天線室內(nèi)覆蓋原理

1、天線、室內(nèi)覆蓋工作原理第一章 天線的基本原理一、 基本電振子的工作原理當(dāng)電流通過導(dǎo)體的時候，就會產(chǎn)生磁場。當(dāng)導(dǎo)體放置在磁場的時候，就會產(chǎn)生電流。這個就是天線的基本原理。在研究天線的工作原理前，我們先把天線分解，從基本電振子開始，到電對稱振子，最后是天線陣列，也就是我們通常使用的“天線”。基本電振子是指無限小的線電流單元，其長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于磁場的波長，所以，基本電振子上電流的振幅和相位處處相同。我們不必關(guān)心基本電振子輻射場的計算公式，只需要了解其輻射場的形狀即可，入下圖所示：基本電振子具有方向性，在不同方向相同距離的點，其場強是不同的，所以在進(jìn)行不同數(shù)量基本電振子疊加的時候，得出的將是不同的場強形狀

2、。二、 電對稱振子的工作原理實際使用到的線電流導(dǎo)體，不可能只是一個點，而是具有一定的長度。我們可以利用疊加原理，用積分求和將基本振子在一定長度導(dǎo)體上的場強疊加起來。工程中用得最多得是電對稱振子，其由兩根相同性質(zhì)的直導(dǎo)線順序排列構(gòu)成，兩根導(dǎo)線中間饋電，如下圖：電對稱振子隨著長度（L）的增加，L/的比值也增加，方向圖將變得尖銳，當(dāng)L/2的時候，輻射場除了主瓣外還出現(xiàn)了旁瓣，當(dāng)L的時候，在垂直于振子軸線的方向上沒有輻射。通常，我們最關(guān)心的是半波振子（2L=/2）和全波振子（2L=）時候的輻射場。三、 天線陣列的工作原理我們總希望天線的能量集中在我們需要的某個區(qū)域，基本振子和電對稱振子的方向性都不強，

3、為了增加天線的方向性，可以將多個電對稱振子組成天線陣，通過調(diào)整每個天線單元的形狀、相互位置和電流大小，就可以對天線陣的振幅和相位進(jìn)行控制，得出我們需要的場強形狀圖。影響天線陣場強分布的因素有：1、 天線單元數(shù)2、 天線單元的相互位置3、 天線單元的電流4、 天線單元電流的相位四、 天線的基本特性1. 方向發(fā)射天線在空間各個方向上輻射的能量不是平均的，接收天線對于空間各個方向上接收到的信號能量也是不平均的。我們可以用極坐標(biāo)來表示天線在垂直方向和水平方向的方向圖。一般地，我們認(rèn)為天線發(fā)射和接收的能力集中在半功率角內(nèi)，超過半功率角的范圍，天線各個方面的性能將大大降低。在半功率角內(nèi)的輻射場我們叫做主波

4、束寬度，其定義為：在主波束范圍內(nèi)，功率下降到為最大值一半（信號衰落3dB）的兩點之間的夾角。上圖左邊的是水平方向角，右邊的是垂直方向角。請注意垂直方向圖中主瓣上方的旁瓣，該旁瓣越小越好，因為當(dāng)天線下傾的時候，該旁瓣是造成對其它小區(qū)天線干擾的主要原因。一般市區(qū)取用水平半功率角少（一般為6°）的天線，以減少干擾，郊區(qū)采用水平半功率角較大（一般為13°）的天線，以增強覆蓋。垂直半功率角（市區(qū)一般用較大的（1315°），郊區(qū)一般用（69°）。2. 增益天線的增益是表示天線在某一特定方向上能量被集中的能力。增益的定義： 在相同的輸入功率下，天線在最大輻射方向上某點

5、產(chǎn)生的輻射功率密度和將其用參考天線替代后在同一點產(chǎn)生的輻射功率密度之比值。對于參考天線為各向同性天線，增益用dBi表示；對于參考天線為半波振子天線，增益用dBd表示。由于半波振子本身有2.14dBi的增益，所以0dBd2.14dBi。3. 極化極化是指在垂直于傳播方向的波陣面上，電廠強度矢量端點隨時間變化的軌跡。如果軌跡為直線，則稱為線極化波，如果軌跡為圓形或者橢圓形，則稱為圓極化波或者橢圓極化波。通?；臼褂玫亩际蔷€極化天線，它可以產(chǎn)生垂直的極化波。也有雙極化天線，它可以產(chǎn)生垂直和水平的極化波。4. 帶寬帶寬是指天線處于良好工作狀態(tài)下的頻率范圍。超過這個范圍，天線的各項性能將變差。第二章 基

6、站天線的應(yīng)用一、 基站天線的類型1. 全向天線全向天線在水平方向功率均勻地輻射，在垂直方向能量集中。可以將半波振子按照直線排列，振子單元數(shù)量每增加一倍，增益增加3dB，通常9dBd的全向天線，高度為3米。在施工上，發(fā)射天線和接收天線安裝的方向是相反的，通常發(fā)射天線朝下安裝。2. 定向天線定向天線在垂直和水平方向上都具有方向性，其一般是由直線天線陣加上反射板構(gòu)成，也可以直接采用方向天線（八木天線），其增益在920dBd左右。高增益的天線，其方向圖將會非常狹窄。3. 智能天線智能天線最早應(yīng)用于軍事用途，在20世紀(jì)90年代，開始應(yīng)用在GSM上。智能天線技術(shù)在3G系統(tǒng)中將顯得非常重要。智能天線分兩類：

7、多波束智能天線和自適應(yīng)智能天線。目前移動通信采用的是多波束智能天線，主要是由于其應(yīng)用不需要對原有的設(shè)備進(jìn)行太大的改動。普通天線在一個扇區(qū)只有一個主波束，而多波束智能天線在一個扇區(qū)內(nèi)將由數(shù)個波束覆蓋，每個波束的指向是固定的。它采用波束切換技術(shù)，當(dāng)MS在小區(qū)內(nèi)移動的時候，基站自動選擇不同的波束，是接收信號最強。多波束天線雖然不能保證信號的最佳接收，但是實現(xiàn)方式簡單，無需判斷所接收信號的方向。4. 其它特殊的天線例如泄漏同軸電纜，它能夠起到連續(xù)不斷的覆蓋作用，主要用于室內(nèi)覆蓋和隧道的覆蓋。但是價格昂貴。二、 天線分集技術(shù)在無線傳播上，普遍存在著多徑衰落，使得無線信號在某一時刻可能嚴(yán)重衰落，我們不可能

8、過多地提高發(fā)射功率來補償衰落的影響。經(jīng)過試驗，在同一時間兩個接收信道同時嚴(yán)重衰落的可能性非常小。所以，為了解決多徑衰落對無線傳播的影響，需要分集接收。特別是在城市里，分集接收顯得更加重要。1. 共有四種分集合并技術(shù)：1) 選擇合并SEC2) 轉(zhuǎn)換合并SWC3) 等增益合并EGC4) 最大比合并MRC2. 分集技術(shù)按照其工作方式分為：1) 空間分集2) 極化分集3) 頻率分集4) 時間分集5) 角度分集6) 能量分集3. 分集技術(shù)按照性質(zhì)分為：1) 微分集微分集只利用接收機進(jìn)行分集，其原理是兩個在相同小區(qū)內(nèi)的接收機接收同一個發(fā)射源的信號時，兩路信號同時嚴(yán)重衰落的概率非常小。所以利用兩個接收機可以

9、有效地改善接收質(zhì)量。2) 宏分集宏分集允許MS同時鏈接在幾個小區(qū)上，即MS同時接收幾個小區(qū)的信號，幾個小區(qū)的傳播環(huán)境完全不同。宏分集比微分集更能改善信號的接收質(zhì)量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)小區(qū)之間無縫切換（軟切換）。目前CDMA95已經(jīng)采用宏分集。4. 在GSM中兩種常用的分集方式1) 空間分集空間分集要求配備兩副接收天線以提供兩路互不相關(guān)的同一信號，從而達(dá)到解決多徑衰落的作用。在施工中，我們會把兩副天線在水平位置上隔離一段距離來實現(xiàn)分集接收。要達(dá)到同樣的分集效果，垂直間隔距離要比水平間隔距離大5倍左右，所以在施工上不會采取垂直間隔。一般地，只要兩副天線的相關(guān)系數(shù)小于0.7，就能夠達(dá)到分集接收的要求。分集

10、接收與以下因素有關(guān)：a) 天線高度，越低，效果越好。b) 兩副天線的間隔距離，越大，效果越好。c) 兩副天線中心線和移動臺之間的夾角，夾角越小，效果越好。當(dāng)夾角為90°時，可以認(rèn)為沒有分集接收。d) 發(fā)射頻率，頻率越高，效果越差，呈線性變化。e) 移動臺與周圍障礙物的距離，通常是以移動臺被周圍障礙物包圍的半徑來確定，半徑越小，效果越好。2) 極化分集空間分集存在著方向性，在實際通話中，手機天線很少能夠和基站天線一樣保持垂直，而且經(jīng)過無線環(huán)境多次反射后到達(dá)基站天線的信號未必能夠保持相同的方向，所以，空間分集在實際使用過程中得到的分集增益總要比理論計算的要小。在這種情況下，采用極化分集會

11、得到比較好的效果。極化分集的天線一般是在同一根天線中的極化平面上，布置兩個互相垂直的半波振子所構(gòu)成的交叉振子天線，其實等同于兩副天線。由于發(fā)射功率要分兩路送到天線里，所以下行鏈路會有3dBd損耗。如果使用雙工器，收發(fā)共用一個天線，那每個小區(qū)可以只用一根天線，但是增益要再減少3dB。極化分集天線振子的夾角可以是0°和45°，一般我們采用45°的方式，此時每個振子都能夠接收垂直和水平方向分量的場強，其相關(guān)系數(shù)小于0.3。在室外，使用空間分集比較好。因為移動臺天線的擺設(shè)方向和去極化效應(yīng)（電磁波在多徑環(huán)境中傳播，其極化方向?qū)l(fā)生隨機的改變）在室外，特別是郊區(qū)，影響并不大，

12、而且使用空間分集不會有3dB的損耗。相反，在室內(nèi)，使用極化分集比較好，其另一個好處是沒有空間間隔的限制，利于天線在室內(nèi)狹窄環(huán)境的安裝。三、 天線下傾技術(shù)天線下傾是降低系統(tǒng)內(nèi)干擾最有效的方法之一。利用調(diào)整天線垂直方向的主瓣，使其指向需要覆蓋的區(qū)域，使天線的能量集中在設(shè)計區(qū)域里，既能提高該區(qū)域的信號強度，也減少對其它區(qū)域的干擾。天線下傾的結(jié)果是覆蓋區(qū)域場強的改變，通常情況下，下傾后覆蓋范圍將減少，話務(wù)量降低，同時對其它區(qū)域的干擾也減少。天線下傾有兩種實現(xiàn)方式：機械下傾和電下傾。機械下傾是利用天線的機械裝置來調(diào)節(jié)天線立面對于地平面的角度。電下傾是通過調(diào)節(jié)天線各振子單元的相位來改變天線垂直方向下的主瓣

13、方向，此時天線仍保持與水平面垂直。1、 機械下傾機械下傾天線隨著下傾角的增加，在超過10°后，其水平方向圖將產(chǎn)生變形，在達(dá)到20°的時候，天線前方會出現(xiàn)明顯的凹坑，如下圖所示：我們可以利用這個凹坑來降低正對面小區(qū)的干擾。在城市里，每個小區(qū)的覆蓋范圍不會大，有的只有500米左右，在這種情況下，即使是機械下傾，其下傾角也可以達(dá)到20°，因為雖然有明顯的凹坑，但是500米之內(nèi)的正前方還是可以滿足通話要求，而且，話務(wù)量未必就只集中在正前方，兩旁的話務(wù)還是正常的。2、 電下傾理論上電下傾不會改變天線的水平方向圖。目前有的電下傾天線在出廠時就已經(jīng)默認(rèn)有3°的下傾角。

14、使用電下傾天線，當(dāng)下傾角達(dá)到20°的時候，將可以取得非常好的能量集中效果，但是由于受到天線自身高度的限制，很難取得太大的下傾角。3、 天線下傾示意圖請注意天線垂直方向主瓣上的第一旁瓣，該旁瓣越小越好，因為當(dāng)天線下傾的時候，該旁瓣是造成對其它小區(qū)天線干擾的主要原因。但是當(dāng)天線增益很大的時候，我們也要注意在天線前方將會出現(xiàn)的盲區(qū)。4、 天線下傾的注意事項：1) 無線環(huán)境千變?nèi)f化，計算天線下傾角，除非實地測試，否則很難得到準(zhǔn)確而全面的數(shù)據(jù)，在網(wǎng)優(yōu)工作中，我們只需要采用估算即可。2) 在同一個天線覆蓋區(qū)域內(nèi)，不同的障礙物對電磁波的作用都是不同的。如果要得到理想的下傾效果，我們需要詳細(xì)了解該區(qū)

15、域的建筑物和地形，必要是可以參考各種物質(zhì)對電磁波的阻擋和反射系數(shù)等資料。3) 下傾角和方向圖的變化幅度并不是成正比，利用規(guī)劃軟件，輔助以三維地圖和路測數(shù)據(jù)，這樣計算出來的結(jié)果才準(zhǔn)確。4) 通過天線下傾來解決干擾的同時，要注意覆蓋面積的減少。5) 天線下傾角增加的時候，后瓣的強度也同時增加。需要注意后瓣對其它天線的影響。6) 天線下傾后，要注意相關(guān)基站參數(shù)的調(diào)整，其中包括TRX發(fā)射功率、C1/C2值、空閑模式和激活模式下的滯后值和偏移值等。5、 天線下傾的簡易計算方法下傾角和基站密度、天線高度、天線型號、地形有關(guān)，下傾角的計算比較復(fù)雜，對于地勢平坦地區(qū)，天線覆蓋距離可用以下公式算出。對于一般調(diào)整

16、天線的人員，可直接按表2經(jīng)驗值確定天線下傾角，進(jìn)行調(diào)整：小區(qū)覆蓋距離：d=h/tan(a+0.5*)其中：d:小區(qū)截止覆蓋距離，取值可按本小區(qū)基站到正前方（+-45°方向內(nèi)）最近基站距離（100m-5km以內(nèi)準(zhǔn)確）單位：米。h:天線與地面高度，若基站地勢較高，應(yīng)增加地勢高度。a:天線下傾角（電子下傾天線另加電子下傾角度）。:天線垂直方向半功率角，（垂直3db張角）如果我們不能準(zhǔn)確獲得天線的技術(shù)參數(shù)資料，例如增益，半功率角等，或者不完全熟悉當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和地形的時候，我們可以通過估算的方法來調(diào)整天線下傾。在城區(qū)及附近，或站點較多地區(qū)，頻率復(fù)用密度高，為防止信號覆蓋過遠(yuǎn)，造成同鄰頻干擾或頻

17、繁切換，天線一般必須下傾。對于天線是否下傾，一般城市可選擇：天線前方1.5Km內(nèi)有1個基站、或2.5公里內(nèi)有多個基站的小區(qū)，應(yīng)進(jìn)行天線下傾。城區(qū)附近的站、指向城區(qū)的小區(qū)必須按要求下傾，指向郊區(qū)的小區(qū)天線一般進(jìn)行不超過1/2倍（垂直3db張角）的下傾。通常，天線的長度已經(jīng)能夠反映其基本特性，包括增益和半功率角，所以，我們可以按照以下兩張表來進(jìn)行天線下傾調(diào)整（一般地，下表只適用于還沒有大量實施天線下傾調(diào)整的網(wǎng)絡(luò)）表1：覆蓋截止距離參照表：截止覆蓋距離垂直3dB張角26°（天線長0.7米左右）垂直3dB張角13°（天線長1.3米左右）垂直3dB張角6.5°（天線長2.5

18、米左右）天線掛高下傾10°15°20°5°10°15°5°7°10°20m無影響572 約250 無影響326 133 654 305 168 40m無影響1145 325 無影響653 267 1309 610 337 60m無影響1718 488 無影響980 401 1963 915 506 超過截止距離，場強將比不下傾時快速減弱, 截止距離點上比不下傾時信號強度減少約3db。 圖中深顏色表示不建議采用該種設(shè)置。表2：天線下傾角經(jīng)驗數(shù)值對照表：下傾角定向天線長度(天線外形高度)0.6m1m1.5m2

19、m2.5m垂直3dB角26°17°12°9°6.5°天線掛高30米以上2015119630米以下1512974 一般情況下，下傾角不允許超過：天線垂直方向半功率角+2°第三章 直放站及室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)與原理在移動網(wǎng)絡(luò)中，“直放站”是這幾年興起的一個名詞、一個設(shè)備。隨著網(wǎng)絡(luò)覆蓋的不斷增強和用戶對網(wǎng)絡(luò)要求的不斷提高，直放站被應(yīng)用于很多適當(dāng)?shù)膱龊?，得到了大力地安裝與普及?？梢哉f，直放站已成為移動網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的一個重要部分。也因此，直放站的運行狀況已直接地影響到了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。所以，在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，我們要注意直放站對網(wǎng)絡(luò)的影響，要對直放站進(jìn)行必要

20、的檢測，特別是網(wǎng)絡(luò)變頻之后，由于無線環(huán)境的改變，直放站出現(xiàn)的問題會更多。根據(jù)此情況，也根據(jù)這段時間來的實踐經(jīng)驗，以下談?wù)勚狈耪炯捌涓采w系統(tǒng)。一、 直放站的概念直放站，即是用于對無線信號進(jìn)行中繼放大轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)備。在移動網(wǎng)絡(luò)中，直放站是對宏基站的信號進(jìn)行放大，而不是放大微蜂窩之類的信號。在這里就存在一個“施主小區(qū)”的概念，所謂施主小區(qū)，即是信號被直放站進(jìn)行放大的小區(qū)。二、 直放站的用途在移動通信網(wǎng)絡(luò)中，可以通過使用各類直放站解決邊遠(yuǎn)道路、小住宅區(qū)以及室內(nèi)覆蓋盲區(qū)，擴大覆蓋范圍。特別是這一兩年起，直放站得到了迅速地發(fā)展?，F(xiàn)在，通過安裝直放站以解決覆蓋的場所一般是：高樓電梯、酒吧、娛樂廣場、商場、酒店、

21、工廠、有小段盲區(qū)的公路、鐵路或者隧道以及小住宅區(qū)。之前有理論上講，“偏遠(yuǎn)地區(qū)也可以通過直放站來解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋”，我認(rèn)為這是不合實際的。要知道，直放站要放大信號就需要在直放站所處位置接收到的施主小區(qū)的信號有-75dBm以上才有效果的，如果信號低于-80dBm或更弱則無法進(jìn)行再放大或者即使可放大也效果不大，而對于偏遠(yuǎn)村莊，連信號都沒有或者信號很弱（-90幾dBm左右），這樣，直放站根本就沒用。而我在這里所講的“小住宅區(qū)”，只是說剛好在小山凹或者被小山阻擋的十把戶小村以及市區(qū)中樓房密集的小住宅區(qū)。所以，有時我們在做網(wǎng)絡(luò)普查提建議時，就要注意這點了。三、 直放站的分類直放站可以是室內(nèi)安裝，也可以是室外安

22、裝。對于道路或者小村莊，直放站就是室外安裝；而市區(qū)、城鎮(zhèn)中的直放站基本是室內(nèi)安裝。從類型上講，直放站分選頻直放站和寬帶直放站。選頻直放站有2選頻、4選頻、6選頻和最多8選頻；而寬帶直放站可以是整個900頻段的放大，也可以是900頻段中的某一頻段。選頻直放站的價格與多少選頻是相關(guān)的，2選頻是最便宜的，而多選頻則越貴。所以，選取選頻直放站時要考慮用戶類型、話務(wù)量以及施主小區(qū)的頻點數(shù)。直放站，還分大功率和小功率的。對于高樓電梯、大商場或其它較大面積的室內(nèi)覆蓋，由于分布系統(tǒng)大、損耗多，所以一般需要33dBm滿功率輸出的直放站；而對于小酒吧之類，則可以是低功率的。直放站具體分為：1、 室外型直放站1）室

23、外型無線寬帶射頻式直放站2）室外型無線載波選頻式直放站3）室外型光纖直放站2、 室內(nèi)型直放站1）室內(nèi)型無線寬帶直放站2）室內(nèi)型無線選頻直放站四、 各類直放站的特點（請見下頁）直放站種類作用特點應(yīng)用范圍室外型無線寬帶直放站通過該設(shè)備對所在地基站與移動用戶之間的射頻信號進(jìn)行接收和轉(zhuǎn)發(fā)，并對工作頻段內(nèi)指定的基站信號進(jìn)行帶通放大，對其它無關(guān)的信號則濾除抑制，增強上下行信號場強，擴大基站覆蓋范圍。A. 采用空間信號直放方式,為透明信道。B. 工程選點需考慮收發(fā)天線的隔離C. 設(shè)備安裝簡單D. 投資少、見效快，無需使用傳輸電路E. 工作帶寬較寬,一般在2M-19MHZ之間.F. 不受施主小區(qū)的載波數(shù),跳頻

24、方式和擴容限制.G. 互調(diào)干擾和噪聲電平較大H. 主機增益大, 但每載波輸出功率小, 覆蓋范圍也較小適用于施主小區(qū)的載波數(shù)較多且施主基站采用了高頻跳頻技術(shù)的邊遠(yuǎn)村鎮(zhèn)和公路.室外型無線選頻直放站通過該設(shè)備對施主基站與移動用戶之間的射頻信號進(jìn)行接收和轉(zhuǎn)發(fā)，并對施主基站信號進(jìn)行載波選頻放大，對其它無關(guān)的信號則濾除抑制，增強上下行信號場強，擴大基站覆蓋范圍。AD點同上E. 工作帶寬為200KHz.F. 只對選定的載波進(jìn)行放大, 一般可放大14個載波信號,最多8個. 載波數(shù)越多, 價格越貴.G. 受施主小區(qū)的載波數(shù),跳頻方式和擴容限制.H. 互調(diào)干擾和噪聲電平較小I. 主機增益大,每載波輸出增益較大,

25、覆蓋范圍也較大適用于施主小區(qū)的載波數(shù)較少且施主基站沒有采用高頻跳頻技術(shù)的邊遠(yuǎn)村鎮(zhèn)公路.室外型光纖直放站通過該設(shè)備對基站與移動用戶之間的射頻信號通過光纖傳輸進(jìn)行接收和轉(zhuǎn)發(fā)，并對工作頻段內(nèi)指定的基站信號進(jìn)行放大，對其它無關(guān)的信號則濾除抑制，增強上下行信號場強，擴大基站覆蓋范圍。GSM光纖直放站也分為寬帶和載波選頻兩種。A. 采用基站直接耦合方式，經(jīng)光纖中繼設(shè)備將信號傳輸?shù)竭h(yuǎn)端覆蓋區(qū)。GSM光纖中繼距離在20公里以內(nèi)。B. 輸出信號頻率與輸入信號頻率相同，透明信道。C. 不存在直放站收發(fā)隔離問題，選點方便。D. 價格較高, 需要租用或自行鋪設(shè)光纖.E. 主機增益較小。G 互調(diào)干擾較小，噪聲電平較大H

26、. 一個光中繼設(shè)備可同時與多個覆蓋端機連接，覆蓋范圍較大適用于無法安裝無限制放站的邊遠(yuǎn)村鎮(zhèn)和公路，還可用于將空閑小區(qū)的信號引入高話務(wù)區(qū)，進(jìn)行話務(wù)分流。室內(nèi)型無線寬帶直放站通過該設(shè)備把室外基站信號引入室內(nèi)，并對工作頻段內(nèi)指定的基站信號進(jìn)行帶通放大，對其它無關(guān)的信號則濾除抑制，增強上下行信號場強，改善室內(nèi)覆蓋效果。A. 采用空間信號直放方式,為透明信道。B. 輸出端一般連接室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)，工程選點無需考慮收發(fā)天線的隔離C. 設(shè)備安裝簡單D. 投資少、見效快，無需使用傳輸電路E. 工作帶寬較寬,一般在2M-19MHZ之間.F. 不受施主小區(qū)的載波數(shù),跳頻方式和擴容限制.G. 互調(diào)干擾和噪聲電平較大H.

27、 增益較小，輸入功率不能過大，輸出功率也較小適用于話務(wù)量不高，面積不大的小型室內(nèi)覆蓋系統(tǒng).室內(nèi)型無線選頻直放站通過該設(shè)備對施主基站與移動用戶之間的射頻信號進(jìn)行接收和轉(zhuǎn)發(fā)，并對施主基站信號進(jìn)行載波選頻放大，對其它無關(guān)的信號則濾除抑制，增強上下行信號場強，擴大基站覆蓋范圍。AD點同上E. 工作帶寬為200KHz.F. 只對選定的載波進(jìn)行放大, 一般可放大14個載波信號,價格較高.G. 受施主小區(qū)的載波數(shù),跳頻方式和擴容限制.H. 互調(diào)干擾和噪聲電平較小I. 增益較小，輸入功率不能過大，輸出功率也較小可于施主小區(qū)載波數(shù)較少且不采用跳頻技術(shù)，話務(wù)量不高，面積不大的小型室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)五、 各種直放站對比1

28、、 無線直放站（含寬帶和載波選頻）BS無線直放站F outF in2、 室外光纖直放站中繼端機鄉(xiāng) 鎮(zhèn)覆蓋端機光 纖BS3、 室內(nèi)直放站六、 直放站的結(jié)構(gòu)一般來說，直放站包括：直放機、與BTS聯(lián)系的天線、與MS聯(lián)系的天線以及天線與直放機連接的饋線。與BTS聯(lián)系的天線，有八木天線和角反射天線。在城區(qū)中，由于施主小區(qū)信號較強，所以一般是安裝八木天線；而對于公路、鐵路或隧道，則是角反射天線，因為角反射天線有兩個好處，有較強的方向性和較大的增益。與MS聯(lián)系的天線則比較多，有角反射天線、拋物面天線以及基站用的板狀定向天線，主要用于覆蓋公路、道路、隧道或小街道、小住宅區(qū)；有八木天線，用于電梯覆蓋；有吸頂全向

29、天線，用于樓層覆蓋；有掛墻定向天線，用于樓道覆蓋。另外，還需講明一點的是，直放站的天線以及室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)用的天線都是收/發(fā)共用的，并且沒有基站天線的“分集接收”之說。直放站的結(jié)構(gòu)如下圖：七、 直放站的安裝對于公路、鐵路和隧道，直放站的安裝就比較簡單。首先是安裝直放機，然后是找到接收施主小區(qū)信號最好的“制高點”安裝與BTS聯(lián)系的天線，接著是安裝與MS聯(lián)系的天線以覆蓋所要覆蓋的地方。對于這種偏遠(yuǎn)的室外直放站，由于供電不方便，一般采用太陽能供電，所以還稱為“太陽能直放站”。而對于城區(qū)中，如高樓電梯、樓層或大型娛樂廣場、商場，直放站還包括室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)，所以相對比較復(fù)雜。與BTS聯(lián)系的天線安裝在樓頂或樓的

30、墻壁上，原則是接收施主小區(qū)信號最理想的地方；而此時，直放機放大的信號是通過室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)分布出去的，室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)主要由饋線以及饋線相連的功分器、耦合器構(gòu)成，而天線是最終將直放機信號發(fā)射出去（同時接收信號）。還要指出一點的是，安裝與BTS聯(lián)系的天線需要特別注意和講考究的，可以說，它的安裝位置是否理想和安裝質(zhì)量如何，很大程度上直接影響了直放機放大信號的強度和質(zhì)量。一般來說，天線最好是正對施主小區(qū)的方向，這樣才可接收到最強的信號。但也不是定性的，有時還需要根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境再作考慮，比如，哪一邊方向有干擾小區(qū)，天線就往另一邊方向擺一下，以減小或避免干擾。我們也時常碰到類似情況，在樓頂天線處，測到的施主小區(qū)信

31、號較強并且質(zhì)量也很好，但是經(jīng)直放機放大、經(jīng)室內(nèi)天線發(fā)射之后，信號誤碼很高、通話質(zhì)量很差，檢查直放機模塊和室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)都無問題，而最后將樓頂室外天線的安裝位置移動一下之后，信號問題就得到了解決。八、 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理所謂室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)，就是對高樓大廈、政府機關(guān)辦公樓、住宅大樓、酒店、大型商場、酒吧、娛樂廣場的電梯、樓層、室內(nèi)進(jìn)行覆蓋，其硬件構(gòu)成主要是：信號源、功分器、耦合器、天線、饋線以及干線放大器等等。信號源有三種，宏基站、微蜂窩和直放站，至于選擇哪種則最主要的是根據(jù)話務(wù)量、用戶類型而定。宏基站主要用于有住戶、商業(yè)辦公、娛樂場所、商場等為一體的高樓大廈，話務(wù)量非常大；微蜂窩則多用于大型購

32、物商場或大型娛樂場所等；對于直放站，則主要是覆蓋電梯和小酒吧之類話務(wù)不高的地方。采用宏基站或微蜂窩為信號源的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)，成本高、施工難、時間長，最少它還需多考慮傳輸問題；而直放站覆蓋則較為簡單、快捷、成本也低。功分器有二功分、三功分、四功分等（見下圖），主要是進(jìn)行分路，即一路信號進(jìn)、多路信號出，一般用于分路布線中。功分器是有插損的，以京信廠家的功分器為例進(jìn)行說明：二功分: 3.1dB三功分: 5.1dB四功分: 6.1dB功分器插損：耦合器，是一路信號進(jìn)、兩路信號出，其中一路是直接通過，而另一路是進(jìn)行耦合、衰減，主要用于主干布線中（見下圖）。耦合器有3dB、6dB、10dB、15dB、30d

33、B耦合等，耦合器除了耦合、衰減外，自身還有插損，不過相對較小，以京信廠家的耦合器為例進(jìn)行說明：6dB耦合器1.3dB10dB耦合器0.6dB15dB耦合器0.5dB在室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)中，用的最多的天線是吸頂全向天線，主要是進(jìn)行樓層覆蓋（見下圖）。室內(nèi)覆蓋中的天線增益很小，只有2dBi左右，所以覆蓋范圍也很小，一根吸頂全向天線大約可覆蓋幾間房或者一二百平方米內(nèi)，如有阻擋則會更小。另外，為保證電梯門開/關(guān)時信號的穩(wěn)定，一些電梯門口也安裝吸頂全向天線。對于電梯，是安裝八木天線進(jìn)行覆蓋（見下圖）。八木天線的增益相比吸頂全向天線的較大，有10dBi以上，一根八木天線可覆蓋七八個樓層左右的電梯。在這里需用更正

34、一點的是，有的人以為八木天線是安裝在電梯上與電梯同時升降的，其實不然，進(jìn)行電梯覆蓋的八木天線是安裝在大樓電梯井內(nèi)的墻壁上的。八木天線也是定向天線，所以說，八木天線要么是向上安裝要么是向下安裝，而沒有兩根八木天線相向或背向安裝的。比如，一棟樓有12層，那么一根八木天線就安裝在12樓往下覆蓋，而另外一根則是大約安裝在6樓往下覆蓋；或者是，一根安裝在1樓往上覆蓋，另外一根則安裝在6樓往上覆蓋；而不會是兩根八木天線也同安裝6樓分別向上/向下覆蓋。 饋線分7/8硬饋線和1/2軟饋線，武郵廠家的還有細(xì)小的跳線。7/8硬饋線用于長距離的主干布線，1/2軟饋線則用于分路布線，而細(xì)小跳線是用于連接室內(nèi)天線和軟饋

35、線。京信、阿爾創(chuàng)廠家的是，1/2軟饋線直接與吸頂全向天線相連；而武郵廠家的是，1/2軟饋線還需經(jīng)一根細(xì)小的跳線再與天線相連；兩種安裝、連接方法都有不同的好處。如果室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)很大，功分器、耦合器很多，饋線很長，信號已被衰減很弱，而需要將覆蓋范圍延伸時，則需要在干線上安裝干線放大器將信號進(jìn)行再放大。不過安裝干線放大器之后，也就多引進(jìn)了一定的噪聲電平，所以它的安裝與運行質(zhì)量也將影響整個室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的信號質(zhì)量。室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)是由以下部分組成：信號源（宏基站、微蜂窩或直放站）發(fā)出的信號經(jīng)饋線傳送，而通過功分器、耦合器對信號進(jìn)行分配，最后經(jīng)天線將信號分布、發(fā)射出去。所以，設(shè)計室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)最主要的是，如何對

36、功分器和耦合器進(jìn)行合理地配置而將信號均勻地分布到室內(nèi)每個角落，這就需要考慮每根天線的覆蓋范圍和覆蓋要求了。按照省移動公司有關(guān)室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋邊緣場強的要求，無線覆蓋邊緣場強值在-85dBm以上；而根據(jù)國家環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)天線的發(fā)射功率要小于15dBm；所以還要結(jié)合這兩點考慮，來配置功分器、耦合器和室內(nèi)天線。室內(nèi)覆蓋主要指標(biāo)：信號強度大于-85dBm，誤碼（信號質(zhì)量）小于3，全向天線VSWR小于1.3，八木天線VSWR小于1.4。在基站系統(tǒng)中，駐波比（VSWR）是小于1.2；但在室內(nèi)覆蓋的布線系統(tǒng)中，由于接口較多，加上天線的特別，所以，對駐波比的要求較低。室內(nèi)覆蓋布線調(diào)測所需工具主要是S

37、ITE MASTER和頻譜儀。整個布線系統(tǒng)有多個耦合器和功分器，每一段饋線連接都要測量駐波比，用SITE MASTER由天線側(cè)開始逐段測試，這樣也可以檢查到前一個測試點測完后是否已將接口擰緊。通過SITE MASTER測量駐波比可檢查各個接口是否接好，同時也可檢查出功分器、耦合器是否有接反或接錯；而頻譜儀是用于開通測試，即模擬產(chǎn)生一個信號源接入布線系統(tǒng)，然后在天線端測試每根天線的輸出功率是否符合設(shè)計、是否達(dá)到覆蓋要求或者輸出功率是否超出標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過SITE MASTER和頻譜儀的測試之后，布線系統(tǒng)中如有問題都可以被檢查出來，比如：1）耦合器容易被接反，即輸入與輸出掉反；2）功分器、耦合器或天線本

38、身有質(zhì)量問題；3）接口沒有擰緊，駐波比過高；4）功分器、耦合器或饋線長度沒有合理配置或不符合設(shè)計，造成信號分布不均勻或超出標(biāo)準(zhǔn)。在布線系統(tǒng)，也主要是以上這幾種問題，因此，我們在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，如果檢測室內(nèi)覆蓋的信號有問題時，經(jīng)過確認(rèn)信號源本身沒有問題之后，就可從以上這幾點查找故障原因了。九、 直放站及室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)的影響直放站已成為移動網(wǎng)絡(luò)的一個重要部分，所以，它的運行狀況將很大程度上影響著網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量與網(wǎng)絡(luò)水平的提高。直放站及其覆蓋系統(tǒng)容易產(chǎn)生的問題大致如下：1. 對于寬帶直放站，室外天線安裝位置不理想時，直放站接收、放大的小區(qū)信號就很多，干擾就大，信號質(zhì)量差，這樣就容易造成質(zhì)差掉話，并且

39、影響用戶的通話質(zhì)量；2. 如果室外天線安裝過高，寬帶直放站則可能放大的是整個900頻段的小區(qū)信號，即在電梯里，可以收到所有小區(qū)的信號，這樣就造成掉話率高、接通率低以及不必要的話務(wù)擁塞或切換失敗等；3. 如果寬帶直放站沒有控制好而放大多個小區(qū)的信號，這就對其它小區(qū)的故障定位造成很大麻煩，比如，某個直放站的設(shè)計施主小區(qū)是A，但直放站其實同時放大了B、C、D、E、等等小區(qū)，當(dāng)話務(wù)統(tǒng)計為C小區(qū)出現(xiàn)掉話率高或很擁塞之類問題時，我們只能是從BSC參數(shù)與C小區(qū)基站硬件上檢查，但是一般不會考慮到是直放站的問題；4. 對于選頻直放站，直放機的調(diào)頻與施主小區(qū)的頻點要一致，如果施主小區(qū)5. 的頻點進(jìn)行了修改，則直放

40、機要及時做調(diào)頻，否則會造成信號不穩(wěn)定、突然性弱信號掉話或者無信號等；6. 采用選頻直放站進(jìn)行電梯覆蓋，樓層或電梯門口的信號，如果施主小區(qū)的不強而其它小區(qū)的較強，當(dāng)手機占用其它小區(qū)信號從門口進(jìn)入電梯，電梯門關(guān)閉之后，信號馬上變?nèi)?，如果來不及切換到直放站放大的施主小區(qū)時，則會產(chǎn)生突然性弱信號掉話；7. 直放機有上行衰減和下行衰減的設(shè)置：如里設(shè)置不合理就會造成上/下行信號的不平衡；如果下行衰減設(shè)置過大則會造成信號覆蓋不足；如果上行衰減過小就會引起上行干擾；隨著系統(tǒng)運行時間的加長，直放機模塊、功分器、耦合器、天線以及饋線則可能出現(xiàn)硬件故障，進(jìn)而影響信號，如無信號或信號不穩(wěn)定；十、 直放站的優(yōu)化1. 廠家在選擇