直放站基础知识及原理Word下载.docx

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CDMA挪动通讯直放站

CDMA直放站能够扩大CDMA基站的覆盖范围，大大节俭CDMA网络建设的投资（一个CDMA直放站的投资约为一个CDMA基站的十分之一）。

特别是在高层楼宇、地下（如地铁）、以及盲区等特别环境下，CDMA直放站将充足发挥它的优势。

因为各样地理环境和用户的要求不同，所需的CDMA直放站的种类也不同。

CDMA直放站是为了除去挪动通讯网覆盖盲区或弱信号，延长基站信号覆盖的一种中继设备，它能解决除去城市因受高楼大厦影响而产生的室外局部信号暗影区，地下泊车场、地下地道、商场、电梯等基地没法抵达信号的盲区，提升了覆盖范围加强了信号覆盖延长。

GSM/CDMA光纤直放站

光纤中继挪动通讯直放站由凑近基站侧的近端机及覆盖区侧的远端机两部分构成，合用于在基站拟建直放站区有高峰阻拦或二者相距甚远，同时基站和覆盖区之间具备光缆状况下建站。

光纤直放站兼顾宽带、选带、选带、选频等功能。

传输距离可达20Km，因为空间隔绝度好，不产生同频搅乱，重发方向可采纳全向天线覆盖，以提升覆盖成效。

应用波分复用事分光、分路技术、光纤直放机还可构成其余使用系统。

3.挪动通讯直放站的构成

挪动通讯直放站的构成因种类而异。

（1）直放式直放机

下行从基站接收信号，经放大后向用户方向覆盖；

上行从用户接收信号，经放大后发送给基站。

为了限带，加有带通滤波器。

（2）选频式直放站

为了选频将上、下行频次下变频为中频，进行选频限带办理后，再上变频恢复上、下行频次。

（3）光纤传输直放站

将收到的信号，经光电变换变为光信号，传输后又经电光变换恢复电信号再发出。

（4）移频传输直放站

将收到的频次上变频为微波，传输后再下变频为原来收到的频次，放大后发送出去。

（5）室内直放站

室内直放站是一种简略型的设备，其要求与室外型机是不相同的。

4.直放站的应用

（1）直放站的应用原则

依据直放站系列产品的特色和挪动通讯网络的需求，不同的地理环境及应用处合，系统的解决方案是不同的，这需要仔细剖析，差异对待。

对于无线直放站来说，信号的隔绝显得尤其重要。

无线直放站是从空间接收信号，必定要求空间信号尽可能纯净；

而在基站较为密集地区，分别不同基站或扇区信号的难度将大大增添，简单使直放站增添对基站搅乱。

所以在基站较为密集地区，建议尽量采纳有线信号的引入方式，比方光纤直放站。

在不具备使用光纤直放站条件的场所，只好采纳无线直放站，但其施主天线一定拥有足够的方向选择性。

针对各种地区及应用处所，因为基站的密集性、用户话务量等不同，建议采纳以下直放站的应用原则：

城市密集区

因为用户量大，基站数目许多，一般不存在大范围的信号盲区，直放站不过用于解决小范围地区的补盲以及建筑物内的信号覆盖。

在光纤到楼还没有普及的状况下，需采纳无线直放站。

跟着建筑物的增加，所需的直放站数目也会随之增添，就会出现一个基站配置多台直放站的状况。

但直放站的引入必定对基站产生搅乱，搅乱会跟着直放站数目的增加而加大，特别是大功率真放站的引入，会使系统搅乱显然加剧。

所以，在城市密集区应当采纳小功率（1Ｗ以下）直放站。

城市边沿

在CDMA网络建设早期，因为基站数目较少，能够采纳大功率的无线或光纤直放站。

城市边沿地区，主若是解决信号覆盖问题。

在已铺设光纤的地区最好采纳输出功率为10Ｗ的光纤直放站。

无光纤资源时，可利用无线直放站进行延长覆盖。

采纳方向性好的施主天线提取较为纯净的源信号，输出功率为5Ｗ/10Ｗ，等同于基站的输出，达到较好的覆盖成效率。

郊区、乡村

郊区、乡村主若是解决覆盖问题。

在铺设光纤的地区最好采纳大功率光纤直放站（10Ｗ/20Ｗ）扩大覆盖范围。

对于无光纤资源但又能收到基站信号的地区，可采纳无线直放站解决覆盖问题。

特别状况下，还可采纳移频直放站来增添覆盖距离。

（2）直放站的应用处

GSM、CDMA和光纤直放站和室内覆盖系统为各样信号盲区可供给不同的详尽解决方案，其适应范围以下：

扩大服务范围，除去覆盖盲区，如高峰，建筑物，树林等阻拦物而形成的信号盲区；

在郊区加强场强，扩大郊区站的覆盖；

沿高速公路架设，加强覆盖效率；

解决室内覆盖，如大型建筑物内信号衰减信号盲区、地下商城、地铁、遂道等衰减信号盲区；

将安闲基站的信号引到忙碌基站的覆盖区内，实现疏忙；

其余因障蔽不可以使信号直接穿透之地区等。

以下是直放站的几种典型应用

　　在进行无线蜂窝系统设计时，因为基站的发射功率远大于手机，计算基站的覆盖距离时，常常是计算反向电路的流传衰耗。

但在直放站的实质安装调测中，为方便起见，我们仍以手机接收到的基站的信号强度加以估量。

（在下边的几个例子中，所波及的电平值均为手机接收信号功率值。

）　　

●公路的覆盖

某郊区一基站东侧，有一主要交通干道，我们在基站东侧14km处安装向来放站，服务天线高度约55m。

直放站服务天线的输出口接一个3比1的功率分派器，分别接两个16dBi的板状天线，信号小的天线向西辐射（指向基站），信号大的天线向东辐射。

未装直放站时，直放站所在地信号在-100dBm左右，通讯时通时断，成效特别不好。

直放站开通后，直放站西侧一段约3—5km公路信号显然改良；

直放站东侧使通讯距离又延长8—10km。

　　●郊区重点村镇居民区的覆盖

某一村镇离基站5～6km，因为该镇经济条件较好，手机用户许多。

无直放站时，地面信号在-90～-95dBm左右，室外通讯正常但没法保证室内通讯。

安装直放站后，服务天线在30m高左右，采纳全向天线，地面接收的基站信号电平提升约20dB，能够解决半径在500—800m内的室内覆盖（指一般居民楼）。

　　●“L”型覆盖

某一景色区位于山谷中，距离基站不到4km，但因为被山脉阻拦，手机根本没法工作。

我们在山脉的终点安装向来放站，因为直放站接收信号的方向和发射信号的方向成必定的角度，相当于基站的电波在直放站处转了一个弯。

依靠山体的阻拦，直放站的施主天线和服务天线分别放在山体的双侧，隔绝度很大，直放站的性能能够充足发挥，不只很好地解决了该景色区用户的通讯问题，还使该基站的通讯距离向山谷里延长了6km。

　　●暂时性会议地址的应急覆盖

某北京郊区某旅馆组织生要会议，因为信号较弱，在会议室和旅馆基层房间均不可以通讯。

因为时间紧急，在该旅馆安装闭路散布系统已不行能。

经现场观察，在旅馆顶层信号较强，且信号单调，安装直放站不会惹起导频杂乱。

服务天线放楼群中间，利用楼体的隔绝能够有效地控制直放站的覆盖，因旅馆面积不大，直放站的增益设置较小，使直放站工作很稳固。

直放站半天即安装完成，立刻收到成效，不只会议室内信号显然增添，并且地下室也能够正常通讯。

　　●宽阔地区的覆盖

人口散布较少的宽阔地区是使用直放站进行覆盖的典型场合。

当直放站采纳全向天线时，只需有必定的铁塔高度，在直放站工作正常的状况下，3km内能够显然地感觉到直放站的增益作用。

但距离超出5km此后，直放站的增益作用就快速消逝，用手机进行基站接收信号电平测试，不论直放站能否工作，接收电平都没有显然变化。

这是因为在平原宽阔地区，房子建筑和地形地貌造成的传输衰耗相对较小，而随空间距离的增添，电波按32.45+20logf（MHz）+20logD（km）的规律衰减；

即距离每增添一倍，电波衰减6dB。

比方在离基站12kmA点处用手机测得基站的接收信号电平降落为约-95dBm，在离基站17km的B点测得接收信号电平降落为约-97km（因为距离增添不足三分之一，自由空间衰耗和地貌衰耗增添值都不很大）。

在A点安装向来放站，我们能够这样估量一下直放站电波的衰减曲线。

直放站正常工作后，在距直放站水平距离300m的地面用手机进行接收信号电平丈量（离直放站过近，将走开天线的主瓣，计算偏差较大），若是测得导频电平为-70dBm，便可估量出直放站在A点邻近有25dB的增益作用。

因为距离每增添一倍，电波衰减6dB。

在离A点600m处衰减6dB，1200m处衰减12dB挨次类推，4.8km衰关将达24dB。

假如考虑地貌衰耗，直放站放大的信号抵达B点时，信号电平约在-95—-100dBm左右，此时直放站的增益作用几乎为零。

图3表示出基站的信号和直放站放大的信号衰减曲线索，能够看出A点至B点，基站信号衰减很慢，并且直放站信号衰减能够看出A点到B点，基站信号衰减很慢，而直放站信号衰减很快。

　　需要指出的是，假如直放站所在地300m处，经过开头直放站的方法，若能检查出直放站有25dB以上的增益，则说明直放站的工作状态已经是比较好的。

因而可知，要想利用直放站构成大面积的覆盖是不现实的。

自然要想在局部方向获取较大的覆盖，如公路沿线则一定有更高的铁塔和高增益的定向天线，这样能够在单调方向延长覆盖10km左右。

5.对挪动通讯直放站的要求

往常，对挪动通讯直放站的要求主要应以基站的技术要求为依照。

（1）工作频带

应和GSM及CDMA的工作频带一致。

直放站系透明传输，一般不会产生附带频次偏差，但移频直放站例外（同意工作的移屡次率应获取无线电管理局的同意），因它有频次变换，应要求输出频次变化不超出±

5×

10-8。

（2）额定（最大）输出功率、额定（最大）增益（及增益调理范围、自动增益控制范围）及输入电平。

这是一组互有关系的指标，应综合考虑。

往常最大输出功率在不超出信息家产部无线电管理局规定的最大限值的状况下，应分红若干等级供用户采纳，下行主要考虑覆盖，上行保证基站满意接收。

所以，下行一般大于上行。

增益是将接收到的信号放大到额定输出功率。

考虑到直放站安装地址信号强度的差异，增益应是可调的。

最大增益能够考虑将直放站接收到的信号电平（据施工及运营单位报告约-60～-80dBm）放大到最大输出功率来计算。

为了保证输出功率稳固和防止输出非线性，带有≮10dB的自动增益控制（AGC）看来是必需的。

对于容差、额定输出功率和额定增益，只需规定一个就能够了。

一般规定增益容差比较适合。

因为测试时是将增益调到最大，改变输入电平使输出达到额定值。

既然是这样，额定功率自然就不用规定容差了，而这时，输入电平也因增益不同而不同。

（3）带宽、带内颠簸和带外克制

这是一组相互有关系的指标，特别是带宽和带内颠簸。

往常，带宽是指-3dB带宽，而带内颠簸是指带内的不平展度。

假如要求带内颠簸比3dB小，则-3dB带宽必定要比分派给它的带宽要宽，这样，必定侵犯其余信道。

所以，带内颠簸最大只好是3dBp-p。

带外克制主若是对滤波器形状的要求。

为了不对他人形成搅乱，希望滤波器形状尽量凑近矩形。

往常以-60（或-40）dB带宽对-3dB带宽的比（有人称之为滤波器的形状系数）来权衡。

对宽带直放站来讲，这一形状系数做到＜1.6是不行问题的，但对选频直放站而言，形状系数可能要达到6。

（4）交调解杂发散射

谐波、交调解杂散都是不希望有的无用信号，能够提出相同的要求。

对GSM直放站，按YD/T883-1999和ETS300609要求是适合的，对CDMA直放站，只有按YD/T1047-2000来要求了。

（5）波形质量

CDMA基站有对波形质量（Rho）的要求，直放站传输CDMA信号后，对这项指标可能会恶化，应规定一个同意的恶化量。

（6）传输时延信号经过直放站后，可能产生传输时延。

宽带直放站的传输时延比较小，一般在1μs左右；

选频直放站和移频直放站传输时延比较大，可能分别达到5μs和10μs。

（7）噪声系数

这是直放站敏捷度的表征，按此刻技术水平，做到4～6dB应是不行问题的。

（8）电压驻波比

为可保证有效功率传输，提出电压驻波比的要求是需要的。

依据功率被反射的量和实质水平，要求做到小于1.4～1.5是可行的。

（9）操作保护管理

为了操作保护和管理，作一些信号指示（如输出功率指示，电源状态指示等），设置电源开关，增益调理钮是必需的。

至于需不需要提出远程监控或网管之类的要求，应视状况而定。

能够作为选项，有也不用过分复杂，因为直放站毕竟不是基站，复杂了成本必定增添。

（10）安全要求

应有接地装置、耐压和绝缘等要求。

（11）室内直放站

既然室内直放站是简略型的，所以要求应比室外型低，特别是输出功率、增益、噪声系数、传输时延和电压驻波比等。

总之，直放站有好多技术参数，如上所述。

但对一个直放站来说，主要有工作频次范围、最大输出功率、增益范围等，为此应付这些技术参数进行侧重议论。

　　●直放站的工作带宽。

好多直放站是由AMPS和TACS模拟挪动通讯系统产品演变而来，进入CDMA体系后，只做了少许变动，为适应CDMA有多个载频的需要（我国800MHzCDMA系统有10MHz带宽），一些直放站生产厂家，其宽带的直放站均不如为CDMA特意设计的窄带直放站性能好。

因为CDMA系统信号的信噪比远低于其余系统，前端低噪音放大器的性能十分重要，宽带滤波器不利于低噪音放大器的制造。

实质上直放站知足多功波是没有必需的，直放站都工作在话务量低的边沿地区，能保证CDMA首载波283信道工作即可。

直放站是基站转动发展的，过渡性产品，当需要第二载波时，直放站已被基站取代。

　　●直放站的最大输出功率。

一些厂家为了获取较大覆盖，生产的直放站最大输出功率高达+43dBm，这是没有必需的。

取大输出功率+33～38dBm较为适合。

第一覆盖主要取决于直放站反向信道低噪音放大器的性能，而不取决于直放站的最大输出功率。

第二在实质安装中，直放站输出功率很难达到+30dBm以上。

在空阔地带，当地面接收基站的信号电平低于-95dBm时，可考虑安装直放站。

假定施主天线架高30m，因为高度的提升，空中接收信号电平在-65～-70dBm左右，加上施主天线增益，直放站输入端口可望接收-50～-55dBm的信号，假如直放站增益为80dB，直放站输出功率只好达到+25～30dBm。

可是在实质安装中，因为铁塔高度的原由，隔绝度遇到限制，直放站的增益很难达到80dB以上，所以直放站的最大输出功率指标定的过高实质意义不大。

　　●反向信道接收端应拥有分集接收作用。

CDMA系统有严格的功率控制，处于极低的信噪比状况下工作。

因为手机发射的功率要远低于基站，直放站反向信道低噪音放大器的性能利害显得十分重要。

采纳分集接收有益于改良反向信道的性能。

正常状况（无直放站）手机发射电平极少超出+15dBm。

在加入直放站后，手机的发射功率比正常时要大好多，有时接收电平在-95～-100dBm时，手机输出就高达+23dBm。

这主若是加入直放站后，反向路径信噪比恶化的原由。

因为手机最大输出是+23dBm，所以直放站的覆盖主要取决于低噪音放大器的性能。

　　●直放站的重量和体积。

直放站不同于基站，安装条件一般都很苛刻，大多半在高塔上作业。

有些生产厂商对这一点缺少亲身的领会，对重量和体积未赐予重视，对这些物理参数没有“精打细算”。

一个小巧的直放站会给运营商带来好感，思念安装过直放站的人都有亲身的领会，将一个重量超出25kg、体积宏大的直放站搬上50m高的铁塔是多么的困难。

　　●软件的操作界面要方便。

直放站安装条件困难，在高塔上作业，一手攀住铁塔，另一手拿住笔录本电脑操作，其难度是可想而知。

假如人机对话采纳DOS方式，逐个敲进字符，则是太困难了。

有的生产厂家的产品，软件设置从直放站的初步设计到直放站的现场安装高度采纳流程图的形式，开始要求输入直放站和基站的经纬度，跟着流程图再输入天线和基站参数，一步一步地向下进行，最后给出直放站的大概增益数值，特别方便。

所有的输入参数均由下拉式菜单用鼠标进行选择，很利于现场操作。

　　●下放站应拥有遥测遥控功能。

直放站因为安装在较为荒僻的地区，用电话线采纳MODEM遥控可能性满面春风。

有的厂家给直放站配置一个手机，利用手机号码构成直放站自己的网管系统，但价钱较高，当直放站数目不大时没有必需购置网管系统。

最简单有效的方法是采纳电缆从RS232口将遥控功能引至地面，这样每次对直放站进行检查就不用再爬塔。

　　●直放站应拥有故障和告警记录功能。

对直放站出现的断电，功放过载，能否出现自激等应有记录。

每次故障和告警出现的时间和次数应有所统计，以便于往后保护，剖析原由。

6.直放站主要指标的测试

有关挪动通讯直放站主要指标的测试应当考虑测试的正确性，也应当考虑测试的成本和使测试简单易操作。

（1）额定输出功率、最大增益、增益调理范围和AGC范围的测试。

---被测直放站增益调到最大，从低向高调信号发生器加给被测直放站的输入电平，使测得的直放站输出达到厂门风明的输出电平Lout（dBm），记录这时直放站的输入电平Lin（dBm），则直放站的最大增益为：

Gmax=Lout-Lin（dB）

（1）

---改变输入电平到Lin′（dBm）和Lin″（dBm）使直放站输出Lout变化不超出规定值△Lout（如1dB或0.5dB），则：

AGC=Lin′-Lin″（dB）

（2）

Lin′为Lout+△Lout时的输入电平，Lin″为Lout-△Lout时的输入电平。

---输入电平回到Lin（dBm），减小直放站增益到最小，读直放站这时的输出电平Loutmin（dBm），直放站的增益调理范围为：

△G=Lout-Loutmin（dB）（3）

丈量额定输出功率时应试虑直放站输出端口到功率计输入端口的衰耗。

其余有好多指标都是在厂方申明的功率上测试的，所以，厂方申明最大输出功率时，应试虑对其余指标（如交调、杂发散射等）的影响。

（2）带宽、带内颠簸和带外克制的测试

应尽量采纳扫频测试，采纳网络剖析仪（矢网、标网），也能够采纳带追踪源的频谱剖析仪，建议介绍后者，因为它的动向范围较大，还可以够减少测试仪器品种，节俭成本。

接通追踪源，中心频次调到被测直放站的中心频次，扫频宽度调到被测直放站带宽的3～7倍（视被测带宽而定，带宽窄时倍数高），输出电平调到被测直放站输入电平为Lin。

频谱剖析仪参照电平调到使被测指标凑近顶刻线。

在频谱剖析仪屏幕上出现滤波器的响应曲线，用标志能够读到-3dB的带宽、带内颠簸和带外克制。

在丈量带内颠簸时，建议减小输入电平Lin，以充足裸露带内的颠簸。

在丈量带外克制时假如丈量仪器的动向范围不够，能够采纳点频法测试。

（3）谐波、交调解杂发散射的测试

交调测试、杂发散射测试

谐波测试信号发生器1接通，信号发生器2封闭，频次f1调到被测直放站中心频次，电平调到被测直放站输入电平Lin再加10dB，在直放站增益调到最大时，用频谱剖析仪测2f1、3f1......的电平。

交调测试两个CW信号发生器的频次f1、f2在被测直放站带内设置并接通，此间隔在测带内交调时应充足得小，保证交调产物2f1-f2和/或2f2-f1落在带内，在测带外交调时，f1、f2的间隔应充足得大，保证交调产物落在带外。

在直放站增益调到最大时用频谱剖析仪的标志功能读出交调产物的幅度。

测试GSM直放站时，总输入电平应提升10dB；

测试CDMA直放站时，总输入电平应为Lin。

杂发散射测试

信号发生器调制方式分别调到GSM或CDMA（视被测直放站种类而定），频次调到被测直放站中心频次，电平调到Lin（dBm），在直放站增益调到最大时用频谱剖析仪丈量9kHz～12.75GHz内除工作频带外的杂发散射电平。

在谐波、交调解杂发散射测试中，应充足考虑直放站输出到频谱剖析仪输入之间所有衰耗的影响。

（4）波形质量恶化量的测试

CDMA信号发生器频次调在被测直放站中心（信道）频次，用波形质量测试仪测出CDMA信号发生器的波形质量RhoG，调CDMA信号发生器电平到Lin，在被测直放站增益调到最大时，按实线连结，用波形质量剖析仪测出这时的波形质量RhoA，则被测直放站传输CDMA信号时波形质量恶化量为：

△Rho=RhoG-RhoA（4）

（5）传输时延的测试

示波器丈量传输时延

往常用矢网剖析仪测试，测试成本很高。

若用示波器丈量传输时延，与矢网测得的结果对比，几乎没有差异。

将信号发生器用≥50kHz的信号作幅度或脉冲调制，在高频数字储存示波器上观察CH2的信号包络对CH1的信号包络的延缓时间，用示波器上的标志能够很正确地读出CH2信号和CH1信号之间的时间差，即为传输时延。

（6）电压驻波比的测试

用矢网和标网都能够测试，我们用带追踪发生器的频谱剖析仪测试。

在频谱剖析仪上，接通追踪源，调中心频次为被测直放站中心频次，调扫频宽度为被测直放站的工作带宽，调追踪源输出电平到反射桥测试端口有被测直放站的最大输入电平。

以开路/短路的反射为参照，测出被测直放站天线端口的回波消耗值。

源输出驻波的测试一直没有解决好，只好在无输出信号或断电状态下测试。

输入驻波测试要考虑被测直放站的蒙受力，假如双工器前有隔绝器，则能够均在断电状况下测试。

（7）噪声系数测试

用噪声系数测试仪丈量噪声系数是特别简单的，但对GSM选频直放站来说，因为仪器带宽远大于被测带宽，所以测试起来特别困难，这时干脆用人工测试。

人工噪声系数测试

被测直放站增益调到最大，在噪声源接通时，从功率计上读功率Ph（mW或μW）；

在噪声源切断时，从功率计上读功率Pc（mW或μW）。

假如噪声源在被测