直放站基本原理及类型 京信通信&中国移动

直放站类型及基本原理直放站类型及基本原理————培训教材培训教材京信通信系统（中国）有限公司2008年5月20日目录11直放站的定义、功能和用途22直放站的特点33直放站的基本原理44直放站类型55直放站的发展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，从而达到基地站与手机的信号传递。11直放站的定义、功能和用途2.直放站的主要功能‡快速扩大网络覆盖。‡吸纳话务量，提高基站设备的利用率。‡盲区、弱区覆盖，改善现有网络的覆盖质量。‡优化覆盖区信号质量，解决无主导信号，切换（或重选）频繁等问题。‡分流话务量，均衡基站的话务分配。11直放站的定义、功能和用途3.直放站的主要用途‡解决覆盖：利用直放站解决由于地形、地物阻挡而造成的盲区或阴影区的覆盖。‡室内覆盖的信源引入：在城市，利用直放站作为室内覆盖的信源引入设备。‡快速扩大覆盖：由于直放站安装方便、造价低，利用直放站的中继作用，可以很方便地将基站信号延伸到没有被覆盖的城郊或乡镇地区，在网络建设中实现快速扩大基站覆盖范围。‡提高基站设备利用率：直放站在扩大覆盖的同时也提高了基站设备的信道利用率。在低话务量地区使用直放站可以代替一般基站的使用。11直放站的定义、功能和用途3.直放站的主要用途‡话务平衡：通信网络系统要求同一基站不同扇区之间的话务量尽量一致，通过直放站的应用，可以使扇区的覆盖发生变化，有效调节扇区话务量，做到话务平衡。‡小区边界覆盖：由于基站发射功率大，对于不同本地网复杂的边界较难做到准确控制，容易产生越区覆盖。而利用直放站可以较容易做到边界准确覆盖。‡小区分裂：通信网络开通后，随着以后用户数量的增加会面临小区分裂问题。因此如果在建设初期就考虑到以后可能会增加基站的地方，预先用直放站覆盖，待话务量增加到一定程度时，再将直放站换成基站，可使网络改动不大，小区分裂效率较高。11直放站的定义、功能和用途3.直放站的主要用途‡解决相邻小区之间频繁切换问题：在多个小区的覆盖重叠区域，由于处在基站的覆盖边缘，可能会出现所有的信号都比较弱，且其强度无明显差异时，会引起移动台频繁切换，容易掉话。通过直放站系统引入特定小区信号，建立一明显主导信号覆盖区域，避免移动台频繁切换，提高通信质量。‡抑制拐角效应：在城市建筑群中，基站信号在建筑物的拐角会产生覆盖信号的突变，引起移动台发往相邻基站的信号不均衡，从而干扰基站。通过直放站系统引入特定小区信号，建立相邻基站覆盖信号平滑过渡区域，避免移动台干扰基站，提高通信质量。11直放站的定义、功能和用途1.直放站优点‡同等覆盖面积时，使用直放站投资较低。根据国外的经验，采用直放站与基站混合组网，可以节省投资30%左右。‡覆盖更为灵活，能适应各种特殊覆盖场景。一个基站基本上是圆形覆盖，通过直放站可以根据覆盖区的具体情况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，应用于山区组网等。‡由于不需要大型土建和传输电路的施工，建网迅速。22直放站的特点2.直放站应用注意事项‡引入直放站后，会给基站引入一定的上行噪音。单扇区带的直放站数量越多，功率越大，上行噪声就越高。需要根据新源基站的话务情况、覆盖情况的确定直放站的使用。‡直放站的使用必须有良好的基站作信源（尤其是无线直放站），否则覆盖质量受很大的影响。‡对无线直放站而言，如果工程使用不当会引起直放站自激，信源基站有可能受到堵塞而瘫痪。22直放站的特点1.直放站系统基本原理框图33直放站的基本原理主机用户天线MS基站设备基站耦合器基站合路器直接耦合方式施主天线空间(无线)耦合方式2.直放站主要功能模块双工器低噪放选频器功放33直放站的基本原理光电转换模块监控单元电源33直放站的基本原理MTDT双工器双工器33直放站的基本原理双工器：对于GSM直放站，双工器亦称异频双工制，即收发使用两个不同频率，任何一方在发话的同时都能收到对方的讲话。前向放大器放大基站至移动台的下行信号（前向信号），反向放大器放大移动台至基站的上行信号（反向信号）。直放站双工器实际是一组滤波器的组合，直放站通常采用腔体滤波方式，将上下行信号进行隔离，实现双向放大。890~909MHz935~954MHz890~909/935~954MHz33直放站的基本原理低噪放DT低噪放33直放站的基本原理低噪放用于实现对接入信号的初级放大。通常直放站的上行接收以及空间耦合方式直放站的下行输入信号都是小信号，比较弱，不足以推动功率放大器，需要采用低噪放放大后再输入到功放进行放大。低噪放是影响直放站噪声系数的关键模块。33直放站的基本原理选频器MTDT选频器33直放站的基本原理选频器：为避免放大其他不必要的信号，直放站需要通过选频器将不必要的信号滤除，所以选频器是直放站的必要模块。通常有两种选频方式：载波选频和宽带选频。其中载波选频用于对工作频段内指定的载波信道进行选频放大（GSM信号带宽为200kHz），而对其它无关的载波信号进行抑制滤除，能将系统频段内的不同频率的干扰信号；宽带选频用于对工作频段内指定的频段进行选频放大（GSM信号带宽通常大于200kHz）。选频器为了取得良好的滤波性能，一般采用声表滤波器，但声表滤波器的时延比较大，是直放站时延增加的主要因素。33直放站的基本原理功放MTDT功放功放：通常指末端推动级功放，用于实现信号放大的电路模块。33直放站的基本原理光电转换模块E/OE/OO/EO/ETEST光电转换模块光电转换模块：将射频信号调制到光信号中或者将光信号解调成射频信号。33直放站的基本原理监控单元MTTestTest监控主板MODEMfpxfpx监控单元：监测和控制直放站的运行状态，并为本地或远程提供通信接口。监控单元主要包括监控主板、模块内监控电路、MODEM等1.移动通信直放站的种类44直放站类型‡按系统分：CDMA800MHz、GSM900MHz、GSM1800MHz等系统；‡按使用场合分：室外设备、室内设备；‡按工作频段分：GSM全频段、GSM移动频段、GSM联通频段、DCS全频段、DCS移动频段、DCS联通频段、CDMA联通专用频段等；‡按传输方式分：无线传输、光纤传输、移频传输；‡按供电方式分：市电AC220V供电、-48V直流供电、+24V直流供电、太阳能供电；‡按选频方式分：载波选频、宽带选频；‡按与基站耦合方式分：直接耦合、无线耦合；2.宽带选频无线直放站44直放站类型MT双工器TestTest双工器监控主板MODEM下行功放低噪放上行功放低噪放fpxfpx上行支路下行频段选频上行频段选频锂电池电源AC220V2.宽带选频无线直放站44直放站类型‡高增益且增益连续可调；‡采用ALC技术，输出电平连续可调，稳定可靠；‡带宽可调（分为任意可调和单边可调）；‡结构简单、相对成本较低；‡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。3.载波选频无线直放站44直放站类型锁相源双工器TestTest双工器3dB电桥上行支路监控主板GSMMODEM下行选频功放锁相源锁相源锁相源锁相源锁相源锁相源锁相源上行选频功放3dB电桥低噪放低噪放3.载波选频无线直放站44直放站类型‡高增益且增益连续可调；‡滤除其它无关信号，只转发所需频点的RF信号，避免小区干扰，提高话音质量；‡收发天线要求足够隔离度；‡高增益且增益连续可调；3.载波选频无线直放站44直放站类型‡采用ALC控制，输出电平连续可调；‡采用PLL控制技术的选频模块，性能稳定可靠，噪声系统低，带外抑制特别好；‡结构复杂，成本高；‡可选智能监控，故障自动报警及远程维护。4.光纤直放站44直放站类型电源监控备电监控单元MODEM上行放大下行放大E/OE/O电源监控备电锂电池监控单元ANT下行推动级下行功放双工器O/EO/E上行推动级上行低噪放下行滤波器上行滤波器光收发模块TEST光收发模块4.光纤直放站44直放站类型‡采用ALC控制，输出电平连续可调；‡利用光纤传输，室内：布线方便，频带宽。室外：远距离传输一般可达20km；‡光纤直放站通过光纤传输信号，不受地理环境、天气变化或施主基站覆盖范围调整的影响，因此工作稳定，覆盖效果好。‡可与BTS直接耦合，保证信源纯净（也可采用无线耦合）；4.光纤直放站44直放站类型‡可与BTS直接耦合，保证信源纯净（也可采用无线耦合）；‡不对其他小区产生干扰；‡一般可用于一拖多远端场合；‡抗干扰能力强；‡信号传输不受地理条件限制。5.移频直放站44直放站类型远端机原理方框图选频模块选频模块选频模块选频模块GSMMODEMDT耦合器监控主板上行支路下行支路直接耦合近端机原理方框图选频模块选频模块选频模块选频模块GSMMODEM监控主板上行支路下行支路5.移频直放站44直放站类型选频模块选频模块选频模块选频模块DT耦合器GSMMODEM监控主板上行支路下行支路空间耦合近端机原理方框图远端机原理方框图选频模块选频模块选频模块选频模块GSMMODEM监控主板上行支路下行支路5.移频直放站44直放站类型将指配工作频率转换为其它频率进行传输的直放站，将收到的频率变频为其它频率，传输后再变频为原先收到的频率，放大后发送出去。利用移频转发技术，有效降低对收发天线的隔离度要求，使它较光纤分布系统、同频转发系统具有工程选址容易、安装灵活、成本较低等优点。‡移频转发，收发天线隔离度要求不高，选址容易；‡工程建设周期短；‡技术复杂、难度大。6.干放44直放站类型上行功放下行功放监控主板上行支路MODEMDT耦合器RS-485总线MT双工器双工器电源AC220V锂电池6.干放44直放站类型‡移频转发，收发天线隔离度要求不高，选址容易；‡用于室内分布系统，补偿射频主干电缆或分支分配的信号损耗；‡扩展基站信号在大厦、地下建筑、隧道、机场的覆盖。‡覆盖成本极低，覆盖效果好。6.塔放44直放站类型TX1/RX1下行旁路开关1上行旁路开关1PA1LNA1ANT1TRX上行旁路开关2LNA2ANT2上行塔放原理方框图双向塔放原理方框图6.塔放44直放站类型‡双向塔放同时放大上下行信号，用于提高基站的输出功率，扩大基站的覆盖范围。提供特殊的信号旁路功能，当本机掉电或出现故障时可以为信号提供导通回路，以保证通信的畅通。同时上行链路具有低噪声放大器，可提高上行链路的电平增益，降低基站接收系统噪声系数，从而提高基站接收灵敏度。‡上行塔放仅放大上行信号，降低基站接收系统噪声系数，从而提高基站接收灵敏度。1.数字化9自激对消9噪声抑制55直放站的发展z利用软件无线电的方法把RF信号数字化，在数字域对信号进行处理z采用软件无线电技术,极大增强了GSM数字设备对信号的处理和控制能力。2.小型化9噪声抑制安装要求更低，适应各种安装环境；9便于美化，不影响城市外观。55直放站的发展3.环保节能9提高效率降低能耗；9积极使用太阳能、风能等清洁能源。55直放站的发展谢谢！