移动通信直放站介绍

1移动通信直放站介绍1、直放站的定义直放站（中继器）属于同频放大设备，是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。直放站在下行链路中，由施主天线现有的覆盖区域中拾取信号，通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。在上行链接路径中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站，从而达到基站与手机的信号传递。使用直放站作为实现“小容量、大覆盖”目标的必要手段之一，主要是由于使用直放站一是在不增加基站数量的前提下保证网络覆盖，二是其造价远远低于有同样效果的微蜂窝系统。直放站是解决通信网络延伸覆盖能力的一种优选方案。它与基站相比有结构简单、投资较少和安装方便等优点，可广泛用于难于覆盖的盲区和弱区，如商场、宾馆、机场、码头、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、海岛等各种场所，提高通信质量，解决掉话等问题。移动通信直放站的种类：从传输信号分有GSM直放站和CDMA直放站;从安装场所来分有室外型机和室内型机;从传输带宽来分有宽带直放站和选频（选信道）直放站;从传输方式来分有直放式直放站、光纤传输直放站和移频传输直放站。2、移动通信直放站的类型1、GSM移动通信直放站：GSM移动通信直放站是解决基站覆盖而存在信号盲区的一种方式。通过架设直放站不但能改善覆盖效果，同时能大大减少投资基站之成本。GSM直放站是为消除GSM900MHz/1800MHz频段移动通信网的小范围信号盲区或弱信号区而设计生产的通信设备。被广泛应用于地下商场、停车场、地铁、隧道、高层建筑的办公室、娱乐场所、电梯或私人住宅等基站信号所无法到达的信号盲区，同时对于消除城市因受高楼大厦影响而产生的室外局部信号阴影区或边远郊区个别村镇的弱信号区也具有相当好的覆盖效果。2、CDMA移动通信直放站：CDMA直放站可以扩大CDMA基站的覆盖范围，大大节省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)、以及盲区等特殊环境下，CDMA直放站将充分发挥它的优势。由于各种地理环境和用户的要求不同，所需的CDMA直放站的类型也不同。CDMA直放站是为了消除移动通信网覆盖盲区或弱信号，延伸基站信号覆盖的一种中继设备，它能解决消除城市因受高楼大厦影响而产生的室外局部信号阴影区，地下停车场、地下隧道、商场、电梯等基地无法到达信号的盲区，提高了覆盖范围增强了信号覆盖延伸。GSM/CDMA光纤直放站：光纤中继移动通信直放站由靠近基站侧的近端机及覆盖区侧的远端机两部分组成，适用于在基站拟建直放站区有高山阻挡或两者相距甚远，同时基站和覆盖区之间具备光缆情况下建站。光纤直放站兼备宽带、选带、选带、选频等功能。传输距离可达20Km，由于空间隔离度2好，不产生同频干扰，重发方向可采用全向天线覆盖，以提高覆盖效果。应用波分复用事分光、分路技术、光纤直放机还可组成其它使用系统。3、移动通信直放站的构成移动通信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、下行频率下变频为中频，进行选频限带处理后，再上变频恢复上、下行频率。(3)光纤传输直放站将收到的信号，经光电变换变成光信号，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率上变频为微波，传输后再下变频为原先收到的频率，放大后发送出去。(5)室内直放站室内直放站是一种简易型的设备，其要求与室外型机是不一样的。4、直放站的应用直放站的应用原则根据直放站系列产品的特点和移动通信网络的需求，不同的地理环境及应用场合，系统的解决方案是不同的，这需要认真分析，区别对待。对于无线直放站来说，信号的隔离显得尤为重要。无线直放站是从空间接收信号，势必要求空间信号尽可能纯净；而在基站较为密集区域，分离不同基站或扇区信号的难度将大大增加，容易使直放站增加对基站干扰。所以在基站较为密集区域，建议尽量采用有线信号的引入方式，比如光纤直放站。在不具备使用光纤直放站条件的场所，只能采用无线直放站，但其施主天线必须具有足够的方向选择性。针对各类地区及应用场所，由于基站的密集性、用户话务量等不同，建议采用如下直放站的应用原则。城市密集区由于用户量大，基站数量较多，一般不存在大范围的信号盲区，直放站只是用于解决小范围区域的补盲以及建筑物内的信号覆盖。在光纤到楼尚未普及的情况下，需采用无线直放站。随着建筑物的增多，所需的直放站数量也会随之增加，就会出现一个基站配置多台直放站的情况。但直放站的引入必然对基站产生干扰，干扰会随着直放站数量的增多而加大，特别是大功率直放站的引入，会使系统干扰明显加剧。因此，在城市密集区应当采用小功率（1Ｗ以下）直放站。城市边缘在CDMA网络建设初期，由于基站数量较少，可以采用大功率的无线或光纤直放站。城市边缘地区，主要是解决信号覆盖问题。在已铺设光纤的地区最好采用输出功率为10Ｗ的光纤直放站。无光纤资源时，可利用无线直放站进行延伸覆盖。采用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，达到较好的覆盖效果率。郊区、乡村郊区、乡村主要是解决覆盖问题。在铺设光纤的地区最好采用大功率光纤直放站（10Ｗ/20Ｗ）扩大覆盖范围。3对于无光纤资源但又能收到基站信号的地区，可采用无线直放站解决覆盖问题。特殊情况下，还可采用移频直放站来增加覆盖距离。直放站的应用场合GSM、CDMA和光纤直放站和室内覆盖系统为各种信号盲区可提供不同的详细解决方案，其适应范围如下：扩大服务范围，消除覆盖盲区，如高山，建筑物，树林等阻挡物而形成的信号盲区；在郊区增强场强，扩大郊区站的覆盖；沿高速公路架设，增强覆盖效率；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；将空闲基站的信号引到繁忙基站的覆盖区内，实现疏忙；其它因屏蔽不能使信号直接穿透之区域等。直放站的几种典型应用有：公路的覆盖、郊区重点村镇居民区的覆盖、“L”型覆盖、临时性会议地点的应急覆盖、开阔地域的覆盖等。对移动通信直放站的要求通常，对移动通信直放站的要求主要应以基站的技术要求为依据。(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，一般不会产生附加频率误差，但移频直放站例外（允许工作的移频频率应获得无线电管理局的批准），因它有频率变换，应要求输出频率变化不超过±5×10-8。(2)额定（最大）输出功率、额定（最大）增益（及增益调节范围、自动增益控制范围）及输入电平。这是一组互相关联的指标，应综合考虑。通常最大输出功率在不超过信息产业部无线电管理局规定的最大限值的情况下，应分成若干等级供用户选用，下行主要考虑覆盖，上行保证基站满意接收。因此，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点信号强度的差异，增益应是可调的。最大增益可以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定和避免输出非线性，带有≮10dB的自动增益控制（AGC）看来是必要的。关于容差、额定输出功率和额定增益，只要规定一个就可以了。一般规定增益容差比较合适。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，额定功率当然就不必规定容差了，而这时，输入电平也因增益不同而不同。(3)带宽、带内波动和带外抑制这是一组互相有关系的指标，尤其是带宽和带内波动。通常，带宽是指-3dB带宽，而带内波动是指带内的不平坦度。如果要求带内波动比3dB小，则-3dB带宽必然要比分配给它的带宽要宽，这样，势必侵占别的信道。因此，带内波动最大只能是3dBp-p。带外抑制主要是对滤波器形状的要求。为了不对别人形成干扰，希望滤波器形状尽量接近矩形。通常以-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）来衡量。对宽带直放站来讲，这一形状系数做到＜1.6是不成问题的，但对选频直放站而言，形状系数可能要达到6。(4)交调和杂散发射4谐波、交调和杂散都是不希望有的无用信号，可以提出一样的要求。对GSM直放站，按YD/T883-1999和ETS300609要求是合适的，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，应规定一个允许的恶化量。(6)传输时延信号通过直放站后，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灵敏度的表征，按现在技术水平，做到4～6dB应是不成问题的。(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。根据功率被反射的量和实际水平，要求做到小于1.4～1.5是可行的。(9)操作维护管理为了操作维护和管理，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，增益调节钮是必要的。至于需不需要提出远程监控或网管之类的要求，应视情况而定。可以作为选项，有也不必过分复杂，因为直放站毕竟不是基站，复杂了成本必然增加。(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易型的，因此要求应比室外型低，尤其是输出功率、增益、噪声系数、传输时延和电压驻波比等。直放站与基站的优劣性比较直放站与基站相比较，其优点主要体现在如下几个方面：（1）同等覆盖面积时，使用直放站投资较低。在平原地区室外一个全向基站可以有10km覆盖半径；一个全向直放站可以有4km覆盖半径；就覆盖面积而言，六个直放站约相当于一个基站。六个直放站的设备价约为一个基站的80%。但考虑到机房租用和装修、交直流电源、空调、传输系统和电路租金等费用，六个直放站的费用只相当于于一个基站的50%，甚至更低。（2）覆盖更为灵活。一个基站基本上是圆形覆盖，多个直放站可以组织成多种覆盖形式。如“一”字型排开，可以覆盖十几至几十公里的路段。也可以组织成“L”型、“N”型和“M”型覆盖，特别适合于山区组网。（3）在组网初期，由于用户较少，投资效益较差，可以用一部分直放站代替基站。用户发展起来后现更换为基站，替换下来的直放站再进一步放置在更边缘的地区，这样一步步地滚动发展。（4）由于不需要土建和传输电路的施工，建网迅速。但直放站与基站相比也有明显的不中，主要表现在：（1）不能增加系统容量。（2）引入直放站后，会给基站增加约3dB以上的噪音，使原基站工作环境恶化，覆盖半径减少。所以一个基站的一个扇区只能带两个以下的直放站工作。（3）直放站只能频分不能码分，一个直放站往往将多个基站或多个扇区的信号加以放大。引入过多的直放站后，导致基站短码相位混乱导频污染严重，优化工作困难，同时加大5了不必要的软切换。（4）直放站的网管功能和设备检测功能远不如基站，当直放站出现问题后不易察觉。（5）由于受隔离度的要求限制，直放站的某些安装条件要比基站苛刻的多，使直放站的性能往往不能得到充分发挥。（6）如果直放让自激或直放站附近有干扰源，将对原网造成严重影响。由于直放站的工作天线较高，会将干扰的破坏作用大面积扩大。CDMA是一个同频系统，周边的基站均有可能受到堵塞而瘫痪。GSM移动通信宽带直放站GSM移动通信宽带直放站方框图如图主要性能特点：高的系统增益且增益连续可调采用先进的数字滤波技术，带外抑制特别好全双工工作，很高的上/下行隔离度两端口标准设计，安装极为方便内置电源且设计有电源保护系统和免维护备用电源接口采用ALC技术，输出电平连续可调，稳定可靠可选智能监控，故障自动报警及远程维护高线性功放，性能稳定使用范围:主要用于机场、旅游区、地下建筑、隧道、大型偏厂矿及村镇等GSM系统的盲区、阴影区。GSM移动