目錄
產(chǎn)品簡(jiǎn)介
定義
ontent"> 直放站是一種無(wú)線(xiàn)信號(hào)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(wú)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。它與基站相比有結(jié)構(gòu)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(chē)站、體育館、娛樂(lè)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(huà)等問(wèn)題。
隨著移動(dòng)通信市場(chǎng)的迅猛發(fā)展,用戶(hù)越來(lái)越希望可隨時(shí)隨地提供高質(zhì)量通信。為此,移動(dòng)通信服務(wù)商開(kāi)始在室外、建筑物內(nèi)部及地下等電波難以覆蓋的盲區(qū)設(shè)置直放站,以最大限度地滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)于通話(huà)服務(wù)的需求。
智研數(shù)據(jù)研究中心表示,目前,國(guó)內(nèi)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商對(duì)直放站的需求仍然保持上升趨勢(shì),主要是因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商之間競(jìng)爭(zhēng)在逐漸加劇,客戶(hù)對(duì)優(yōu)質(zhì)無(wú)線(xiàn)覆蓋的需求日益增加,以及運(yùn)營(yíng)商在成本效益、增加投資回報(bào)以及業(yè)務(wù)收入方面所承受的壓力日增,因此迫使運(yùn)營(yíng)商們?cè)谶^(guò)去幾年時(shí)間里加大對(duì)無(wú)線(xiàn)覆蓋解決方案的投入,以改善其網(wǎng)絡(luò)素質(zhì)及服務(wù)質(zhì)量,從而增加業(yè)務(wù)收入,提高用戶(hù)滿(mǎn)意率。
作用
直放站屬于中繼器(REPEATER)的一種,是網(wǎng)絡(luò)物理層上面的連接設(shè)備。適用于完全相同的兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)的互連,主要功能是通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的重新發(fā)送或者轉(zhuǎn)發(fā),來(lái)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)木嚯x。 直放站是對(duì)信號(hào)進(jìn)行再生和還原的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 OSI 模型的物理層設(shè)備
直放站是局域網(wǎng)環(huán)境下用來(lái)延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)距離的最簡(jiǎn)單最廉價(jià)的互聯(lián)設(shè)備,操作在OSI的物理層,直放站對(duì)在線(xiàn)路上的信號(hào)具有放大再生的功能。用于擴(kuò)展局域網(wǎng)網(wǎng)段的長(zhǎng)度.僅用于連接相同的局域網(wǎng)網(wǎng)段[3].
直放站(RP repeater)是連接網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路的一種裝置,常用于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間物理信號(hào)的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。中繼器是最簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備,主要完成物理層的功能,負(fù)責(zé)在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理層上按位傳遞信息,完成信號(hào)的復(fù)制、調(diào)整和放大功能,以此來(lái)延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度。由于存在損耗,在線(xiàn)路上傳輸?shù)男盘?hào)功率會(huì)逐漸衰減,衰減到一定程度時(shí)將造成信號(hào)失真,因此會(huì)導(dǎo)致接收錯(cuò)誤。中繼器就是為解決這一問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。它完成物理線(xiàn)路的連接,對(duì)衰減的信號(hào)進(jìn)行放大,保持與原數(shù)據(jù)相同。常用的直放站有手機(jī)信號(hào)直放站、手機(jī)信號(hào)放大器等,以蜂信通手機(jī)信號(hào)放大器為例,是指在無(wú)線(xiàn)通信傳輸過(guò)程中起到信號(hào)增強(qiáng)的一種無(wú)線(xiàn)電發(fā)射中轉(zhuǎn)設(shè)備,其基本功能就是一個(gè)射頻信號(hào)功率增強(qiáng)器。在下行鏈路中,由施主天線(xiàn)現(xiàn)有的覆蓋區(qū)域中拾取信號(hào)。通過(guò)帶通濾波器對(duì)帶通外的信號(hào)進(jìn)行極好的隔離,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,從而達(dá)到基地站與手機(jī)的信號(hào)傳遞。
一般情況下,中繼器的兩端連接的是相同的媒體,但有的中繼器也可以完成不同媒體的轉(zhuǎn)接工作。從理論上講中繼器的使用是無(wú)限的,網(wǎng)絡(luò)也因此可以無(wú)限延長(zhǎng)。事實(shí)上這是不可能的,因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中都對(duì)信號(hào)的延遲范圍作了具體的規(guī)定,中繼器只能在此規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行有效的工作,否則會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)故障。
種類(lèi)
?。?) 移動(dòng)通信直放站的種類(lèi)
從傳輸信號(hào)分有GSM直放站、CDMA直放站、WCDMA直放站、TD-SCDMA、LTE直放站;
從安裝場(chǎng)所來(lái)分有室外型機(jī)和室內(nèi)型機(jī);
從傳輸帶寬來(lái)分有寬帶直放站和選頻(選信道)直放站;
從傳輸方式來(lái)分有無(wú)線(xiàn)直放站、光纖傳輸直放站和移頻傳輸直放站。
類(lèi)型
(2) 移動(dòng)通信直放站的類(lèi)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(guò)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(chē)場(chǎng)、地鐵、隧道、高層建筑的辦公室、娛樂(lè)場(chǎng)所、電梯或私人住宅等基站信號(hào)所無(wú)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)或邊遠(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(hù)的要求不同,所需的CDMA直放站的類(lèi)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(chē)場(chǎng)、地下隧道、商場(chǎng)、電梯等基地信號(hào)無(wú)法到達(dá)的盲區(qū),提高了覆蓋范圍增強(qiáng)了信號(hào)覆蓋延伸。
WCDMA直放站是為了消除移動(dòng)通信網(wǎng)覆蓋盲區(qū)和弱信號(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高樓大廈影響而產(chǎn)生的室外局部信號(hào)信號(hào)陰影區(qū),地下停車(chē)場(chǎng)、地下隧道、商場(chǎng)、電梯等基站無(wú)法到達(dá)信號(hào)的盲區(qū),提高了信號(hào)覆蓋的范圍增強(qiáng)了信號(hào)覆蓋延伸。和微蜂窩的覆蓋效果類(lèi)似。
TD-SCDMA直放站是為了消除移動(dòng)通信網(wǎng)覆蓋盲區(qū)和弱信號(hào)。
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)兩部分組成,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?、選帶、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(xiàn)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)。
構(gòu)成
移動(dòng)通信直放站的構(gòu)成因種類(lèi)而異。
?。?) 無(wú)線(xiàn)直放機(jī)
下行從基站接收信號(hào),經(jīng)放大后向用戶(hù)方向覆蓋;上行從用戶(hù)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。
?。?) 選頻式直放站
為了選頻,將上、下行頻率下變頻為中頻,進(jìn)行選頻限帶處理后,再上變頻恢復(fù)上、下行頻率。
?。?) 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。
?。?) 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。
應(yīng)用
?。?) 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(wú)線(xiàn)直放站來(lái)說(shuō),信號(hào)的隔離顯得尤為重要。無(wú)線(xiàn)直放站是從空間接收信號(hào),勢(shì)必要求空間信號(hào)盡可能純凈;而在基站較為密集區(qū)域,分離不同基站或扇區(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(xiàn)信號(hào)的引入方式,比如光纖直放站。在不具備使用光纖直放站條件的場(chǎng)所,只能采用無(wú)線(xiàn)直放站,但其施主天線(xiàn)必須具有足夠的方向選擇性。
針對(duì)各類(lèi)地區(qū)及應(yīng)用場(chǎng)所,由于基站的密集性、用戶(hù)話(huà)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(hù)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(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)或光纖直放站。城市邊緣地區(qū),主要是解決信號(hào)覆蓋問(wèn)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(wú)光纖資源時(shí),可利用無(wú)線(xiàn)直放站進(jìn)行延伸覆蓋。采用方向性好的施主天線(xiàn)提取較為純凈的源信號(hào),輸出功率為5W/10W,等同于基站的輸出,達(dá)到較好的覆蓋效果率。
郊區(qū)、鄉(xiāng)村
郊區(qū)、鄉(xiāng)村主要是解決覆蓋問(wèn)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(wú)光纖資源但又能收到基站信號(hào)的地區(qū),可采用無(wú)線(xiàn)直放站解決覆蓋問(wèn)題。特殊情況下,還可采用移頻直放站來(lái)增加覆蓋距離。
?。?) 直放站的應(yīng)用場(chǎng)合
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(shù)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。
典型應(yīng)用
以下是直放站的幾種典型應(yīng)用
在進(jìn)行無(wú)線(xiàn)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(jiàn),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
郊區(qū)重點(diǎn)村鎮(zhèn)居民區(qū)的覆蓋
“L”型覆蓋
臨時(shí)性會(huì)議地點(diǎn)的應(yīng)急覆蓋
開(kāi)闊地域的覆蓋
需要指出的是,如果直放站所在地300m處,通過(guò)開(kāi)頭直放站的方法,若能檢查出直放站有25dB以上的增益,則說(shuō)明直放站的工作狀態(tài)已經(jīng)是比較好的。由此可見(jiàn),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(xiàn)則必須有更高的鐵塔和高增益的定向天線(xiàn),這樣可以在單一方向延伸覆蓋10km左右。
產(chǎn)品要求
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。
?。?) 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(guò)信息產(chǎn)業(yè)部無(wú)線(xiàn)電管理局規(guī)定的最大限值的情況下,應(yīng)分成若干等級(jí)供用戶(hù)選用,下行主要考慮覆蓋,上行保證基站滿(mǎn)意接收。因此,下行一般大于上行。
為了保證輸出功率穩(wěn)定和避免輸出非線(xiàn)性,帶有≮10dB的自動(dòng)增益控制(AGC)看來(lái)是必要的。
(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。
?。?) 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(wú)用信號(hào),可以提出一樣的要求。
對(duì)GSM直放站,按YD/T 883-1999和ETS 300 609要求是合適的,對(duì)CDMA直放站,只有按YD/T 1047-2000來(lái)要求了。
?。?) 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。
?。?) 傳輸時(shí)延信號(hào)通過(guò)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,可能分別達(dá)到5μs和10μs。
?。?) 噪聲系數(shù)
這是直放站靈敏度的表征,按技術(shù)水平,做到4~6dB應(yīng)是不成問(wèn)題的。
?。?)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(kāi)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(lèi)的要求,應(yīng)視情況而定??梢宰鳛檫x項(xiàng),有也不必過(guò)分復(fù)雜,因?yàn)橹狈耪井吘共皇腔?,?fù)雜了成本必然增加。
?。?0) 安全要求
應(yīng)有接地裝置、耐壓和絕緣等要求。
?。?1) 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。
總之,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(lái)說(shuō),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)行著重討論。
其他信息
直放站的工作帶寬。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(lái),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(中國(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(zhuān)門(mén)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(mǎn)足多功波是沒(méi)有必要的,直放站都工作在話(huà)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)發(fā)展的,過(guò)渡性產(chǎn)品,當(dāng)需要第二載波時(shí),直放站已被基站取代。
直放站的最大輸出功率。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(méi)有必要的。取大輸出功率+33~38dBm較為合適。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達(dá)到+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(xiàn)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(xiàn)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達(dá)到+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,直放站的增益很難達(dá)到80dB以上,所以直放站的最大輸出功率指標(biāo)定的過(guò)高實(shí)際意義不大。
反向信道接收端應(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(wú)直放站)手機(jī)發(fā)射電平很少超過(guò)+15dBm。在加入直放站后,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。這主要是加入直放站后,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。
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,大部分在高塔上作業(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(méi)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(lái)好感,想念安裝過(guò)直放站的人都有切身的體會(huì),將一個(gè)重量超過(guò)25kg、體積龐大的直放站搬上50m高的鐵塔是多么的困難。
軟件的操作界面要方便。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(huà)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(kāi)始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(xiàn)和基站參數(shù),一步一步地向下進(jìn)行,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)行選擇,很利于現(xiàn)場(chǎng)操作。
直放站應(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),用電話(huà)線(xiàn)采用MODEM遙控可能性滿(mǎn)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(méi)有必要購(gòu)買(mǎi)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)行檢查就不用再爬塔。
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(guò)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
指標(biāo)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。
?。?) 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)得的直放站輸出達(dá)到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(guò)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(xiàn)。在頻譜分析儀屏幕上出現(xiàn)濾波器的響應(yīng)曲線(xiàn),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)量儀器的動(dòng)態(tài)范圍不夠,可以采用點(diǎn)頻法測(cè)試。
?。?) 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(lèi)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。
?。?) 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(xiàn)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
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。
源輸出駐波的測(cè)試始終沒(méi)有解決好,只能在無(wú)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。
?。?) 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(lái)說(shuō),由于儀器帶寬遠(yuǎn)大于被測(cè)帶寬,所以測(cè)試起來(lái)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(lái)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(gòu)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。
優(yōu)缺點(diǎn)
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。
(2)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(guò)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(wèn)題后不易察覺(jué)。
?。?)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(xiàn)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;由于中國(guó)的人口密度很大,直放站和基站的安裝比例不應(yīng)過(guò)大,如果沒(méi)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)發(fā)展的過(guò)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(huà)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)基站的覆蓋不足,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。
選擇安裝
在進(jìn)行直放站天線(xiàn)選擇與安裝的過(guò)程中,除了要保證直放站良好接收施主基站的信號(hào)以外,還要注意保證直放站的施主天線(xiàn)與業(yè)務(wù)天線(xiàn)之間的隔離要求,避免直放站的性能惡化。以下介紹一些在直放站天線(xiàn)選擇與安裝過(guò)程中的注意點(diǎn):
根據(jù)具體的信號(hào)情況,以及覆蓋的需要,選擇合適的天線(xiàn)增益; 由于直放站屬于同頻中繼系統(tǒng),所以一般不能采用全向天線(xiàn),否則可能引起系統(tǒng)自激。施主天線(xiàn)與施主基站天線(xiàn)之間是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信,所以應(yīng)選擇具有高增益和窄水平波束的天線(xiàn)應(yīng)當(dāng)最適合。一般采用角反射天線(xiàn)、對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)和拋物面天線(xiàn),以避免引入不必要的導(dǎo)頻信號(hào);業(yè)務(wù)天線(xiàn)根據(jù)需要覆蓋區(qū)域的不同特點(diǎn)來(lái)選擇。如要覆蓋一個(gè)很大區(qū)域,這種天線(xiàn)可以是普通基站使用的定向型天線(xiàn),但須具有較高的增益;要進(jìn)行隧道覆蓋時(shí),可選用八木天線(xiàn)或螺旋狀天線(xiàn);在室內(nèi)環(huán)境下,經(jīng)常要求使用特殊設(shè)計(jì)的室內(nèi)天線(xiàn),室內(nèi)天線(xiàn)通常需設(shè)計(jì)得不易引人注目,但不需要象普通的基站天線(xiàn)那樣應(yīng)具備在惡劣環(huán)境的要求,室內(nèi)業(yè)務(wù)天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)要引入較多的電纜和導(dǎo)致分配器損耗,因而通常僅使用于覆蓋較小的區(qū)域。無(wú)論在哪種場(chǎng)合下,業(yè)務(wù)天線(xiàn)的發(fā)射方向應(yīng)該嚴(yán)格控制,以保證業(yè)務(wù)信號(hào)不會(huì)饋入施主天線(xiàn);如果施主天線(xiàn)與施主基站滿(mǎn)足視距傳輸,拾取的信號(hào)相對(duì)純凈。施主天線(xiàn)采用方向性好的窄波束定向天線(xiàn),也有利于提高拾取信號(hào)的純凈度。
天線(xiàn)方向圖:安裝天線(xiàn)時(shí),應(yīng)使一副天線(xiàn)的天線(xiàn)方向圖的零點(diǎn)對(duì)應(yīng)另一副天線(xiàn)的天線(xiàn)方向圖的零點(diǎn)。天線(xiàn)通常背靠背安裝,這種情況下選擇高前后比的天線(xiàn)很重要。一般要求天線(xiàn)的前后比最好在30db以上。
垂直分離:直放站天線(xiàn)在垂直方向通常波瓣較窄,當(dāng)業(yè)務(wù)天線(xiàn)和施主天線(xiàn)垂直安裝時(shí),它們的垂直面方向圖會(huì)有零點(diǎn)相對(duì),可以獲得較高的天線(xiàn)隔離度。
微波中繼處,天線(xiàn)要用高增益拋物面天線(xiàn),安裝時(shí)要注意:如果采用柵格拋物面天線(xiàn),那么需要極化正交安裝,兩個(gè)天線(xiàn)的極化要和基站側(cè)、用戶(hù)側(cè)的所用天線(xiàn)的極化一致;天線(xiàn)要安裝在平臺(tái)的兩端,最好能上下錯(cuò)開(kāi),這樣可以增大兩個(gè)天線(xiàn)之間的隔離度。
環(huán)境因素:天線(xiàn)周?chē)h(huán)境可能影響天線(xiàn)隔離度,環(huán)境因素包括:天線(xiàn)正面近處是否存在反射物、天線(xiàn)安裝塔的材質(zhì)、施主天線(xiàn)和業(yè)務(wù)天線(xiàn)間是否存在屏蔽物或設(shè)置屏蔽網(wǎng)。
可以考慮將施主基站的施主扇區(qū)的天線(xiàn)采用與其他扇區(qū)和基站不同的交叉極化方式,以便直放站有效地選擇來(lái)自施主扇區(qū)的導(dǎo)頻;在直放站應(yīng)用中,對(duì)于光纖直放站而言,天線(xiàn)隔離要求同普通直放站的要求基本一致。
優(yōu)點(diǎn)
直放站與基站相比較,其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)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。
(2)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(kāi),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(hù)較少,投資效益較差,可以用一部分直放站代替基站。用戶(hù)發(fā)展起來(lái)后現(xiàn)更換為基站,替換下來(lái)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)發(fā)展。
?。?)由于不需要土建和傳輸電路的施工,建網(wǎng)迅速。
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