直放站基礎(chǔ)知識(shí)和原理

...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(shè)備，是指在無線通信傳輸過程中起到信號(hào)增強(qiáng)的一種無線電發(fā)射中轉(zhuǎn)設(shè)備。直放站的基本功能就是一個(gè)射頻信號(hào)功率增強(qiáng)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(hào)，通過帶通濾波器對(duì)帶通外的信號(hào)進(jìn)展極好的隔離，將濾波的信號(hào)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(nèi)的移動(dòng)臺(tái)手機(jī)的信號(hào)以同樣的工作方式由上行放大鏈路處理后發(fā)射到相應(yīng)基站，從而到達(dá)基地站與手機(jī)的信號(hào)傳遞。

直放站是一種中繼產(chǎn)品，衡量直放站好壞的指標(biāo)主要有，智能化程度〔如遠(yuǎn)程監(jiān)控等〕、低IP3〔無委規(guī)定小于-36dBm〕、低噪聲系數(shù)(NF)、整機(jī)可靠性、良好的技術(shù)服務(wù)等。使用直放站作為實(shí)現(xiàn)“小容量、大覆蓋〞目標(biāo)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(luò)覆蓋，二是其造價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(luò)延伸覆蓋能力的一種優(yōu)選方案。它與基站相比有構(gòu)造簡(jiǎn)單、投資較少和安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于難于覆蓋的盲區(qū)和弱區(qū)，如商場(chǎng)、賓館、機(jī)場(chǎng)、碼頭、車站、體育館、娛樂廳、地鐵、隧道、高速公路、海島等各種場(chǎng)所，提高通信質(zhì)量，解決掉話等問題。2.直放站的種類與類型(1)移動(dòng)通信直放站的種類---從傳輸信號(hào)分有GSM直放站和CDMA直放站;

---從安裝場(chǎng)所來分有室外型機(jī)和室內(nèi)型機(jī);

---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(dòng)通信直放站的類型GSM移動(dòng)通信直放站GSM移動(dòng)通信直放站是解決基站覆蓋而存在信號(hào)盲區(qū)的一種方式。通過架設(shè)直放站不但能改善覆蓋效果，同時(shí)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(dòng)通信網(wǎng)的小范圍信號(hào)盲區(qū)或弱信號(hào)區(qū)而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的通信設(shè)備。被廣泛應(yīng)用于地下商場(chǎng)、停車場(chǎng)、地鐵、隧道、高層建筑的辦公室、娛樂場(chǎng)所、電梯或私人住宅等基站信號(hào)所無法到達(dá)的信號(hào)盲區(qū)，同時(shí)對(duì)于消除城市因受高樓大廈影響而產(chǎn)生的室外局部信號(hào)陰影區(qū)或遙遠(yuǎn)郊區(qū)個(gè)別村鎮(zhèn)的弱信號(hào)區(qū)也具有相當(dāng)好的覆蓋效果。

CDMA移動(dòng)通信直放站CDMA直放站可以擴(kuò)大CDMA基站的覆蓋范圍，大大節(jié)省CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資(一個(gè)CDMA直放站的投資約為一個(gè)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(shì)。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(dòng)通信網(wǎng)覆蓋盲區(qū)或弱信號(hào)，延伸基站信號(hào)覆蓋的一種中繼設(shè)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(hào)陰影區(qū)，地下停車場(chǎng)、地下隧道、商場(chǎng)、電梯等基地?zé)o法到達(dá)信號(hào)的盲區(qū)，提高了覆蓋范圍增強(qiáng)了信號(hào)覆蓋延伸。GSM/CDMA光纖直放站光纖中繼移動(dòng)通信直放站由靠近基站側(cè)的近端機(jī)及覆蓋區(qū)側(cè)的遠(yuǎn)端機(jī)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(yuǎn)，同時(shí)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(dá)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(yīng)用波分復(fù)用事分光、分路技術(shù)、光纖直放機(jī)還可組成其它使用系統(tǒng)。3.移動(dòng)通信直放站的構(gòu)成移動(dòng)通信直放站的構(gòu)成因種類而異。(1)直放式直放機(jī)下行從基站接收信號(hào)，經(jīng)放大后向用戶方向覆蓋；上行從用戶接收信號(hào)，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(jìn)展選頻限帶處理后，再上變頻恢復(fù)上、下行頻率。(3)光纖傳輸直放站將收到的信號(hào)，經(jīng)光電變換變成光信號(hào)，傳輸后又經(jīng)電光變換恢復(fù)電信號(hào)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(nèi)直放站室內(nèi)直放站是一種簡(jiǎn)易型的設(shè)備，其要求與室外型機(jī)是不一樣的。4.直放站的應(yīng)用〔1〕直放站的應(yīng)用原則根據(jù)直放站系列產(chǎn)品的特點(diǎn)和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的需求，不同的地理環(huán)境及應(yīng)用場(chǎng)合，系統(tǒng)的解決方案是不同的，這需要認(rèn)真分析，區(qū)別對(duì)待。對(duì)于無線直放站來說，信號(hào)的隔離顯得尤為重要。無線直放站是從空間接收信號(hào)，勢(shì)必要求空間信號(hào)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(hào)的難度將大大增加，容易使直放站增加對(duì)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(hào)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(chǎng)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(duì)各類地區(qū)及應(yīng)用場(chǎng)所，由于基站的密集性、用戶話務(wù)量等不同，建議采用如下直放站的應(yīng)用原則：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(hào)盲區(qū)，直放站只是用于解決小范圍區(qū)域的補(bǔ)盲以及建筑物內(nèi)的信號(hào)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(huì)隨之增加，就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)基站配置多臺(tái)直放站的情況。但直放站的引入必然對(duì)基站產(chǎn)生干擾，干擾會(huì)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(huì)使系統(tǒng)干擾明顯加劇。因此，在城市密集區(qū)應(yīng)當(dāng)采用小功率〔1Ｗ以下〕直放站。城市邊緣在CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)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(hào)覆蓋問題。在已鋪設(shè)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(shí)，可利用無線直放站進(jìn)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(hào)，輸出功率為5Ｗ/10Ｗ，等同于基站的輸出，到達(dá)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(shè)光纖的地區(qū)最好采用大功率光纖直放站〔10Ｗ/20Ｗ〕擴(kuò)大覆蓋范圍。對(duì)于無光纖資源但又能收到基站信號(hào)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(yīng)用場(chǎng)GSM、CDMA和光纖直放站和室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)為各種信號(hào)盲區(qū)可提供不同的詳細(xì)解決方案，其適應(yīng)范圍如下：擴(kuò)大服務(wù)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(hào)盲區(qū)；

在郊區(qū)增強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)，擴(kuò)大郊區(qū)站的覆蓋；

沿高速公路架設(shè)，增強(qiáng)覆蓋效率；

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

將空閑基站的信號(hào)引到繁忙基站的覆蓋區(qū)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)疏忙；

其它因屏蔽不能使信號(hào)直接穿透之區(qū)域等。

以下是直放站的幾種典型應(yīng)用在進(jìn)展無線蜂窩系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，由于基站的發(fā)射功率遠(yuǎn)大于手機(jī)，計(jì)算基站的覆蓋距離時(shí)，往往是計(jì)算反向電路的傳播衰耗。但在直放站的實(shí)際安裝調(diào)測(cè)中，為方便起見，我們?nèi)砸允謾C(jī)接收到的基站的信號(hào)強(qiáng)度加以估算。(在下面的幾個(gè)例子中，所涉及的電平值均為手機(jī)接收信號(hào)功率值。)

●公路的覆蓋

某郊區(qū)一基站東側(cè)，有一主要交通干道，我們?cè)诨緰|側(cè)14km處安裝一直放站，服務(wù)天線高度約55m。直放站服務(wù)天線的輸出口接一個(gè)3比1的功率分配器，分別接兩個(gè)16dBi的板狀天線，信號(hào)小的天線向西輻射〔指向基站〕，信號(hào)大的天線向東輻射。未裝直放站時(shí)，直放站所在地信號(hào)在-100dBm左右，通信時(shí)通時(shí)斷，效果非常不好。直放站開通后，直放站西側(cè)一段約3—5km公路信號(hào)明顯改善；直放站東側(cè)使通信距離又延伸8—10km?！窠紖^(qū)重點(diǎn)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(jì)條件較好，手機(jī)用戶較多。無直放站時(shí)，地面信號(hào)在-90～-95dBm左右，室外通信正常但無法保證室內(nèi)通信。安裝直放站后，服務(wù)天線在30m高左右，采用全向天線，地面接收的基站信號(hào)電平提高約20dB，可以解決半徑在500—800m內(nèi)的室內(nèi)覆蓋〔指一般居民樓〕?！瘛癓〞型覆蓋

某一風(fēng)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(jī)基本無法工作。我們?cè)谏矫}的盡頭安裝一直放站，由于直放站接收信號(hào)的方向和發(fā)射信號(hào)的方向成一定的角度，相當(dāng)于基站的電波在直放站處轉(zhuǎn)了一個(gè)彎。依靠山體的阻擋，直放站的施主天線和服務(wù)天線分別放在山體的兩側(cè)，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(fēng)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(shí)性會(huì)議地點(diǎn)的應(yīng)急覆蓋

某北京郊區(qū)某賓館組織生要會(huì)議，由于信號(hào)較弱，在會(huì)議室和賓館底層房間均不能通信。由于時(shí)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(chǎng)考察，在賓館頂層信號(hào)較強(qiáng)，且信號(hào)單一，安裝直放站不會(huì)引起導(dǎo)頻混亂。服務(wù)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(shè)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(huì)議室內(nèi)信號(hào)明顯增加，而且地下室也可以正常通信?！耖_闊地域的覆蓋

人口分布較少的開闊地域是使用直放站進(jìn)展覆蓋的典型場(chǎng)合。當(dāng)直放站采用全向天線時(shí)，只要有一定的鐵塔高度，在直放站工作正常的情況下，3km內(nèi)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(jī)進(jìn)展基站接收信號(hào)電平測(cè)試，無論直放站是否工作，接收電平都沒有明顯變化。這是因?yàn)樵谄皆_闊地區(qū)，房屋建筑和地形地貌造成的傳輸衰耗相對(duì)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(diǎn)處用手機(jī)測(cè)得基站的接收信號(hào)電平下降為約-95dBm，在離基站17km的B點(diǎn)測(cè)得接收信號(hào)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(diǎn)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(jī)進(jìn)展接收信號(hào)電平測(cè)量〔離直放站過近，將離開天線的主瓣，計(jì)算誤差較大〕，假設(shè)測(cè)得導(dǎo)頻電平為-70dBm，就可估算出直放站在A點(diǎn)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(diǎn)600m處衰減6dB，1200m處衰減12dB依次類推，4.8km衰關(guān)將達(dá)24dB。如果考慮地貌衰耗，直放站放大的信號(hào)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，信號(hào)電平約在-95—-100dBm左右，此時(shí)直放站的增益作用幾乎為零。圖3表示出基站的信號(hào)和直放站放大的信號(hào)衰減曲線索，可以看出A點(diǎn)至B點(diǎn)，基站信號(hào)衰減很慢，而且直放站信號(hào)衰減可以看出A點(diǎn)到B點(diǎn)，基站信號(hào)衰減很慢，而直放站信號(hào)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(shè)能檢查出直放站有25dB以上的增益，則說明直放站的工作狀態(tài)已經(jīng)是比較好的。由此可見，要想利用直放站組成大面積的覆蓋是不現(xiàn)實(shí)的。當(dāng)然要想在局部方向獲得較大的覆蓋，如公路沿線則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(duì)移動(dòng)通信直放站的要求通常，對(duì)移動(dòng)通信直放站的要求主要應(yīng)以基站的技術(shù)要求為依據(jù)。工作頻帶應(yīng)和GSM及CDMA的工作頻帶一致。直放站系透明傳輸，一般不會(huì)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(yīng)獲得無線電管理局的批準(zhǔn)〕，因它有頻率變換，應(yīng)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(diào)節(jié)范圍、自動(dòng)增益控制范圍〕及輸入電平。這是一組互相關(guān)聯(lián)的指標(biāo)，應(yīng)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(yīng)分成假設(shè)干等級(jí)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(hào)放大到額定輸出功率?？紤]到直放站安裝地點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度的差異，增益應(yīng)是可調(diào)的。最大增益可以考慮將直放站接收到的信號(hào)電平〔據(jù)施工及運(yùn)營(yíng)單位報(bào)告約-60～-80dBm〕放大到最大輸出功率來計(jì)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(dòng)增益控制〔AGC〕看來是必要的。關(guān)于容差、額定輸出功率和額定增益，只要規(guī)定一個(gè)就可以了。一般規(guī)定增益容差比較適宜。因?yàn)闇y(cè)試時(shí)是將增益調(diào)到最大，改變輸入電平使輸出到達(dá)額定值。既然是這樣，額定功率當(dāng)然就不必規(guī)定容差了，而這時(shí)，輸入電平也因增益不同而不同。(3)帶寬、帶內(nèi)波動(dòng)和帶外抑制這是一組互相有關(guān)系的指標(biāo)，尤其是帶寬和帶內(nèi)波動(dòng)。通常，帶寬是指-3dB帶寬，而帶內(nèi)波動(dòng)是指帶內(nèi)的不平坦度。如果要求帶內(nèi)波動(dòng)比3dB小，則-3dB帶寬必然要比分配給它的帶寬要寬，這樣，勢(shì)必侵占別的信道。因此，帶內(nèi)波動(dòng)最大只能是3dBp-p。帶外抑制主要是對(duì)濾波器形狀的要求。為了不對(duì)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(duì)-3dB帶寬的比〔有人稱之為濾波器的形狀系數(shù)〕來衡量。對(duì)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(duì)選頻直放站而言，形狀系數(shù)可能要到達(dá)6。(4)交調(diào)和雜散發(fā)射諧波、交調(diào)和雜散都是不希望有的無用信號(hào)，可以提出一樣的要求。對(duì)GSM直放站，按YD/T883-1999和ETS300609要求是適宜的，對(duì)CDMA直放站，只有按YD/T1047-2000來要求了。(5)波形質(zhì)量CDMA基站有對(duì)波形質(zhì)量〔Rho〕的要求，直放站傳輸CDMA信號(hào)后，對(duì)這項(xiàng)指標(biāo)可能會(huì)惡化，應(yīng)規(guī)定一個(gè)允許的惡化量。(6)傳輸時(shí)延信號(hào)通過直放站后，可能產(chǎn)生傳輸時(shí)延。寬帶直放站的傳輸時(shí)延比較小，一般在1μs左右；選頻直放站和移頻直放站傳輸時(shí)延比較大，可能分別到達(dá)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(shù)水平，做到4～6dB應(yīng)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(shí)際水平，要求做到小于1.4～1.5是可行的。(9)操作維護(hù)管理為了操作維護(hù)和管理，作一些信號(hào)指示〔如輸出功率指示，電源狀態(tài)指示等〕，設(shè)置電源開關(guān)，增益調(diào)節(jié)鈕是必要的。至于需不需要提出遠(yuǎn)程監(jiān)控或網(wǎng)管之類的要求，應(yīng)視情況而定?？梢宰鳛檫x項(xiàng)，有也不必過分復(fù)雜，因?yàn)橹狈耪井吘共皇腔?，?fù)雜了成本必然增加。(10)安全要求應(yīng)有接地裝置、耐壓和絕緣等要求。(11)室內(nèi)直放站既然室內(nèi)直放站是簡(jiǎn)易型的，因此要求應(yīng)比室外型低，尤其是輸出功率、增益、噪聲系數(shù)、傳輸時(shí)延和電壓駐波比等?？傊?，直放站有很多技術(shù)參數(shù)，如上所述。但對(duì)一個(gè)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(yīng)對(duì)這些技術(shù)參數(shù)進(jìn)展著重討論?！裰狈耪镜墓ぷ鲙?。很多直放站是由AMPS和TACS模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)產(chǎn)品演變而來，進(jìn)入CDMA體制后，只做了少量改動(dòng)，為適應(yīng)CDMA有多個(gè)載頻的需要〔我國(guó)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(shè)計(jì)的窄帶直放站性能好。因?yàn)镃DMA系統(tǒng)信號(hào)的信噪比遠(yuǎn)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(shí)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(wù)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(dòng)開展的，過渡性產(chǎn)品，當(dāng)需要第二載波時(shí)，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(dá)+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(shí)際安裝中，直放站輸出功率很難到達(dá)+30dBm以上。在空曠地帶，當(dāng)?shù)孛娼邮栈镜男盘?hào)電平低于-95dBm時(shí)，可考慮安裝直放站。假設(shè)施主天線架高30m，由于高度的提高，空中接收信號(hào)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(hào)，如果直放站增益為80dB，直放站輸出功率只能到達(dá)+25～30dBm。但是在實(shí)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(dá)80dB以上，所以直放站的最大輸出功率指標(biāo)定的過高實(shí)際意義不大?！穹聪蛐诺澜邮斩藨?yīng)具有分集接收作用。CDMA系統(tǒng)有嚴(yán)格的功率控制，處于極低的信噪比情況下工作。由于手機(jī)發(fā)射的功率要遠(yuǎn)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(jī)發(fā)射電平很少超過+15dBm。在參加直放站后，手機(jī)的發(fā)射功率比正常時(shí)要大很多，有時(shí)接收電平在-95～-100dBm時(shí)，手機(jī)輸出就高達(dá)+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(jī)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?！裰狈耪镜闹亓亢腕w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(duì)這一點(diǎn)缺乏切身的體會(huì)，對(duì)重量和體積未給予重視，對(duì)這些物理參數(shù)沒有“精打細(xì)算〞。一個(gè)小巧的直放站會(huì)給運(yùn)營(yíng)商帶來好感，想念安裝過直放站的人都有切身的體會(huì)，將一個(gè)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?。直放站安裝條件困難，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(jī)對(duì)話采用DOS方式，逐一敲進(jìn)字符，則是太困難了。有的生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，軟件設(shè)置從直放站的初步設(shè)計(jì)到直放站的現(xiàn)場(chǎng)安裝高度采用流程圖的形式，開場(chǎng)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(jìn)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(biāo)進(jìn)展選擇，很利于現(xiàn)場(chǎng)操作?！裣路耪緫?yīng)具有遙測(cè)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(fēng)。有的廠家給直放站配置一個(gè)手機(jī)，利用手機(jī)號(hào)碼組成直放站自身的網(wǎng)管系統(tǒng)，但價(jià)格較高，當(dāng)直放站數(shù)量不大時(shí)沒有必要購置網(wǎng)管系統(tǒng)。最簡(jiǎn)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(duì)直放站進(jìn)展檢查就不用再爬塔。●直放站應(yīng)具有故障和告警記錄功能。對(duì)直放站出現(xiàn)的斷電，功放過載，是否出現(xiàn)自激等應(yīng)有記錄。每次故障和告警出現(xiàn)的時(shí)間和次數(shù)應(yīng)有所統(tǒng)計(jì)，以便于日后維護(hù)，分析原因。6.直放站主要指標(biāo)的測(cè)試有關(guān)移動(dòng)通信直放站主要指標(biāo)的測(cè)試應(yīng)當(dāng)考慮測(cè)試的準(zhǔn)確性，也應(yīng)當(dāng)考慮測(cè)試的成本和使測(cè)試簡(jiǎn)單易操作。(1)額定輸出功率、最大增益、增益調(diào)節(jié)范圍和AGC范圍的測(cè)試。

---被測(cè)直放站增益調(diào)到最大，從低向高調(diào)信號(hào)發(fā)生器加給被測(cè)直放站的輸入電平，使測(cè)得的直放站輸出到達(dá)廠家聲明的輸出電平Lout〔dBm〕，記錄這時(shí)直放站的輸入電平Lin〔dBm〕，則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〕，則：AGC=Lin′-Lin″〔dB〕〔2〕

Lin′為L(zhǎng)out+△Lout時(shí)的輸入電平，Lin″為L(zhǎng)out-△Lout時(shí)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(shí)的輸出電平Loutmin〔dBm〕，直放站的增益調(diào)節(jié)范圍為：△G=Lout-Loutmin〔dB〕〔3〕測(cè)量額定輸出功率時(shí)應(yīng)考慮直放站輸出端口到功率計(jì)輸入端口的衰耗。其它有很多指標(biāo)都是在廠方聲明的功率上測(cè)試的，因此，廠方聲明最大輸出功率時(shí)，應(yīng)考慮對(duì)其它指標(biāo)〔如交調(diào)、雜散發(fā)射等〕的影響。(2)帶寬、帶內(nèi)波動(dòng)和帶外抑制的測(cè)試應(yīng)盡量采用掃頻測(cè)試，采用網(wǎng)絡(luò)分析儀〔矢網(wǎng)、標(biāo)網(wǎng)〕，也可以采用帶跟蹤源的頻譜分析儀，建議推薦后者，因?yàn)樗膭?dòng)態(tài)范圍較大，還可以減少測(cè)試儀器品種，節(jié)約成本。

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

在測(cè)量帶內(nèi)波動(dòng)時(shí)，建議減小輸入電平Lin，以充分暴露帶內(nèi)的波動(dòng)。在測(cè)量帶外抑制時(shí)如果測(cè)量?jī)x器的動(dòng)態(tài)范圍不夠，可以采用點(diǎn)頻法測(cè)試。(3)諧波、交調(diào)和雜散發(fā)射的測(cè)試交調(diào)測(cè)試、雜散發(fā)射測(cè)試

諧波測(cè)試信號(hào)發(fā)生器1接通，信號(hào)發(fā)生器2關(guān)閉，頻率f1調(diào)到被測(cè)直放站中心頻率，電平調(diào)到被測(cè)直放站輸入電平Lin再加10dB，在直放站增益調(diào)到最大時(shí)，用頻譜分析儀測(cè)2f1、3f1......的電平。

交調(diào)測(cè)試兩個(gè)CW信號(hào)發(fā)生器的頻率f1、f2在被測(cè)直放站帶內(nèi)設(shè)置并接通，其間隔在測(cè)帶內(nèi)交調(diào)時(shí)應(yīng)充分得小，保證交調(diào)產(chǎn)物2f1-f2和/或2f2-f1落在帶內(nèi)，在測(cè)帶外交調(diào)時(shí)，f1、f2的間隔應(yīng)充分得大，保證交調(diào)產(chǎn)物落在帶外。在直放站增益調(diào)到最大時(shí)用頻譜分析儀的標(biāo)記功能讀出交調(diào)產(chǎn)物的幅度。

測(cè)試GSM直放站時(shí)，總輸入電平應(yīng)提高10dB；測(cè)試CDMA直放站時(shí)，總輸入電平應(yīng)為L(zhǎng)in。

雜散發(fā)射測(cè)試

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

在諧波、交調(diào)和雜散發(fā)射測(cè)試中，應(yīng)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(zhì)量惡化量的測(cè)試CDMA信號(hào)發(fā)生器頻率調(diào)在被測(cè)直放站中心〔信道〕頻率，用波形質(zhì)量測(cè)試儀測(cè)出CDMA信號(hào)發(fā)生器的波形質(zhì)量RhoG，調(diào)CDMA信號(hào)發(fā)生器電平到Lin，在被測(cè)直放站增益調(diào)到最大時(shí)，按實(shí)線連接，用波形質(zhì)量分析儀測(cè)出這時(shí)的波形質(zhì)量RhoA，則被測(cè)直放站傳輸CDMA信號(hào)時(shí)波形質(zhì)量惡化量為：△Rho=RhoG-RhoA〔4〕(5)傳輸時(shí)延的測(cè)試示波器測(cè)量傳輸時(shí)延

通常用矢網(wǎng)分析儀測(cè)試，測(cè)試成本很高。假設(shè)用示波器測(cè)量傳輸時(shí)延，與矢網(wǎng)測(cè)得的結(jié)果相比，幾乎沒有差異。

將信號(hào)發(fā)生器用≥50kHz的信號(hào)作幅度或脈沖調(diào)制，在高頻數(shù)字存儲(chǔ)示波器上觀測(cè)CH2的信號(hào)包絡(luò)對(duì)CH1的信號(hào)包絡(luò)的延遲時(shí)間，用示波器上的標(biāo)記可以很準(zhǔn)確地讀出CH2信號(hào)和CH1信號(hào)之間的時(shí)間差，即為傳輸時(shí)延。(6)電壓駐波比的測(cè)試用矢網(wǎng)和標(biāo)網(wǎng)都可以測(cè)試，我們用帶跟蹤發(fā)生器的頻譜分析儀測(cè)試。

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

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

人工噪聲系數(shù)測(cè)試

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

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

NF=ENR-10lg〔Y-1〕〔5〕移動(dòng)通信直放站看起來似乎簡(jiǎn)單，其實(shí)不然，對(duì)其中關(guān)鍵部件要求還是較高的。因此，建議運(yùn)營(yíng)商選購經(jīng)質(zhì)量認(rèn)證廠商并經(jīng)質(zhì)檢機(jī)構(gòu)檢測(cè)合格的產(chǎn)品，否則其結(jié)果將可能是不理想的。7、直放站與基站的優(yōu)劣性比較直放站與基站相比較，其優(yōu)點(diǎn)主要表達(dá)在如下幾個(gè)方面：

〔1〕同等覆蓋面積時(shí)，使用直放站投資較低。在平原地區(qū)室外一個(gè)全向基站可以有10km覆蓋半徑；一個(gè)全向直放站可以有4km覆蓋半徑；就覆蓋面積而言，六個(gè)直放站約相當(dāng)于一個(gè)基站。六個(gè)直放站的設(shè)備價(jià)約為一個(gè)基站的80%。但考慮到機(jī)房租用和裝修、交直流電源、空調(diào)、傳輸系統(tǒng)和電路租金等費(fèi)用，六個(gè)直放站的費(fèi)用只相當(dāng)于于一個(gè)基站的50%，甚至更低?！?〕覆蓋更為靈活。一個(gè)基站基本上是圓形覆蓋，多個(gè)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)。〔3〕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(jìn)一步放置在更邊緣的地區(qū)，這樣一步步地滾動(dòng)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(huì)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(gè)基站的一個(gè)扇區(qū)只能帶兩個(gè)以下的直放站工作。〔3〕直放站只能頻分不能碼分，一個(gè)直放站往往將多個(gè)基站或多個(gè)扇區(qū)的信號(hào)加以放大。引入過多的直放站后，導(dǎo)致基站短碼相位混亂導(dǎo)頻污染嚴(yán)重，優(yōu)化工作困難，同時(shí)加大了不必要的軟切換?！?〕直放站的網(wǎng)管功能和設(shè)備檢測(cè)功能遠(yuǎn)不如基站，當(dāng)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?！?〕如果直放讓自激或直放站附近有干擾源，將對(duì)原網(wǎng)造成嚴(yán)重影響。由于直放站的工作天線較高，會(huì)將干擾的破壞作用大面積擴(kuò)大。CDMA是一個(gè)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(guān)資料,有引起國(guó)家直放站和基站的安裝比例高達(dá)2比1以上；由于我國(guó)的人口密度很大，直放站和基站的安裝比例不應(yīng)過大，如果沒有光纖直放站，只對(duì)射頻耦合型室外直放站而言，這一比值應(yīng)不大于1。在規(guī)劃時(shí)，直放站作為滾動(dòng)開展的過渡設(shè)備，一次性安裝直放站的比率應(yīng)進(jìn)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(yīng)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(bǔ)CDMA系統(tǒng)基站的覆蓋缺乏，由于價(jià)格低、安裝方便、在GSM、CDMA系統(tǒng)中采用直放站不失為網(wǎng)絡(luò)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(fù)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(gè)系統(tǒng)的性能相關(guān)，而在GSM系統(tǒng)中直放站的使用僅與幾個(gè)相關(guān)的通道性能有關(guān)。因而，合理的規(guī)劃直放站網(wǎng)絡(luò)，嚴(yán)格的工程勘測(cè)及施工對(duì)提高CDMA網(wǎng)絡(luò)的性能是十分必要的。二、GSM直放站GSM移動(dòng)通信直放站是解決基站覆蓋而存在的信號(hào)盲區(qū)的一種方式。通過架設(shè)直放站不但能改善覆蓋效果，同時(shí)能大大減少投資基站之成本。如圖2-1所示了GSM移動(dòng)通信直放站原理圖。圖4-1GSM移動(dòng)通信直放站原理圖為了滿足不同環(huán)境及技術(shù)要求,GSM直放站主要可分為：

---GSM移動(dòng)通信寬帶直放機(jī)

---GSM移動(dòng)通信頻帶選擇直放機(jī)

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

采用先進(jìn)的數(shù)字濾波技術(shù)，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(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，安裝極為方便

內(nèi)置電源且設(shè)計(jì)有電源保護(hù)系統(tǒng)和免維護(hù)備用電源接口

采用ALC技術(shù)，輸出電平連續(xù)可調(diào)，穩(wěn)定可靠

可選智能監(jiān)控，故障自動(dòng)報(bào)警及遠(yuǎn)程維護(hù)

高線性功放，性能穩(wěn)定

(3)使用范圍:主要用于機(jī)場(chǎng)、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(dòng)通信頻帶選擇直放站組網(wǎng)如圖2-2所示。圖2-2GSM移動(dòng)通信頻帶選擇直放站組網(wǎng)示意圖2.GSM移動(dòng)通信頻帶選擇直放站(1)GSM移動(dòng)通信頻帶選擇直放站方框圖如圖2-3所示。圖2-3GSM移動(dòng)通信頻帶選擇直放站方框圖(2)主要性能特點(diǎn)：高的系統(tǒng)增益且增益連續(xù)可調(diào)

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(diào)，滿足不同客戶要求，帶外抑制好，不同營(yíng)運(yùn)商之間的信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生相互干擾

內(nèi)置電源且設(shè)計(jì)有電源保護(hù)系統(tǒng)和免維護(hù)備用電源接口

兩端口標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，安裝極為方便

采用PLL控制技術(shù)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(diào)

可選智能監(jiān)控，故障自動(dòng)報(bào)警及遠(yuǎn)程維護(hù)

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

高的系統(tǒng)增益且增益連續(xù)可調(diào)

產(chǎn)品能工作在兩信道或四信道，可擴(kuò)展

采用PLL控制技術(shù)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(diào)

兩端口標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，內(nèi)置電源，安裝方便，并配有免維護(hù)備用電源接口

可選智能監(jiān)控，故障自動(dòng)報(bào)警及遠(yuǎn)程維護(hù)

每信道單獨(dú)功放，不會(huì)相互干擾，性能穩(wěn)定

設(shè)計(jì)有防雷，避雷系統(tǒng)三、CDMA移動(dòng)通信直放站采用CDMA直放站可以擴(kuò)大CDMA系統(tǒng)基站的覆蓋范圍，大大節(jié)省CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資(一個(gè)CDMA直放站的投資約為一個(gè)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(shì)。CDMA移動(dòng)通信直放站是為CDMA網(wǎng)而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，它的顯著特點(diǎn)是采用超線性功放，保證多信道工作無雜波。CDMA直放站應(yīng)用于CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，雙向中繼無線信號(hào)延伸無線覆蓋區(qū)，實(shí)現(xiàn)對(duì)特殊地形覆蓋消除覆蓋盲區(qū)，調(diào)配小區(qū)業(yè)務(wù)，平衡各小區(qū)的話務(wù)量，在“導(dǎo)頻污染〞地區(qū)強(qiáng)化主導(dǎo)頻等等，以到達(dá)低成本擴(kuò)大無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)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(huì)適應(yīng)和滿足各種不同需求。CDMA移動(dòng)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(jī)、電源及保護(hù)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(dòng)通信直放站原理圖。圖3-1CDMA移動(dòng)通信直放站原理圖1.CDMA直放站的特點(diǎn)

◆適用于CDMA系統(tǒng)

◆很寬的增益調(diào)節(jié)范圍，并能連續(xù)可調(diào)

◆采用了高選擇性的信道選擇器，可對(duì)單載頻進(jìn)展選擇處理

◆采用高線性功率放大器，低互調(diào)、低雜散，增益線性優(yōu)良，信號(hào)波動(dòng)小,對(duì)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?dāng)_保證系統(tǒng)高增益

◆采用特殊方法設(shè)計(jì)，防止與G網(wǎng)的相互干擾

◆采用PLL技術(shù)和數(shù)字濾波技術(shù)，帶外抑制良好，帶內(nèi)平坦度好

◆設(shè)計(jì)防雷，避雷保護(hù)系統(tǒng)2.CDMA移動(dòng)通信直放站框圖3.CDMA直放站主要技術(shù)指標(biāo)工作電壓AC220V工作頻率：上行：825-840MHz下行：870-885MHz增益：65-40dBm帶內(nèi)波動(dòng)：<1.5dB增益可調(diào)：30dB阻抗：50ohm交調(diào)≥26dB輸入駐波≤1.5(全頻段)輸出駐波≤1.35(全頻段)群時(shí)延≤2μs工作溫度-30-50℃絕對(duì)濕度5-90%4.CDMA直放站應(yīng)用組網(wǎng)如圖5-2所示了CDMA直放站應(yīng)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(luò)建設(shè)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(shí)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(shí)帶寬需求為1.23MHz。因此，所需使用設(shè)備的工作帶寬要求應(yīng)符合這兩種帶寬的條件，一般情況下，室外應(yīng)用的直放站多采用選頻設(shè)備，室內(nèi)分布多采用寬帶設(shè)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(yīng)用場(chǎng)合。如光纖直放站可采用大功率工作方式〔10Ｗ/20Ｗ〕，室內(nèi)直放站則采用小功率工作方式〔1Ｗ/2Ｗ/5Ｗ〕，室外應(yīng)用的直放站設(shè)備最大輸出功率不超過10Ｗ。(3)不同接入方式的直放站應(yīng)用的場(chǎng)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(hào)源。(4)不同安裝的直放站

直放站一般分為室內(nèi)及室外安裝，室內(nèi)安裝時(shí)要考慮良好的通風(fēng)，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(guān)鍵技術(shù)用于CDMA系統(tǒng)中的直放站產(chǎn)品在設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，采用了一系列的關(guān)鍵技術(shù)以滿足CDMA系統(tǒng)的應(yīng)用特性：

(1)低噪聲電路設(shè)計(jì)技術(shù)

采用低噪聲設(shè)計(jì)技術(shù)包括低噪聲前級(jí)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(hào)具有更好的信噪比。(2)線性功放技術(shù)

CDMA系統(tǒng)的調(diào)制方式以及頻譜的利用率，對(duì)功放的線性度也提出了很高的要求，如ＡＣＰＲ、ＩＭＤ3等指標(biāo)均與線性功放的性能有關(guān)。(3)增益、功率控制技術(shù)為了保證應(yīng)用的直放站不會(huì)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(diào)整控制技術(shù)，這種調(diào)整可以是現(xiàn)場(chǎng)的，也可以是遠(yuǎn)端的。(4)收發(fā)雙工技術(shù)

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(jià)，當(dāng)直放站采用分體機(jī)構(gòu)造時(shí)，使用雙工器可以更方便的使前后端匹配。(5)濾波技術(shù)CDMA系統(tǒng)上下行頻率相隔45MHz，為了防止直放站設(shè)備內(nèi)部形成環(huán)路自激，保證設(shè)備穩(wěn)定工作，放大鏈路需有足夠的濾波電路，對(duì)于需要嚴(yán)格控制帶寬的設(shè)備〔如選頻型〕，還要采用變頻、中頻ＳＡＷ濾波等技術(shù)。(6)光傳輸技術(shù)光纖直放站利用光纖進(jìn)展信號(hào)的傳輸，需要ＲＦ信號(hào)與光信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，以及光波分復(fù)用、光耦合及光功率分配等技術(shù)。(7)集中控制管理技術(shù)為了便于設(shè)備的維護(hù)管理，直放站內(nèi)部應(yīng)具有較為完善的智能管理單元，以提供遠(yuǎn)程的遙測(cè)、遙控功能，并可定時(shí)上傳狀態(tài)信息，故障自動(dòng)告警等。(8)多頻合路、多模兼容技術(shù)

在室內(nèi)分布應(yīng)用的情況下，要考慮同已經(jīng)安裝的其它室內(nèi)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(shù)。7.使用CDMA直放站的幾個(gè)基本原則〔1〕功放是直放站的核心部件，放大器的非線性將造成交調(diào)嚴(yán)重，CDMA導(dǎo)頻信號(hào)混亂，通信質(zhì)量惡化。直放站選型時(shí)應(yīng)注意選擇采用超線性功放的機(jī)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?！?〕根據(jù)不同的場(chǎng)合選擇不同信號(hào)中繼方式的直放站，如城市內(nèi)由于基站密度較大，為防止同時(shí)接入幾個(gè)施主基站，應(yīng)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(jī)，站址應(yīng)注意與施主基站視通，并在此方向上僅有一個(gè)基站，防止放大第二導(dǎo)頻，選用的施主天線增益應(yīng)盡可能滿足直放機(jī)輸入端電平，使直放機(jī)有較充裕的輸出功率，充分發(fā)揮其作用，增加覆蓋距離?！?〕城市內(nèi)大型建筑物、商場(chǎng)等場(chǎng)合，把直放站和室內(nèi)分布系統(tǒng)配合應(yīng)用，可取得較好效果。8.CDMA直放站對(duì)900MHzGSM系統(tǒng)的干擾問題干擾是一個(gè)相互作用的問題，由于CDMA系統(tǒng)是一個(gè)擴(kuò)頻系統(tǒng)，所以抗干擾能力很強(qiáng)，一般情況下GSM系統(tǒng)對(duì)其干擾很小，所以問題主要集中在CDMA系統(tǒng)對(duì)GSM系統(tǒng)的干擾上。CDMA系統(tǒng)的880MHz與GSM系統(tǒng)的890MHz頻點(diǎn)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(guān)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(dá)空間傳輸損耗和兩個(gè)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(jī)靈敏度降低、IMP干擾〔即互調(diào)干擾〕和接收機(jī)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(hào)將導(dǎo)致接收機(jī)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(jī)過載的原因是接收機(jī)所收到的總信號(hào)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(dāng)?shù)母綦x。

三種主要的干擾為雜散干擾、阻塞干擾和互調(diào)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(guān)，這是接收方〔GSM系統(tǒng)〕自身無法抑制的，將導(dǎo)致GSM系統(tǒng)信噪比下降，服務(wù)質(zhì)量惡化；阻塞干擾與GSM接收機(jī)的通帶外抑制能力有關(guān)，涉及到CDMA的載波發(fā)射功率、接收機(jī)濾波器特性等，GSM系統(tǒng)的接收機(jī)將受影響因飽和而無法工作；互調(diào)干擾與CDMA使用多載頻、系統(tǒng)的非線性有關(guān)，結(jié)果主要表現(xiàn)為GSM系統(tǒng)信噪比下降和服務(wù)質(zhì)量惡化。

根據(jù)GSM技術(shù)體制，GSM接收機(jī)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(tái)，由于物理空間的原因，CDMA直放站的增益不會(huì)很大〔在最大增益范圍內(nèi)，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(shè)增益為80dB，則隔離要求為100dB左右，兩天線間的垂直隔離距離約為15m，考慮到多個(gè)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(huì)很大〕，一般輸出功率取37dBm較為合理(約5W，遠(yuǎn)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(shù)要求和測(cè)試方法》中關(guān)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(hào)衰減65dB。

另外需要注意的一點(diǎn)，原長(zhǎng)城公司133網(wǎng)的800MHzCDMA網(wǎng)絡(luò)的CDMA基站采用的是北美的標(biāo)準(zhǔn)，其基站的雙工濾波器的帶寬多為869MHz～894MHz,所以，CDMA的帶外信號(hào)將到達(dá)894MHz附近，與中國(guó)移動(dòng)的頻點(diǎn)有4MHz的沖突，會(huì)對(duì)其造成一定的影響。CDMA直放站的情況與其不同，中國(guó)聯(lián)通的CDMA頻點(diǎn)為870MHz～880MHz，所以大多數(shù)直放站〔在中國(guó)市場(chǎng)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(hào)不會(huì)到達(dá)890MHz附近。

(2)抑制干擾的解決方案

為了抑制干擾，則需要遵守三條隔離準(zhǔn)：

◆被干擾基站從干擾基站接收到的寄生輻射信號(hào)強(qiáng)度應(yīng)比它的接收噪聲限低10dB；

◆在被干擾基站生成的三階互調(diào)干擾〔IMP3〕電平應(yīng)比接收機(jī)噪聲限低10dB；

◆受干擾站從干擾站接收到的總載波功率應(yīng)比接收機(jī)的1dB壓縮點(diǎn)低5dB。

根據(jù)以上條件，計(jì)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(hào)在890MHz處的電平強(qiáng)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)，則垂直隔離距離為d＝2.4m。

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

實(shí)際工程中，由于890MHz～909MHz頻段為中國(guó)移動(dòng)所有，而CDMA系統(tǒng)為中國(guó)聯(lián)通所有，所以共址的時(shí)機(jī)不多。中國(guó)聯(lián)通的GSM上行頻段為909MHz～915MHz,與CDMA相隔較遠(yuǎn)，隔離要求更小，應(yīng)更容易實(shí)現(xiàn)。

實(shí)際工程中，利用鐵塔平臺(tái)的隔離和建筑物本身的隔離，CDMA直放站信號(hào)對(duì)GSM的干擾問題是可以解決的，這需要工程人員大量地實(shí)踐與摸索。9.CDMA直放站對(duì)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(huì)對(duì)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(dǎo)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(dāng)上行鏈路中由于直放站使基站的噪聲電平提高2.1dB時(shí)，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(shè)位置不能處于原小區(qū)邊緣。

◆下行鏈路的導(dǎo)頻時(shí)延在CDMA系統(tǒng)中使用直放站會(huì)產(chǎn)生定時(shí)時(shí)延和信號(hào)延時(shí)擴(kuò)散，如果時(shí)延較大，將使CDMA系統(tǒng)導(dǎo)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(hào)的多徑傳播導(dǎo)致接收端的延時(shí)擴(kuò)散。為了減少多徑干擾，應(yīng)慎重選擇直放站的站址，使雙重覆蓋所產(chǎn)生的時(shí)延在一個(gè)時(shí)間窗之內(nèi)；另外可以調(diào)整基站的時(shí)間窗，使系統(tǒng)導(dǎo)頻信號(hào)不產(chǎn)生混亂。(2)直放站對(duì)系統(tǒng)容量的影響

任何能夠改變基站接收端信號(hào)電平或干擾電平的因素，都對(duì)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(duì)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(shè)系統(tǒng)要求Eb/No=10dB。---對(duì)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(duì)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?！舭惭bCDMA直放站時(shí)的系統(tǒng)容量---在單小區(qū)有直放站時(shí)，因?yàn)镮other/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(jìn)展討論：a.移動(dòng)臺(tái)位于小區(qū)邊緣與直放站之間的情況下，因?yàn)橹狈耪镜淖饔?，相鄰小區(qū)移動(dòng)臺(tái)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(dòng)臺(tái)位于基站與直放站之間的情況下，當(dāng)直放站位于基站與直放站之間，因?yàn)橹狈耪镜脑鲆?，使得?duì)相鄰小區(qū)的干擾增加，通過分析可以得到該項(xiàng)的影響較弱。多小區(qū)安裝直放站的情況下，對(duì)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(jì)說明，通常情況下，Iother/Iself可降低12％-6％，容量增加2-3個(gè)用戶。綜上所述，對(duì)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(duì)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(shè)基站和直放站的噪聲系數(shù)均為5dB，經(jīng)過有關(guān)計(jì)算，可得到以下結(jié)論：◆對(duì)于直放站的輸出功率為100ｍＷ〔20ｄＢｍ〕時(shí)，參加60臺(tái)直放站后，將引入2ｄＢ的附加噪聲。◆對(duì)于1Ｗ〔30ｄＢｍ〕的直放站，參加10臺(tái)，將引入2ｄＢ的附加噪聲?！魧?duì)于10Ｗ〔40ｄＢｍ〕直放站，參加1臺(tái)直放站后，將引入1.5ｄＢ的附加噪聲，參加4臺(tái)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(hào)的傳輸方式上，無線直放站通過接收空間傳播的無線信號(hào)進(jìn)展放大，從而擴(kuò)大基站的覆蓋范圍。光纖直放站是通過光纖進(jìn)展傳輸，采用光信號(hào)接收器和轉(zhuǎn)換器連接偏遠(yuǎn)的區(qū)域。1.光纖直放站的特點(diǎn)〔1〕工作穩(wěn)定，覆蓋效果好

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

〔2〕設(shè)計(jì)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(hào)的地方，而且接收信號(hào)強(qiáng)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(shí)，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(jìn)展覆蓋，覆蓋范圍較小。光纖直放站在設(shè)計(jì)時(shí)無需考慮安裝地點(diǎn)能否接收到信號(hào)；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(hào)能夠在很小的傳送損失的情況下被傳送到遠(yuǎn)達(dá)20公里的遠(yuǎn)處,光纜很細(xì),容易鋪設(shè)。因此，設(shè)計(jì)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(kuò)大移動(dòng)基地站的覆蓋范圍，把CDMA移動(dòng)信號(hào)變成光纖后，從基地站到遠(yuǎn)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(jí)傳輸距離長(zhǎng)達(dá)50Km以上，擴(kuò)大覆蓋范圍；(6)可提高增益而不會(huì)自激，有利于加大下行信號(hào)發(fā)射功率；(7)信號(hào)傳輸不受地理?xiàng)l件限制

特別適合遙遠(yuǎn)城鎮(zhèn)或地形復(fù)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(diǎn)是通過光纖進(jìn)展信號(hào)傳輸，光纖傳輸可以單獨(dú)敷設(shè)，也可以利用現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡(luò)。其主要有三種應(yīng)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(duì)的情況。

(2)波分復(fù)用方式如光纖中的1.3μm波長(zhǎng)窗口已經(jīng)被其他信號(hào)占用時(shí)，可以通過波分復(fù)用器將直放站信號(hào)復(fù)用到1.55μm波長(zhǎng)的窗口上，實(shí)現(xiàn)直放站信號(hào)與其他信號(hào)同纖傳輸。

(3)一發(fā)兩收方式

如果傳輸距離不太遠(yuǎn)，且話務(wù)量不大的兩個(gè)地方都需要采用直放站，則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(shè)光纖至光遠(yuǎn)端機(jī)或現(xiàn)成的光纖網(wǎng)絡(luò)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(fù)用器可以提高光纖的利用率，但由于波分復(fù)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(jī)、光纖、光遠(yuǎn)端機(jī)〔覆蓋單元〕幾個(gè)局部組成。光近端機(jī)和光遠(yuǎn)端機(jī)都包括射頻單元(RF單元)和光單元。無線信號(hào)從基站中耦合出來后，進(jìn)入光近端機(jī)，通過電光轉(zhuǎn)換，電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，從光近端機(jī)輸入至光纖，經(jīng)過光纖傳輸?shù)焦膺h(yuǎn)端機(jī)，光遠(yuǎn)端機(jī)把光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，進(jìn)入RF單元進(jìn)展放大，信號(hào)經(jīng)過放大后送入發(fā)射天線，覆蓋目標(biāo)區(qū)域。上行鏈路的工作原理一樣，手機(jī)發(fā)射的信號(hào)通過接收天線至光遠(yuǎn)端機(jī)，再到近端機(jī)，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(gòu)造框圖如圖4-2所示。圖4-2光纖直放站原理構(gòu)造框圖光纖直放站近端機(jī)的定向天線收到基站的下行信號(hào)(935MHz-960MHz)送至近端主機(jī)，放大后送到光端機(jī)內(nèi)進(jìn)展電／光轉(zhuǎn)換，發(fā)射1.55&1.31μm波長(zhǎng)的光信號(hào)，再送到光波復(fù)用器，同原傳輸鏈路的光信號(hào)(波長(zhǎng)1.31μm)合在一起經(jīng)光纜傳到遠(yuǎn)端；遠(yuǎn)端光波波分器將1.31μm和1.55μm波長(zhǎng)的光信號(hào)分開后，讓1.55μm波長(zhǎng)的光信號(hào)輸入光端機(jī)進(jìn)展光／電轉(zhuǎn)換，復(fù)原成下行信號(hào)(935MHz-960MHz)，再經(jīng)遠(yuǎn)端主機(jī)內(nèi)部功放放大，由全向天線發(fā)射出去送給移動(dòng)臺(tái)。移動(dòng)臺(tái)的上行信號(hào)(890MHz-915MHz)逆向送到基站，這樣就完成了基站與移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)聯(lián)系，建設(shè)通話。4.光纖直放站的主要指標(biāo)---光路參數(shù)

光纖：G.652單模光纖〔對(duì)于1.55μm波長(zhǎng)，適于采用G.652單模光纖〕

光源：1.3μm/1.55μm波長(zhǎng)激光器組件

入纖光功率：≥3dBm(1.3μm波長(zhǎng))≥0dBm(1.55μm波長(zhǎng))

光檢測(cè)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(biāo)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(dāng)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(diào)產(chǎn)物：≤-38dBc噪聲系數(shù)：≤5dB〔光接收機(jī)噪聲底為-126dBm/CH〕輸入輸出阻抗：50Ω駐波比：≤1.55.光纖直放站應(yīng)用及組網(wǎng)圖由于光纖直放站傳輸距離長(zhǎng)，防止了同頻干擾可全向覆蓋因而選址方便，且信號(hào)傳輸不受地理?xiàng)l件限制，特別適于郊區(qū)、鄉(xiāng)村遙遠(yuǎn)城鎮(zhèn)和地形復(fù)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(shè)計(jì)原理與舉例在設(shè)計(jì)一個(gè)光纖直放站的覆蓋區(qū)域時(shí)，需要掌握一個(gè)基本原則和三個(gè)相互制約的要素。原則：設(shè)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(zhì)量和通信概率大體一樣。要素：①覆蓋半徑，②話音質(zhì)量，②通信概率(可靠性)。除上述三要素外，還應(yīng)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(shè)計(jì)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(jī)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(jī)輸入端最低保護(hù)功率電平(dBm)La：實(shí)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(jī)的噪聲門限電平對(duì)于移動(dòng)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(zhǔn)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(yīng)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(dòng)天線高度增益因子。例如：針對(duì)某一個(gè)8信道的基站，要覆蓋50km遠(yuǎn)外一小鎮(zhèn)(5km覆蓋半徑)，其地形為準(zhǔn)平滑地形，則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(gè)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(dòng)臺(tái)接收靈敏度(A)為-110dBm(0.7μV)，保證50％的通信概率。則有：

SM＝0，由(1)式得到：SG＝SL(7)由于接收機(jī)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(shí)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，則由(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(shè)計(jì)中需考慮的問題(1)傳輸距離光纖直放站采用光纖進(jìn)展傳輸，光信號(hào)在光纖中傳輸?shù)膿p耗非常小，光纖直放站信號(hào)傳輸?shù)木嚯x主要是受信號(hào)時(shí)延的限制。GSM數(shù)字移動(dòng)通信采用TDMA時(shí)分多址技術(shù)，每載頻分為8個(gè)信道分時(shí)共用，即每載頻8個(gè)時(shí)隙。時(shí)隙之間的保護(hù)間隔很小，為消除手機(jī)MS到BTS的傳播時(shí)延，GSM系統(tǒng)采用MS提前一定時(shí)間來補(bǔ)償時(shí)延，時(shí)間提前量的取值范圍是0～233μS，對(duì)應(yīng)信號(hào)傳播約70公里，由于信號(hào)一來一回是雙向的，所以，GSM信號(hào)在每載頻8個(gè)時(shí)隙時(shí)，空間傳播距離是35km。當(dāng)引入光纖直放站延伸信號(hào)傳播距離時(shí)，信號(hào)的傳播時(shí)延包括了在光纖直放站上的時(shí)延和在空中傳播的時(shí)延。光信號(hào)在光纖的介質(zhì)中傳播時(shí)，速度是無線信號(hào)在空氣中傳播的2/3，加上直放站的時(shí)延〔大約1.5μS〕和無線信號(hào)在空中傳播時(shí)延，因此，光纖直放站距離基站最遠(yuǎn)不應(yīng)該大于20km。

光纖直放站的核心局部是光端機(jī)，它的好壞影響直放站的傳輸質(zhì)量及可靠性，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)光端機(jī)質(zhì)量已相當(dāng)好，因此，光纖直放站的可靠性是不成問題的，下面對(duì)傳輸距離進(jìn)展計(jì)算。對(duì)1.55μm波長(zhǎng)的光端機(jī)，其條件是：光功率輸出為0dBm;光接收靈敏度優(yōu)于-26dBm;光端機(jī)內(nèi)射頻信號(hào)具有自動(dòng)增益控制(AGC)20dB；光端機(jī)內(nèi)電／光及光／電轉(zhuǎn)換時(shí)電信號(hào)將損耗10dB；光纜損耗≤0.35dB／km；活動(dòng)連接器衰耗≤0.1dB；波分復(fù)用器的損耗≤0.3dB，系統(tǒng)光功率儲(chǔ)藏7dB(為保證電信號(hào)的載噪比而設(shè))。則對(duì)于50km遠(yuǎn)的光纜，就能計(jì)算光信號(hào)在傳輸系統(tǒng)中的衰耗為:L=光纜損耗+連接器損耗+波分復(fù)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(chǔ)藏7dB，由此可知光纖直放站的光信號(hào)可以傳輸50km遠(yuǎn)的距離，光／電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)還能滿足直放站所需電信號(hào)載噪比的要求。(2)直放站增益的計(jì)算引入直放站設(shè)備，給手機(jī)和基站之間的信號(hào)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(yīng)若何正確設(shè)置直放站的增益，減小引入直放站對(duì)GSM網(wǎng)絡(luò)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(jì)算公式為：N＝10Lg[KTB]，其中K為波次曼常數(shù)，T為絕對(duì)溫度，B為信號(hào)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(dāng)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(guān)，下面看一看直放站上行增益對(duì)基站輸入端噪聲的影響。先從無線直放站引出相關(guān)的計(jì)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(jī)至直放站的所有損耗計(jì)為路徑損耗Lp，則直放站產(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)

則：(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(shí)增加了ΔNbts，這個(gè)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(jī)至直放站的路徑損耗有關(guān)。

根據(jù)公式〔2〕計(jì)算：當(dāng)Nfrep-Nfbts+Grep-Lp＝0時(shí)，基站接收端的噪聲增量ΔNbts為3dB；當(dāng)Nfrep-Nfbts+Grep-Lp＝－６時(shí)，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(shí)，可以認(rèn)為直放站引入基本上對(duì)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(jì)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(shí)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(jī)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(yīng)比基站發(fā)射機(jī)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(nèi)。光纖直放站一般從基站直接耦合信號(hào)，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(shí)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(hào)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(shè)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(luò)設(shè)計(jì)中，如果目標(biāo)覆蓋的范圍較大，需要到多個(gè)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(gè)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(gè)直放站的增益。假設(shè)每一個(gè)直放站對(duì)基站產(chǎn)生的噪聲增量ΔNbts相等，那么，n個(gè)直放站時(shí)每一個(gè)直放站在基站接收端產(chǎn)生的噪聲Ｎp'rep與一個(gè)直放站時(shí)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(gè)直放站的路徑損耗相等，那么，n個(gè)直放站時(shí)，每一個(gè)直放站的增益G'rep，比一個(gè)直放站時(shí)的增益Grep小10Lgn，即G'rep。

這樣，n個(gè)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(nèi)?？偟恼f來，設(shè)置光纖直放站上行增益時(shí)需考慮基站發(fā)射機(jī)至直放站接收機(jī)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(shè)置光纖直放站的下行增益－直放站與手機(jī)之間上下行平衡的計(jì)算

設(shè)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(jī)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(jī)發(fā)射功率Pm＋手機(jī)噪聲系數(shù)Nfm其中：手機(jī)最大發(fā)射功率Pm＝33dBm手機(jī)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(shè)置直放站下行功率要注意的問題。

無線直放站在工程中，設(shè)置增益時(shí)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(yuǎn)，隔離度不需要考慮。8.使用案例光纖直放站相對(duì)于無線直放站來說，成本相對(duì)較高，而且需要敷設(shè)光纖，設(shè)計(jì)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比較的優(yōu)點(diǎn)，光纖直放站主要運(yùn)用在以下幾個(gè)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(yuǎn)，在該地?zé)o法取得基站無線覆蓋的信號(hào)。

2、覆蓋目標(biāo)區(qū)域無線環(huán)境非常惡劣，需要采用天線陣對(duì)該區(qū)域進(jìn)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(hào)方便設(shè)計(jì)和施工。(1)隧道覆蓋根據(jù)規(guī)模的不同，隧道長(zhǎng)短不一，短的幾十米，長(zhǎng)的幾公里，區(qū)域內(nèi)話務(wù)量并不高。隧道內(nèi)無線信號(hào)傳播環(huán)境復(fù)雜，受隧道大小和轉(zhuǎn)彎等因素影響，無線信號(hào)衰減很快，一個(gè)基站的覆蓋范圍有限，因此，適合運(yùn)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(hào)覆蓋的盲區(qū)，而且經(jīng)過實(shí)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(nèi)的基站，接收基站信號(hào)微弱，低于－90dBm，信號(hào)質(zhì)量差，因此無法安裝無線直放站。

b.該區(qū)域距離基站較遠(yuǎn)，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(jìn)展覆蓋?；揪嚯x隧道入口有1公里，隧道外信號(hào)覆蓋較弱，隧道內(nèi)是覆蓋盲點(diǎn)。這個(gè)方案中，光遠(yuǎn)端機(jī)安裝在隧道口，光遠(yuǎn)端機(jī)的信號(hào)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(hào)傳播環(huán)境非常惡劣，經(jīng)過測(cè)試，每個(gè)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(nèi)信號(hào)覆蓋，需建設(shè)3至5個(gè)基站，運(yùn)營(yíng)成本很高。為了滿足客戶的要求，解決該村的信號(hào)覆蓋問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)天線系統(tǒng)對(duì)該區(qū)域進(jìn)展覆蓋。每隔四、五棟樓，安裝一個(gè)小型全向天線對(duì)這幾棟樓進(jìn)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(tái)光纖直放站進(jìn)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(diǎn)是投資少、見效快，能快速擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，特別是隨著近年技術(shù)的開展，光纖直放站不但性能穩(wěn)定，各種指標(biāo)滿足GSM標(biāo)準(zhǔn)要求，而且開通了監(jiān)控功能，使光纖直放站的建設(shè)和維護(hù)都非常方便，完全可以在GSM網(wǎng)上運(yùn)行。在很多機(jī)房選址難，傳輸、電源、鐵塔等配套設(shè)施建設(shè)難度大，建設(shè)成本高，而從競(jìng)爭(zhēng)和服務(wù)上考慮，又必須進(jìn)展覆蓋的地方，如鄉(xiāng)鎮(zhèn)、公路、旅游景點(diǎn)等話務(wù)較小的地區(qū)，完全可以用光纖直放站代替基站進(jìn)展覆蓋；同時(shí)，通過加裝光纖直放站，擴(kuò)大話務(wù)量小的基站的覆蓋范圍，提高該基站的話務(wù)量，從而提高了原有基站設(shè)備的利用率。總之，在網(wǎng)絡(luò)中建設(shè)光纖直放站，是擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋，提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和設(shè)備利用率的有效手段。五、移動(dòng)通信直放站工程設(shè)計(jì)與調(diào)測(cè)1前期勘測(cè)及理論測(cè)算為了最大限度發(fā)揮直放站工作效果，在安裝前均需進(jìn)展實(shí)地測(cè)點(diǎn)，并按照測(cè)點(diǎn)的結(jié)果對(duì)覆蓋效果及覆蓋面積進(jìn)展初步估算，測(cè)點(diǎn)通常按照以下幾個(gè)步驟進(jìn)展。

◆根據(jù)覆蓋要求確定設(shè)備具體安裝站址，準(zhǔn)備前期的根基工程，如鐵塔、機(jī)房、供電、接地等；

◆確定需要轉(zhuǎn)發(fā)的基站載頻號(hào)，并測(cè)試接收點(diǎn)信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)值；

◆根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)值初步確定使用設(shè)備的類型，天線的使用類型，天線的安裝高度及位置；

◆通過計(jì)算預(yù)測(cè)設(shè)備的工作增益、最大輸出功率值；

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

在基本確定了設(shè)備的功率、重發(fā)天線的高度后，可對(duì)信號(hào)覆蓋范圍作一個(gè)初步的測(cè)算，利用陸地移動(dòng)通信電波傳播衰耗特性，通過Okumura模型可計(jì)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(jiǎn)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;

大城市：a(hm)=3.2[lg(11.75km)]12-4.