网直放站工程设计方案.docx

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网直放站工程设计方案

GSM数字蜂窝移动通信网

直放站

工

程

建

设

方

案

深圳市冠日声诺数码电子技术有限公司

SHENZHENGUANRI-SONODIGITALE-TECHCO.,LTD

直放站工程建设方案

一、概述

移动通信直放站工程建设主要分两阶段进行，首先应根据需要覆盖区域及信号源具体情况而勘查设计，经核定后再进行工程机型选择安装调试。

直放站工程设计流程如下图：

一、工程勘查基本原则

（一）设计勘查主要是依据相关规定解决以下三个问题：

1、使直放站能良好地接收到基站的信号（下行电平－50～－85dBm）。

2、能可靠地重发信号。

3、对覆盖区能有效地进行覆盖。

（二）站址勘查：

1、测量欲覆盖区传播环境：

1）用移动台和DM测量欲覆盖区传播环境，估计欲覆盖区大小；

2）拟制盲区优化图并在路径损耗方向上选择7～12个点；

3）记录各点的下行电平。

2、站址选择的好坏直接关系到重发效果和建站施工的难度，因此，要依据要求覆盖区域的具体情况，围绕上述三个问题来选好站址。

一般来说，单从施工的难度考虑选址，能选本单位楼顶就不选其它单位楼顶；能选平地就不选山头；能选有电、有建筑物的山头就不选没电、没建筑物的山头。

3、从覆盖效果考虑，直放站重发天线越高越好，这样，直放站站址可以选山头就不选平地；能选铁塔就不选楼房；可利用别单位的高楼就不用本单位的矮楼。

所以要综合考虑各种因素，不能简单行事。

4、直放站覆盖的地区与基站之间的地形可分为三类：

1）平原型（见图一A）；

2）单纯阻挡型（又可分为理想型（见图一B）和不理想型（见图一C））；

3）复杂阻挡型（见图一D）。

5、对于平原型地形选择站址应遵循两个原则：

1）站址尽量选在要求覆盖地区靠基站一侧的边沿地带或这侧1公里左右的地区，安装后能使直放站两付天线夹角接近180度。

2）要选要求覆盖地区的最高地点做站址，否则要安装铁塔使重发天线高过周围建筑物。

原因是平原地区建直放站一般有两种用途：

①为了扩大基站的覆盖面。

②为了解决业务边界问题。

而且要求覆盖的地区一般都是高楼林立的城镇，直放机的安装地点是楼面式铁塔，两付天线之间的距离很难拉开很远，因此都希望施主天线与重发天线夹角接近180度来增加隔离度，如果站址选在覆盖区边沿两侧或对侧，两付天线之间的夹角就会小于90度或接近0度，这时由于天线隔离度变小，影响到增益不能开大，如果信号很弱，就会使覆盖效果变差，甚至安装失败，（图二）画出了平原型理想建站区与不理想建站区两种情况。

3）关于天线高度问题也是平原地区建直放站必须考虑的重要问题，天线高度越高，电波传播路径与建筑物墙平面夹角越小，电波受到阻挡衰耗就越小，当传播路径与墙面夹角等于或大于90度时，电波传播穿透一堵墙时就可能造成17dB的衰减，覆盖效果就不理想了。

因此，有些情况下为达到理想的覆盖效果，架设高天线的代价甚至超出了直放站或基站设备本身的价值。

6、对于理想的单纯阻挡型地形，直放站的站址应该选在产生阻挡的山头上（见图一B）。

7、不理想的单纯阻挡型地形，直放站应该选择在靠近要求覆盖地区的山头上，而且采用较大口径的抛物面天线对准基站（如图一C）。

8、复杂阻挡型地形要选两个或两个以上山头，用两个或两个以上直放站接力使用。

一般一个直放站站址选靠近基站的山头或离基站不是最近，但与基站之间没有阻挡的山头，另一个直放站选择离覆盖区最近的山头。

9、对于条状覆盖区（如：

高速公路、铁路、长条状城镇、两头是城镇中间是农村等……）选择站址与基站和条状覆盖区长轴线的位置关系有关。

一般来说基站和条状覆盖区长轴线存在两种位置关系（见图四）：

一种平行或成一条直线（如图四A），另一种是夹角为一定角度（如图四B、C、D）。

1）对于基站和条状覆盖区长轴线成0度夹角或接近0度夹角的直放站站址应选在靠基站一侧。

2）对于基站和条状覆盖区长轴线成一定角度的直放站站址可以选在覆盖区中间位置，用两付重发天线向两个方向辐射（见图四B、C、D）。

这种做法可以得到很大的覆盖区，因为两付重发天线对施主天线都有耦合，所以隔离度要求更高。

10、应该指出，下面三种情况不宜建站：

1）信号场强弱于－85dBm或直放站与覆盖区之间有山阻挡。

2）直放站与基站之间被山峰阻挡，传播余隙小于20米。

3）在500米范围内重发天线和施主天线的正方向均有与天线高度相当的巨大阻挡物，如：

山，成片的茂密树木，大的建筑群体等。

这是由于反射，直放站两天线之间隔离度很差，在要求直放站有源增益大于70dB时不宜建站。

二、勘查计算

上面讲述了站址选择的一般原则，能不能选到好的站址和选到的站址能不能满足建站要求，还要经过一番勘查和计算来验证，下面是勘查设计须准备的几种必备工具：

1、1：

50000军用地图（有等高线，见图五）

2、放大镜

3、指南针

4、望远镜

5、直尺、铅笔

6、有对数函数的计算器

7、移动手机（最好使用专用场强测试仪器）

8、车辆

勘查工作分两步进行：

（一）作图法

除平原型地形外其他地形都必须进行作图，通过作图要实现站址的初步选定。

将与建站区域有关的地图置于平板上，在地图上用铅笔标出基站和依据上述站址选择的一般原则初步选定的站址。

用直尺在图上画一条从基站到直放站的直线，依次记下从基站到直放站之间会产生阻挡的山峰高度及距离作出地形剖面图（见图六）。

从等高线可以清楚地看到从基站到直放站之间有没有阻挡或阻挡的程度，为设计提供依据。

从直放站到覆盖区也作一条或几条直线，看看覆盖区能否得到良好服务。

如果建一站不能很好达到目的就建两站或建铁塔升高天线高度。

复杂阻挡型地形一次作图常常不能解决问题，要多次地进行选择和比较才能选到施工容易、费用较低地站址。

（二）站址初步确定后要进行简单的计算，验证直放站接收的场强和重发后到达覆盖区的信号强度能否满足要求。

1、接收场强的计算

典型的基站有效辐射功率为：

Po=40dBm，而自由空间的衰耗Lo可由下式计算：

Lo＝32.45＋20logf＋20logd

其中f为频率，单位为MHz，d为距离，单位为公里。

例如：

900MHz移动通信：

上行频率825～835MHz，下行频率870～880MHz，计算基站在某点的场强，是计算下行电波在某一点的场强，即：

F＝870～880MHz,取中心频率832.5MHz代入上式即可简化上式为：

Lo＝91＋20logd

这给工程计算带来了很大方便。

例如：

计算离基站10公里处场强，根据上式10公里处自由空间衰耗应为：

L10＝91＋20log10＝91＋20＝111dBm

则10公里处场强：

P10＝Po－L10＝40－111＝－71dBm

有阻挡时：

电波总衰耗应该等于自由空间衰耗加上阻挡产生的附加衰耗L附，即：

L＝Lo＋L附，场强P＝Po－L

分类

距离

接收电平强度

开阔地

8Km

－65dBm

郊区

3Km

－69dBm

2、选择施主天线

天线有多种，用户可根据需要选用，但由于直放站与基站之间是点固定通信，因此一般选用主瓣角度小的抛物面天线，这样有利于抑制杂波，而且使用增益高一些的天线有条件将机内增益开小一些，更有利于隔离，安装更容易成功。

3、覆盖范围估算

覆盖范围计算是一个十分繁杂的问题，要考虑的因素很多，如基站的信道数，天线增益，天线角度，天线高度，覆盖区的地形地物情况.

地形方面常要考虑：

1）凹凸程度

2）地球曲率

3）地表导电率

地物方面常考虑：

1）楼群高度、密度

2）街道走向与电波传播方向的夹角，街道的宽度

3）楼房结构、材料、门、窗大小构造

4）覆盖区植被情况：

林木密度、高度、品种、有没有树叶等

从以上可以看出直放机的覆盖范围很难用一个简单的公式来描述。

三、现场勘查

用作图法和初步估算确定了直放站站址就可以出发到现场作一番测量验证和安装前的设计工作。

（一）安装场地要满足以下条件：

1、用眼睛能看到大部分欲覆盖区域。

2、施主基站、站址和覆盖区域要尽可能保证“三点一线”，即上行下行天线“背靠背”（指RF直放站）。

3、前后向两付天线隔离度大于直放机实际增益＋15dB。

4、尽量使基站信号强度大于－60dBm。

5、靠近可以提供交流电（220V）的地方，安装光纤直放站时，靠近有光缆的地方。

6、尽可能选择掉话率低、话无量小、信号稳定的基站扇区。

7、无线射频直放站施主天线安装地点：

●下行电平：

－50～－70dBm

●Ec/lo：

－12dBm以上

（二）场强的测试，粗测时可以用实际使用的手机，因为其携带方便。

在与基站没有阻挡的情况下手机场强格数3格以上，均能满足安装要求。

准确的测量要用DM来测试。

（三）直放机安装场地一般可分三种类型：

1、屋面型；

2、铁塔型；

3、山地型；

可作为安装直放机的屋面一般要求具备上述三个条件，还应具备能提供固定两付天线的物体，如柱子、水管或可以进行施工的水泥屋顶。

（四）在没有房顶可以利用或房顶太低的地点建站就要考虑建地面铁塔或房顶铁塔。

由于直放机本身价值较低，因此用于直放站的铁塔一般都采用施工速度快（从备料到建成4～6天）、成本低的拉线塔或更简单的单根水管天线架、单根木杆式天线架等。

需要建铁塔（或铁架）的安装地点，在勘查时就应查明建塔环境条件，特别是屋顶的拉线塔，要查明房屋结构、承重、拉线位置等，要进行一定的计算。

（五）天线的安装方式随具体的安装地点不同也有两种固定方式：

1、预制天线基座：

一般用水泥按天线底座螺钉孔尺寸预埋4根M12×300螺钉，待水泥凝固后安装上天线架即可。

2、固定悬空：

用两个抱箍将天线固定在电杆、铁架或其它支架上。

后向天线一般固定在1－2寸的水管上，再把水管固定在房屋、铁架或基座上。

在主机、天线位置确定后就可以决定安装所需器材的数量。

（六）安装场地选择清楚，就可以决定安装方式。

GSM网GR900-RF可以有两种安装方式：

1、在水泥墙上打4根M12的膨胀螺钉，将主机箱挂在墙上，如果是垂直安装方式，也可以用抱箍把主机挂在电线杆上。

2、放在主机机座上，厂家配套供应的蓄电池箱就是主机的机座，主机可以直接放在机座上。

（七）路径损耗测量

1、射频直放机路径损耗测量

●利用移动台和DM，检测接收电平。

●路径损耗＝基站输出的设定电平（如：

38dBm）－移动台的接收电平（如：

－65dBm）＝103dBm

2、光纤直放机光纤损耗测量

●光损耗<10dB

●光纤10dB的损耗相当于射频20dB的损耗

●光信号∝l

●射频信号∝I2

（八）为了满足隔离度的要求屋面大小要使两付天线在水平方向能拉开25米以上或在垂直方向能拉开25米以上。

也可以利用屋面来增加隔离度。

隔离度是否足够可参考隔离度估算公式：

垂直隔离度＝28＋40lg（D/λ）

水平隔离度＝22＋20lg（D/λ）

其中：

D为天线间的距离，单位为米。

这两个公式在两付天线之间夹角近180度时基本可以作为依据，而当两付天线之间的夹角小于90度时不能使用，当夹角接近0度或有一付天线是全向天线时，两付天线之间的隔离度只能按自由空间衰耗公式计算，即：

L≈91＋20logd

这时，隔离度≈L

应该指出隔离度与天线前后比有关，一般来讲两付天线前后比都大的天线，隔离度也大。

另外，地物对隔离影响也很大，在1公里内有山或其它大型阻挡物的环境里隔离度会降低很多。

（九）上、下行增益设置

1、射频直放机

✧上行

●增益<天线隔离度－10dB

●增益<路径损耗－10dB

✧下行

●增益<收发天线隔离度－10dB

●输出功率设定为低于基站输出功率5dB值（最大35dBm/FA）

●无线直放站不使用分集，所以补偿分集增益（2～8）的值

●设定为上行增益高于5dB的值

●TXAdj<＋5dB

●在上述范围内，根据覆盖范围来调整参数（过大时会发生上下行不平衡的问题）

2、光纤直放机

✧上行

●与基站接口的节点信噪比<－119dBm/FA

●－119dBm－114dBm（TN）－5dB（Marginc）

●上行增益≤路径损耗－10dB

✧下行

●下行增益＝上行增益＋5dB

●TXAdj<＋5dB

（十）对于山地型安装地点勘查时除进行场强测量和隔离度计算外，还要明确：

1、有没有交流电源，如果没有电源要确认电力线路径、供电单位、电线杆费用估算等。

2、道路情况，没有道路时需要开辟一条简易道路以方便设备上山。

3、是否搭建简易屋，根据国内的具体情况和以往经验，一般需要搭建一间简易房屋。

（十一）直放站的灵敏度

直放机不同于手机，主要是因为任务不同，因此衡量的指标就不同。

手机灵敏度一般指满足通话可懂的情况下，即满足一定的信噪比的情况下，其最低的信号强度（如0.1uV灵敏度）。

而直放机的任务是把基站信号放大后再重发覆盖，因此有意义的是指在满功率输出的情况下其输入的最弱信号，这里指的不是直放机能放大的最弱信号，直放机可以工作在不是满功率输出的状态，只是这时覆盖区要小些。

（十二）在现场勘查后要做好记录，以便做好方案的编写，编写过程中应包括：

1、方案示意图

2、列出设备和材料清单及报价

3、施工设计及工程介面分配

4、预期效果

五、基站参数设置

（一）测量直放站对基站的影响

1、在基站与直放站之间距离基站1/3的地方用移动台测量，开/关直放机时噪声有无变化。

2、开/关直放机时Noisefloor电平有无变化。

（二）基站参数设置

1、PreambleWindowLength

●补偿基站信号远距离传输时的延时参数（决定基站基准时间开始移动台应答时间的参数）

●安装光纤直放站时PreambleWindow>基准值＋光纤距离（km）×12.4（chip）

2、DemodulationWindow

●捕获移动台多径反射信号区间的参数

●安装光纤直放站时DemodulationWindow>基准值＋光纤距离（km）×12.4（chip）

3、SearchWindow_a/n/r

●设置移动台捕获本扇区或切换扇区多径反射区间的参数。

●安装光纤直放站时SearchWindow_a/n/r>基准值＋光纤距离（km）×12.4（chip）

4、NeighborList

随着直放站覆盖变化形成新的NeighborList

5、测量覆盖区话务质量

利用DM，在安装之前选定7～12个地点，测试以下内容，并记录。

●RxLevel>－85dBm

●Ee/lo>－12dB

●TxAdj<＋5

●PN

1、测量Hand_off因增加直放站所形成的切换地区，重新调整相邻基站的NeighourList参数，确认切换是否成功（试呼5次以上）。