【精品】直放站原理资料

【精品】直放站原理资料 目 录一、总述 ............................................. 2 1.移动通信直放站的定 义 ................................................................ 2 2.直放站的种类与类 型 .................................................................... 2 3. 移动通信直放站的构成 .............................................................. 3二、GSM 直放站 ........................................ 3 1. GSM 移动通信宽带直放站 ........................................................... 3 2. GSM 移动通信频带选择直放站 ................................................... 4 3. GSM 移动通信信道选择直放站 ................................................... 5三、GSM/CDMA 光纤直放 站 ................................ 6 1. 光纤直放站的特 点 ...................................................................... 6 2. 光纤直放站的传输方式 .............................................................. 7 3. 光纤直放站的工作原 理 .............................................................. 7 4. 光纤直放站应用及组网图 .......................................................... 8四、直放站的应用 ...................................... 9 1、直放站的应用原则 ...................................................................... 9 2、直放站的应用场合 ...................................................................... 9五、直放站主要指标的测试 ............................. 10六、直放站与基站的优劣性比较 .......................... 10一、总述 在移动通信迅速发展的今天，无论何种无线通信的覆盖区域都将产生弱信号区和盲区，而对一些偏远地区和用户数不多的盲区，要架设模拟或数字基站成本太高，基础设施也较复杂，为此提供一种成本低、架设简单，却具有小型基站功能的经济有效的设备---移动通信直放站是很有必要的;为此，移动通信服务商们开始在基地之外的建筑物内部及地下等电波盲区设置移动通信直放站，以最大限度地满足用户对于通话服务的要求;在移动通信手机迅速普及的带动下，移动通信直放站市场得到了持续的发展;移动通信直放站可以扩大已建模拟和数字移动通信基站的覆盖范围，是解决盲区、边远地区移动通信的最经济有效的手段。 1.移动通信直放站的定义:动通信直放站(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。 、低 IP3(无委规定小于 直放站是一种中继产品，衡量直放站好坏的指标主要有，智能化程度(如远程监控等)-36dBm)、低噪声系数NF、整机可靠性、良好的技术服务等。 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。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。2.直放站的种类与类型 1 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(GSM/CDMA 直放站)、光纤传输直放站(与基站之间的通信由光纤连接)和移频传输直放站。 2 移动通信直放站的类型 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。 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。二、GSM 直放站 GSM 移动通信直放站是解决基站覆盖而存在的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。如图 2-1 所示了 GSM 移动通信直放站原理图。 图 4-1 GSM 移动通信直放站原理图 为了满足不同环境及技术要求GSM 直放站主要可分为: --- GSM 移动通信宽带直放机 --- GSM 移动通信频带选择直放机 --- GSM 移动能信信道选择直放机1. GSM 移动通信宽带直放站 1 GSM 移动通信宽带直放站方框图如图 2-1 所示。 图 2-1 GSM 移动通信宽带直放站方框图 2 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 3 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。 4 GSM 移动通信频带选择直放站组网如图 2-2 所示。 图 2-2 GSM 移动通信频带选择直放站组网示意图2. GSM 移动通信频带选择直放站 1 GSM 移动通信频带选择直放站方框图如图 2-3 所示。 图 2-3 GSM 移动通信频带选择直放站方框图 2 主要性能特点: 高的系统增益且增益连续可调 全双工工作，很高的上/下行隔离度 中心频率和带宽任意可调，满足不同客户要求，带外抑制好，不同营运商之间的信号不会产生相互干扰 内置电源且设计有电源保护系统和免维护备用电源接口 两端口标准设计，安装极为方便 采用 PLL 控制技术的选频模块，性能稳定可靠，噪声系数低 采用 ALC 控制，输出电平连续可调 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. GSM 移动通信信道选择直放站 1 GSM 移动通信信道选择直放站方框图如图 2-4 所示。 图 2-4 GSM 移动通信信道选择直放站方框图 2 主要性能特点: 高的系统增益且增益连续可调 产品能工作在两信道或四信道，可扩展 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 采用 ALC 控制，输出电平连续可调 两端口标准设计，内置电源，安装方便，并配有免维护备用电源接口 可选智能监控，故障自动报警及远程维护 每信道单独功放，不会相互干扰，性能稳定 设计有防雷，避雷系统三、GSM/CDMA 光纤直放站 光纤直放站与无线直放站的最大区别在于施主基站信号的传输方式上，无线直放站通过接收空间传播?奈尴咝藕沤 蟹糯螅 佣 ?蠡 镜母哺欠段А,庀酥狈耪臼峭ü 庀私 写 洌 捎霉庑藕沤邮掌骱妥 黄髁 悠 兜那 颉?. 光纤直放站的特点 1工作稳定，覆盖效果好 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。 2设计和施工更为灵活 根据无线直放站的工作原理，无线直放站需把施主天线安装在可以接收到 GSM 信号的地方，而且接收信号强度不能小于,80dBm，所以无线直放站一般只能安装在基站覆盖范围的边缘，并向顺着基站覆盖的方向延伸覆盖。同时，为了防止直放站自激，还需保证施主天线和覆盖天线有足够的隔离度。因此，无线直放站的安装位置和方式受到一定限制，而且一般采用定向天线进行覆盖，覆盖范围较小。光纤直放站在设计时无需考虑安装地点能否接收到信号;不需考虑收发隔离问题，选址方便;覆盖天线可根据需要采用全向或定向天线。另外射频信号能够在很小的传送损失的情况下被传送到远达 20 公里的远处 光缆很细容易铺设。因此，设计和施工的灵活性大。 3 避免了同频干扰，可全向覆盖 干扰少 光纤直放站是为了扩大移动电话基地站的覆盖范围， 把 CDMA 移动电话信号变成光纤后，从基地站到远程地区，可使干扰及插入损失减小到最小。 4 适用于 GSM 宽带信道选择型、CDMA 宽带信道选择型; 5 单级传输距离长达 50Km 以上，扩大覆盖范围; 6 可提高增益而不会自激，有利于加大下行信号发射功率; 7 信号传输不受地理条件限制 特别适合边远城镇或地形复杂的山区。2. 光纤直放站的传输方式 光纤直放站的最大特点是通过光纤进行信号传输，光纤传输可以单独敷设，也可以利用现有的传输网络。其主要有三种应用方式: 1 普通双光纤方式 这种方式多用于光缆中有现成多余备用光纤对的情况。 2 波分复用方式 如光纤中的 1.3μm 波长窗口已经被其他信号占用时，可以通过波分复用器将直放站信号复用到 1.55μm 波长的窗口上，实现直放站信号与其他信号同纤传输。 3 一发两收方式 如果传输距离不太远，且话务量不大的两个地方都需要采用直放站，则可利用光纤分路器给成一发两收方式。和同纤传输方式。 一般来说，如果能够从基站敷设光纤至光远端机或现成的光纤网络中有富余的纤芯，都采用普通双光纤的方式解决光纤传输的问题。采用波分复用器可以提高光纤的利用率，但由于波分复用器投资较大，一般较少使用。3. 光纤直放站的工作原理 光纤直放站的 原理图如图 4-1 所示，主要有光近端机、光纤、光远端机(覆盖单元)几个部分组成。光近端机和光远端机都包括射频单元RF 单元和光单元。无线信号从基站中耦合出来后，进入光近端机，通过电光转换，电信号转变为光信号，从光近端机输入至光纤，经过光纤传输到光远端机，光远端机把光信号转为电信号，进入 RF单元进行放大，信号经过放大后送入发射天线，覆盖目标区域。上行链路的工作原理一样，手机发射的信号通过接收天线至光远端机，再到近端机，回到基站。 图 4-1 光纤直放站的原理图 光纤直放站的原理结构框图如图 4-2 所示。 图 4-2 光纤直放站原理结构框图 光纤直放站近端机的定向天线收到基站的下行信号935MHz-960MHz送至近端主机， 放大后送到光端机内进行电,光转换，发射 1.551.31μm 波长的光信号，再送到光波复用器，同原传输链路的光信号波长 1.31μm合在一起经光缆传到远端;远端光波波分器将 1.31μm 和 1.55μm 波长的光信号分开后，让 1.55μm 波长的光信号输入光端机进行光,电转换，还原成下行信号935MHz-960MHz，再经远端主机内部功放放大，由全向天线发射出去送给移动台。移动台的上行信号890MHz-915MHz逆向送到基站，这样就完成了基站与移动台的信号联系，建立通话。4. 光纤直放站应用及组网图 由于光纤直放站传输距离长，避免了同频干扰可全向覆盖因而选址方便，且信号传输不受地理条件限制，特别适于郊区、乡村边远城镇和地形复杂的山区以及乡镇、丘陵地带的通信盲区等。如图 4-3 所示了光纤直放站组网示意图。 图 4-3 光纤直放站组网示意图四、直放?镜挠τ?、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(1,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 10,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 5,/10,，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(10,/20,)扩大覆盖范围。 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。2、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。五、直放站主要指标的测试 有关移动通信直放站主要指标的测试应当考虑测试的准确性，也应当考虑测试的成本和使测试简单易操作。 1 额定输出功率、最大增益、增益调节范围和 AGC 范围的测试。 2 带宽、带内波动和带外抑制的测试 3 谐波、交调和杂散发射的测试 4 波形质量恶化量的测试 5 传输时延的测试 6 电压驻波比的测试 7 噪声系数测试六、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。 (2)覆盖更为灵活。 (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。 (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 1)不能增加系统容量。 (2)引入直放站后，会给基站增加约 3dB 以现在: ( 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，同时加大了不必要的软切换。 (4)直放站的网管 5)由于受隔功能和设备功能远不如基站，当直放站出现问题后不易察觉。 (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。 根据相关资料有引起国家直放站和基站的安装比例高达 2 比 1 以上;由于我国的人口密度很大，直放站和基站的安装比例不应过大，如果没有光纤直放站，只对射频耦合型室外直放站而言，这一比值应不大于 1。在规划时，直放站作为滚动发展的过渡设备，一次性安装直放站的比率应进一步减少。在大中城市的市区和通话密度较高的地区应不使用射频耦合型室外直放站。 直放站不能增加系统容量，却可以弥补 CDMA 系统基站的覆盖?蛔悖 捎诩鄹竦汀 沧胺奖恪??GSM、CDMA 系统中采用直放站不失为网络优化的一种较好的解决方案。 另外由于 CDMA 系统的频率复用率为 1，直放站在 CDMA 系统和 GSM 系统中的使用存在着差异。直放站的使用将与整个系统的性能相关，而在 GSM 系统中直放站的使用仅与几个相关的通道性能有关。因而，合理的规划直放站网络，严格的工程勘测及施工对提高 CDMA 网络的性能是十分必要的。