GSM飛地系統(tǒng)可行性研究報(bào)告

GSM飛地系統(tǒng)可行性研究報(bào)告目錄1、項(xiàng)目背景 12、飛地系統(tǒng)介紹 2、系統(tǒng)構(gòu)成 2、系統(tǒng)原理 33、飛地系統(tǒng)中繼和覆蓋能力分析 5、繞射能力分析 5、空間傳輸損耗分析 6、中繼和覆蓋能力 64、典型應(yīng)用場景 74.1、復(fù)雜地形下的孤島覆蓋（村村通覆蓋） 7、應(yīng)急通信 7、遠(yuǎn)距離監(jiān)控 85、頻率資源需求分析 8、飛地系統(tǒng)所需頻率資源 8、各省頻率資源分析 96、投資成本分析 107、產(chǎn)業(yè)情況分析 128、河南飛地系統(tǒng)案例分析 13、自然和電磁環(huán)境 13、主設(shè)備和輔助設(shè)備的選取 149、結(jié)論和建議 19

1、項(xiàng)目背景

自信息產(chǎn)業(yè)部提出解決村村通工程以來，目前全國村通率達(dá)到89.2%，距“十五”規(guī)劃中村通的目標(biāo)還有近4萬個(gè)行政村的任務(wù)。中國移動(dòng)作為重要的運(yùn)營商，承擔(dān)了很多村村通覆蓋任務(wù)，其中相當(dāng)比例是地形復(fù)雜、配套設(shè)施落后的農(nóng)村地區(qū)。隨著社會(huì)信息化的加快，邊遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)對移動(dòng)通信的需求日益提高，是移動(dòng)運(yùn)營商的重要業(yè)務(wù)增長點(diǎn)。這些地方地域廣、地型復(fù)雜、話務(wù)量低，運(yùn)營商建網(wǎng)初期面臨高投入、低回報(bào)的壓力。一些鄉(xiāng)村陸續(xù)開發(fā)風(fēng)景旅游區(qū)，節(jié)假日話務(wù)量較高。由于這些地區(qū)受地理、經(jīng)濟(jì)條件的制約，通信狀況較差，如果采用原有的直放站方式或一般的移頻方式進(jìn)行農(nóng)村地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，存在著初期投資成本過高，造成投資收回時(shí)間較長，甚至無法收回的情況。而偏遠(yuǎn)農(nóng)村距離城鎮(zhèn)較遠(yuǎn)，根本接收不到來自城鎮(zhèn)的基站信號，若采用原頻率900MHz和1800MHz的信號，則易受外界環(huán)境影響，無線傳播路徑損耗較大，并且在山區(qū)地型復(fù)雜，信號容易被阻擋。因此需采用一種受外界環(huán)境影響較小，繞射能力強(qiáng)的系統(tǒng)進(jìn)行傳輸和覆蓋，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)村的大區(qū)域的無線通信服務(wù)。

針對以上情況，已有廠家研發(fā)出GSM飛地系統(tǒng)，即利用200MHz頻段進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，在目標(biāo)區(qū)域仍采用移頻直放站進(jìn)行覆蓋，大大增加了可靠傳輸距離，減少了投資。飛地系統(tǒng)已在河南移動(dòng)的19個(gè)地市使用，規(guī)模為190套，較好地完成了對山區(qū)和偏遠(yuǎn)農(nóng)村的覆蓋。本報(bào)告全面分析飛地系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，探討飛地系統(tǒng)在全國推廣的可能性，給出了相關(guān)的技術(shù)建議。

2、飛地系統(tǒng)介紹

飛地系統(tǒng)是一種把GSM信號移頻到低頻頻段中進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸?shù)南到y(tǒng)。它在近端把GSM頻段信號選頻并移頻至1M～4M帶寬的200MHz頻段，在遠(yuǎn)端把信號還原于原頻段，進(jìn)行線性放大后覆蓋。飛地系統(tǒng)可以有效解決城市頻率資源較為緊張的覆蓋區(qū)和多丘陵、多山、森林等地區(qū)的信號問題。

2.1、系統(tǒng)構(gòu)成

如上圖所示，飛地覆蓋系統(tǒng)由近端機(jī)、中繼天線、遠(yuǎn)端機(jī)、重發(fā)天線和操作維護(hù)中心五部分組成：

1)近端機(jī)

近端機(jī)工作的主要作用是對GSM上行和下行信號進(jìn)行濾波、移頻和放大，經(jīng)過移頻近端機(jī)后，信號將在200MHz頻點(diǎn)上進(jìn)行中繼。

2)中繼天線

面向近端機(jī)（遠(yuǎn)端機(jī)）的定向天線，接收和發(fā)射移頻信號，一般采用下圖所示的八木天線。

3)遠(yuǎn)端機(jī)

遠(yuǎn)端機(jī)工作的主要作用是對近端機(jī)放大的中繼頻率信號進(jìn)行濾波、再移頻到所需的頻率（900MHz或1800MHz），同時(shí)進(jìn)行放大，實(shí)現(xiàn)對覆蓋區(qū)域的信號覆蓋。

4)重發(fā)天線

面向覆蓋盲區(qū)的定向天線，接收手機(jī)的上行信號，發(fā)射近端機(jī)的下行信號。

5)操作維護(hù)中心

對飛地系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

應(yīng)用中一般稱飛地覆蓋系統(tǒng)所在的小區(qū)的基站為施主基站，近端機(jī)既可安裝在施主基站機(jī)房內(nèi)，通過射頻電纜直接耦合基站的信號，也可以根據(jù)環(huán)境的需要將近端機(jī)安裝在基站覆蓋區(qū)內(nèi)的其他地方，如下圖所示，遠(yuǎn)端機(jī)機(jī)安裝在盲區(qū)。飛地系統(tǒng)近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)之間的無線鏈路為施主鏈路，鏈路占用150MHz～250MHz的頻段。

2.2、系統(tǒng)原理

飛地系統(tǒng)通過近端機(jī)將基站900MHz信號變成150MHz或250MHz微波中繼信號傳輸給遠(yuǎn)端機(jī)，遠(yuǎn)端機(jī)再將該150MHz或250MHz微波信號變頻成基站900MHz下行信號發(fā)射給移動(dòng)臺。同時(shí)，遠(yuǎn)端機(jī)將移動(dòng)臺發(fā)出的900MHz上行信號變頻成150MHz或250MHz微波中繼信號，發(fā)射傳輸給近端機(jī)，近端機(jī)再將該150MHz或250MHz微波信號變頻為移動(dòng)臺發(fā)出的900MHz上行頻率，傳輸給基站，從而完成900MHz通過150MHz或250MHz信號來傳輸?shù)娜蝿?wù)，擴(kuò)大了基站的覆蓋范圍。以基站4載頻配置為例，下圖即為GSM飛地系統(tǒng)近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)的原理框圖。近端機(jī)原理框圖遠(yuǎn)端機(jī)原理框圖

考慮到實(shí)際需求及設(shè)備復(fù)雜度，目前設(shè)備最多支持4載波。對于4載波以上的需求不存在明顯的技術(shù)難點(diǎn)，僅會(huì)增加設(shè)備的成本。由于飛地系統(tǒng)設(shè)備由傳統(tǒng)移頻直放站發(fā)展而來，因此其監(jiān)控模塊可以從直放站設(shè)備移植過來，目前飛地系統(tǒng)監(jiān)控能力與直放站相同。

2.3、飛地系統(tǒng)與其他直放站系統(tǒng)的比較

飛地系統(tǒng)是由移頻直放站發(fā)展而來，因此和其他直放站系統(tǒng)有一定的相似之處，但由于特殊的選頻和中繼能力，使其具備了一般直放站系統(tǒng)沒有的特性，下表對寬帶直放站、移頻直放站、光纖直放站和飛地系統(tǒng)進(jìn)行了比較分析。

可以看出，和其他直放站系統(tǒng)相比，飛地系統(tǒng)具有中繼距離長、抗干擾能力強(qiáng)、地形適應(yīng)性強(qiáng)施工難度小的特點(diǎn)，而且成本相對低廉。因此對于地形復(fù)雜的環(huán)境，飛地系統(tǒng)相比較的優(yōu)勢使其成為解決GSM信號遠(yuǎn)距離傳輸和覆蓋的重要方案。

3、飛地系統(tǒng)中繼和覆蓋能力分析

飛地系統(tǒng)使用150MHz至250MHz頻段，和GSM900或GSM1800頻段相比，飛地系統(tǒng)頻段電波繞射能力更強(qiáng)，傳播損耗更小，更適合特殊地形下GSM信號的遠(yuǎn)距離傳輸和覆蓋。

3.1、繞射能力分析

電磁波頻段越低，電波繞射能力越強(qiáng)，越容易繞過一定障礙物進(jìn)行傳輸。電磁波具有類似光波的特性，近距離傳輸時(shí)，由于功率余量大，即使中間有阻擋也能夠通過反射波或天線旁瓣進(jìn)行通信。但遠(yuǎn)距離時(shí)，一定要求收發(fā)天線之間實(shí)現(xiàn)“視線無阻擋”，其實(shí)際含義是在收發(fā)天線之間連一條線，以這條線為軸心，以R為半徑的一個(gè)類似于管道的區(qū)域內(nèi)，沒有障礙物的完全阻擋。這個(gè)管道稱為菲涅爾區(qū)，菲涅爾區(qū)是一個(gè)橢球體，收發(fā)天線位于橢球體的兩個(gè)焦點(diǎn)上。

菲涅爾半徑的計(jì)算公式如下：R=0.5(λD)其中λ為波長，D為兩天線的距離，λ＝3×108/f(米)。從公式可知：當(dāng)頻率f固定時(shí)，菲涅爾半徑隨著傳輸距離的增加而增大。同時(shí)，當(dāng)距離固定時(shí)，菲涅爾半徑隨著頻率的減小而增大。

從上表可以看出，150MHz～250MHz頻段電波比900MHz電波可以繞過更大的障礙物，可以克服超過天線70米高的障礙物，因此在山區(qū)等障礙物較多的非視距傳播環(huán)境下，飛地系統(tǒng)有較強(qiáng)的克服地形環(huán)境傳輸?shù)哪芰Α?/p>

3.2、空間傳輸損耗分析

信號在自由空間的傳播損耗與信號的頻率密切相關(guān)，信號頻率越高，單位距離的衰耗越大。信號在自由空間的衰耗損耗PL可由下式計(jì)算：PL（dB）=32.45+20lgf+20lgd

因此，假設(shè)傳播相同的距離，900MHz信號將比150MHz信號多衰減：20(

比250MHz信號多衰減：

因此，900MHz在自由空間的損耗是150MHz信號的32倍，是250MHz信號的16倍。在其他條件不變的情況下，150MHz/250MHz可以傳輸更遠(yuǎn)的距離。

3.3、中繼和覆蓋能力

飛地系統(tǒng)的傳輸能力取決于近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)之間的信號拉遠(yuǎn)能力，即復(fù)雜地形下150～250MHz信號的傳輸能力。因此，飛地系統(tǒng)的拉遠(yuǎn)能力不僅與中繼的發(fā)射功率有關(guān)（目前設(shè)備多支持2W、5W、10W和20W），還要取決于環(huán)境的復(fù)雜度。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，多應(yīng)用中繼功率為10W的設(shè)備，其拉遠(yuǎn)距離如下：

復(fù)雜的山區(qū)環(huán)境：拉遠(yuǎn)8～10KM；

較為簡單的環(huán)境：拉遠(yuǎn)10～15KM。

飛地系統(tǒng)的遠(yuǎn)端機(jī)一般采用20W進(jìn)行覆蓋，其覆蓋能力與一般移頻直放站的覆蓋能力相當(dāng)，此只要天線掛高合適，增益足夠大，即可實(shí)現(xiàn)直徑為3～5KM區(qū)域的覆蓋。

4、典型應(yīng)用場景

和其他GSM延伸覆蓋系統(tǒng)相比，飛地系統(tǒng)主要有以下優(yōu)勢：（1）系統(tǒng)繞射能力強(qiáng)，10KM拉遠(yuǎn)距離條件下可以繞射過高于收發(fā)天線50~70米的障礙物；

（2）抗干擾能力強(qiáng)，覆蓋效果好；

（3）中繼頻率可以通過軟件設(shè)置，占用頻帶小，頻率設(shè)置靈活；

（4）工程設(shè)計(jì)簡單，安裝簡便，成本低廉；

（5）一臺近端可帶多臺遠(yuǎn)端，覆蓋靈活；

（6）在低話務(wù)量的偏遠(yuǎn)地區(qū)，常使用太陽能供電，系統(tǒng)能夠通過自身的檢測控制裝置，在發(fā)現(xiàn)覆蓋區(qū)無手機(jī)接入網(wǎng)時(shí)，會(huì)自動(dòng)使遠(yuǎn)端上行處于休眠狀態(tài)，當(dāng)有用戶使用時(shí)會(huì)自動(dòng)恢復(fù)工作，從而減除了不必要的能耗，大大降低了運(yùn)營成本。

因此飛地系統(tǒng)可以適應(yīng)較為苛刻的自然環(huán)境，工程較為簡單，成本較低，傳輸距離遠(yuǎn)，有一定的應(yīng)用場景。從目前的應(yīng)用情況來看，復(fù)雜地形下的孤島覆蓋（村村通工程）、應(yīng)急通信和遠(yuǎn)距離監(jiān)控是飛地系統(tǒng)較為典型的應(yīng)用場景。

4.1、復(fù)雜地形下的孤島覆蓋（村村通覆蓋）

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多年努力，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋了絕大大部分人員活動(dòng)場所，但仍然存在很多遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)、被大山阻隔的山村、廠礦或臨時(shí)作業(yè)區(qū)，這些點(diǎn)由于距離遙遠(yuǎn)、環(huán)境惡劣、投入巨大而一直處于通信的盲點(diǎn)，也是村村通工程需要解決的重點(diǎn)。這些地區(qū)具有以下特點(diǎn)：（1）地形復(fù)雜，傳輸環(huán)境惡劣；

（2）目標(biāo)地區(qū)容量需求一般，覆蓋需求為主；

（3）信號遠(yuǎn)距離傳輸路徑上無明顯覆蓋要求，即具有典型孤島特征。

飛地覆蓋系統(tǒng)可以較為容易地覆蓋遠(yuǎn)離移動(dòng)通信資源的孤島，使得移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可以飛躍曠野、山體來覆蓋這些孤島，同時(shí)加快工程進(jìn)度，節(jié)省投資。

4.2、應(yīng)急通信

面對抗洪搶險(xiǎn)等復(fù)雜狀況，自然環(huán)境的阻隔往往無法快速有效地建立通信聯(lián)絡(luò)，從而影響救災(zāi)指揮決策的順利進(jìn)行。在突發(fā)災(zāi)害等特殊狀況下，應(yīng)急通信面臨以下問題：（1）地形復(fù)雜，傳輸環(huán)境惡劣，電力等配套設(shè)施欠缺；

（2）目標(biāo)地區(qū)容量需求一般，覆蓋需求為主；

（3）要求快速建立通信保障，機(jī)動(dòng)靈活改變通信覆蓋區(qū)；

由于飛地系統(tǒng)簡單，工程實(shí)現(xiàn)容易，同時(shí)可以克服復(fù)雜地形的影響，因此適宜作為應(yīng)急通信的重要手段。08年初我國南方災(zāi)害性天氣對移動(dòng)通信提出了新的要求，由于飛地系統(tǒng)可以快速實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，同時(shí)遠(yuǎn)端機(jī)可以依靠蓄電池工作2～3天，因此飛地系統(tǒng)也為未來GSM網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)方案提供了新的思路。

4.3、遠(yuǎn)距離監(jiān)控

對于一些特定的行業(yè)性應(yīng)用，如水文、環(huán)保、森林防火等，需要在特殊環(huán)境下實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控。這些地區(qū)往往條件苛刻，人煙稀少，分布較為零散。遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)用環(huán)境有以下特點(diǎn)：（1）地形復(fù)雜，傳輸環(huán)境惡劣，電力等配套設(shè)施欠缺；

（2）有明顯的1對多通信需求，即監(jiān)控中心要同時(shí)和多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行通信；

（3）由于監(jiān)控需要，通信具有間歇性頻發(fā)特性，即并不需要持續(xù)性的通信，而僅是在每天特定的幾個(gè)時(shí)間進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)上報(bào)。

由于飛地系統(tǒng)可利用1臺近端機(jī)和多臺遠(yuǎn)端機(jī)實(shí)現(xiàn)1對多的通信，可使用蓄電池提供電力需求，在無終端接入時(shí)，可自動(dòng)使設(shè)備休眠，減除了不必要的能耗，因此飛地系統(tǒng)是遠(yuǎn)距離監(jiān)控的有效解決方案。

5、頻率資源需求分析

5.1、飛地系統(tǒng)所需頻率資源

飛地系統(tǒng)將原有的占用離散頻點(diǎn)的信號進(jìn)行選頻，利用2～3MHz帶寬進(jìn)行中繼傳輸，在遠(yuǎn)端在將信號恢復(fù)到原有頻點(diǎn)上，以下行為例，其過程如下圖所示：

考慮到村村通地區(qū)容量需求有限，目前飛地系統(tǒng)設(shè)備一般支持4載波GSM信號的傳輸和覆蓋。為保證上下行之間及飛地系統(tǒng)與其他系統(tǒng)間的隔離度，飛地系統(tǒng)中繼信號頻率利用可采用2種方式：

（1）占用150MHz～250MHz間1個(gè)連續(xù)13MHz頻譜

為保證上下行足夠的隔離度，考慮到目前設(shè)備水平，上下行間需保證至少5MHz的保護(hù)頻帶，同時(shí)，與其他系統(tǒng)間要保證至少1MHz的保護(hù)間隔，此時(shí)頻譜占用情況如下圖所示：

（2）占用150MHz～250MHz間2個(gè)不連續(xù)的5MHz頻譜

考慮到可用頻譜的離散性，上下行中繼信號可分別占用一段頻譜，此時(shí)頻譜占用情況如下圖所示：

5.2、各省頻率資源分析

為分析飛地系統(tǒng)可用頻率資源，對全國主要省份150～250MHz頻率資源進(jìn)行了調(diào)研，各省所在移動(dòng)分公司和各地區(qū)的無委會(huì)進(jìn)行了溝通，主要省份的調(diào)研情況如上表所示。通過調(diào)研，全國150～250MHz頻段資源使用情況如下：（1）該頻段資源使用存在著政府審批（各地?zé)o委會(huì)審批并備案）、行業(yè)性應(yīng)用（政府雖未審批，但某些行業(yè)一直占用）和私自占用（如個(gè)人對講機(jī)）等多種復(fù)雜情況；

（2）從政府已審批資源來看，廣播、航空、對講系統(tǒng)和環(huán)保監(jiān)測等無線系統(tǒng)主要占用了該頻段的資源；

（3）多數(shù)地區(qū)無委會(huì)明確表示該頻段監(jiān)管存在難度，對講系統(tǒng)和個(gè)人無線電系統(tǒng)經(jīng)常占用該頻段資源；

（4）多數(shù)省份在該頻段無飛地系統(tǒng)可用的連續(xù)頻率資源；

（5）由于郊區(qū)和農(nóng)村等特殊情況，考慮到飛地系統(tǒng)傳輸路徑多為地形復(fù)雜、人口密度低的地區(qū)，因此頻率資源仍可靈活處理。6、投資成本分析

由于村村通覆蓋地區(qū)用戶少、單位用戶消費(fèi)水平低，社會(huì)責(zé)任大于企業(yè)效益，而且由于邊緣地區(qū)道路崎嶇、環(huán)境復(fù)雜，網(wǎng)建費(fèi)用也要大大高于其他地區(qū)，因此需要采取特殊的建設(shè)思路，以保證工程建設(shè)的高性價(jià)比。為最大程度地節(jié)省投資，需選取建站速度快、地形適應(yīng)性強(qiáng)、易維護(hù)的系統(tǒng)。

由于村落（盲點(diǎn)區(qū)域）距周邊基站較遠(yuǎn)，周邊基站信號無法覆蓋此區(qū)域的情況下引入村村通工程。如果考慮以一體化基站來覆蓋個(gè)別的村落盲點(diǎn),那么存在一體化的基站設(shè)備成本高，需要單獨(dú)開通傳輸,這樣整個(gè)投資成本達(dá)到上百萬，由于目標(biāo)覆蓋村落的話務(wù)需求一般較低，因此傳統(tǒng)的一體化基站方案必將造成資源的極大浪費(fèi)。

為滿足山區(qū)等復(fù)雜環(huán)境的覆蓋需求，傳統(tǒng)的做法是采用大功率光纖拉遠(yuǎn)直放站進(jìn)行覆蓋。如下圖所示，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)的中心地帶具有機(jī)房條件的地方架設(shè)拉遠(yuǎn)型宏基站，滿足中心地帶本地的覆蓋和容量需求；同時(shí)通過射頻拉遠(yuǎn)接口，在周邊地區(qū)架設(shè)大功率光纖拉遠(yuǎn)設(shè)備，通過光纖直連到宏基站的射頻拉遠(yuǎn)接口，共享本地單元的基帶處理能力，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村區(qū)域覆蓋。

采用光纖拉遠(yuǎn)的覆蓋方式必然要克服復(fù)雜的地形環(huán)境建設(shè)傳輸線路，不僅建設(shè)成本高，而且維護(hù)難度大。光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的成本主要分光纖近端和遠(yuǎn)端機(jī)設(shè)備費(fèi)用、傳輸建設(shè)費(fèi)用、配套費(fèi)用和天線費(fèi)用等，由于村通工程要克服較為苛刻的自然環(huán)境，因此傳輸費(fèi)用占整個(gè)費(fèi)用的50％以上，一般為2.3萬元/公里。以10KM為拉遠(yuǎn)距離，光纖系統(tǒng)的成本如下：

如果采用下圖所示的飛地系統(tǒng)，則無需考慮復(fù)雜的傳輸施工和維護(hù)，投資以飛地近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)為主。仍然以10KM為拉遠(yuǎn)距離，飛地系統(tǒng)的成本如下：

因此，在10KM拉遠(yuǎn)場景下，飛地系統(tǒng)的投資成本是傳統(tǒng)光纖拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的一半左右，拉遠(yuǎn)距離越遠(yuǎn)，飛地系統(tǒng)成本優(yōu)勢越明顯。由于無需傳輸施工，飛地系統(tǒng)的工程周期將比傳統(tǒng)工程大大縮短。

7、產(chǎn)業(yè)情況分析

飛地系統(tǒng)的近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)，它的工作原理和普通GSM、CDMA移頻直放站類似，但由于增加選頻模塊，因此技術(shù)指標(biāo)有所區(qū)別。同時(shí)考慮到設(shè)備體積和重量要求，比傳統(tǒng)移頻直放站實(shí)現(xiàn)難度更大。目前，盡管飛地傳輸系統(tǒng)應(yīng)用在新疆、甘肅、內(nèi)蒙古等沙漠、丘陵、戈壁、草原等地區(qū)，解決長距離、低洼、山體阻擋地勢地貌的通信，同時(shí)河南移動(dòng)也采購了190套飛地系統(tǒng)進(jìn)行特殊地區(qū)覆蓋。但由于目前飛地系統(tǒng)實(shí)際需求量不大，因此生產(chǎn)飛地系統(tǒng)設(shè)備的廠家不多，量產(chǎn)難以達(dá)到一定水平。

在下行鏈路上，近端接收基站的下行信號，經(jīng)濾波、低噪聲放大、頻帶壓縮轉(zhuǎn)換、線性放大后由中繼天線發(fā)射。遠(yuǎn)端的接收近端發(fā)射的中繼信號進(jìn)行濾波、低噪聲處理、頻帶擴(kuò)展還原、經(jīng)高線性放大后由服務(wù)天線覆蓋。在上行鏈路上，服務(wù)天線接收移動(dòng)臺發(fā)射的上行信號，經(jīng)濾波、低噪聲放大、頻帶壓縮轉(zhuǎn)換、線性放大后由中繼天線發(fā)往近端。近端接收遠(yuǎn)端發(fā)射的中繼信號進(jìn)行濾波、低噪聲處理、頻帶擴(kuò)展還原后發(fā)往基站。因此從技術(shù)上分析，飛地系統(tǒng)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)難度主要有以下幾方面：

（1）150MHz腔體濾波器整體結(jié)構(gòu)太大，體積結(jié)構(gòu)壓縮難度高；

（2）150MHz功率放大器，設(shè)計(jì)難度大，互調(diào)衰減、效率設(shè)計(jì)難度高，合適功率管較難尋找；

（3）150MHz隔離器、濾波器設(shè)計(jì)難度大，頻率越低體積越大，致使模塊結(jié)構(gòu)體積較難壓縮。

（4）對比傳統(tǒng)GSM移頻設(shè)備，飛地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，一個(gè)載頻需有三次變頻，雜散、本振、諧波較難抑制，載頻之間互相干擾處理難度大。

綜合技術(shù)和需求的原因，目前飛地系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化程度低，OEM現(xiàn)象嚴(yán)重。在和國內(nèi)主要直放站和輔助設(shè)備廠商進(jìn)行溝通的基礎(chǔ)上，考慮到飛地系統(tǒng)在原理上和傳統(tǒng)GSM移頻直放站的諸多相似之處，因此較大的輔助設(shè)備廠商僅需1個(gè)月即可完成產(chǎn)品的研發(fā)，量產(chǎn)后單廠商可達(dá)到500套/月。

8、河南飛地系統(tǒng)案例分析

河南地處黃土高原上升段，地形分布上即有平原，也有大面積的山區(qū)。河南人口眾多，其中農(nóng)民所占比例在全國位于前列。實(shí)行“村村通”工程，解決廣大農(nóng)村地區(qū)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋，在河南移動(dòng)通信業(yè)務(wù)發(fā)展中占有很重要的比例。

但由于地理原因，河南很多村莊，以及礦區(qū)、景點(diǎn)都分布在山區(qū)。山區(qū)農(nóng)村在選址中基本都處于山坳低洼處，背風(fēng)順?biāo)?，適合居住。也形成了群山阻隔，道路不便的環(huán)境特點(diǎn)，給移動(dòng)基站覆蓋造成很大困難。稍微遠(yuǎn)離基站的村莊就會(huì)因?yàn)樯襟w阻擋等原因，形成信號盲區(qū)，景點(diǎn)和山中礦區(qū)也有類似情況。而在平原地區(qū)的村莊，通常在村莊內(nèi)外都種滿了樹木，在盛夏樹葉茂密的時(shí)候，也對信號形成阻擋，造成村內(nèi)信號盲區(qū)或者弱區(qū)。

為解決GSM系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離傳輸，河南移動(dòng)在17個(gè)分公司使用了190套飛地系統(tǒng)，主要使用在山區(qū)和偏遠(yuǎn)山區(qū)，并已和當(dāng)?shù)責(zé)o委部門申請了223.025MHz-235.025MHz頻率，使用時(shí)間到2012年。

8.1、自然和電磁環(huán)境

焦園村位于南陽市南召縣北面山區(qū)，村周圍群山圍繞，該村就坐落在群山的山谷中（村子GPS為N33o40.60＂E112o09.47＂海拔高度780m）。該村人口不多，且分布較密集，大約在50戶左右，但是手機(jī)的擁有率比較高，平均每一戶就擁有1~2部手機(jī)，在距離該村8Km處有一基站（三關(guān)廟基站，GPS為N33o36.97＂E112o12.49＂海拔高度500m），該基站屬于距離該村最近的一基站，并且該基站與村子之間的群山平均海拔都在850m左右，基站信號受阻擋嚴(yán)重，900M信號無法到達(dá)。具體地理圖如下：

根據(jù)現(xiàn)場的勘測發(fā)現(xiàn)，由于該村與其周圍基站之間存在高山的阻擋，并且與周圍的基站距離很遠(yuǎn)，最近的有距離8Km，因此該村內(nèi)移動(dòng)手機(jī)信號為盲區(qū)，不能進(jìn)行通話，并且在村周圍的山頂也不能接受到好的移動(dòng)信號。

8.2、主設(shè)備和輔助設(shè)備的選取

該村內(nèi)手機(jī)話務(wù)量大約在0.96Erl，因此信源選用1載頻即可滿足需要，南陽移動(dòng)為了方便對該村信號進(jìn)行控制決定采用在三關(guān)廟基站安裝1個(gè)獨(dú)立的載頻來用于該村的覆蓋，因此該站點(diǎn)采用三關(guān)廟基站的一個(gè)獨(dú)立扇區(qū)（CID：53447）作為信源。

在站點(diǎn)進(jìn)行安裝前，對該站點(diǎn)進(jìn)行了相關(guān)的模擬測試，測試情況如下：

根據(jù)以上的測試結(jié)果分析得出：信號從三關(guān)廟基站傳輸?shù)浇箞@村時(shí)，通過頻譜儀在焦園村內(nèi)測到的最好信號強(qiáng)度為-65dBm，并且為了滿足該村的良好覆蓋，遠(yuǎn)端直放站的輸出信號強(qiáng)度應(yīng)在