直放站基础知识及原理31148.pdf

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1、.1/33 一、直放站概述 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。在上行路径中，覆盖区域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。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）、低 IP3（无委规定小于-36dBm）、低噪声系数(NF)、整机可

2、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。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型机;-从传输带宽来分有宽带直放站和选频（选信

3、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 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

4、通信直放站CDMA直放站可以扩大CDMA基站的覆盖围，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)、以与盲区等特殊环境下，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

5、近端机与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

6、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.2/33 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)室直放站室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（1）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，不同的地理环境与应用场合，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

7、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。针对各类地区与应用场所，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，一般不存在大围的信号盲区，直放站只是用于解决小围区域的补盲以与建筑物的信号覆盖。在光纤到楼尚未普与的情况下，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

8、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

9、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 GSM、CDMA和光纤直放站和室覆盖系统为各种信号盲区可提供不同的详细解决方案，其适应围如下：扩大服务围，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；解决室覆盖，如大型建筑物信号衰减信号盲区、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，实现疏忙；其它因屏蔽不能使信号直接穿透之区域等。以下是直放站的几种典型应用 在进行无线蜂窝系统设计时，由于基站的发射功率远大于手机，计算基站的覆盖距离时，往往是计算反向电路的传

10、播衰耗。但在直放站的实际安装调测中，为方便起见，我们仍以手机接收到的基站的信号强度加以估算。(在下面的几个例子中，所涉与的电平值均为手机接收信号功率值。)公路的覆盖 某郊区一基站东侧，有一主要交通干道，我们在基站东侧14km处安装一直放站，服务天线高度约55m。直放站服务天线的输出口接一个3比1的功率分配器，分别接两个16dBi的板状天线，信号小的天线向西辐射（指向基站），信号大的天线向东辐射。未装直放站时，直放站所在地信号在-100dBm左右，通信时通时断，效果非常不好。直放站开通后，直放站西侧一段约35km公路信号明显改善；直放站东侧使通信距离又延伸810km。郊区重点村镇居民区的覆盖 某

11、一村镇离基站56km，由于该镇经济条件较好，手机用户较多。无直放站时，地面信号在-90-95dBm左右，室外通信正常但无法保证室通信。安装直放站后，服务天线在30m高左右，采用全向天线，地面接收的基站信号电平提高约20dB，可以解决半径在500800m的室覆盖（指一般居民楼）。“L”型覆盖 某一风景区位于山谷中，距离基站不到4km，但由于被山脉阻挡，手机根本无法工作。我们在山脉的尽头安装一直放站，由于直放站接收信号的方向和发射信号的方向成一定的角度，相当于基站的电波在直放站处转了一个弯。依靠山体的阻挡，直放站的施主天线和服务天线分别放在山体的两侧，隔离度很大，直放站的性能可以充分发挥，不但很好

12、地解决了该风景区用户的通信问题，还使该基站的通信距离向山谷里延伸了6km。.3/33 临时性会议地点的应急覆盖 某郊区某宾馆组织生要会议，由于信号较弱，在会议室和宾馆底层房间均不能通信。由于时间紧迫，在该宾馆安装闭路分布系统已不可能。经现场考察，在宾馆顶层信号较强，且信号单一，安装直放站不会引起导频混乱。服务天线放楼群中间，利用楼体的隔离可以有效地控制直放站的覆盖，因宾馆面积不大，直放站的增益设置较小，使直放站工作很稳定。直放站半天即安装完毕，马上收到效果，不但会议室信号明显增加，而且地下室也可以正常通信。开阔地域的覆盖 人口分布较少的开阔地域是使用直放站进行覆盖的典型场合。当直放站采用全向天

13、线时，只要有一定的铁塔高度，在直放站工作正常的情况下，3km可以明显地感觉到直放站的增益作用。但距离超过5km以后，直放站的增益作用就迅速消失，用手机进行基站接收信号电平测试，无论直放站是否工作，接收电平都没有明显变化。这是因为在平原开阔地区，房屋建筑和地形地貌造成的传输衰耗相对较小，而随空间距离的增加，电波按32.45+20logf(MHz)+20logD(km)的规律衰减；即距离每增加一倍，电波衰减6dB。比如在离基站12km A点处用手机测得基站的接收信号电平下降为约-95dBm，在离基站17km 的B点测得接收信号电平下降为约-97km（由于距离增加不足三分之一，自由空间衰耗和地貌衰耗

14、增加值都不很大）。在A点安装一直放站，我们可以这样估算一下直放站电波的衰减曲线。直放站正常工作后，在距直放站水平距离300m的地面用手机进行接收信号电平测量（离直放站过近，将离开天线的主瓣，计算误差较大），假如测得导频电平为-70dBm，就可估算出直放站在A点附近有25dB的增益作用。由于距离每增加一倍，电波衰减6dB。在离A 点600m处衰减6dB，1200m处衰减12dB依次类推，4.8km衰关将达24dB。如果考虑地貌衰耗，直放站放大的信号到达B点时，信号电平约在-95-100dBm左右，此时直放站的增益作用几乎为零。图3表示出基站的信号和直放站放大的信号衰减曲线索，可以看出A点至B点，

15、基站信号衰减很慢，而且直放站信号衰减可以看出A点到B点，基站信号衰减很慢，而直放站信号衰减很快。需要指出的是，如果直放站所在地300m处，通过开头直放站的方法，若能检查出直放站有25dB以上的增益，则说明直放站的工作状态已经是比较好的。由此可见，要想利用直放站组成大面积的覆盖是不现实的。当然 要想在局部方向获得较大的覆盖，如公路沿线则必须有更高的铁塔和高增益的定向天线，这样可以在单一方向延伸覆盖10km左右。5.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与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

16、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510-8。(2)额定（最大）输出功率、额定（最大）增益（与增益调节围、自动增益控制围）与输入电平。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（据施工与运营单位报告约-60-80dBm）放大到最大输出功率来计算。为了

17、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适宜。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，尤其是带宽和带波动。通常，带宽是指-3dB带宽，而带波动是指带的不平坦度。如果要求带波动比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

18、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。.4/33(4)交调和杂散发射 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/T 883-1999和ETS 300 609要适宜的，对CDMA直放站，只有按YD/T 1047-2000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

19、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1s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5s和10s。(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46dB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需要的。根据功率被反射的量和实际水平，要求做到小于1.41.5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

20、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)室直放站 既然室直放站是简易型的，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。总之，直放站有很多技术参数，如上所述。但对一个直放站来说，主要有工作频率围、最大输出功率、增益围等，为此应对这些技术参数进行着重讨论。直放站的工作带宽。很多直放站是由AMPS和TACS模拟移动通信系统产品演变而来，进入CDMA体制后，只做了少量改动，为适应CDMA有多个载频的需要（我国800MHzCDMA系统有10MHz带宽），一些直放站生产厂家，其宽带的直放站均不如为CDMA专门设计的窄带直放站性能好。因为

21、CDMA系统信号的信噪比远低于其他系统，前端低噪音放大器的性能十分重要，宽带滤波器不利于低噪音放大器的制造。实际上直放站满足多功波是没有必要的，直放站都工作在话务量低的边缘地区，能保证CDMA首载波283信道工作即可。直放站是基站滚动发展的，过渡性产品，当需要第二载波时，直放站已被基站取代。直放站的最大输出功率。一些厂家为了获得较大覆盖，生产的直放站最大输出功率高达+43dBm，这是没有必要的。取大输出功率+3338dBm较为适宜。第一覆盖主要取决于直放站反向信道低噪音放大器的性能，而不取决于直放站的最大输出功率。第二在实际安装中，直放站输出功率很难达到+30dBm以上。在空旷地带，当地面接收

22、基站的信号电平低于-95dBm时，可考虑安装直放站。假设施主天线架高30m，由于高度的提高，空中接收信号电平在-65-70dBm左右，加上施主天线增益，直放站输入端口可望接收-50-55dBm的信号，如果直放站增益为80dB，直放站输出功率只能达到+2530dBm。但是在实际安装中，由于铁塔高度的原因，隔离度受到限制，直放站的增益很难达到80dB以上，所以直放站的最大输出功率指标定的过高实际意义不大。反向信道接收端应具有分集接收作用。CDMA系统有严格的功率控制，处于极低的信噪比情况下工作。由于手机发射的功率要远低于基站，直放站反向信道低噪音放大器的性能好坏显得十分重要。采用分集接收有利于改善

23、反向信道的性能。正常情况（无直放站）手机发射电平很少超过+15dBm。在加入直放站后，手机的发射功率.5/33 比正常时要大很多，有时接收电平在-95-100dBm时，手机输出就高达+23dBm。这主要是加入直放站后，反向路径信噪比恶化的原因。由于手机最大输出是+23dBm，所以直放站的覆盖主要取决于低噪音放大器的性能。直放站的重量和体积。直放站不同于基站，安装条件一般都很苛刻，大部分在高塔上作业。有些生产厂商对这一点缺乏切身的体会，对重量和体积未给予重视，对这些物理参数没有“精打细算”。一个小巧的直放站会给运营商带来好感，想念安装过直放站的人都有切身的体会，将一个重量超过25kg、体积庞大的

24、直放站搬上50m高的铁塔是多么的困难。软件的操作界面要方便。直放站安装条件困难，在高塔上作业，一手攀住铁塔，另一手拿住笔记本电脑操作，其难度是可想而知。如果人机对话采用DOS方式，逐一敲进字符，则是太困难了。有的生产厂家的产品，软件设置从直放站的初步设计到直放站的现场安装高度采用流程图的形式，开始要求输入直放站和基站的经纬度，随着流程图再输入天线和基站参数，一步一步地向下进行，最后给出直放站的大致增益数值，非常方便。所有的输入参数均由下拉式菜单用鼠标进行选择，很利于现场操作。下放站应具有遥测遥控功能。直放站由于安装在较为偏僻的地区，用线采用MODEM遥控可能性满面春风。有的厂家给直放站配置一个

25、手机，利用手机组成直放站自身的网管系统，但价格较高，当直放站数量不大时没有必要购买网管系统。最简单有效的方法是采用电缆从RS232口将遥控功能引至地面，这样每次对直放站进行检查就不用再爬塔。直放站应具有故障和告警记录功能。对直放站出现的断电，功放过载，是否出现自激等应有记录。每次故障和告警出现的时间和次数应有所统计，以便于日后维护，分析原因。6.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、增益调节围和AGC围的测试。-被测直放站增益调到最大，从低向高调信号发生器加给被测直放站的输入电平，使测得

26、的直放站输出达到厂家声明的输出电平Lout（dBm），记录这时直放站的输入电平Lin（dBm），则直放站的最大增益为：Gmax=Lout-Lin（dB）（1）-改变输入电平到Lin（dBm）和Lin（dBm）使直放站输出Lout变化不超过规定值Lout（如1dB或0.5dB），则：AGC=Lin-Lin（dB）（2）Lin为Lout+Lout时的输入电平，Lin为Lout-Lout时的输入电平。-输入电平回到Lin（dBm），减小直放站增益到最小，读直放站这时的输出电平Loutmin（dBm），直放站的增益调节围为：G=Lout-Loutmin（dB）（3）测量额定输出功率时应考虑直放站输出端

27、口到功率计输入端口的衰耗。其它有很多指标都是在厂方声明的功率上测试的，因此，厂方声明最大输出功率时，应考虑对其它指标（如交调、杂散发射等）的影响。(2)带宽、带波动和带外抑制的测试 应尽量采用扫频测试，采用网络分析仪（矢网、标网），也可以采用带跟踪源的频谱分析仪，建议推荐后者，因为它的动态围较大，还可以减少测试仪器品种，节约成本。接通跟踪源，中心频率调到被测直放站的中心频率，扫频宽度调到被测直放站带宽的37倍（视被测带宽而定，带宽窄时倍数高），输出电平调到被测直放站输入电平为Lin。频谱分析仪参考电平调到使被测指标接近顶刻线。在频谱分析仪屏幕上出现滤波器的响应曲线，用标记可以读到-3dB的带宽

28、、带波动和带外抑制。在测量带波动时，建议减小输入电平Lin，以充分暴露带的波动。在测量带外抑制时如果测量仪器的动态围不够，可以采用点频法测试。(3)谐波、交调和杂散发射的测试 交调测试、杂散发射测试 谐波测试信号发生器1接通，信号发生器2关闭，频率f1调到被测直放站中心频率，电平调到被测直放站输入电平Lin再加10dB，在直放站增益调到最大时，用频谱分析仪测2f1、3f1.的电平。交调测试两个CW信号发生器的频率f1、f2在被测直放站带设置并接通，其间隔在测带交调时应充分得小，保证交调产物2f1-f2和/或2f2-f1落在带，在测带外交调时，f1、f2的间隔应充分得大，保证交调产物落在带外。在

29、直放站增益调到最大时用频谱分析仪的标记功能读出交调产物的幅度。.6/33 测试GSM直放站时，总输入电平应提高10dB；测试CDMA直放站时，总输入电平应为Lin。杂散发射测试 信号发生器调制方式分别调到GSM或CDMA（视被测直放站种类而定），频率调到被测直放站中心频率，电平调到Lin（dBm），在直放站增益调到最大时用频谱分析仪测量9kHz12.75GHz除工作频带外的杂散发射电平。在谐波、交调和杂散发射测试中，应充分考虑直放站输出到频谱分析仪输入之间所有衰耗的影响。(4)波形质量恶化量的测试 CDMA信号发生器频率调在被测直放站中心（信道）频率，用波形质量测试仪测出CDMA信号发生器的波

30、形质量RhoG，调CDMA信号发生器电平到Lin，在被测直放站增益调到最大时，按实线连接，用波形质量分析仪测出这时的波形质量RhoA，则被测直放站传输CDMA信号时波形质量恶化量为：Rho=RhoG-RhoA（4）(5)传输时延的测试 示波器测量传输时延 通常用矢网分析仪测试，测试成本很高。若用示波器测量传输时延，与矢网测得的结果相比，几乎没有差别。将信号发生器用50kHz的信号作幅度或脉冲调制，在高频数字存储示波器上观测CH2的信号包络对CH1的信号包络的延迟时间，用示波器上的标记可以很准确地读出CH2信号和CH1信号之间的时间差，即为传输时延。(6)电压驻波比的测试 用矢网和标网都可以测试

31、，我们用带跟踪发生器的频谱分析仪测试。在频谱分析仪上，接通跟踪源，调中心频率为被测直放站中心频率，调扫频宽度为被测直放站的工作带宽，调跟踪源输出电平到反射桥测试端口有被测直放站的最大输入电平。以开路/短路的反射为参考，测出被测直放站天线端口的回波损耗值。源输出驻波的测试始终没有解决好，只能在无输出信号或断电状态下测试。输入驻波测试要考虑被测直放站的承受力，如果双工器前有隔离器，则可以均在断电情况下测试。(7)噪声系数测试 用噪声系数测试仪测量噪声系数是非常简单的，但对GSM选频直放站来说，由于仪器带宽远大于被测带宽，所以测试起来非常困难，这时干脆用人工测试。人工噪声系数测试 被测直放站增益调到

32、最大，在噪声源接通时，从功率计上读功率Ph(mW或W)；在噪声源切断时，从功率计上读功率Pc（mW或W）。如果噪声源在被测频率上的超噪比为ENR（dB），则被测直放站噪声系数为：NF=ENR-10lg（Y-1）（5）移动通信直放站看起来似乎简单，其实不然，对其中关键部件要求还是较高的。因此，建议运营商选购经质量认证厂商并经质检机构检测合格的产品，否则其结果将可能是不理想的。7、直放站与基站的优劣性比较 直放站与基站相比较，其优点主要表达在如下几个方面：（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，

33、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。

34、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。.7/33 （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

35、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系统基站的覆盖不足，由于价格低、安装方便、在GSM、CDMA系统中采用直放站

36、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，严格的工程勘测与施工对提高CDMA网络的性能是十分必要的。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 为了满足不同环境与技术要求,GSM直放站主要可分为：-GSM移动通信宽

37、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。.8/33 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 两端口标准设计，安装极为方便 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，故障自动报警与远程维护 高线性功放，性能稳定(3)使用围:主要用于机场、旅游区、地下建筑、隧道、大型偏厂矿与村镇等GSM系统的盲区、阴

38、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。.9/33 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 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

39、选智能监控，故障自动报警与远程维护 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。.10/33 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，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，故障自动报警与远程维护 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、CDMA 移动通信直放站 采用CDMA

40、直放站可以扩大CDMA系统基站的覆盖围，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)、盲区等特殊环境下，CDMA 直放站将充分发挥它的优势。.11/33 CDMA移动通信直放站是为CDMA网而设计的产品，它的显著特点是采用超线性功放，保证多信道工作无杂波。CDMA直放站应用于CDMA移动通信网络中，双向中继无线信号延伸无线覆盖区，实现对特殊地形覆盖消除覆盖盲区，调配小区业务，平衡各小区的话务量，在“导频污染”地区强化主导频等等，以达到低成本扩大无线网络覆盖围、优化网络的目的。由于各地环境和条件的要求不同，所需的CDM

41、A直放站的类型也不同。CDMA直放站的系列产品(射频、微波、光纤、移频、楼宇、小型)会适应和满足各种不同需求。CDMA移动通信直放站主要由施主天线、重发天线、馈缆系统、直放主机、电源与保护系统以与防雷、避雷系统等部分组成。如图3-1所示了CDMA移动通信直放站原理图。图3-1 CDMA移动通信直放站原理图 1.CDMA 直放站的特点 适用于CDMA系统 很宽的增益调节围，并能连续可调 采用了高选择性的信道选择器，可对单载频进行选择处理 采用高线性功率放大器，低互调、低杂散，增益线性优良，信号波动小,对基站无干扰 采用多线高选择性低插损的腔体滤波器，消除上下行串扰保证系统高增益 采用特殊方法设计

42、，避免与G网的相互干扰 采用PLL技术和数字滤波技术，带外抑制良好，带平坦度好 设计防雷，避雷保护系统 2.CDMA 移动通信直放站框图.12/33 3.CDMA 直放站主要技术指标 工作电压 AC220V 工作频率：上行：825-840MHz 下行：870-885MHz 增 益：65-40dBm 带波动：1.98MHz:-65dBc/30kHz，即在1.23MHz信道带宽以外信号衰减65dB。另外需要注意的一点，原长城公司133网的800MHz CDMA网络的CDMA基站采用的是北美的标准，其基站的双工滤波器的带宽多为869MHz894MHz,所以，CDMA的带外信号将达到894MHz附近，

43、与中国移动的频点有4MHz的冲突，会对其造成一定的影响。CDMA直放站的情况与其不同，中国联通的CDMA频点为870MHz880MHz，所以大多数直放站（在中国市场销售的）的双工滤波器的带宽为870MHz880MHz,其滤波特性为60dB。所以，直放站CDMA的带外信号不会达到890MHz附近。(2)克服干扰的解决方案 为了克服干扰，则需要遵守三条隔离准：被干扰基站从干扰基站接收到的寄生辐射信号强度应比它的接收噪声限低10dB；在被干扰基站生成的三阶互调干扰（IMP3）电平应比接收机噪声限低10dB；受干扰站从干扰站接收到的总载波功率应比接收机的1dB压缩点低5dB。根据以上条件，计算隔离距离

44、：*CDMA直放站的频带外杂散：376528（dBm/30KHz）*GSM系统能允许的最大杂散干扰：104910123（dBm）*CDMA直放站信号在890MHz处的电平强度（已经过双工滤波器）：286088（dBm）*隔离余量：8810lg(200/30)(123)43（dB）根据垂直隔离公式：Iso28.040lg10(d/)，则垂直隔离距离为d2.4m。根据水平隔离公式：Iso2220lg10(d/)(GREPEATER TXGGSM RX)，则水平隔离距离为：d11m。实际工程中，由于890MHz909MHz频段为中国移动所有，而CDMA系统为中国联通所有，所以共址的机会不多。中国联通

45、的GSM上行频段为909MHz915MHz,与CDMA相隔较远，隔离要求更小，应更容易实现。实际工程中，利用铁塔平台的隔离和建筑物本身的隔离，CDMA直放站信号对GSM的干扰问题是可以解决的，这需要工程人员大量地实践与摸索。9.CDMA 直放站对CDMA 系统的干扰 在 CDMA 系统中直放站使用不仅可以消除盲区，而且还可以延伸基站的覆盖围。但是，直放站的使用也会对 CDMA系统产生下述的干扰问题。(1)干扰所引起的问题 噪声叠加 上行链路中直放站的使用使 CDMA系统的噪声叠加，基站的接收灵敏度下降。使原基站覆盖围缩小 CDMA 直放站的使用所引入的噪声，导致基站系统的接收灵敏度下降，从而引

46、起上行链路覆盖围的收缩。通常情况下，在郊区，当上行链路中由于直放站使基站的噪声电平提高2.1dB时，上行链路的覆盖围将收缩13。因而，CDMA系统中，直放站的架设位置不能处于原小区边缘。下行链路的导频时延 在CDMA系统中使用直放站会产生定时时延和信号延时扩散，如果时延较大，将使CDMA系统导频码的相位发生变化，产生掉话等。.15/33 在存在双重覆盖区域的情况下，来自直放站和基站信号的多径传播导致接收端的延时扩散。为了减少多径干扰，应慎重选择直放站的站址，使双重覆盖所产生的时延在一个时间窗之；另外可以调整基站的时间窗，使系统导频信号不产生混乱。(2)直放站对系统容量的影响 任何能够改变基站接

47、收端信号电平或干扰电平的因素，都对系统的容量产生影响。下面分几种不同的情况分析直放站引入对CDMA系统容量的影响：CDMA系统容量 比特能量与总的噪声功能谱密度之比：Eb/No=PG/(V*(N-1)*(1+Iother/Iself)系统容量：N=1+PG/(V*Eb/No(1+Iother/Iself)其中：PG=21dB 为CDMA系统处理增益，V为话音激活增益，通常取0.4。Iother来自于其它小区的干扰，Iself自身小区的干扰假设系统要求Eb/No=10dB。-对于单小区系统，来自于相邻小区的干扰为零，即Iother/Iself=0，代入得系统容量N=32.5。-对于多小区无直放站

48、的系统容量取决于相邻小区的干扰情况。安装CDMA直放站时的系统容量 -在单小区有直放站时，因为Iother/Iself=0，系统容量不变。-在多小区有直放站，分以下两种情况进行讨论：a.移动台位于小区边缘与直放站之间的情况下，因为直放站的作用，相邻小区移动台的发射功率减小，因而来自相邻小区的干扰减小，即公式中Iother/Iself减小，因而系统容量增加。b.移动台位于基站与直放站之间的情况下，当直放站位于基站与直放站之间，因为直放站的增益，使得对相邻小区的干扰增加，通过分析可以得到该项的影响较弱。多小区安装直放站的情况下，对于相邻小区干扰主要来自本小区边界的用户，采用直放站后，这些用户发射功

49、率减小，降低了相邻小区的影响，使系统容量得以增加。统计说明，通常情况下，Iother/Iself可降低12-6，容量增加2-3个用户。综上所述，对于单蜂窝系统，直放站的使用可在保持原有容量的前提下，增加覆盖围；对多蜂窝系统，直放站的使用不仅可以增加覆盖围，还可使系统容量略有增加。(3)基站每扇区可带直放站的数目 假设基站和直放站的噪声系数均为5dB，经过有关计算，可得到以下结论：对于直放站的输出功率为100（20）时，加入60台直放站后，将引入2的附加噪声。对于1（30）的直放站，加入10台，将引入2的附加噪声。对于10（40）直放站，加入1台直放站后，将引入1.5的附加噪声，加入4台直放站，

50、将引入4左右的附加噪声。四、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的无线信号进行放大，从而扩大基站的覆盖围。光纤直放站是通过光纤进行传输，采用光信号接收器和转换器连接偏远的区域。1.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围的边缘，