直放站基本原理一

1、1（一）（一）武武 漢漢 郵郵 電電 科科 學學 研研 究究 院院武漢虹信通信技術(shù)有限責任公司武漢虹信通信技術(shù)有限責任公司2編寫與學習原則編寫與學習原則急用先學急用先學活學活用活學活用學習目標學習目標初步了解初步了解重點掌握重點掌握3內(nèi)容概要p基本概念p直放站原理框圖和組成p直放站關(guān)鍵技術(shù)淺析p直放站產(chǎn)品分類p組網(wǎng)方式及應用p小結(jié)4基本概念p直放站（中繼器） 屬于同頻放大設備，是指在無線通信傳輸過程中起到信號增強的一種無線電發(fā)射中轉(zhuǎn)設備。 直放站的基本功能就是一個射頻信號功率增強器。 5基本概念p中繼器Analog：Digital： 6基本概念 FDD系統(tǒng)直放站工作原理： 直放站在下行鏈路中，

2、由施主天線從現(xiàn)有的覆蓋區(qū)域中拾取信號，通過雙工濾波器對通帶外的信號進行極好的隔離，將濾波的信號經(jīng)功放放大后再次發(fā)射到待覆蓋區(qū)域。在上行鏈路中，覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動臺手機的信號以同樣的工作方式由上行放大鏈路處理后發(fā)射到相應基站，從而達到基地站與手機的信號傳遞。7基本概念應用形式光纖傳輸直放站光纖傳輸直放站無線傳輸直放無線傳輸直放站站基站基站市話匯接局市話匯接局移動電話局移動電話局有線或無線中繼電路有線或無線中繼電路長途局長途局數(shù)字電路（優(yōu)選使用）數(shù)字電路（優(yōu)選使用）光纖傳輸直放站設備光纖傳輸直放站設備8基本概念中國移動通信頻率分配（中國移動通信頻率分配（800MHz800MHz2000MHz2000

3、MHz）網(wǎng)絡及運營商頻段（MHz）帶寬（MHz）頻率間隔上行下行相鄰頻道間隔上下行頻率間隔聯(lián)通CDMA800825835870880101.23MHz45MHz移動GSM9008909099359541925200KHz45MHz聯(lián)通GSM9009099159549606200KHz45MHz移動DCS1800171017251805182015200KHz95MHz聯(lián)通GSM1800174517551840185010200KHz95MHz9基本概念ARFCN - Absolute Radio Frequency Channel Number10基本概念頻點號與頻率的關(guān)系網(wǎng)絡及運營商頻段（M

4、Hz）頻點號中心頻率換算關(guān)系上行中心頻率（MHz）下行中心頻率（MHz）聯(lián)通CDMA800Rx：825835Tx：87088037283fn=825+n0.03fn = fn + 45移動GSM900Rx：890909Tx：935954195fn=890+n0.2fn = fn + 45聯(lián)通GSM900Rx：909915Tx：95496096124移動DCS1800Rx：17101725Tx：18051820512586fn=1710.2+(n-512)0.2fn = fn + 95聯(lián)通GSM1800Rx：17451755Tx：1840185068773511基本概念EGSM系統(tǒng)pEGSM（E

5、xtended GSM900） 是擴展的GSM系統(tǒng)，EGSM900數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)的工作頻率為： 下行：925MHz 960MHz 上行：880MHz 915MHz 與PGSM900系統(tǒng)相比，只是頻譜使用向下擴展10M，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)規(guī)范與PGSM完全一樣。12基本概念EGSM系統(tǒng)p EGSM900數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)的頻率編號與PGSM900有所不同，具體編排方式如下：p 國家無委核準的GSM900M頻率范圍是：下行：930MHz960MHz；上行：885MHz915MHzp 中國移動公司現(xiàn)在使用的GSM900M頻率范圍是：下行：935MHz954MHz；上行：890MHz909MHz中

6、國移動已經(jīng)在部分地區(qū)使用向下5M的擴展頻率。頻率編號頻率編號上行頻率上行頻率下行頻率下行頻率E-GSM0n124975n1023Fl(n)=890+0.2*nFl(n)=890+0.2*(n-1024)Fu(n)= Fl(n)+45P-GSM0n124Fl(n)=890+0.2*nFu(n)= Fl(n)+4513基本概念直放站產(chǎn)生的背景p基站覆蓋區(qū)內(nèi)，填補盲區(qū)p基站覆蓋區(qū)外，延伸覆蓋范圍p在某些需要覆蓋的地區(qū)，增設基站不經(jīng)濟或不方便p是一種方便、快捷、靈活、經(jīng)濟的網(wǎng)優(yōu)手段14直放站原理框圖和組成雙工器雙工器下行PA上行LNA下行鏈路上行鏈路監(jiān)控單元及電源模塊監(jiān)控單元及電源模塊基站耦合RF信號

7、天饋系統(tǒng)MODEM蓄電池p干線放大器（VIB）原理框圖15直放站原理框圖和組成p光纖直放站（III/IV）原理框圖遠端光傳輸一體化模塊近端光傳輸一體化模塊監(jiān) 控 單 元 及監(jiān) 控 單 元 及電源模塊電源模塊上行鏈路下行鏈路近端機IIIA遠端機IIIB雙工器雙工器下行PA上行LNA下行鏈路上行鏈路監(jiān)控單元及電源模塊監(jiān)控單元及電源模塊基站耦合RF信號天饋系統(tǒng)MODEM蓄電池16直放站原理框圖和組成下行功放下行選頻模塊下行低噪放上行低噪放ALCATTATTALC上行功放ATTATTALC監(jiān) 控 模 塊ALCTESTTESTTESTTEST雙工器雙工器濾波器p舊監(jiān)控體系的無線直放站（V） 17直放站原

8、理框圖和組成p幾種主要的模塊 低噪放模塊：LNA 功率放大模塊：PA 腔體雙工器：DLX 腔體濾波器：FLT 有源頻段選擇器：BCS 窄帶選頻濾波器：NCS 在以后的工作中會遇到更多的具體的功能模塊，分為兩大類：有源模塊、無源模塊。18直放站原理框圖和組成p這些模塊用到一些關(guān)鍵技術(shù) 1）低噪聲放大技術(shù) 2）線性功放技術(shù) 3）線性光纖傳輸技術(shù) 4）ALC控制技術(shù) 控制范圍大、控制精度高、跟蹤特性好 5）諧振腔濾波器 選擇性好、駐波比小、插損低、體積小19關(guān)鍵技術(shù)介紹線性功率放大器技術(shù)p功率放大器的主要指標：n輸出功率 2W、8W，16W，40W等n線性特性 互調(diào)衰減， ACPR等指標20關(guān)鍵技術(shù)

9、介紹非線性對整個系統(tǒng)的影響 占用話音信道,導致手機接通率降低 非線性 三階互調(diào)產(chǎn)物 干擾話音信道,導致話音質(zhì)量下降 干擾信令信道,導致手機上線困難f1f22f1- f2f1f22f2- f1功放功放三階互調(diào)產(chǎn)物21關(guān)鍵技術(shù)介紹改善線性的措施p選用A類放大器n器件難選n功耗大，效率低n改善有限p采用線性補償技術(shù)p預失真補償p前饋補償n器件易選n效果好，改善幅度大n功耗低，功率高一般采用線性補償技術(shù)22關(guān)鍵技術(shù)介紹噪聲分析一q 噪聲對傳輸指標的影響 C0 / N0 C0 /（N0+ N1 ） q 噪聲的來源：qLDLD的強度噪聲的強度噪聲qPINPIN的散彈噪聲的散彈噪聲q電路噪聲電路噪聲q放大器

10、噪聲：主要由第一級放大器引起放大器噪聲：主要由第一級放大器引起 傳輸系統(tǒng)（N1） N1：噪聲系數(shù)噪聲使系統(tǒng)信噪比下降，影響設備正常工作23關(guān)鍵技術(shù)介紹噪聲分析二p 解決的措施p 光噪聲n選用合適的激光器，避開強度噪聲的峰值n選用反射系數(shù)小的活動連接器n選用光衰減器p 放大器噪聲n選用噪聲系數(shù)小的場效應管工作第一級放大器n對放大器進行低噪聲設計24關(guān)鍵技術(shù)介紹ALC控制技術(shù)p 上行信號的動態(tài)范圍大p 要求放大器增益隨輸出信號電平的變化而變化n信號強時增益小，不過載。n信號弱時增益大，保證通話質(zhì)量。p 解決措施：n選用高精度、步進壓控衰減器（VCA）n采用單片機控制n線性跟蹤輸出電平的變化25關(guān)鍵

11、技術(shù)介紹腔體雙工濾波器p 保證上下行信道之間的隔離度p 腔體濾波器具有其它濾波器（LC介質(zhì)，聲表面濾波器）無法達到的指標n插損低n選擇性好n端口反射小n帶內(nèi)波動小26直放站產(chǎn)品分類p 室內(nèi)直放站（干放） 一種簡易型的設備，將信號通過功放放大，主要用于室內(nèi)覆蓋。 p 光纖傳輸直放站 將收到的信號經(jīng)光電變換變成光信號，傳輸后又經(jīng)電光變換恢復電信號，放大后發(fā)送出去。 p 移頻傳輸直放站 將收到的信號通過變頻為其他頻段，傳輸后再變頻為原先收到的頻率，放大后發(fā)送出去。 p 無線直放站 1）寬帶直放站 工作頻率為整個頻段，如GSM900系統(tǒng)移動24M帶寬、聯(lián)通6M帶寬，DCS1800頻段移動15M帶寬、聯(lián)

12、通10M帶寬。 2）選頻直放站 為了選頻（定制帶寬、或者選取28個工作信道200k），將上、下行頻率下變頻為中頻，進行選頻限帶處理后，再上變頻恢復上、下行頻率。27直放站產(chǎn)品分類pGZF900-III GSM光纖傳輸直放站pGZF900-IVGSM光纖傳輸直放機pGZF900-V GSM無線傳輸直放站pGZF900-VIBGSM電纜耦合室內(nèi)直放機pGZF900-VIF GSM無線引入室內(nèi)直放機pGZF915-V GSM無線傳輸移頻直放站pGZF918-V GSM無線傳輸移頻直放站28直放站產(chǎn)品分類pGZF800-III CDMA光纖傳輸直放站pGZF800-IV CDMA光纖傳輸直放機pGZF

13、800-V CDMA無線傳輸直放站pGZF800-VIA CDMA無線引入室內(nèi)直放機pGZF800-VID CDMA無線引入室內(nèi)直放機pGZF800-VIB CDMA電纜耦合室內(nèi)直放機pGZF808-V CDMA無線傳輸移頻直放站29直放站產(chǎn)品分類各種頻段：p GZF1800-* DCS系統(tǒng)直放站p GZF2100-* WCDMA系統(tǒng)直放站p GZF1900-* PHS系統(tǒng)直放站p GZF19001-*PCS系統(tǒng)直放站（針對國外市場）等等具體更多的型號之后可以參見的公司內(nèi)部規(guī)范。30直放站產(chǎn)品分類 還有公司發(fā)展過程中已經(jīng)逐步淡出主流的型號和一些非常規(guī)機型：pGZF900-I GSM直放站光纖傳

14、輸設備pGZF900-VID/E GSM室內(nèi)分布式電遠端機pGZF900-IX 移動通信光纖接入系統(tǒng)等等31直放站產(chǎn)品分類按工作頻段分類800MHz900MHz1800MHzq GZF800-IIIA/Bq GZF800-IVA/Bq GZF800-V q GZF800-VIA/BqGZF900-IIIA/B qGZF900-IVA/BqGZF900-VqGZF900-VP qGZF900-VIA/BqGZF900-VIFqGZF900-VIIq GZF1800-IIIA/Bq GZF1800-Vq GZF1800-VIB32直放站產(chǎn)品分類按傳輸方式分類無線傳輸光纖傳輸電纜傳輸q GZF900

15、-Vq GZF800-V qGZF900-IIIA/BqGZF800-IIIA/BqGZF900-IVA/BqGZF800-IVA/BqGZF1800-IVA/Bq GZF800-VIBq GZF800-VIA/Dq GZF900-VIBq GZF1800-VIBq GZF900-VIF-I/II/III33直放站產(chǎn)品分類按應用場合分類室外直放站室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)q GZF900-V（無線接入）q GZF800-V（無線接入）q GZF900-IIIA/B（有線接入）q GZF800-IIIA/B（有線接入）qGZF800-IVA/B （有線接入）qGZF900-IVA/B （有線接入）qGZF18

16、00-IVA/B （有線接入）qGZF800-VIA/B （無線接入）qGZF900-VIA/B （有線接入）qGZF1800-VIB （有線接入）qGZF900-VIF （無線接入）34直放站產(chǎn)品分類按信號接入方式分類有線接入無線接入q GZF900-IIIA/Bq GZF800-IIIA/Bq GZF900-IVA/Bq GZF800-IVA/Bq GZF1800-IVA/Bq GZF900-VIA/Bq GZF1800-VIBqGZF900-VqGZF800-V qGZF800-VIAqGZF800-VIDqGZF900-VIFqGZF1800-VqGZF915-V35直放站組網(wǎng)方式及應

17、用一p 室外無線傳輸直放站應用方式覆蓋區(qū)基站基站無線傳輸無線傳輸直放站直放站36直放站組網(wǎng)方式及應用二p室外光纖傳輸直放站組網(wǎng)方式一般最大配置為1-8光光分分（合）（合）路路器器下行下行上行上行n n1 1遠端設備遠端設備n n遠端設備遠端設備1 1重發(fā)天線重發(fā)天線重發(fā)天線重發(fā)天線光纖遠端機光纖遠端機GZF900-IIIBGZF900-IIIBBSBS光纖遠端機光纖遠端機GZF900-IIIBGZF900-IIIB光纖光纖近端機近端機GZF900-IIIAGZF900-IIIA原有天饋原有天饋37直放站組網(wǎng)方式及應用三q室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)組網(wǎng)方式一微蜂窩信號的無源分配方式耦合器耦合器耦合器耦合器耦合器耦合器功分器功分器BSBS38直放站組網(wǎng)方式及應用四q室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)組網(wǎng)方式二微蜂窩信號+有源放大方式BS耦合器耦合器耦合器耦合器耦合器耦合器功分器功分器電遠端機GZF900-VIB39直放站組網(wǎng)方式及應用五q室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)組網(wǎng)方式三微蜂窩信號+光纖有源放大方式BS耦合耦合器器功分器功分器光遠端機nGZF900-IVB光纖光纖光近端機GZF900-IVAn：1440直放站組網(wǎng)方式及應用六q室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)組網(wǎng)方式四無線接入覆蓋方式耦合耦合器器電遠端機GZF900-VIB耦合耦合器器GZF900-V41直放站組