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文檔簡介

...wd......wd......wd...一、直放站概述1.直放站的定義直放站〔中繼器〕屬于同頻放大設備,是指在無線通信傳輸過程中起到信號增強的一種無線電發(fā)射中轉設備。直放站的基本功能就是一個射頻信號功率增強器。直放站在下行鏈路中,由施主天線現(xiàn)有的覆蓋區(qū)域中拾取信號,通過帶通濾波器對帶通外的信號進展極好的隔離,將濾波的信號經(jīng)功放放大后再次發(fā)射到待覆蓋區(qū)域。在上行鏈接路徑中,覆蓋區(qū)域內的移動臺手機的信號以同樣的工作方式由上行放大鏈路處理后發(fā)射到相應基站,從而到達基地站與手機的信號傳遞。

直放站是一種中繼產(chǎn)品,衡量直放站好壞的指標主要有,智能化程度〔如遠程監(jiān)控等〕、低IP3〔無委規(guī)定小于-36dBm〕、低噪聲系數(shù)(NF)、整機可靠性、良好的技術服務等。使用直放站作為實現(xiàn)“小容量、大覆蓋〞目標的必要手段之一,主要是由于使用直放站一是在不增加基站數(shù)量的前提下保證網(wǎng)絡覆蓋,二是其造價遠遠低于有同樣效果的微蜂窩系統(tǒng)。直放站是解決通信網(wǎng)絡延伸覆蓋能力的一種優(yōu)選方案。它與基站相比有構造簡單、投資較少和安裝方便等優(yōu)點,可廣泛用于難于覆蓋的盲區(qū)和弱區(qū),如商場、賓館、機場、碼頭、車站、體育館、娛樂廳、地鐵、隧道、高速公路、海島等各種場所,提高通信質量,解決掉話等問題。2.直放站的種類與類型(1)移動通信直放站的種類---從傳輸信號分有GSM直放站和CDMA直放站;

---從安裝場所來分有室外型機和室內型機;

---從傳輸帶寬來分有寬帶直放站和選頻〔選信道〕直放站;

---從傳輸方式來分有直放式直放站、光纖傳輸直放站和移頻傳輸直放站。(2)移動通信直放站的類型GSM移動通信直放站GSM移動通信直放站是解決基站覆蓋而存在信號盲區(qū)的一種方式。通過架設直放站不但能改善覆蓋效果,同時能大大減少投資基站之成本。

GSM直放站是為消除GSM900MHz/1800MHz頻段移動通信網(wǎng)的小范圍信號盲區(qū)或弱信號區(qū)而設計生產(chǎn)的通信設備。被廣泛應用于地下商場、停車場、地鐵、隧道、高層建筑的辦公室、娛樂場所、電梯或私人住宅等基站信號所無法到達的信號盲區(qū),同時對于消除城市因受高樓大廈影響而產(chǎn)生的室外局部信號陰影區(qū)或遙遠郊區(qū)個別村鎮(zhèn)的弱信號區(qū)也具有相當好的覆蓋效果。

CDMA移動通信直放站CDMA直放站可以擴大CDMA基站的覆蓋范圍,大大節(jié)省CDMA網(wǎng)絡建設的投資(一個CDMA直放站的投資約為一個CDMA基站的十分之一)。特別是在高層樓宇、地下(如地鐵)、以及盲區(qū)等特殊環(huán)境下,CDMA直放站將充分發(fā)揮它的優(yōu)勢。由于各種地理環(huán)境和用戶的要求不同,所需的CDMA直放站的類型也不同。CDMA直放站是為了消除移動通信網(wǎng)覆蓋盲區(qū)或弱信號,延伸基站信號覆蓋的一種中繼設備,它能解決消除城市因受高樓大廈影響而產(chǎn)生的室外局部信號陰影區(qū),地下停車場、地下隧道、商場、電梯等基地無法到達信號的盲區(qū),提高了覆蓋范圍增強了信號覆蓋延伸。GSM/CDMA光纖直放站光纖中繼移動通信直放站由靠近基站側的近端機及覆蓋區(qū)側的遠端機兩局部組成,適用于在基站擬建直放站區(qū)有高山阻擋或兩者相距甚遠,同時基站和覆蓋區(qū)之間具備光纜情況下建站。

光纖直放站兼?zhèn)鋵拵А⑦x帶、選帶、選頻等功能。傳輸距離可達20Km,由于空間隔離度好,不產(chǎn)生同頻干擾,重發(fā)方向可采用全向天線覆蓋,以提高覆蓋效果。應用波分復用事分光、分路技術、光纖直放機還可組成其它使用系統(tǒng)。3.移動通信直放站的構成移動通信直放站的構成因種類而異。(1)直放式直放機下行從基站接收信號,經(jīng)放大后向用戶方向覆蓋;上行從用戶接收信號,經(jīng)放大后發(fā)送給基站。為了限帶,加有帶通濾波器。(2)選頻式直放站為了選頻將上、下行頻率下變頻為中頻,進展選頻限帶處理后,再上變頻恢復上、下行頻率。(3)光纖傳輸直放站將收到的信號,經(jīng)光電變換變成光信號,傳輸后又經(jīng)電光變換恢復電信號再發(fā)出。(4)移頻傳輸直放站將收到的頻率上變頻為微波,傳輸后再下變頻為原先收到的頻率,放大后發(fā)送出去。(5)室內直放站室內直放站是一種簡易型的設備,其要求與室外型機是不一樣的。4.直放站的應用〔1〕直放站的應用原那么根據(jù)直放站系列產(chǎn)品的特點和移動通信網(wǎng)絡的需求,不同的地理環(huán)境及應用場合,系統(tǒng)的解決方案是不同的,這需要認真分析,區(qū)別對待。對于無線直放站來說,信號的隔離顯得尤為重要。無線直放站是從空間接收信號,勢必要求空間信號盡可能純潔;而在基站較為密集區(qū)域,別離不同基站或扇區(qū)信號的難度將大大增加,容易使直放站增加對基站干擾。所以在基站較為密集區(qū)域,建議盡量采用有線信號的引入方式,比方光纖直放站。在不具備使用光纖直放站條件的場所,只能采用無線直放站,但其施主天線必須具有足夠的方向選擇性。針對各類地區(qū)及應用場所,由于基站的密集性、用戶話務量等不同,建議采用如下直放站的應用原那么:城市密集區(qū)由于用戶量大,基站數(shù)量較多,一般不存在大范圍的信號盲區(qū),直放站只是用于解決小范圍區(qū)域的補盲以及建筑物內的信號覆蓋。在光纖到樓尚未普及的情況下,需采用無線直放站。隨著建筑物的增多,所需的直放站數(shù)量也會隨之增加,就會出現(xiàn)一個基站配置多臺直放站的情況。但直放站的引入必然對基站產(chǎn)生干擾,干擾會隨著直放站數(shù)量的增多而加大,特別是大功率直放站的引入,會使系統(tǒng)干擾明顯加劇。因此,在城市密集區(qū)應當采用小功率〔1W以下〕直放站。城市邊緣在CDMA網(wǎng)絡建設初期,由于基站數(shù)量較少,可以采用大功率的無線或光纖直放站。城市邊緣地區(qū),主要是解決信號覆蓋問題。在已鋪設光纖的地區(qū)最好采用輸出功率為10W的光纖直放站。無光纖資源時,可利用無線直放站進展延伸覆蓋。采用方向性好的施主天線提取較為純潔的源信號,輸出功率為5W/10W,等同于基站的輸出,到達較好的覆蓋效果率。郊區(qū)、鄉(xiāng)村郊區(qū)、鄉(xiāng)村主要是解決覆蓋問題。在鋪設光纖的地區(qū)最好采用大功率光纖直放站〔10W/20W〕擴大覆蓋范圍。對于無光纖資源但又能收到基站信號的地區(qū),可采用無線直放站解決覆蓋問題。特殊情況下,還可采用移頻直放站來增加覆蓋距離。(2)直放站的應用場GSM、CDMA和光纖直放站和室內覆蓋系統(tǒng)為各種信號盲區(qū)可提供不同的詳細解決方案,其適應范圍如下:擴大服務范圍,消除覆蓋盲區(qū),如高山,建筑物,樹林等阻擋物而形成的信號盲區(qū);

在郊區(qū)增強場強,擴大郊區(qū)站的覆蓋;

沿高速公路架設,增強覆蓋效率;

解決室內覆蓋,如大型建筑物內信號衰減信號盲區(qū)、地下商城、地鐵、遂道等衰減信號盲區(qū);

將空閑基站的信號引到繁忙基站的覆蓋區(qū)內,實現(xiàn)疏忙;

其它因屏蔽不能使信號直接穿透之區(qū)域等。

以下是直放站的幾種典型應用在進展無線蜂窩系統(tǒng)設計時,由于基站的發(fā)射功率遠大于手機,計算基站的覆蓋距離時,往往是計算反向電路的傳播衰耗。但在直放站的實際安裝調測中,為方便起見,我們仍以手機接收到的基站的信號強度加以估算。(在下面的幾個例子中,所涉及的電平值均為手機接收信號功率值。)

●公路的覆蓋

某郊區(qū)一基站東側,有一主要交通干道,我們在基站東側14km處安裝一直放站,服務天線高度約55m。直放站服務天線的輸出口接一個3比1的功率分配器,分別接兩個16dBi的板狀天線,信號小的天線向西輻射〔指向基站〕,信號大的天線向東輻射。未裝直放站時,直放站所在地信號在-100dBm左右,通信時通時斷,效果非常不好。直放站開通后,直放站西側一段約3—5km公路信號明顯改善;直放站東側使通信距離又延伸8—10km。●郊區(qū)重點村鎮(zhèn)居民區(qū)的覆蓋

某一村鎮(zhèn)離基站5~6km,由于該鎮(zhèn)經(jīng)濟條件較好,手機用戶較多。無直放站時,地面信號在-90~-95dBm左右,室外通信正常但無法保證室內通信。安裝直放站后,服務天線在30m高左右,采用全向天線,地面接收的基站信號電平提高約20dB,可以解決半徑在500—800m內的室內覆蓋〔指一般居民樓〕?!瘛癓〞型覆蓋

某一風景區(qū)位于山谷中,距離基站不到4km,但由于被山脈阻擋,手機基本無法工作。我們在山脈的盡頭安裝一直放站,由于直放站接收信號的方向和發(fā)射信號的方向成一定的角度,相當于基站的電波在直放站處轉了一個彎。依靠山體的阻擋,直放站的施主天線和服務天線分別放在山體的兩側,隔離度很大,直放站的性能可以充分發(fā)揮,不但很好地解決了該風景區(qū)用戶的通信問題,還使該基站的通信距離向山谷里延伸了6km。●臨時性會議地點的應急覆蓋

某北京郊區(qū)某賓館組織生要會議,由于信號較弱,在會議室和賓館底層房間均不能通信。由于時間緊迫,在該賓館安裝閉路分布系統(tǒng)已不可能。經(jīng)現(xiàn)場考察,在賓館頂層信號較強,且信號單一,安裝直放站不會引起導頻混亂。服務天線放樓群中間,利用樓體的隔離可以有效地控制直放站的覆蓋,因賓館面積不大,直放站的增益設置較小,使直放站工作很穩(wěn)定。直放站半天即安裝完畢,馬上收到效果,不但會議室內信號明顯增加,而且地下室也可以正常通信。●開闊地域的覆蓋

人口分布較少的開闊地域是使用直放站進展覆蓋的典型場合。當直放站采用全向天線時,只要有一定的鐵塔高度,在直放站工作正常的情況下,3km內可以明顯地感覺到直放站的增益作用。但距離超過5km以后,直放站的增益作用就迅速消失,用手機進展基站接收信號電平測試,無論直放站是否工作,接收電平都沒有明顯變化。這是因為在平原開闊地區(qū),房屋建筑和地形地貌造成的傳輸衰耗相對較小,而隨空間距離的增加,電波按32.45+20logf(MHz)+20logD(km)的規(guī)律衰減;即距離每增加一倍,電波衰減6dB。

比方在離基站12kmA點處用手機測得基站的接收信號電平下降為約-95dBm,在離基站17km的B點測得接收信號電平下降為約-97km〔由于距離增加缺乏三分之一,自由空間衰耗和地貌衰耗增加值都不很大〕。在A點安裝一直放站,我們可以這樣估算一下直放站電波的衰減曲線。直放站正常工作后,在距直放站水平距離300m的地面用手機進展接收信號電平測量〔離直放站過近,將離開天線的主瓣,計算誤差較大〕,假設測得導頻電平為-70dBm,就可估算出直放站在A點附近有25dB的增益作用。由于距離每增加一倍,電波衰減6dB。在離A點600m處衰減6dB,1200m處衰減12dB依次類推,4.8km衰關將達24dB。如果考慮地貌衰耗,直放站放大的信號到達B點時,信號電平約在-95—-100dBm左右,此時直放站的增益作用幾乎為零。圖3表示出基站的信號和直放站放大的信號衰減曲線索,可以看出A點至B點,基站信號衰減很慢,而且直放站信號衰減可以看出A點到B點,基站信號衰減很慢,而直放站信號衰減很快。需要指出的是,如果直放站所在地300m處,通過開頭直放站的方法,假設能檢查出直放站有25dB以上的增益,那么說明直放站的工作狀態(tài)已經(jīng)是對比好的。由此可見,要想利用直放站組成大面積的覆蓋是不現(xiàn)實的。當然要想在局部方向獲得較大的覆蓋,如公路沿線那么必須有更高的鐵塔和高增益的定向天線,這樣可以在單一方向延伸覆蓋10km左右。5.對移動通信直放站的要求通常,對移動通信直放站的要求主要應以基站的技術要求為依據(jù)。工作頻帶應和GSM及CDMA的工作頻帶一致。直放站系透明傳輸,一般不會產(chǎn)生附加頻率誤差,但移頻直放站例外〔允許工作的移頻頻率應獲得無線電管理局的批準〕,因它有頻率變換,應要求輸出頻率變化不超過±5×10-8。(2)額定〔最大〕輸出功率、額定〔最大〕增益〔及增益調節(jié)范圍、自動增益控制范圍〕及輸入電平。這是一組互相關聯(lián)的指標,應綜合考慮。通常最大輸出功率在不超過信息產(chǎn)業(yè)部無線電管理局規(guī)定的最大限值的情況下,應分成假設干等級供用戶選用,下行主要考慮覆蓋,上行保證基站滿意接收。因此,下行一般大于上行。增益是將接收到的信號放大到額定輸出功率??紤]到直放站安裝地點信號強度的差異,增益應是可調的。最大增益可以考慮將直放站接收到的信號電平〔據(jù)施工及運營單位報告約-60~-80dBm〕放大到最大輸出功率來計算。為了保證輸出功率穩(wěn)定和防止輸出非線性,帶有≮10dB的自動增益控制〔AGC〕看來是必要的。關于容差、額定輸出功率和額定增益,只要規(guī)定一個就可以了。一般規(guī)定增益容差對比適宜。因為測試時是將增益調到最大,改變輸入電平使輸出到達額定值。既然是這樣,額定功率當然就不必規(guī)定容差了,而這時,輸入電平也因增益不同而不同。(3)帶寬、帶內波動和帶外抑制這是一組互相有關系的指標,尤其是帶寬和帶內波動。通常,帶寬是指-3dB帶寬,而帶內波動是指帶內的不平坦度。如果要求帶內波動比3dB小,那么-3dB帶寬必然要比分配給它的帶寬要寬,這樣,勢必侵占別的信道。因此,帶內波動最大只能是3dBp-p。帶外抑制主要是對濾波器形狀的要求。為了不對別人形成干擾,希望濾波器形狀盡量接近矩形。通常以-60〔或-40〕dB帶寬對-3dB帶寬的比〔有人稱之為濾波器的形狀系數(shù)〕來衡量。對寬帶直放站來講,這一形狀系數(shù)做到<1.6是不成問題的,但對選頻直放站而言,形狀系數(shù)可能要到達6。(4)交調和雜散發(fā)射諧波、交調和雜散都是不希望有的無用信號,可以提出一樣的要求。對GSM直放站,按YD/T883-1999和ETS300609要求是適宜的,對CDMA直放站,只有按YD/T1047-2000來要求了。(5)波形質量CDMA基站有對波形質量〔Rho〕的要求,直放站傳輸CDMA信號后,對這項指標可能會惡化,應規(guī)定一個允許的惡化量。(6)傳輸時延信號通過直放站后,可能產(chǎn)生傳輸時延。寬帶直放站的傳輸時延對比小,一般在1μs左右;選頻直放站和移頻直放站傳輸時延對比大,可能分別到達5μs和10μs。(7)噪聲系數(shù)這是直放站靈敏度的表征,按現(xiàn)在技術水平,做到4~6dB應是不成問題的。(8)電壓駐波比為可保證有效功率傳輸,提出電壓駐波比的要求是需要的。根據(jù)功率被反射的量和實際水平,要求做到小于1.4~1.5是可行的。(9)操作維護管理為了操作維護和管理,作一些信號指示〔如輸出功率指示,電源狀態(tài)指示等〕,設置電源開關,增益調節(jié)鈕是必要的。至于需不需要提出遠程監(jiān)控或網(wǎng)管之類的要求,應視情況而定??梢宰鳛檫x項,有也不必過分復雜,因為直放站畢竟不是基站,復雜了成本必然增加。(10)安全要求應有接地裝置、耐壓和絕緣等要求。(11)室內直放站既然室內直放站是簡易型的,因此要求應比室外型低,尤其是輸出功率、增益、噪聲系數(shù)、傳輸時延和電壓駐波比等。總之,直放站有很多技術參數(shù),如上所述。但對一個直放站來說,主要有工作頻率范圍、最大輸出功率、增益范圍等,為此應對這些技術參數(shù)進展著重討論。●直放站的工作帶寬。很多直放站是由AMPS和TACS模擬移動通信系統(tǒng)產(chǎn)品演變而來,進入CDMA體制后,只做了少量改動,為適應CDMA有多個載頻的需要〔我國800MHzCDMA系統(tǒng)有10MHz帶寬〕,一些直放站生產(chǎn)廠家,其寬帶的直放站均不如為CDMA專門設計的窄帶直放站性能好。因為CDMA系統(tǒng)信號的信噪比遠低于其他系統(tǒng),前端低噪音放大器的性能十分重要,寬帶濾波器不利于低噪音放大器的制造。實際上直放站滿足多功波是沒有必要的,直放站都工作在話務量低的邊緣地區(qū),能保證CDMA首載波283信道工作即可。直放站是基站滾動開展的,過渡性產(chǎn)品,當需要第二載波時,直放站已被基站取代?!裰狈耪镜淖畲筝敵龉β?。一些廠家為了獲得較大覆蓋,生產(chǎn)的直放站最大輸出功率高達+43dBm,這是沒有必要的。取大輸出功率+33~38dBm較為適宜。第一覆蓋主要取決于直放站反向信道低噪音放大器的性能,而不取決于直放站的最大輸出功率。第二在實際安裝中,直放站輸出功率很難到達+30dBm以上。在空曠地帶,當?shù)孛娼邮栈镜男盘栯娖降陀?95dBm時,可考慮安裝直放站。假設施主天線架高30m,由于高度的提高,空中接收信號電平在-65~-70dBm左右,加上施主天線增益,直放站輸入端口可望接收-50~-55dBm的信號,如果直放站增益為80dB,直放站輸出功率只能到達+25~30dBm。但是在實際安裝中,由于鐵塔高度的原因,隔離度受到限制,直放站的增益很難到達80dB以上,所以直放站的最大輸出功率指標定的過高實際意義不大?!穹聪蛐诺澜邮斩藨哂蟹旨邮兆饔谩DMA系統(tǒng)有嚴格的功率控制,處于極低的信噪比情況下工作。由于手機發(fā)射的功率要遠低于基站,直放站反向信道低噪音放大器的性能好壞顯得十分重要。采用分集接收有利于改善反向信道的性能。正常情況〔無直放站〕手機發(fā)射電平很少超過+15dBm。在參加直放站后,手機的發(fā)射功率比正常時要大很多,有時接收電平在-95~-100dBm時,手機輸出就高達+23dBm。這主要是參加直放站后,反向路徑信噪比惡化的原因。由于手機最大輸出是+23dBm,所以直放站的覆蓋主要取決于低噪音放大器的性能。●直放站的重量和體積。直放站不同于基站,安裝條件一般都很苛刻,大局部在高塔上作業(yè)。有些生產(chǎn)廠商對這一點缺乏切身的體會,對重量和體積未給予重視,對這些物理參數(shù)沒有“精打細算〞。一個小巧的直放站會給運營商帶來好感,想念安裝過直放站的人都有切身的體會,將一個重量超過25kg、體積龐大的直放站搬上50m高的鐵塔是多么的困難?!褴浖牟僮鹘缑嬉奖恪V狈耪景惭b條件困難,在高塔上作業(yè),一手攀住鐵塔,另一手拿住筆記本電腦操作,其難度是可想而知。如果人機對話采用DOS方式,逐一敲進字符,那么是太困難了。有的生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品,軟件設置從直放站的初步設計到直放站的現(xiàn)場安裝高度采用流程圖的形式,開場要求輸入直放站和基站的經(jīng)緯度,隨著流程圖再輸入天線和基站參數(shù),一步一步地向下進展,最后給出直放站的大致增益數(shù)值,非常方便。所有的輸入?yún)?shù)均由下拉式菜單用鼠標進展選擇,很利于現(xiàn)場操作?!裣路耪緫哂羞b測遙控功能。直放站由于安裝在較為偏僻的地區(qū),用線采用MODEM遙控可能性滿面春風。有的廠家給直放站配置一個手機,利用手機號碼組成直放站自身的網(wǎng)管系統(tǒng),但價格較高,當直放站數(shù)量不大時沒有必要購置網(wǎng)管系統(tǒng)。最簡單有效的方法是采用電纜從RS232口將遙控功能引至地面,這樣每次對直放站進展檢查就不用再爬塔?!裰狈耪緫哂泄收虾透婢涗浌δ堋χ狈耪境霈F(xiàn)的斷電,功放過載,是否出現(xiàn)自激等應有記錄。每次故障和告警出現(xiàn)的時間和次數(shù)應有所統(tǒng)計,以便于日后維護,分析原因。6.直放站主要指標的測試有關移動通信直放站主要指標的測試應當考慮測試的準確性,也應當考慮測試的成本和使測試簡單易操作。(1)額定輸出功率、最大增益、增益調節(jié)范圍和AGC范圍的測試。

---被測直放站增益調到最大,從低向高調信號發(fā)生器加給被測直放站的輸入電平,使測得的直放站輸出到達廠家聲明的輸出電平Lout〔dBm〕,記錄這時直放站的輸入電平Lin〔dBm〕,那么直放站的最大增益為:Gmax=Lout-Lin〔dB〕〔1〕---改變輸入電平到Lin′〔dBm〕和Lin″〔dBm〕使直放站輸出Lout變化不超過規(guī)定值△Lout〔如1dB或0.5dB〕,那么:AGC=Lin′-Lin″〔dB〕〔2〕

Lin′為Lout+△Lout時的輸入電平,Lin″為Lout-△Lout時的輸入電平。

---輸入電平回到Lin〔dBm〕,減小直放站增益到最小,讀直放站這時的輸出電平Loutmin〔dBm〕,直放站的增益調節(jié)范圍為:△G=Lout-Loutmin〔dB〕〔3〕測量額定輸出功率時應考慮直放站輸出端口到功率計輸入端口的衰耗。其它有很多指標都是在廠方聲明的功率上測試的,因此,廠方聲明最大輸出功率時,應考慮對其它指標〔如交調、雜散發(fā)射等〕的影響。(2)帶寬、帶內波動和帶外抑制的測試應盡量采用掃頻測試,采用網(wǎng)絡分析儀〔矢網(wǎng)、標網(wǎng)〕,也可以采用帶跟蹤源的頻譜分析儀,建議推薦后者,因為它的動態(tài)范圍較大,還可以減少測試儀器品種,節(jié)約成本。

接通跟蹤源,中心頻率調到被測直放站的中心頻率,掃頻寬度調到被測直放站帶寬的3~7倍〔視被測帶寬而定,帶寬窄時倍數(shù)高〕,輸出電平調到被測直放站輸入電平為Lin。頻譜分析儀參考電平調到使被測指標接近頂刻線。在頻譜分析儀屏幕上出現(xiàn)濾波器的響應曲線,用標記可以讀到-3dB的帶寬、帶內波動和帶外抑制。

在測量帶內波動時,建議減小輸入電平Lin,以充分暴露帶內的波動。在測量帶外抑制時如果測量儀器的動態(tài)范圍不夠,可以采用點頻法測試。(3)諧波、交調和雜散發(fā)射的測試交調測試、雜散發(fā)射測試

諧波測試信號發(fā)生器1接通,信號發(fā)生器2關閉,頻率f1調到被測直放站中心頻率,電平調到被測直放站輸入電平Lin再加10dB,在直放站增益調到最大時,用頻譜分析儀測2f1、3f1......的電平。

交調測試兩個CW信號發(fā)生器的頻率f1、f2在被測直放站帶內設置并接通,其間隔在測帶內交調時應充分得小,保證交調產(chǎn)物2f1-f2和/或2f2-f1落在帶內,在測帶外交調時,f1、f2的間隔應充分得大,保證交調產(chǎn)物落在帶外。在直放站增益調到最大時用頻譜分析儀的標記功能讀出交調產(chǎn)物的幅度。

測試GSM直放站時,總輸入電平應提高10dB;測試CDMA直放站時,總輸入電平應為Lin。

雜散發(fā)射測試

信號發(fā)生器調制方式分別調到GSM或CDMA〔視被測直放站種類而定〕,頻率調到被測直放站中心頻率,電平調到Lin〔dBm〕,在直放站增益調到最大時用頻譜分析儀測量9kHz~12.75GHz內除工作頻帶外的雜散發(fā)射電平。

在諧波、交調和雜散發(fā)射測試中,應充分考慮直放站輸出到頻譜分析儀輸入之間所有衰耗的影響。(4)波形質量惡化量的測試CDMA信號發(fā)生器頻率調在被測直放站中心〔信道〕頻率,用波形質量測試儀測出CDMA信號發(fā)生器的波形質量RhoG,調CDMA信號發(fā)生器電平到Lin,在被測直放站增益調到最大時,按實線連接,用波形質量分析儀測出這時的波形質量RhoA,那么被測直放站傳輸CDMA信號時波形質量惡化量為:△Rho=RhoG-RhoA〔4〕(5)傳輸時延的測試示波器測量傳輸時延

通常用矢網(wǎng)分析儀測試,測試成本很高。假設用示波器測量傳輸時延,與矢網(wǎng)測得的結果相比,幾乎沒有差異。

將信號發(fā)生器用≥50kHz的信號作幅度或脈沖調制,在高頻數(shù)字存儲示波器上觀測CH2的信號包絡對CH1的信號包絡的延遲時間,用示波器上的標記可以很準確地讀出CH2信號和CH1信號之間的時間差,即為傳輸時延。(6)電壓駐波比的測試用矢網(wǎng)和標網(wǎng)都可以測試,我們用帶跟蹤發(fā)生器的頻譜分析儀測試。

在頻譜分析儀上,接通跟蹤源,調中心頻率為被測直放站中心頻率,調掃頻寬度為被測直放站的工作帶寬,調跟蹤源輸出電平到反射橋測試端口有被測直放站的最大輸入電平。以開路/短路的反射為參考,測出被測直放站天線端口的回波損耗值。

源輸出駐波的測試始終沒有解決好,只能在無輸出信號或斷電狀態(tài)下測試。輸入駐波測試要考慮被測直放站的承受力,如果雙工器前有隔離器,那么可以均在斷電情況下測試。(7)噪聲系數(shù)測試用噪聲系數(shù)測試儀測量噪聲系數(shù)是非常簡單的,但對GSM選頻直放站來說,由于儀器帶寬遠大于被測帶寬,所以測試起來非常困難,這時干脆用人工測試。

人工噪聲系數(shù)測試

被測直放站增益調到最大,在噪聲源接通時,從功率計上讀功率Ph(mW或μW);在噪聲源切斷時,從功率計上讀功率Pc〔mW或μW〕。

如果噪聲源在被測頻率上的超噪比為ENR〔dB〕,那么被測直放站噪聲系數(shù)為:

NF=ENR-10lg〔Y-1〕〔5〕移動通信直放站看起來似乎簡單,其實不然,對其中關鍵部件要求還是較高的。因此,建議運營商選購經(jīng)質量認證廠商并經(jīng)質檢機構檢測合格的產(chǎn)品,否那么其結果將可能是不理想的。7、直放站與基站的優(yōu)劣性對比直放站與基站相對比,其優(yōu)點主要表達在如下幾個方面:

〔1〕同等覆蓋面積時,使用直放站投資較低。在平原地區(qū)室外一個全向基站可以有10km覆蓋半徑;一個全向直放站可以有4km覆蓋半徑;就覆蓋面積而言,六個直放站約相當于一個基站。六個直放站的設備價約為一個基站的80%。但考慮到機房租用和裝修、交直流電源、空調、傳輸系統(tǒng)和電路租金等費用,六個直放站的費用只相當于于一個基站的50%,甚至更低?!?〕覆蓋更為靈活。一個基站基本上是圓形覆蓋,多個直放站可以組織成多種覆蓋形式。如“一〞字型排開,可以覆蓋十幾至幾十公里的路段。也可以組織成“L〞型、“N〞型和“M〞型覆蓋,特別適合于山區(qū)組網(wǎng)?!?〕在組網(wǎng)初期,由于用戶較少,投資效益較差,可以用一局部直放站代替基站。用戶開展起來后現(xiàn)更換為基站,替換下來的直放站再進一步放置在更邊緣的地區(qū),這樣一步步地滾動開展?!?〕由于不需要土建和傳輸電路的施工,建網(wǎng)迅速。但直放站與基站相比也有明顯的不中,主要表現(xiàn)在:〔1〕不能增加系統(tǒng)容量?!?〕引入直放站后,會給基站增加約3dB以上的噪音,使原基站工作環(huán)境惡化,覆蓋半徑減少。所以一個基站的一個扇區(qū)只能帶兩個以下的直放站工作?!?〕直放站只能頻分不能碼分,一個直放站往往將多個基站或多個扇區(qū)的信號加以放大。引入過多的直放站后,導致基站短碼相位混亂導頻污染嚴重,優(yōu)化工作困難,同時加大了不必要的軟切換?!?〕直放站的網(wǎng)管功能和設備檢測功能遠不如基站,當直放站出現(xiàn)問題后不易覺察?!?〕由于受隔離度的要求限制,直放站的某些安裝條件要比基站苛刻的多,使直放站的性能往往不能得到充分發(fā)揮。〔6〕如果直放讓自激或直放站附近有干擾源,將對原網(wǎng)造成嚴重影響。由于直放站的工作天線較高,會將干擾的破壞作用大面積擴大。CDMA是一個同頻系統(tǒng),周邊的基站均有可能受到堵塞而癱瘓。根據(jù)相關資料,有引起國家直放站和基站的安裝比例高達2比1以上;由于我國的人口密度很大,直放站和基站的安裝比例不應過大,如果沒有光纖直放站,只對射頻耦合型室外直放站而言,這一比值應不大于1。在規(guī)劃時,直放站作為滾動開展的過渡設備,一次性安裝直放站的比率應進一步減少。在大中城市的市區(qū)和通話密度較高的地區(qū)應不使用射頻耦合型室外直放站。直放站不能增加系統(tǒng)容量,卻可以彌補CDMA系統(tǒng)基站的覆蓋缺乏,由于價格低、安裝方便、在GSM、CDMA系統(tǒng)中采用直放站不失為網(wǎng)絡優(yōu)化的一種較好的解決方案。另外由于CDMA系統(tǒng)的頻率復用率為1,直放站在CDMA系統(tǒng)和GSM系統(tǒng)中的使用存在著差異。直放站的使用將與整個系統(tǒng)的性能相關,而在GSM系統(tǒng)中直放站的使用僅與幾個相關的通道性能有關。因而,合理的規(guī)劃直放站網(wǎng)絡,嚴格的工程勘測及施工對提高CDMA網(wǎng)絡的性能是十分必要的。二、GSM直放站GSM移動通信直放站是解決基站覆蓋而存在的信號盲區(qū)的一種方式。通過架設直放站不但能改善覆蓋效果,同時能大大減少投資基站之成本。如圖2-1所示了GSM移動通信直放站原理圖。圖4-1GSM移動通信直放站原理圖為了滿足不同環(huán)境及技術要求,GSM直放站主要可分為:

---GSM移動通信寬帶直放機

---GSM移動通信頻帶選擇直放機

---GSM移動能信信道選擇直放機1.GSM移動通信寬帶直放站(1)GSM移動通信寬帶直放站方框圖如圖2-1所示。圖2-1GSM移動通信寬帶直放站方框圖(2)主要性能特點:高的系統(tǒng)增益且增益連續(xù)可調

采用先進的數(shù)字濾波技術,帶外抑制特別好

全雙工工作,很高的上/下行隔離度

兩端口標準設計,安裝極為方便

內置電源且設計有電源保護系統(tǒng)和免維護備用電源接口

采用ALC技術,輸出電平連續(xù)可調,穩(wěn)定可靠

可選智能監(jiān)控,故障自動報警及遠程維護

高線性功放,性能穩(wěn)定

(3)使用范圍:主要用于機場、旅游區(qū)、地下建筑、隧道、大型偏廠礦及村鎮(zhèn)等GSM系統(tǒng)的盲區(qū)、陰影區(qū)。

(4)GSM移動通信頻帶選擇直放站組網(wǎng)如圖2-2所示。圖2-2GSM移動通信頻帶選擇直放站組網(wǎng)示意圖2.GSM移動通信頻帶選擇直放站(1)GSM移動通信頻帶選擇直放站方框圖如圖2-3所示。圖2-3GSM移動通信頻帶選擇直放站方框圖(2)主要性能特點:高的系統(tǒng)增益且增益連續(xù)可調

全雙工工作,很高的上/下行隔離度

中心頻率和帶寬任意可調,滿足不同客戶要求,帶外抑制好,不同營運商之間的信號不會產(chǎn)生相互干擾

內置電源且設計有電源保護系統(tǒng)和免維護備用電源接口

兩端口標準設計,安裝極為方便

采用PLL控制技術的選頻模塊,性能穩(wěn)定可靠,噪聲系數(shù)低

采用ALC控制,輸出電平連續(xù)可調

可選智能監(jiān)控,故障自動報警及遠程維護

高線性功放,性能穩(wěn)定3.GSM移動通信信道選擇直放站(1)GSM移動通信信道選擇直放站方框圖如圖2-4所示。圖2-4GSM移動通信信道選擇直放站方框圖(2)主要性能特點:

高的系統(tǒng)增益且增益連續(xù)可調

產(chǎn)品能工作在兩信道或四信道,可擴展

采用PLL控制技術的選頻模塊,性能穩(wěn)定可靠,噪聲系統(tǒng)低,帶外抑制特別好

采用ALC控制,輸出電平連續(xù)可調

兩端口標準設計,內置電源,安裝方便,并配有免維護備用電源接口

可選智能監(jiān)控,故障自動報警及遠程維護

每信道單獨功放,不會相互干擾,性能穩(wěn)定

設計有防雷,避雷系統(tǒng)三、CDMA移動通信直放站采用CDMA直放站可以擴大CDMA系統(tǒng)基站的覆蓋范圍,大大節(jié)省CDMA網(wǎng)絡建設的投資(一個CDMA直放站的投資約為一個CDMA基站的十分之一)。特別是在高層樓宇、地下(如地鐵)、盲區(qū)等特殊環(huán)境下,CDMA直放站將充分發(fā)揮它的優(yōu)勢。CDMA移動通信直放站是為CDMA網(wǎng)而設計的產(chǎn)品,它的顯著特點是采用超線性功放,保證多信道工作無雜波。CDMA直放站應用于CDMA移動通信網(wǎng)絡中,雙向中繼無線信號延伸無線覆蓋區(qū),實現(xiàn)對特殊地形覆蓋消除覆蓋盲區(qū),調配小區(qū)業(yè)務,平衡各小區(qū)的話務量,在“導頻污染〞地區(qū)強化主導頻等等,以到達低成本擴大無線網(wǎng)絡覆蓋范圍、優(yōu)化網(wǎng)絡的目的。由于各地環(huán)境和條件的要求不同,所需的CDMA直放站的類型也不同。CDMA直放站的系列產(chǎn)品(射頻、微波、光纖、移頻、樓宇、小型)會適應和滿足各種不同需求。CDMA移動通信直放站主要由施主天線、重發(fā)天線、饋纜系統(tǒng)、直放主機、電源及保護系統(tǒng)以及防雷、避雷系統(tǒng)等局部組成。如圖3-1所示了CDMA移動通信直放站原理圖。圖3-1CDMA移動通信直放站原理圖1.CDMA直放站的特點

◆適用于CDMA系統(tǒng)

◆很寬的增益調節(jié)范圍,并能連續(xù)可調

◆采用了高選擇性的信道選擇器,可對單載頻進展選擇處理

◆采用高線性功率放大器,低互調、低雜散,增益線性優(yōu)良,信號波動小,對基站無干擾

◆采用多線高選擇性低插損的腔體濾波器,消除上下行串擾保證系統(tǒng)高增益

◆采用特殊方法設計,防止與G網(wǎng)的相互干擾

◆采用PLL技術和數(shù)字濾波技術,帶外抑制良好,帶內平坦度好

◆設計防雷,避雷保護系統(tǒng)2.CDMA移動通信直放站框圖3.CDMA直放站主要技術指標工作電壓AC220V工作頻率:上行:825-840MHz下行:870-885MHz增益:65-40dBm帶內波動:<1.5dB增益可調:30dB阻抗:50ohm交調≥26dB輸入駐波≤1.5(全頻段)輸出駐波≤1.35(全頻段)群時延≤2μs工作溫度-30-50℃絕對濕度5-90%4.CDMA直放站應用組網(wǎng)如圖5-2所示了CDMA直放站應用組網(wǎng)示意圖。圖5-2CDMA直放站組網(wǎng)示意圖5.CDMA直放站產(chǎn)品類型基于CDMA網(wǎng)絡建設需求,可能采用以下各種類型的直放站。(1)不同帶寬的直放站目前聯(lián)通新時空開通使用的頻段帶寬為10MHz〔下行頻率870-880MHz,上行頻率825-835MHz〕,單載頻使用時帶寬需求為1.23MHz。因此,所需使用設備的工作帶寬要求應符合這兩種帶寬的條件,一般情況下,室外應用的直放站多采用選頻設備,室內分布多采用寬帶設備。(2)不同功率的直放站CDMA的直放站可有各種功率選擇:1W/5W/10W/20W,不同的功率檔次適合不同的應用場合。如光纖直放站可采用大功率工作方式〔10W/20W〕,室內直放站那么采用小功率工作方式〔1W/2W/5W〕,室外應用的直放站設備最大輸出功率不超過10W。(3)不同接入方式的直放站應用的場合不同,接入方式也有差異,主要接入方式有直接耦合和空間耦合,無線接入采取空間耦合方式,光纖/電纜等接入采取直接耦合方式,直接耦合方式可取得純度較高的信號源。(4)不同安裝的直放站

直放站一般分為室內及室外安裝,室內安裝時要考慮良好的通風,室外安裝要考慮密封環(huán)境下的防水、防潮、散熱情況。6.CDMA直放站采用的關鍵技術用于CDMA系統(tǒng)中的直放站產(chǎn)品在設計開發(fā)過程中,采用了一系列的關鍵技術以滿足CDMA系統(tǒng)的應用特性:

(1)低噪聲電路設計技術

采用低噪聲設計技術包括低噪聲前級放大器和線性功放,主要考慮在較高接收靈敏度的情況下,使得信號具有更好的信噪比。(2)線性功放技術

CDMA系統(tǒng)的調制方式以及頻譜的利用率,對功放的線性度也提出了很高的要求,如ACPR、IMD3等指標均與線性功放的性能有關。(3)增益、功率控制技術為了保證應用的直放站不會影響CDMA系統(tǒng)環(huán)路控制的正常工作,直放站本身必須具備增益、功率調整控制技術,這種調整可以是現(xiàn)場的,也可以是遠端的。(4)收發(fā)雙工技術

通過雙工器可以使直放站、下行收發(fā)天線共用,便于工程施工,減少工程造價,當直放站采用分體機構造時,使用雙工器可以更方便的使前后端匹配。(5)濾波技術CDMA系統(tǒng)上下行頻率相隔45MHz,為了防止直放站設備內部形成環(huán)路自激,保證設備穩(wěn)定工作,放大鏈路需有足夠的濾波電路,對于需要嚴格控制帶寬的設備〔如選頻型〕,還要采用變頻、中頻SAW濾波等技術。(6)光傳輸技術光纖直放站利用光纖進展信號的傳輸,需要RF信號與光信號轉換單元,以及光波分復用、光耦合及光功率分配等技術。(7)集中控制管理技術為了便于設備的維護管理,直放站內部應具有較為完善的智能管理單元,以提供遠程的遙測、遙控功能,并可定時上傳狀態(tài)信息,故障自動告警等。(8)多頻合路、多模兼容技術

在室內分布應用的情況下,要考慮同已經(jīng)安裝的其它室內分布系統(tǒng)〔如GSM〕的兼容工作,這需要用到多頻、多模兼容技術。7.使用CDMA直放站的幾個基本原那么〔1〕功放是直放站的核心部件,放大器的非線性將造成交調嚴重,CDMA導頻信號混亂,通信質量惡化。直放站選型時應注意選擇采用超線性功放的機型。〔2〕根據(jù)不同的覆蓋要求選擇不同輸出功率的CDMA直放站和配套天線。〔3〕根據(jù)不同的場合選擇不同信號中繼方式的直放站,如城市內由于基站密度較大,為防止同時接入幾個施主基站,應采用光纖傳輸直放站;在無光纖傳輸?shù)牡胤娇煽紤]采用微波傳輸直放站;在基站較少的地方可采用直接放大式直放機,站址應注意與施主基站視通,并在此方向上僅有一個基站,防止放大第二導頻,選用的施主天線增益應盡可能滿足直放機輸入端電平,使直放機有較充裕的輸出功率,充分發(fā)揮其作用,增加覆蓋距離。〔4〕城市內大型建筑物、商場等場合,把直放站和室內分布系統(tǒng)配合應用,可取得較好效果。8.CDMA直放站對900MHzGSM系統(tǒng)的干擾問題干擾是一個相互作用的問題,由于CDMA系統(tǒng)是一個擴頻系統(tǒng),所以抗干擾能力很強,一般情況下GSM系統(tǒng)對其干擾很小,所以問題主要集中在CDMA系統(tǒng)對GSM系統(tǒng)的干擾上。CDMA系統(tǒng)的880MHz與GSM系統(tǒng)的890MHz頻點最為接近,也最具有代表性。

(1)分析干擾情況分析CDMA與GSM系統(tǒng)的干擾,產(chǎn)生干擾的原因就是同址站之間的隔離度不夠。需根據(jù)兩者頻率的關系及發(fā)射/接收特性來具體研究。這里講的天線隔離度指的是同置站天線終端間的路徑損失,即從干擾站發(fā)單元輸出端口到被干擾站收單元輸入端口的路徑損失。它表達空間傳輸損耗和兩個站有效天線增益〔例如天線增益減去電纜損失〕的綜合作用。

接收機靈敏度降低、IMP干擾〔即互調干擾〕和接收機過載這3種性能損失是需要考慮的。從干擾源〔直放站〕接收的寄生輻射信號將導致接收機靈敏度降低,而從同置站接收到的所有載頻的合成造成了IMP干擾,接收機過載的原因是接收機所收到的總信號功率太大。為了將這些性能損失降到最小而不修改現(xiàn)有的發(fā)送和承受單元,在同址站間需要保持適當?shù)母綦x。

三種主要的干擾為雜散干擾、阻塞干擾和互調干擾。三種干擾中,雜散干擾與CDMA直放站〔或基站〕目前在890MHz附近的帶外發(fā)射有關,這是接收方〔GSM系統(tǒng)〕自身無法抑制的,將導致GSM系統(tǒng)信噪比下降,服務質量惡化;阻塞干擾與GSM接收機的通帶外抑制能力有關,涉及到CDMA的載波發(fā)射功率、接收機濾波器特性等,GSM系統(tǒng)的接收機將受影響因飽和而無法工作;互調干擾與CDMA使用多載頻、系統(tǒng)的非線性有關,結果主要表現(xiàn)為GSM系統(tǒng)信噪比下降和服務質量惡化。

根據(jù)GSM技術體制,GSM接收機的靈敏度為-104dBm,信噪比9dB。通常情況下,GSM基站天線一般位于鐵塔的第一層平臺,由于物理空間的原因,CDMA直放站的增益不會很大〔在最大增益范圍內,直放站的增益大小取決于施主天線與用戶天線的隔離要求,假設增益為80dB,那么隔離要求為100dB左右,兩天線間的垂直隔離距離約為15m,考慮到多個RF系統(tǒng)共用同一站址,且直放站的施主天線的高度要求,所以共址情況下的CDMA直放站的增益不會很大〕,一般輸出功率取37dBm較為合理(約5W,遠小于CDMA基站的輸出功率),直放站的雙工濾波器的帶寬多為870MHz~880MHz,其濾波特性為60dB。根據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部?800MHzCDMA直放站870MHz~880MHz技術要求和測試方法?中關于工作帶外雜散的要求:每頻帶Δf>1.98MHz:≤-65dBc/30kHz,即在1.23MHz信道帶寬以外信號衰減65dB。

另外需要注意的一點,原長城公司133網(wǎng)的800MHzCDMA網(wǎng)絡的CDMA基站采用的是北美的標準,其基站的雙工濾波器的帶寬多為869MHz~894MHz,所以,CDMA的帶外信號將到達894MHz附近,與中國移動的頻點有4MHz的沖突,會對其造成一定的影響。CDMA直放站的情況與其不同,中國聯(lián)通的CDMA頻點為870MHz~880MHz,所以大多數(shù)直放站〔在中國市場銷售的〕的雙工濾波器的帶寬為870MHz~880MHz,其濾波特性為60dB。所以,直放站CDMA的帶外信號不會到達890MHz附近。

(2)抑制干擾的解決方案

為了抑制干擾,那么需要遵守三條隔離準:

◆被干擾基站從干擾基站接收到的寄生輻射信號強度應比它的接收噪聲限低10dB;

◆在被干擾基站生成的三階互調干擾〔IMP3〕電平應比接收機噪聲限低10dB;

◆受干擾站從干擾站接收到的總載波功率應比接收機的1dB壓縮點低5dB。

根據(jù)以上條件,計算隔離距離:

*CDMA直放站的頻帶外雜散:37-65=-28〔dBm/30KHz〕

*GSM系統(tǒng)能允許的最大雜散干擾:-104-9-10=-123〔dBm〕

*CDMA直放站信號在890MHz處的電平強度〔已經(jīng)過雙工濾波器〕:-28-60=-88〔dBm〕

*隔離余量:-88+10lg(200/30)-(-123)=43〔dB〕

根據(jù)垂直隔離公式:Iso=28.0+40lg10(d/λ),那么垂直隔離距離為d=2.4m。

根據(jù)水平隔離公式:Iso=22+20lg10(d/λ)+(GREPEATERTX+GGSMRX),那么水平隔離距離為:d=11m。

實際工程中,由于890MHz~909MHz頻段為中國移動所有,而CDMA系統(tǒng)為中國聯(lián)通所有,所以共址的時機不多。中國聯(lián)通的GSM上行頻段為909MHz~915MHz,與CDMA相隔較遠,隔離要求更小,應更容易實現(xiàn)。

實際工程中,利用鐵塔平臺的隔離和建筑物本身的隔離,CDMA直放站信號對GSM的干擾問題是可以解決的,這需要工程人員大量地實踐與摸索。9.CDMA直放站對CDMA系統(tǒng)的干擾在CDMA系統(tǒng)中直放站使用不僅可以消除盲區(qū),而且還可以延伸基站的覆蓋范圍。但是,直放站的使用也會對CDMA系統(tǒng)產(chǎn)生下述的干擾問題。(1)干擾所引起的問題

◆噪聲疊加上行鏈路中直放站的使用使CDMA系統(tǒng)的噪聲疊加,基站的接收靈敏度下降。

◆使原基站覆蓋范圍縮小CDMA直放站的使用所引入的噪聲,導致基站系統(tǒng)的接收靈敏度下降,從而引起上行鏈路覆蓋范圍的收縮。通常情況下,在郊區(qū),當上行鏈路中由于直放站使基站的噪聲電平提高2.1dB時,上行鏈路的覆蓋范圍將收縮13%。因而,CDMA系統(tǒng)中,直放站的架設位置不能處于原小區(qū)邊緣。

◆下行鏈路的導頻時延在CDMA系統(tǒng)中使用直放站會產(chǎn)生定時時延和信號延時擴散,如果時延較大,將使CDMA系統(tǒng)導頻碼的相位發(fā)生變化,產(chǎn)生掉話等。在存在雙重覆蓋區(qū)域的情況下,來自直放站和基站信號的多徑傳播導致接收端的延時擴散。為了減少多徑干擾,應慎重選擇直放站的站址,使雙重覆蓋所產(chǎn)生的時延在一個時間窗之內;另外可以調整基站的時間窗,使系統(tǒng)導頻信號不產(chǎn)生混亂。(2)直放站對系統(tǒng)容量的影響

任何能夠改變基站接收端信號電平或干擾電平的因素,都對系統(tǒng)的容量產(chǎn)生影響。下面分幾種不同的情況分析直放站引入對CDMA系統(tǒng)容量的影響:◆CDMA系統(tǒng)容量比特能量與總的噪聲功能譜密度之比:Eb/No=PG/(V*(N-1)*(1+Iother/Iself))系統(tǒng)容量:N=1+PG/(V*Eb/No(1+Iother/Iself))其中:PG=21dB為CDMA系統(tǒng)處理增益,V為話音激活增益,通常取0.4。Iother來自于其它小區(qū)的干擾,Iself自身小區(qū)的干擾假設系統(tǒng)要求Eb/No=10dB。---對于單小區(qū)系統(tǒng),來自于相鄰小區(qū)的干擾為零,即Iother/Iself=0,代入得系統(tǒng)容量N=32.5。---對于多小區(qū)無直放站的系統(tǒng)容量取決于相鄰小區(qū)的干擾情況。◆安裝CDMA直放站時的系統(tǒng)容量---在單小區(qū)有直放站時,因為Iother/Iself=0,系統(tǒng)容量不變。---在多小區(qū)有直放站,分以下兩種情況進展討論:a.移動臺位于小區(qū)邊緣與直放站之間的情況下,因為直放站的作用,相鄰小區(qū)移動臺的發(fā)射功率減小,因而來自相鄰小區(qū)的干擾減小,即公式中Iother/Iself減小,因而系統(tǒng)容量增加。b.移動臺位于基站與直放站之間的情況下,當直放站位于基站與直放站之間,因為直放站的增益,使得對相鄰小區(qū)的干擾增加,通過分析可以得到該項的影響較弱。多小區(qū)安裝直放站的情況下,對于相鄰小區(qū)干擾主要來自本小區(qū)邊界的用戶,采用直放站后,這些用戶發(fā)射功率減小,降低了相鄰小區(qū)的影響,使系統(tǒng)容量得以增加。統(tǒng)計說明,通常情況下,Iother/Iself可降低12%-6%,容量增加2-3個用戶。綜上所述,對于單蜂窩系統(tǒng),直放站的使用可在保持原有容量的前提下,增加覆蓋范圍;對多蜂窩系統(tǒng),直放站的使用不僅可以增加覆蓋范圍,還可使系統(tǒng)容量略有增加。

(3)基站每扇區(qū)可帶直放站的數(shù)目假設基站和直放站的噪聲系數(shù)均為5dB,經(jīng)過有關計算,可得到以下結論:◆對于直放站的輸出功率為100mW〔20dBm〕時,參加60臺直放站后,將引入2dB的附加噪聲?!魧τ?W〔30dBm〕的直放站,參加10臺,將引入2dB的附加噪聲。◆對于10W〔40dBm〕直放站,參加1臺直放站后,將引入1.5dB的附加噪聲,參加4臺直放站,將引入4dB左右的附加噪聲。四、GSM/CDMA光纖直放站光纖直放站與無線直放站的最大區(qū)別在于施主基站信號的傳輸方式上,無線直放站通過接收空間傳播的無線信號進展放大,從而擴大基站的覆蓋范圍。光纖直放站是通過光纖進展傳輸,采用光信號接收器和轉換器連接偏遠的區(qū)域。1.光纖直放站的特點〔1〕工作穩(wěn)定,覆蓋效果好

光纖直放站通過光纖傳輸信號,不受地理環(huán)境、天氣變化或施主基站覆蓋范圍調整的影響,因此工作穩(wěn)定,覆蓋效果好。

〔2〕設計和施工更為靈活

根據(jù)無線直放站的工作原理,無線直放站需把施主天線安裝在可以接收到GSM信號的地方,而且接收信號強度不能小于-80dBm,所以無線直放站一般只能安裝在基站覆蓋范圍的邊緣,并向順著基站覆蓋的方向延伸覆蓋。同時,為了防止直放站自激,還需保證施主天線和覆蓋天線有足夠的隔離度。因此,無線直放站的安裝位置和方式受到一定限制,而且一般采用定向天線進展覆蓋,覆蓋范圍較小。光纖直放站在設計時無需考慮安裝地點能否接收到信號;不需考慮收發(fā)隔離問題,選址方便;覆蓋天線可根據(jù)需要采用全向或定向天線。另外射頻信號能夠在很小的傳送損失的情況下被傳送到遠達20公里的遠處,光纜很細,容易鋪設。因此,設計和施工的靈活性大。

(3)防止了同頻干擾,可全向覆蓋,干擾少

光纖直放站是為了擴大移動基地站的覆蓋范圍,把CDMA移動信號變成光纖后,從基地站到遠程地區(qū),可使干擾及插入損失減小到最小。

(4)適用于GSM寬帶信道選擇型、CDMA寬帶信道選擇型;(5)單級傳輸距離長達50Km以上,擴大覆蓋范圍;(6)可提高增益而不會自激,有利于加大下行信號發(fā)射功率;(7)信號傳輸不受地理條件限制

特別適合遙遠城鎮(zhèn)或地形復雜的山區(qū)。2.光纖直放站的傳輸方式光纖直放站的最大特點是通過光纖進展信號傳輸,光纖傳輸可以單獨敷設,也可以利用現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡。其主要有三種應用方式:

(1)普通雙光纖方式這種方式多用于光纜中有現(xiàn)成多余備用光纖對的情況。

(2)波分復用方式如光纖中的1.3μm波長窗口已經(jīng)被其他信號占用時,可以通過波分復用器將直放站信號復用到1.55μm波長的窗口上,實現(xiàn)直放站信號與其他信號同纖傳輸。

(3)一發(fā)兩收方式

如果傳輸距離不太遠,且話務量不大的兩個地方都需要采用直放站,那么可利用光纖分路器給成一發(fā)兩收方式。和同纖傳輸方式。

一般來說,如果能夠從基站敷設光纖至光遠端機或現(xiàn)成的光纖網(wǎng)絡中有充裕的纖芯,都采用普通雙光纖的方式解決光纖傳輸?shù)膯栴}。采用波分復用器可以提高光纖的利用率,但由于波分復用器投資較大,一般較少使用。3.光纖直放站的工作原理光纖直放站的原理圖如圖4-1所示,主要有光近端機、光纖、光遠端機〔覆蓋單元〕幾個局部組成。光近端機和光遠端機都包括射頻單元(RF單元)和光單元。無線信號從基站中耦合出來后,進入光近端機,通過電光轉換,電信號轉變?yōu)楣庑盘?,從光近端機輸入至光纖,經(jīng)過光纖傳輸?shù)焦膺h端機,光遠端機把光信號轉為電信號,進入RF單元進展放大,信號經(jīng)過放大后送入發(fā)射天線,覆蓋目標區(qū)域。上行鏈路的工作原理一樣,手機發(fā)射的信號通過接收天線至光遠端機,再到近端機,回到基站。圖4-1光纖直放站的原理圖光纖直放站的原理構造框圖如圖4-2所示。圖4-2光纖直放站原理構造框圖光纖直放站近端機的定向天線收到基站的下行信號(935MHz-960MHz)送至近端主機,放大后送到光端機內進展電/光轉換,發(fā)射1.55&1.31μm波長的光信號,再送到光波復用器,同原傳輸鏈路的光信號(波長1.31μm)合在一起經(jīng)光纜傳到遠端;遠端光波波分器將1.31μm和1.55μm波長的光信號分開后,讓1.55μm波長的光信號輸入光端機進展光/電轉換,復原成下行信號(935MHz-960MHz),再經(jīng)遠端主機內部功放放大,由全向天線發(fā)射出去送給移動臺。移動臺的上行信號(890MHz-915MHz)逆向送到基站,這樣就完成了基站與移動臺的信號聯(lián)系,建設通話。4.光纖直放站的主要指標---光路參數(shù)

光纖:G.652單模光纖〔對于1.55μm波長,適于采用G.652單模光纖〕

光源:1.3μm/1.55μm波長激光器組件

入纖光功率:≥3dBm(1.3μm波長)≥0dBm(1.55μm波長)

光檢測器:Pin接收組件

連接器:APC/FC,PC/FC---射頻參數(shù)頻率范圍:800MHz-1000MHz輸入電平:下行:-20dBm上行:-20dBm--60dBm阻抗:50Ω射頻電纜接口:SMA---傳輸指標光接收靈敏度:〔傳輸載噪比≥24dB〕路數(shù)〔CH〕81624324048光功率〔dBm〕:-30-28.5-27.6-27-26.5-26.1接收端AGC范圍:20dB〔相當于10dB光衰減〕傳輸帶寬:890MHz-960MHz〔±0.5dB〕800MHz-890MHz〔±0.5dB〕輸出電平:下行:-20dBm上行:-20dBm--60dBm兩頻三階互調產(chǎn)物:≤-38dBc噪聲系數(shù):≤5dB〔光接收機噪聲底為-126dBm/CH〕輸入輸出阻抗:50Ω駐波比:≤1.55.光纖直放站應用及組網(wǎng)圖由于光纖直放站傳輸距離長,防止了同頻干擾可全向覆蓋因而選址方便,且信號傳輸不受地理條件限制,特別適于郊區(qū)、鄉(xiāng)村遙遠城鎮(zhèn)和地形復雜的山區(qū)以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)、丘陵地帶的通信盲區(qū)等。如圖4-3所示了光纖直放站組網(wǎng)示意圖。圖4-3光纖直放站組網(wǎng)示意圖6.光纖直放站工程設計原理與舉例在設計一個光纖直放站的覆蓋區(qū)域時,需要掌握一個基本原那么和三個相互制約的要素。原那么:設法使上行和下行信道的系統(tǒng)余量相等,從而保證上、下行信道的通信距離,話音質量和通信概率大體一樣。要素:①覆蓋半徑,②話音質量,②通信概率(可靠性)。除上述三要素外,還應考慮傳播環(huán)境,地形地物特征,使用頻段以及可利用的系統(tǒng)參數(shù)等因素,因此有以下設計方程。SM=SG-SL(1)

SG=Pt+Gt+Gr-Pmin(2)

SL=La+Lt+Lr(3)

Pmin=Pr+d(4)式中:SM:系統(tǒng)余量(dB)SG:系統(tǒng)增益(dB)SL:系統(tǒng)衰耗(dB)Pt:發(fā)射機輸出功率(dBW)Gt:發(fā)射天線增益(dB)Gr:接收天線增益(dB)d:惡化量Pmin:接收機輸入端最低保護功率電平(dBm)La:實際路徑衰耗中值(dB)Lt:發(fā)射端附加衰耗(dB)Lr:接收端附加衰耗(dB)Pr:接收機的噪聲門限電平對于移動通信的電波傳播,其衰落特性由以下公式及圖2─圖5來表征。---自由空間的傳播衰耗:Lbs=32.45+20lpD(km)+20lgf(MHz)(5)---準平滑地形市區(qū)路徑傳播衰耗中值:Ltt=Lbs+Am(f,d)-Hb(hb,d)-Hm(hm,f)(6)

Am(f,d),Hb(hb,d),Hm(hm,f)為相應的修正因子,其中An(f,d)為基本衰耗中值,Hb(hb,d)為基站天線高度增益因子,Hm(hm,f)為移動天線高度增益因子。例如:針對某一個8信道的基站,要覆蓋50km遠外一小鎮(zhèn)(5km覆蓋半徑),其地形為準平滑地形,那么在此建一光纖直放站,其直放站所架天線位于20m高的房頂上一個30m的鐵塔頂部,饋線選SDY-50-22的低損耗(0.05dB/m)電纜40m,要求保證5km以上邊緣通信概率為50%。

所建直放站可以確定為每信道輸出功率為1W(0dBW),發(fā)射全向天線增益為10dB,移動臺接收靈敏度(A)為-110dBm(0.7μV),保證50%的通信概率。那么有:

SM=0,由(1)式得到:SG=SL(7)由于接收機輸入功率電平Pr=A-101gR-126(8)由條件可得:Pt=1W=0dBW,Gt=10dB,Gr=2dB,A=0.7μV,Lt=1.56dB,Lr=0.5dB,d=6dB(查附圖(2)),R=50Ω由(2)-(4),(7),(8)式和條件可求得:SG=Pt+Gt+Gr-Pmin=152dBW(9)(9)式代入(3)式得到實際衰耗中值:La=SL-Lt-Lr=149.94dB(10)查圖3得:Am(f,d)=Am(900MHz,5km)=26.5dB(11)查圖5得:Hb(hb,d)=Hb(50m,5km)=-10.5dB(12)查圖4得:Hm(hm,f)=Hm(2m,900MHz)=-2dB(13)

由公式(5)、(6)及(11)、(12)、(13)得出,路徑傳播衰耗中值為:Ltt=Lbs+Am(900MHz,5km)-Hb(50m,5km)-Hm(2m,900MHz)=32.45+20lgD+20lg900+39=71.45+20lgD+20lg900(14)因La=Ltt,那么由(10),(14)式可求出覆蓋半徑D=9.3km因此,半徑9.3km的覆蓋范圍可以滿足邊緣通信概率為50%盲區(qū),如果地形更的話,覆蓋范圍將更大。7.光纖直放站設計中需考慮的問題(1)傳輸距離光纖直放站采用光纖進展傳輸,光信號在光纖中傳輸?shù)膿p耗非常小,光纖直放站信號傳輸?shù)木嚯x主要是受信號時延的限制。GSM數(shù)字移動通信采用TDMA時分多址技術,每載頻分為8個信道分時共用,即每載頻8個時隙。時隙之間的保護間隔很小,為消除手機MS到BTS的傳播時延,GSM系統(tǒng)采用MS提前一定時間來補償時延,時間提前量的取值范圍是0~233μS,對應信號傳播約70公里,由于信號一來一回是雙向的,所以,GSM信號在每載頻8個時隙時,空間傳播距離是35km。當引入光纖直放站延伸信號傳播距離時,信號的傳播時延包括了在光纖直放站上的時延和在空中傳播的時延。光信號在光纖的介質中傳播時,速度是無線信號在空氣中傳播的2/3,加上直放站的時延〔大約1.5μS〕和無線信號在空中傳播時延,因此,光纖直放站距離基站最遠不應該大于20km。

光纖直放站的核心局部是光端機,它的好壞影響直放站的傳輸質量及可靠性,現(xiàn)在國內光端機質量已相當好,因此,光纖直放站的可靠性是不成問題的,下面對傳輸距離進展計算。對1.55μm波長的光端機,其條件是:光功率輸出為0dBm;光接收靈敏度優(yōu)于-26dBm;光端機內射頻信號具有自動增益控制(AGC)20dB;光端機內電/光及光/電轉換時電信號將損耗10dB;光纜損耗≤0.35dB/km;活動連接器衰耗≤0.1dB;波分復用器的損耗≤0.3dB,系統(tǒng)光功率儲藏7dB(為保證電信號的載噪比而設)。那么對于50km遠的光纜,就能計算光信號在傳輸系統(tǒng)中的衰耗為:L=光纜損耗+連接器損耗+波分復用器的損耗=0.35×50+0.1×2+0.3×2=18.3db。系統(tǒng)光功率余量=光功率-系統(tǒng)衰耗-光接收門限=OdB-18.3dB-(-26)dB=7.7dB,該值大于系統(tǒng)功率儲藏7dB,由此可知光纖直放站的光信號可以傳輸50km遠的距離,光/電轉換后的電信號還能滿足直放站所需電信號載噪比的要求。(2)直放站增益的計算引入直放站設備,給手機和基站之間的信號增加了熱噪聲,增加熱噪聲的直接后果是降低了基站的接收靈敏度。下面看一下應如何正確設置直放站的增益,減小引入直放站對GSM網(wǎng)絡的影響。

a.基站接收端的噪聲

在沒有引入直放站的情況下,基站接收端的噪聲為熱噪聲和基站噪聲系數(shù)之和,稱為基站底噪聲。熱噪聲的計算公式為:N=10Lg[KTB],其中K為波次曼常數(shù),T為絕對溫度,B為信號帶寬;基站噪聲系數(shù)Nfbts一般為2dB。

因此,基站接收端的底噪聲電平Npbts為:Npbts=10Lg[KTB]+Nfbts=-121dBm/Hz+2dB=-119dBm當引入直放站,該基站成為直放站的施主基站后,其接收端的噪聲為基站底噪聲加上直放站的噪聲增量。

b.引入直放站后基站接收端噪聲的變化

基站接收端接收到直放站的噪聲電平與直放站的上行增益有關,下面看一看直放站上行增益對基站輸入端噪聲的影響。先從無線直放站引出相關的計算,直放站輸出的噪聲功率Np'rep為直放站的熱噪聲N加上直放站的噪聲系數(shù)Nfrep再加上直放站的增益Grep,即:

Np'rep=10Lg[KTB]+Nfrep+Grep,

把從基站發(fā)射機至直放站的所有損耗計為路徑損耗Lp,那么直放站產(chǎn)生,在基站接收端的噪聲電平Nprep為:

Nprep=Np'rep-Lp=10Lg[KTB]+Nfrep+Grep-Lp=-121+Nfrep+Grep-Lp(1)

引入直放站后,基站接收端的總噪聲(NP)total為基站底噪聲Nbts和直放站在基站接收端產(chǎn)生的噪聲Nrep的疊加,即:

(NP)total=10Lg[10Npbts+10Nprep]=NPbts+10Lg[1+10Nfrep-Nfbts+Grep-Lp]令10Lg[1+10Nfrep-Nfbts+Grep-Lp]=ΔNbts(2)

那么:(NP)total=Npbts+ΔNbts

從以上推算可以看到,引入直放站以后,基站接收端的噪聲電平比無直放站時增加了ΔNbts,這個值為噪聲增量。噪聲增量與基站、直放站的噪聲系數(shù)、直放站的增益、基站發(fā)射機至直放站的路徑損耗有關。

根據(jù)公式〔2〕計算:當Nfrep-Nfbts+Grep-Lp=0時,基站接收端的噪聲增量ΔNbts為3dB;當Nfrep-Nfbts+Grep-Lp=-6時,基站接收端的噪聲增量為ΔNbts降為0.97dB,也就是說基站的靈敏度下降了0.97dB。這時,可以認為直放站引入基本上對基站的無影響。一般,基站噪聲系數(shù)Nfbts為2dB,那么,按公式(1)計算直放站在基站接收端產(chǎn)生的噪聲電平Nprep為-125dBm。

在工程實際中,基站和直放站的噪聲系數(shù)一定,噪聲增量主要受直放站增益和基站發(fā)射機至直放站的路徑損耗的影響。基站噪聲系數(shù)Nfbts為2dB,直放站噪聲系數(shù)Nfrep為4dB,那么,直放站的增益Grep應比基站發(fā)射機至直放站的路徑損耗Lp小8dB,才能把基站接收端的噪聲增量控制在1dB以內。光纖直放站一般從基站直接耦合信號,光纖直放站的路徑損耗Lp為耦合器的耦合損耗,同樣的原理,光纖直放站的上行增益需比耦合損耗小8dB左右。在工程實際中,我們一般選擇高耦合比的耦合器,使輸入光纖直放站的信號在0dBm,這樣,基站至光纖直放站的路徑損耗為40dB左右,而光纖直放站的上行增益設置為30dB,保證了光纖直放站引入后,原基站靈敏度基本不受影響。在網(wǎng)絡設計中,如果目標覆蓋的范圍較大,需要到多個光纖直放站并聯(lián)才能完成覆蓋,這種情況下,基站接收端的噪聲為基站底噪聲與基站接收到各直放站噪聲的疊加,即,NPtotal=10lg[10NPBTS+?0(Nprep)]〔Nprep〕i為每一個直放站在基站接收端產(chǎn)生的噪聲,n為直放站的數(shù)量。為了控制直放站總的噪聲水平,即總的ΔNbts保持小于1dB,需要減小每一個直放站的增益。假設每一個直放站對基站產(chǎn)生的噪聲增量ΔNbts相等,那么,n個直放站時每一個直放站在基站接收端產(chǎn)生的噪聲Np'rep與一個直放站時產(chǎn)生的噪聲-125dBm相比,需滿足以下公式:Np'rep<-125-10Lgn如果每一個直放站的路徑損耗相等,那么,n個直放站時,每一個直放站的增益G'rep,比一個直放站時的增益Grep小10Lgn,即G'rep。

這樣,n個直放站在基站接收端產(chǎn)生的總噪聲增量將控制在1dB以內??偟恼f來,設置光纖直放站上行增益時需考慮基站發(fā)射機至直放站接收機的路徑損耗和并聯(lián)在該基站上光纖直放站的數(shù)量。

c.正確設置光纖直放站的下行增益-直放站與手機之間上下行平衡的計算

設置光纖直放站的下行增益,也就是控制直放站的輸出功率,需要考慮的是直放站與手機之間上下行平衡的問題。為保證上下行平衡,直放站的發(fā)射功率需滿足以下公式:直放站發(fā)射功率Po+直放站噪聲系數(shù)Nf=手機發(fā)射功率Pm+手機噪聲系數(shù)Nfm其中:手機最大發(fā)射功率Pm=33dBm手機噪聲系數(shù)=6dB直放站噪聲系數(shù)=4dB因此直放站的發(fā)射功率Po最大為:Po=33+6-4=35dBm這是設置直放站下行功率要注意的問題。

無線直放站在工程中,設置增益時還需考慮收發(fā)天線之間的隔離度,要求增益必須小于收發(fā)隔離度,才能防止直放站自激。光纖直放站一般收發(fā)天線相距較遠,隔離度不需要考慮。8.使用案例光纖直放站相對于無線直放站來說,成本相對較高,而且需要敷設光纖,設計和施工難度也較大,但與無線直放站相比,光纖直放站有著無可對比的優(yōu)點,光纖直放站主要運用在以下幾個不具備安裝無線直放站條件的情況:

1、覆蓋區(qū)域距離基站較遠,在該地無法取得基站無線覆蓋的信號。

2、覆蓋目標區(qū)域無線環(huán)境非常惡劣,需要采用天線陣對該區(qū)域進展覆蓋,而該區(qū)域無法布放粗大的饋線的情況下,采用光纖直放站,布放光纖傳輸信號方便設計和施工。(1)隧道覆蓋根據(jù)規(guī)模的不同,隧道長短不一,短的幾十米,長的幾公里,區(qū)域內話務量并不高。隧道內無線信號傳播環(huán)境復雜,受隧道大小和轉彎等因素影響,無線信號衰減很快,一個基站的覆蓋范圍有限,因此,適合運用直放站解決覆蓋問題。

下面是某隧道的例子。某隧道由于受到山的阻擋,是信號覆蓋的盲區(qū),而且經(jīng)過實地勘察后發(fā)現(xiàn)有以下的問題:

a.該區(qū)域無視距范圍內的基站,接收基站信號微弱,低于-90dBm,信號質量差,因此無法安裝無線直放站。

b.該區(qū)域距離基站較遠,安裝覆蓋天線的最正確位置距離基站有1公里。

為了解決該區(qū)域的覆蓋問題,我們采用光纖直放站進展覆蓋?;揪嚯x隧道入口有1公里,隧道外信號覆蓋較弱,隧道內是覆蓋盲點。這個方案中,光遠端機安裝在隧道口,光遠端機的信號三功分后送入3面定向天線,其中2面覆蓋兩條隧道,另外1面覆蓋公路,很好地解決了該區(qū)域的覆蓋問題。(2)某村密集樓房的覆蓋某村是城市里的“城中村〞,村中的建筑全部是7~8層樓房,樓房非常密集,無線信號傳播環(huán)境非常惡劣,經(jīng)過測試,每個基站僅能覆蓋的半徑為基站周圍約四幢樓的范圍,如果采用增加基站來解決室內信號覆蓋,需建設3至5個基站,運營成本很高。為了滿足客戶的要求,解決該村的信號覆蓋問題,我們設計了一個天線系統(tǒng)對該區(qū)域進展覆蓋。每隔四、五棟樓,安裝一個小型全向天線對這幾棟樓進展覆蓋,一共用了20余根全向天線,天線與基站之間采用多臺光纖直放站進展連接,每天線發(fā)射功率為10dBm左右,解決了該區(qū)域的覆蓋問題。以光纖直放站延伸基站覆蓋,特點是投資少、見效快,能快速擴大網(wǎng)絡的覆蓋范圍,特別是隨著近年技術的開展,光纖直放站不但性能穩(wěn)定,各種指標滿足GSM標準要求,而且開通了監(jiān)控功能,使光纖直放站的建設和維護都非常方便,完全可以在GSM網(wǎng)上運行。在很多機房選址難,傳輸、電源、鐵塔等配套設施建設難度大,建設成本高,而從競爭和服務上考慮,又必須進展覆蓋的地方,如鄉(xiāng)鎮(zhèn)、公路、旅游景點等話務較小的地區(qū),完全可以用光纖直放站代替基站進展覆蓋;同時,通過加裝光纖直放站,擴大話務量小的基站的覆蓋范圍,提高該基站的話務量,從而提高了原有基站設備的利用率??傊?,在網(wǎng)絡中建設光纖直放站,是擴大網(wǎng)絡覆蓋,提高網(wǎng)絡質量和設備利用率的有效手段。五、移動通信直放站工程設計與調測1前期勘測及理論測算為了最大限度發(fā)揮直放站工作效果,在安裝前均需進展實地測點,并按照測點的結果對覆蓋效果及覆蓋面積進展初步估算,測點通常按照以下幾個步驟進展。

◆根據(jù)覆蓋要求確定設備具體安裝站址,準備前期的根基工程,如鐵塔、機房、供電、接地等;

◆確定需要轉發(fā)的基站載頻號,并測試接收點信號場強值;

◆根據(jù)場強值初步確定使用設備的類型,天線的使用類型,天線的安裝高度及位置;

◆通過計算預測設備的工作增益、最大輸出功率值;

◆根據(jù)設備的輸出功率及重發(fā)天線的類型預測設備開通后的覆蓋范圍及覆蓋效果。

在基本確定了設備的功率、重發(fā)天線的高度后,可對信號覆蓋范圍作一個初步的測算,利用陸地移動通信電波傳播衰耗特性,通過Okumura模型可計算路徑損耗。

Okumra經(jīng)歷公式如下:

Lm=69.55+26.16lgf-13.82log(hb)-a(hm)+[449.9-6.51log(hb)]log(d)

取頻率f=870MHz,上式可簡化為:

Lm=146.4-13.8log(hb)-a(hm)+[44.9-6.5log(hb)log(d)]

其中:

a(hm)為修正因子,

中小城市:a(hm)=2.53hm-3.8;

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