圍也較大適用于施主小區(qū)的載波數(shù)較少且施主基站沒(méi)有采用高頻跳頻技術(shù)的邊遠(yuǎn)村鎮(zhèn)公路.室外型光纖直放站通過(guò)該設(shè)備對(duì)基站與移動(dòng)用戶之間的射頻信號(hào)通過(guò)光纖傳輸進(jìn)行接收和轉(zhuǎn)發(fā)，并對(duì)工作頻段內(nèi)指定的基站信號(hào)進(jìn)行放大，對(duì)其它無(wú)關(guān)的信號(hào)則濾除抑制，增強(qiáng)上下行信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)，擴(kuò)大基站覆蓋范圍。GSM光纖直放站也分為寬帶和載波選頻兩種。A. 采用基站直接耦合方式，經(jīng)光纖中繼設(shè)備將信號(hào)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端覆蓋區(qū)。GSM光纖中繼距離在20公里以內(nèi)。B. 輸出信號(hào)頻率與輸入信號(hào)頻率相同，透明信道。C. 不存在直放站收發(fā)隔離問(wèn)題，選點(diǎn)方便。D. 價(jià)格較高, 需要租用或自行鋪設(shè)光纖.E. 主機(jī)增益較小。G 互調(diào)干擾較小，噪聲電平較大H

26、. 一個(gè)光中繼設(shè)備可同時(shí)與多個(gè)覆蓋端機(jī)連接，覆蓋范圍較大適用于無(wú)法安裝無(wú)限制放站的邊遠(yuǎn)村鎮(zhèn)和公路，還可用于將空閑小區(qū)的信號(hào)引入高話務(wù)區(qū)，進(jìn)行話務(wù)分流。室內(nèi)型無(wú)線寬帶直放站通過(guò)該設(shè)備把室外基站信號(hào)引入室內(nèi)，并對(duì)工作頻段內(nèi)指定的基站信號(hào)進(jìn)行帶通放大，對(duì)其它無(wú)關(guān)的信號(hào)則濾除抑制，增強(qiáng)上下行信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)，改善室內(nèi)覆蓋效果。A. 采用空間信號(hào)直放方式,為透明信道。B. 輸出端一般連接室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)，工程選點(diǎn)無(wú)需考慮收發(fā)天線的隔離C. 設(shè)備安裝簡(jiǎn)單D. 投資少、見(jiàn)效快，無(wú)需使用傳輸電路E. 工作帶寬較寬,一般在2M-19MHZ之間.F. 不受施主小區(qū)的載波數(shù),跳頻方式和擴(kuò)容限制.G. 互調(diào)干擾和噪聲電平較大H.

27、 增益較小，輸入功率不能過(guò)大，輸出功率也較小適用于話務(wù)量不高，面積不大的小型室內(nèi)覆蓋系統(tǒng).室內(nèi)型無(wú)線選頻直放站通過(guò)該設(shè)備對(duì)施主基站與移動(dòng)用戶之間的射頻信號(hào)進(jìn)行接收和轉(zhuǎn)發(fā)，并對(duì)施主基站信號(hào)進(jìn)行載波選頻放大，對(duì)其它無(wú)關(guān)的信號(hào)則濾除抑制，增強(qiáng)上下行信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)，擴(kuò)大基站覆蓋范圍。AD點(diǎn)同上E. 工作帶寬為200KHz.F. 只對(duì)選定的載波進(jìn)行放大, 一般可放大14個(gè)載波信號(hào),價(jià)格較高.G. 受施主小區(qū)的載波數(shù),跳頻方式和擴(kuò)容限制.H. 互調(diào)干擾和噪聲電平較小I. 增益較小，輸入功率不能過(guò)大，輸出功率也較小可于施主小區(qū)載波數(shù)較少且不采用跳頻技術(shù)，話務(wù)量不高，面積不大的小型室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)五、 各種直放站對(duì)比1

28、、 無(wú)線直放站（含寬帶和載波選頻）BS無(wú)線直放站F outF in2、 室外光纖直放站中繼端機(jī)鄉(xiāng) 鎮(zhèn)覆蓋端機(jī)光 纖BS3、 室內(nèi)直放站六、 直放站的結(jié)構(gòu)一般來(lái)說(shuō)，直放站包括：直放機(jī)、與BTS聯(lián)系的天線、與MS聯(lián)系的天線以及天線與直放機(jī)連接的饋線。與BTS聯(lián)系的天線，有八木天線和角反射天線。在城區(qū)中，由于施主小區(qū)信號(hào)較強(qiáng)，所以一般是安裝八木天線；而對(duì)于公路、鐵路或隧道，則是角反射天線，因?yàn)榻欠瓷涮炀€有兩個(gè)好處，有較強(qiáng)的方向性和較大的增益。與MS聯(lián)系的天線則比較多，有角反射天線、拋物面天線以及基站用的板狀定向天線，主要用于覆蓋公路、道路、隧道或小街道、小住宅區(qū)；有八木天線，用于電梯覆蓋；有吸頂全向

29、天線，用于樓層覆蓋；有掛墻定向天線，用于樓道覆蓋。另外，還需講明一點(diǎn)的是，直放站的天線以及室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)用的天線都是收/發(fā)共用的，并且沒(méi)有基站天線的“分集接收”之說(shuō)。直放站的結(jié)構(gòu)如下圖：七、 直放站的安裝對(duì)于公路、鐵路和隧道，直放站的安裝就比較簡(jiǎn)單。首先是安裝直放機(jī)，然后是找到接收施主小區(qū)信號(hào)最好的“制高點(diǎn)”安裝與BTS聯(lián)系的天線，接著是安裝與MS聯(lián)系的天線以覆蓋所要覆蓋的地方。對(duì)于這種偏遠(yuǎn)的室外直放站，由于供電不方便，一般采用太陽(yáng)能供電，所以還稱為“太陽(yáng)能直放站”。而對(duì)于城區(qū)中，如高樓電梯、樓層或大型娛樂(lè)廣場(chǎng)、商場(chǎng)，直放站還包括室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)，所以相對(duì)比較復(fù)雜。與BTS聯(lián)系的天線安裝在樓頂或樓的

30、墻壁上，原則是接收施主小區(qū)信號(hào)最理想的地方；而此時(shí)，直放機(jī)放大的信號(hào)是通過(guò)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)分布出去的，室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)主要由饋線以及饋線相連的功分器、耦合器構(gòu)成，而天線是最終將直放機(jī)信號(hào)發(fā)射出去（同時(shí)接收信號(hào)）。還要指出一點(diǎn)的是，安裝與BTS聯(lián)系的天線需要特別注意和講考究的，可以說(shuō)，它的安裝位置是否理想和安裝質(zhì)量如何，很大程度上直接影響了直放機(jī)放大信號(hào)的強(qiáng)度和質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，天線最好是正對(duì)施主小區(qū)的方向，這樣才可接收到最強(qiáng)的信號(hào)。但也不是定性的，有時(shí)還需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境再作考慮，比如，哪一邊方向有干擾小區(qū)，天線就往另一邊方向擺一下，以減小或避免干擾。我們也時(shí)常碰到類似情況，在樓頂天線處，測(cè)到的施主小區(qū)信

31、號(hào)較強(qiáng)并且質(zhì)量也很好，但是經(jīng)直放機(jī)放大、經(jīng)室內(nèi)天線發(fā)射之后，信號(hào)誤碼很高、通話質(zhì)量很差，檢查直放機(jī)模塊和室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)都無(wú)問(wèn)題，而最后將樓頂室外天線的安裝位置移動(dòng)一下之后，信號(hào)問(wèn)題就得到了解決。八、 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理所謂室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)，就是對(duì)高樓大廈、政府機(jī)關(guān)辦公樓、住宅大樓、酒店、大型商場(chǎng)、酒吧、娛樂(lè)廣場(chǎng)的電梯、樓層、室內(nèi)進(jìn)行覆蓋，其硬件構(gòu)成主要是：信號(hào)源、功分器、耦合器、天線、饋線以及干線放大器等等。信號(hào)源有三種，宏基站、微蜂窩和直放站，至于選擇哪種則最主要的是根據(jù)話務(wù)量、用戶類型而定。宏基站主要用于有住戶、商業(yè)辦公、娛樂(lè)場(chǎng)所、商場(chǎng)等為一體的高樓大廈，話務(wù)量非常大；微蜂窩則多用于大型購(gòu)

32、物商場(chǎng)或大型娛樂(lè)場(chǎng)所等；對(duì)于直放站，則主要是覆蓋電梯和小酒吧之類話務(wù)不高的地方。采用宏基站或微蜂窩為信號(hào)源的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)，成本高、施工難、時(shí)間長(zhǎng)，最少它還需多考慮傳輸問(wèn)題；而直放站覆蓋則較為簡(jiǎn)單、快捷、成本也低。功分器有二功分、三功分、四功分等（見(jiàn)下圖），主要是進(jìn)行分路，即一路信號(hào)進(jìn)、多路信號(hào)出，一般用于分路布線中。功分器是有插損的，以京信廠家的功分器為例進(jìn)行說(shuō)明：二功分: 3.1dB三功分: 5.1dB四功分: 6.1dB功分器插損：耦合器，是一路信號(hào)進(jìn)、兩路信號(hào)出，其中一路是直接通過(guò)，而另一路是進(jìn)行耦合、衰減，主要用于主干布線中（見(jiàn)下圖）。耦合器有3dB、6dB、10dB、15dB、30d

33、B耦合等，耦合器除了耦合、衰減外，自身還有插損，不過(guò)相對(duì)較小，以京信廠家的耦合器為例進(jìn)行說(shuō)明：6dB耦合器1.3dB10dB耦合器0.6dB15dB耦合器0.5dB在室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)中，用的最多的天線是吸頂全向天線，主要是進(jìn)行樓層覆蓋（見(jiàn)下圖）。室內(nèi)覆蓋中的天線增益很小，只有2dBi左右，所以覆蓋范圍也很小，一根吸頂全向天線大約可覆蓋幾間房或者一二百平方米內(nèi)，如有阻擋則會(huì)更小。另外，為保證電梯門(mén)開(kāi)/關(guān)時(shí)信號(hào)的穩(wěn)定，一些電梯門(mén)口也安裝吸頂全向天線。對(duì)于電梯，是安裝八木天線進(jìn)行覆蓋（見(jiàn)下圖）。八木天線的增益相比吸頂全向天線的較大，有10dBi以上，一根八木天線可覆蓋七八個(gè)樓層左右的電梯。在這里需用更正

34、一點(diǎn)的是，有的人以為八木天線是安裝在電梯上與電梯同時(shí)升降的，其實(shí)不然，進(jìn)行電梯覆蓋的八木天線是安裝在大樓電梯井內(nèi)的墻壁上的。八木天線也是定向天線，所以說(shuō)，八木天線要么是向上安裝要么是向下安裝，而沒(méi)有兩根八木天線相向或背向安裝的。比如，一棟樓有12層，那么一根八木天線就安裝在12樓往下覆蓋，而另外一根則是大約安裝在6樓往下覆蓋；或者是，一根安裝在1樓往上覆蓋，另外一根則安裝在6樓往上覆蓋；而不會(huì)是兩根八木天線也同安裝6樓分別向上/向下覆蓋。 饋線分7/8硬饋線和1/2軟饋線，武郵廠家的還有細(xì)小的跳線。7/8硬饋線用于長(zhǎng)距離的主干布線，1/2軟饋線則用于分路布線，而細(xì)小跳線是用于連接室內(nèi)天線和軟饋

35、線。京信、阿爾創(chuàng)廠家的是，1/2軟饋線直接與吸頂全向天線相連；而武郵廠家的是，1/2軟饋線還需經(jīng)一根細(xì)小的跳線再與天線相連；兩種安裝、連接方法都有不同的好處。如果室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)很大，功分器、耦合器很多，饋線很長(zhǎng)，信號(hào)已被衰減很弱，而需要將覆蓋范圍延伸時(shí)，則需要在干線上安裝干線放大器將信號(hào)進(jìn)行再放大。不過(guò)安裝干線放大器之后，也就多引進(jìn)了一定的噪聲電平，所以它的安裝與運(yùn)行質(zhì)量也將影響整個(gè)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的信號(hào)質(zhì)量。室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)是由以下部分組成：信號(hào)源（宏基站、微蜂窩或直放站）發(fā)出的信號(hào)經(jīng)饋線傳送，而通過(guò)功分器、耦合器對(duì)信號(hào)進(jìn)行分配，最后經(jīng)天線將信號(hào)分布、發(fā)射出去。所以，設(shè)計(jì)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)最主要的是，如何對(duì)

36、功分器和耦合器進(jìn)行合理地配置而將信號(hào)均勻地分布到室內(nèi)每個(gè)角落，這就需要考慮每根天線的覆蓋范圍和覆蓋要求了。按照省移動(dòng)公司有關(guān)室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋邊緣場(chǎng)強(qiáng)的要求，無(wú)線覆蓋邊緣場(chǎng)強(qiáng)值在-85dBm以上；而根據(jù)國(guó)家環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)天線的發(fā)射功率要小于15dBm；所以還要結(jié)合這兩點(diǎn)考慮，來(lái)配置功分器、耦合器和室內(nèi)天線。室內(nèi)覆蓋主要指標(biāo)：信號(hào)強(qiáng)度大于-85dBm，誤碼（信號(hào)質(zhì)量）小于3，全向天線VSWR小于1.3，八木天線VSWR小于1.4。在基站系統(tǒng)中，駐波比（VSWR）是小于1.2；但在室內(nèi)覆蓋的布線系統(tǒng)中，由于接口較多，加上天線的特別，所以，對(duì)駐波比的要求較低。室內(nèi)覆蓋布線調(diào)測(cè)所需工具主要是S

37、ITE MASTER和頻譜儀。整個(gè)布線系統(tǒng)有多個(gè)耦合器和功分器，每一段饋線連接都要測(cè)量駐波比，用SITE MASTER由天線側(cè)開(kāi)始逐段測(cè)試，這樣也可以檢查到前一個(gè)測(cè)試點(diǎn)測(cè)完后是否已將接口擰緊。通過(guò)SITE MASTER測(cè)量駐波比可檢查各個(gè)接口是否接好，同時(shí)也可檢查出功分器、耦合器是否有接反或接錯(cuò)；而頻譜儀是用于開(kāi)通測(cè)試，即模擬產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)源接入布線系統(tǒng)，然后在天線端測(cè)試每根天線的輸出功率是否符合設(shè)計(jì)、是否達(dá)到覆蓋要求或者輸出功率是否超出標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)SITE MASTER和頻譜儀的測(cè)試之后，布線系統(tǒng)中如有問(wèn)題都可以被檢查出來(lái)，比如：1）耦合器容易被接反，即輸入與輸出掉反；2）功分器、耦合器或天線本

38、身有質(zhì)量問(wèn)題；3）接口沒(méi)有擰緊，駐波比過(guò)高；4）功分器、耦合器或饋線長(zhǎng)度沒(méi)有合理配置或不符合設(shè)計(jì)，造成信號(hào)分布不均勻或超出標(biāo)準(zhǔn)。在布線系統(tǒng)，也主要是以上這幾種問(wèn)題，因此，我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，如果檢測(cè)室內(nèi)覆蓋的信號(hào)有問(wèn)題時(shí)，經(jīng)過(guò)確認(rèn)信號(hào)源本身沒(méi)有問(wèn)題之后，就可從以上這幾點(diǎn)查找故障原因了。九、 直放站及室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響直放站已成為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要部分，所以，它的運(yùn)行狀況將很大程度上影響著網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量與網(wǎng)絡(luò)水平的提高。直放站及其覆蓋系統(tǒng)容易產(chǎn)生的問(wèn)題大致如下：1. 對(duì)于寬帶直放站，室外天線安裝位置不理想時(shí)，直放站接收、放大的小區(qū)信號(hào)就很多，干擾就大，信號(hào)質(zhì)量差，這樣就容易造成質(zhì)差掉話，并且

39、影響用戶的通話質(zhì)量；2. 如果室外天線安裝過(guò)高，寬帶直放站則可能放大的是整個(gè)900頻段的小區(qū)信號(hào)，即在電梯里，可以收到所有小區(qū)的信號(hào)，這樣就造成掉話率高、接通率低以及不必要的話務(wù)擁塞或切換失敗等；3. 如果寬帶直放站沒(méi)有控制好而放大多個(gè)小區(qū)的信號(hào)，這就對(duì)其它小區(qū)的故障定位造成很大麻煩，比如，某個(gè)直放站的設(shè)計(jì)施主小區(qū)是A，但直放站其實(shí)同時(shí)放大了B、C、D、E、等等小區(qū)，當(dāng)話務(wù)統(tǒng)計(jì)為C小區(qū)出現(xiàn)掉話率高或很擁塞之類問(wèn)題時(shí)，我們只能是從BSC參數(shù)與C小區(qū)基站硬件上檢查，但是一般不會(huì)考慮到是直放站的問(wèn)題；4. 對(duì)于選頻直放站，直放機(jī)的調(diào)頻與施主小區(qū)的頻點(diǎn)要一致，如果施主小區(qū)5. 的頻點(diǎn)進(jìn)行了修改，則直放

40、機(jī)要及時(shí)做調(diào)頻，否則會(huì)造成信號(hào)不穩(wěn)定、突然性弱信號(hào)掉話或者無(wú)信號(hào)等；6. 采用選頻直放站進(jìn)行電梯覆蓋，樓層或電梯門(mén)口的信號(hào)，如果施主小區(qū)的不強(qiáng)而其它小區(qū)的較強(qiáng)，當(dāng)手機(jī)占用其它小區(qū)信號(hào)從門(mén)口進(jìn)入電梯，電梯門(mén)關(guān)閉之后，信號(hào)馬上變?nèi)?，如果?lái)不及切換到直放站放大的施主小區(qū)時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生突然性弱信號(hào)掉話；7. 直放機(jī)有上行衰減和下行衰減的設(shè)置：如里設(shè)置不合理就會(huì)造成上/下行信號(hào)的不平衡；如果下行衰減設(shè)置過(guò)大則會(huì)造成信號(hào)覆蓋不足；如果上行衰減過(guò)小就會(huì)引起上行干擾；隨著系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)，直放機(jī)模塊、功分器、耦合器、天線以及饋線則可能出現(xiàn)硬件故障，進(jìn)而影響信號(hào)，如無(wú)信號(hào)或信號(hào)不穩(wěn)定；十、 直放站的優(yōu)化1. 廠家在選擇