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1、本期技術(shù)講座移動(dòng)通信直放站 在移動(dòng)通信迅速發(fā)展的今天,無(wú)論何種無(wú)線通信的覆蓋區(qū)域都將產(chǎn)生弱信號(hào)區(qū)和盲區(qū),而對(duì)一些偏遠(yuǎn)地區(qū)和用戶(hù)數(shù)不多的盲區(qū),要架設(shè)模擬或數(shù)字基站成本太高,基礎(chǔ)設(shè)施也較復(fù)雜,為此提供一種成本低、架設(shè)簡(jiǎn)單,卻具有小型基站功能的經(jīng)濟(jì)有效的設(shè)備-直放站是很有必要的。為此,移動(dòng)通信服務(wù)商們開(kāi)始在基地之外的建筑物內(nèi)部及地下等電波盲區(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)的要求。國(guó)內(nèi)直放站市場(chǎng)形成之初,主要是使用消防用無(wú)線設(shè)備和調(diào)頻(FM)廣播接收直放站。進(jìn)入90年代后半期以來(lái),在移動(dòng)通信手機(jī)迅速普及的帶動(dòng)下,直放站市場(chǎng)得到了持續(xù)的發(fā)展。直放站可以擴(kuò)大已建模擬和數(shù)字移動(dòng)通信基站的覆蓋范
2、圍,是解決盲區(qū)、邊遠(yuǎn)地區(qū)移動(dòng)通信的最經(jīng)濟(jì)有效的手段。一、直放站概述1. 直放站的定義2. 直放站的種類(lèi)與類(lèi)型3. 移動(dòng)通信直放站的構(gòu)成4. 直放站的應(yīng)用5. 對(duì)移動(dòng)通信直放站的要求6. 直放站主要指標(biāo)的測(cè)試7、直放站與基站的優(yōu)劣性比較二、GSM直放站GSM移動(dòng)通信寬帶直放站2. GSM移動(dòng)通信頻帶選擇直放站3. GSM移動(dòng)通信信道選擇直放站三、CDMA移動(dòng)通信直放站 1. CDMA直放站的特點(diǎn)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)4. CDMA直放站應(yīng)用組網(wǎng)5. CDMA直放站產(chǎn)品類(lèi)型6. CDMA直放站采用的關(guān)鍵技術(shù)7. 使用CDMA直放站的幾個(gè)基本原則8. CDM
3、A直放站對(duì)900MHz GSM系統(tǒng)的干擾問(wèn)題9. CDMA直放站對(duì)CDMA系統(tǒng)的干擾附錄 :800MHz CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)直放站部分的技術(shù)要求和測(cè)量方法(草案)四、 SM/CDMA光纖直放站1. 光纖直放站的特點(diǎn)2. 光纖直放站的傳輸方式3. 光纖直放站的工作原理4. 光纖直放站的主要指標(biāo)5. 光纖直放站應(yīng)用及組網(wǎng)圖6. 光纖直放站工程設(shè)計(jì)原理與舉例7. 光纖直放站設(shè)計(jì)中需考慮的問(wèn)題8. 使用案例五、 動(dòng)通信直放站工程設(shè)計(jì)與調(diào)測(cè)i. 前期勘測(cè)及理論測(cè)算2站址選擇及定位3確定施主天線及重發(fā)天線的安裝4測(cè)量收發(fā)隔離度5設(shè)備調(diào)整與調(diào)測(cè)6路測(cè)優(yōu)化7工程設(shè)計(jì)確認(rèn)8 工程設(shè)計(jì)中需要注意的幾個(gè)問(wèn)
4、題9 直放站上下行平衡的說(shuō)明六、 移動(dòng)通信直放站的選型與工程安裝1. 直放站選型時(shí)需要注意的問(wèn)題2、安裝直放站時(shí)需要注意的幾個(gè)問(wèn)題3、直放站要充分發(fā)揮其性能需具備的條件4、直放站的工程服務(wù)七、 直放站工程安裝時(shí)常見(jiàn)問(wèn)題解答正文 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(wú)線通信傳輸過(guò)程中起到信號(hào)增強(qiáng)的一種無(wú)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(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
5、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。 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(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
6、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。 2.直放站的種類(lèi)與類(lèi)型(1) 移動(dòng)通信直放站的種類(lèi) - 從傳輸信號(hào)分有GSM直放站和CDMA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(lèi)型GSM移動(dòng)通信直放站 GSM移動(dòng)通信直放站是解決基
7、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)。
8、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?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
9、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(lèi)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(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。(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)行選頻限帶處理后,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
10、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(wú)線直放站來(lái)說(shuō),信號(hào)的隔離顯得尤為重要。無(wú)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,建議盡量采用有線信號(hào)的引入方式,比如光纖直放站。在
11、不具備使用光纖直放站條件的場(chǎng)所,只能采用無(wú)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(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
12、明顯加劇。因此,在城市密集區(qū)應(yīng)當(dāng)采用小功率(1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10的光纖直放站。 無(wú)光纖資源時(shí),可利用無(wú)線直放站進(jìn)行延伸覆蓋。采用方向性好的施主天線提取較為純凈的源信號(hào),輸出功率為5/10,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(10/20)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)線直放站解決覆蓋問(wèn)題。特殊情況下,還可采用移頻直
13、放站來(lái)增加覆蓋距離。 (2) 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);
14、60; 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)行無(wú)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(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
15、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(kāi)通后,直放站西側(cè)一段約35km公路信號(hào)明顯改善;直放站東側(cè)使通信距離又延伸810km。 郊區(qū)重點(diǎn)村鎮(zhèn)居民區(qū)的覆蓋某一村鎮(zhèn)離基站56km,由于該鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)條件較好,手機(jī)用戶(hù)較多。無(wú)直放站時(shí),地面信號(hào)在-90-95dBm左右,室外通信正常但無(wú)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500800m內(nèi)的室內(nèi)覆
16、蓋(指一般居民樓)。 “L”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)根本無(wú)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(hù)的通信問(wèn)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)
17、,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。 開(kāi)闊地域的覆蓋人口分布較少的開(kāi)闊地域是使用直放站進(jìn)行覆蓋的典型場(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(jué)到直放站的增益作用。但距離超過(guò)5km以后,直放站的增益作用就迅速消失,用手機(jī)進(jìn)行基站接收信號(hào)電平測(cè)試,無(wú)論直放站是否工作,接收電平都沒(méi)有明顯變化。這是因?yàn)樵谄皆_(kāi)闊地區(qū),房屋建筑和地形地
18、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。 比如在離基站12km A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(由于距離增加不足三分之一,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)行接收信號(hào)電平測(cè)量(離直放站過(guò)近,將離開(kāi)天線的主瓣,計(jì)算誤差較大),假如測(cè)得導(dǎo)頻電平為-70dBm,就可估算出直放站在
19、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(lèi)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(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
20、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)。(1) 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(wú)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(guò)±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)
21、,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。 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(lái)計(jì)算。 為了保證輸出功率穩(wěn)定和避免輸出非線性,帶有10dB的自動(dòng)增益控制(AGC)看來(lái)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)定增益容差比較合適。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
22、達(dá)到額定值。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(chēng)之為濾波器的形狀系數(shù))來(lái)衡量。對(duì)寬帶直放站來(lái)講,這一形狀系數(shù)做到1.6是不成問(wèn)題的,但對(duì)選頻
23、直放站而言,形狀系數(shù)可能要達(dá)到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(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。(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(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1s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5s和10s。(7) 噪聲系數(shù) 這是直放站靈敏度的表征,
24、按現(xiàn)在技術(shù)水平,做到46dB應(yīng)是不成問(wèn)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1.41.5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。(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
25、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(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。 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(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(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
26、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+3338dBm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
27、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+2530dBm。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
28、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D
29、OS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。 下放站應(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
30、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。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
31、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
32、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37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
33、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
34、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9kHz12.75GHz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)
35、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。若用示波器測(cè)量傳輸時(shí)延,與矢網(wǎng)測(cè)得的結(jié)果相比,幾乎沒(méi)有差別。 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
36、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(kāi)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(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。(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(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)
37、,從功率計(jì)上讀功率Ph(mW或W);在噪聲源切斷時(shí),從功率計(jì)上讀功率Pc(mW或W)。 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。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
38、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)。(3)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。(4
39、)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。(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。(4)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)。(5)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
40、發(fā)揮。(6)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(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
41、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(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。如圖2-1所示了GSM移動(dòng)通信直放站原理圖。圖4-1 GSM移動(dòng)通信直放站原理圖為了滿(mǎn)足不同環(huán)境及技術(shù)要求,GSM直放站主
42、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2-1 GSM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
43、0; 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
44、組網(wǎng)如圖2-2所示。圖2-2 GSM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2-3 GSM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(mǎn)足不同客戶(hù)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
45、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2-4 GSM移動(dòng)通信信道選擇直放站方框圖(2) 主要性能特點(diǎn):
46、 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)
47、60; 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(wú)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(wú)線信號(hào)延伸無(wú)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)
48、務(wù),平衡各小區(qū)的話(huà)務(wù)量,在“導(dǎo)頻污染”地區(qū)強(qiáng)化主導(dǎo)頻等等,以達(dá)到低成本擴(kuò)大無(wú)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(lèi)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(mǎn)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)等部分組成。如圖3-1所示了CDMA移動(dòng)通信直放站原理圖。圖3-1 CDMA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)
49、; 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)行選擇處理 采用高線性功率放大器,低互調(diào)、低雜散,增益線性?xún)?yōu)良,信號(hào)波動(dòng)小, 對(duì)基站無(wú)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),避免與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
50、 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 &
51、#160; 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 2s 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5-2 CDMA直放站組網(wǎng)示意圖5. CDMA直放站產(chǎn)品類(lèi)型基于CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求,可能采用以下各種類(lèi)型的直放站
52、。 (1) 不同帶寬的直放站目前聯(lián)通新時(shí)空開(kāi)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:1/5/10/20,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(10/20),室內(nèi)直放站則采用小功率工作方式(1/2/5),室外應(yīng)用的直放站設(shè)備最大輸出功率不超過(guò)10。(3) 不同接入方式的直放站應(yīng)用的場(chǎng)合不同,接入方式
53、也有差別,主要接入方式有直接耦合和空間耦合,無(wú)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(kāi)發(fā)過(guò)程中,采用了一系列的關(guān)鍵技術(shù)以滿(mǎn)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,
54、對(duì)功放的線性度也提出了很高的要求,如、3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(guò)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)結(jié)構(gòu)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,為了避免直放站設(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)
55、備(如選頻型),還要采用變頻、中頻濾波等技術(shù)。(6) 光傳輸技術(shù)光纖直放站利用光纖進(jìn)行信號(hào)的傳輸,需要信號(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)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
56、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。 (3)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(wú)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,避免放大第二導(dǎo)頻,選用的施主天線增益應(yīng)盡可能滿(mǎn)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。 (4)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
57、對(duì)900MHz GSM系統(tǒng)的干擾問(wèn)題干擾是一個(gè)相互作用的問(wèn)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(wèn)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(lái)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。它體現(xiàn)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
58、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(guò)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(guò)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)送和接受單元,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(wú)法克服的,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
59、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(wú)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(hù)天線的隔離要求,若增益為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
60、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870MHz880MHz,其濾波特性為60dB。根據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部800MHz CDMA直放站870MHz880MHz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f>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800MHz CDMA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869MHz894MHz,所以,CDMA的帶外信號(hào)將達(dá)到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870MHz880MHz,所以大多數(shù)直放站(在中國(guó)市場(chǎng)銷(xiāo)售的)的雙工濾波器的帶寬為870MHz880MHz,其濾波特性為60dB。所以,直放站CDMA的帶外信號(hào)不會(huì)達(dá)到890MHz附近。(2) 克服干擾的解決方案為了克服干擾,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)
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