直放站

直放站

由元器件或模塊組成上、下行放大鍊路
直放站(外文名:Repeater)由天線、射頻雙工器、低噪聲放大器、混頻器、電調衰減器、濾波器、功率放大器等元器件或模塊組成上、下行放大鍊路。其工作的基本原理是:用前向天線(施主天線)将基站的下行信号接收進直放機,通過低噪放大器将有用信号放大,抑制信号中的噪聲信号,提高信噪比(S/N);再經下變頻至中頻信号,經濾波器濾波,中頻放大,再移頻上變頻至射頻,經功率放大器放大,由後向天線(重發天線)發射到移動台;同時利用後向天線接收移動台上行信号,沿相反的路徑由上行放大鍊路處理:即經過低噪放大器、下變頻器、濾波器、中放、上變頻器、功率放大器再發射到基站。從而達到基站與移動台的雙向通信。
    中文名:直放站 外文名: 别名: 英文名:Repeater 阻抗:50Ω 屬性:中繼器(REPEATER)

産品簡介

定義

直放站是一種無線信号中繼産品,衡量直放站好壞的指标主要有,智能化程度(如遠程監控等)、低IP3(無委規定小于-36dBm)、低噪聲系數(NF)、整機性、良好的技術服務等。

使用直放站作為實現“小容量、大複蓋”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數量的前提下保證網絡複蓋,二是其造價遠遠低于有同樣效果的微蜂窩系統。直放站是解決通信網絡延伸複蓋能力的一種優選方案。它與基站相比有結構簡單、投資較少和安裝方便等優點,可廣泛用于難于複蓋的盲區和弱區,如商場、賓館、機場、碼頭、車站、體育館、娛樂廳、地鐵、隧道、高速公路、海島等各種場所,提高通信質量,解決掉話等問題。

随着移動通信市場的迅猛發展,用戶越來越希望可随時随地提供高質量通信。為此,移動通信服務商開始在室外、建築物内部及地下等電波難以複蓋的盲區設置直放站,以最大限度地滿足用戶對于通話服務的需求。

智研數據研究中心表示,當前國内移動網絡運營商對直放站的需求仍然保持上升趨勢,主要是因為運營商之間競争在逐漸加劇,客戶對優質無線複蓋的需求日益增加,以及運營商在成本效益、增加投資回報以及業務收入方面所承受的壓力日增,因此迫使運營商們在過去幾年時間裡加大對無線複蓋解決方案的投入,以改善其網絡素質及服務質量,從而增加業務收入,提高用戶滿意率。

作用

直放站屬于中繼器(REPEATER)的一種,是網絡物理層上面的連接設備。适用于完全相同的兩類網絡的互連,主要功能是通過對數據信号的重新發送或者轉發,來擴大網絡傳輸的距離。 直放站是對信号進行再生和還原的網絡設備 OSI 模型的物理層設備

直放站是局域網環境下用來延長網絡距離的最簡單最廉價的互聯設備,操作在OSI的物理層,直放站對在線路上的信号具有放大再生的功能。用于擴展局域網網段的長度.僅用于連接相同的局域網網段。

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直放站(RP repeater)是連接網絡線路的一種裝置,常用于兩個網絡節點之間物理信号的雙向轉發工作。中繼器是最簡單的網絡互聯設備,主要完成物理層的功能,負責在兩個節點的物理層上按位傳遞信息,完成信号的複制、調整和放大功能,以此來延長網絡的長度。由于存在損耗,在線路上傳輸的信号功率會逐漸衰減,衰減到一定程度時将造成信号失真,因此會導緻接收錯誤。中繼器就是為解決這一問題而設計的。它完成物理線路的連接,對衰減的信号進行放大,保持與原數據相同。常用的直放站有手機信号直放站、手機信号放大器等,以蜂信通手機信号放大器為例,是指在無線通信傳輸過程中起到信号增強的一種無線電發射中轉設備,其基本功能就是一個射頻信号功率增強器。在下行鍊路中,由施主天線現有的複蓋區域中拾取信号。通過帶通濾波器對帶通外的信号進行極好的隔離,将濾波的信号經功放放大後再次發射到待複蓋區域。在上行鍊接路徑中,複蓋區域内的移動台手機的信号以同樣的工作方式由上行放大鍊路處理後發射到相應基站,從而達到基地站與手機的信号傳遞。

一般情況下,中繼器的兩端連接的是相同的媒體,但有的中繼器也可以完成不同媒體的轉接工作。從理論上講中繼器的使用是無限的,網絡也因此可以無限延長。事實上這是不可能的,因為網絡标準中都對信号的延遲範圍作了具體的規定,中繼器隻能在此規定範圍内進行有效的工作,否則會引起網絡故障。

種類

(1) 移動通信直放站的種類

--- 從傳輸信号分有GSM直放站、CDMA直放站、WCDMA直放站、TD-SCDMA、LTE直放站;

--- 從安裝場所來分有室外型機和室内型機;

--- 從傳輸帶寬來分有寬帶直放站和選頻(選信道)直放站;

--- 從傳輸方式來分有無線直放站、光纖傳輸直放站和移頻傳輸直放站。

類型

(2) 移動通信直放站的類型

GSM移動通信直放站

GSM移動通信直放站是解決基站複蓋而存在信号盲區的一種方式。通過架設直放站不但能改善複蓋效果,同時能大大減少投資基站之成本。

GSM直放站是為消除GSM900MHz/1800MHz頻段移動通信網的小範圍信号盲區或弱信号區而設計生産的通信設備。被廣泛應用于地下商場、停車場、地鐵、隧道、高層建築的辦公室、娛樂場所、電梯或私人住宅等基站信号所無法到達的信号盲區,同時對于消除城市因受高樓大廈影響而産生的室外局部信号陰影區或邊遠郊區個别村鎮的弱信号區也具有相當好的複蓋效果。

CDMA移動通信直放站

CDMA直放站可以擴大CDMA基站的複蓋範圍,大大節省CDMA網絡建設的投資(一個CDMA直放站的投資約為一個CDMA基站的十分之一)。特别是在高層樓宇、地下(如地鐵)、以及盲區等特殊環境下,CDMA 直放站将充分發揮它的優勢。由于各種地理環境和用戶的要求不同,所需的CDMA直放站的類型也不同。

CDMA直放站是為了消除移動通信網複蓋盲區或弱信号,延伸基站信号複蓋的一種中繼設備,它能解決消除城市因受高樓大廈影響而産生的室外局部信号陰影區,地下停車場、地下隧道、商場、電梯等基地信号無法到達的盲區,提高了複蓋範圍增強了信号複蓋延伸。

WCDMA直放站是為了消除移動通信網複蓋盲區和弱信号,延伸基站信号複蓋的一種中繼設備,它能解決消除城市因高樓大廈影響而産生的室外局部信号信号陰影區,地下停車場、地下隧道、商場、電梯等基站無法到達信号的盲區,提高了信号複蓋的範圍增強了信号複蓋延伸。和微蜂窩的複蓋效果類似。

TD-SCDMA直放站是為了消除移動通信網複蓋盲區和弱信号。

GSM/CDMA光纖直放站

光纖中繼移動通信直放站由靠近基站側的近端機及複蓋區側的遠端機兩部分組成,适用于在基站拟建直放站區有高山阻擋或兩者相距甚遠,同時基站和複蓋區之間具備光纜情況下建站。

光纖直放站兼備寬帶、選帶、選帶、選頻等功能。傳輸距離可達20Km,由于空間隔離度好,不産生同頻幹擾,重發方向可采用全向天線複蓋,以提高複蓋效果。應用波分複用事分光、分路技術、光纖直放機還可組成其它使用系統。

構成

移動通信直放站的構成因種類而異。

(1) 無線直放機

下行從基站接收信号,經放大後向用戶方向複蓋;上行從用戶接收信号,經放大後發送給基站。為了限帶,加有帶通濾波器。

(2) 選頻式直放站

為了選頻,将上、下行頻率下變頻為中頻,進行選頻限帶處理後,再上變頻恢複上、下行頻率。

(3) 光纖傳輸直放站

将收到的信号,經光電變換變成光信号,傳輸後又經電光變換恢複電信号再發出。

(4) 移頻傳輸直放站

将收到的頻率上變頻為微波,傳輸後再下變頻為原先收到的頻率,放大後發送出去。

(5) 室内直放站

室内直放站是一種簡易型的設備,其要求與室外型機是不一樣的。

應用

(1) 直放站的應用原則

根據直放站系列産品的特點和移動通信網絡的需求,不同的地理環境及應用場合,系統的解決方案是不同的,這需要認真分析,區别對待。

對于無線直放站來說,信号的隔離顯得尤為重要。無線直放站是從空間接收信号,勢必要求空間信号盡可能純淨;而在基站較為密集區域,分離不同基站或扇區信号的難度将大大增加,容易使直放站增加對基站幹擾。所以在基站較為密集區域,建議盡量采用有線信号的引入方式,比如光纖直放站。在不具備使用光纖直放站條件的場所,隻能采用無線直放站,但其施主天線必須具有足夠的方向選擇性。

針對各類地區及應用場所,由于基站的密集性、用戶話務量等不同,建議采用如下直放站的應用原則:

城市密集區

由于用戶量大,基站數量較多,一般不存在大範圍的信号盲區,直放站隻是用于解決小範圍區域的補盲以及建築物内的信号複蓋。在光纖到樓尚未普及的情況下,需采用無線直放站。随着建築物的增多,所需的直放站數量也會随之增加,就會出現一個基站配置多台直放站的情況。

但直放站的引入必然對基站産生幹擾,幹擾會随着直放站數量的增多而加大,特别是大功率直放站的引入,會使系統幹擾明顯加劇。因此,在城市密集區應當采用小功率(1W以下)直放站。

城市邊緣

在CDMA網絡建設初期,由于基站數量較少,可以采用大功率的無線或光纖直放站。城市邊緣地區,主要是解決信号複蓋問題。在已鋪設光纖的地區最好采用輸出功率為10W的光纖直放站。

無光纖資源時,可利用無線直放站進行延伸複蓋。采用方向性好的施主天線提取較為純淨的源信号,輸出功率為5W/10W,等同于基站的輸出,達到較好的複蓋效果率。

郊區、鄉村

郊區、鄉村主要是解決複蓋問題。在鋪設光纖的地區最好采用大功率光纖直放站(10W/20W)擴大複蓋範圍。

對于無光纖資源但又能收到基站信号的地區,可采用無線直放站解決複蓋問題。特殊情況下,還可采用移頻直放站來增加複蓋距離。

(2) 直放站的應用場合

GSM、CDMA和光纖直放站和室内複蓋系統為各種信号盲區可提供不同的詳細解決方案,其适應範圍如下:

擴大服務範圍,消除複蓋盲區,如高山,建築物,樹林等阻擋物而形成的信号盲區;

在郊區增強場強,擴大郊區站的複蓋;

沿高速公路架設,增強複蓋效率;

解決室内複蓋,如大型建築物内信号衰減信号盲區、地下商城、地鐵、遂道等衰減信号盲區;

将空閑基站的信号引到繁忙基站的複蓋區内,實現疏忙;

其它因屏蔽不能使信号直接穿透之區域等。

典型應用

以下是直放站的幾種典型應用

在進行無線蜂窩系統設計時,由于基站的發射功率遠大于手機,計算基站的複蓋距離時,往往是計算反向電路的傳播衰耗。但在直放站的實際安裝調測中,為方便起見,我們仍以手機接收到的基站的信号強度加以估算。(在下面的幾個例子中,所涉及的電平值均為手機接收信号功率值。)

● 公路的複蓋

● 郊區重點村鎮居民區的複蓋

● “L”型複蓋

● 臨時性會議地點的應急複蓋

● 開闊地域的複蓋

需要指出的是,如果直放站所在地300m處,通過開頭直放站的方法,若能檢查出直放站有25dB以上的增益,則說明直放站的工作狀态已經是比較好的。由此可見,要想利用直放站組成大面積的複蓋是不現實的。當然 要想在局部方向獲得較大的複蓋,如公路沿線則必須有更高的鐵塔和高增益的定向天線,這樣可以在單一方向延伸複蓋10km左右。

産品要求

通常,對移動通信直放站的要求主要應以基站的技術要求為依據。

(1) 工作頻帶

應和GSM及CDMA的工作頻帶一緻。

(2) 額定(最大)輸出功率、額定(最大)增益(及增益調節範圍、自動增益控制範圍)及輸入電平。

這是一組互相關聯的指标,應綜合考慮。

通常最大輸出功率在不超過信息産業部無線電管理局規定的最大限值的情況下,應分成若幹等級供用戶選用,下行主要考慮複蓋,上行保證基站滿意接收。因此,下行一般大于上行。

為了保證輸出功率穩定和避免輸出非線性,帶有≮10dB的自動增益控制(AGC)看來是必要的。

(3)帶寬、帶内波動和帶外抑制

這是一組互相有關系的指标,尤其是帶寬和帶内波動。

通常,帶寬是指-3dB帶寬,而帶内波動是指帶内的不平坦度。如果要求帶内波動比3dB小,則-3dB帶寬必然要比分配給它的帶寬要寬,這樣,勢必侵占别的信道。因此,帶内波動最大隻能是3dBp-p。

(4) 交調和雜散發射

諧波、交調和雜散都是不希望有的無用信号,可以提出一樣的要求。

對GSM直放站,按YD/T 883-1999和ETS 300 609要求是合适的,對CDMA直放站,隻有按YD/T 1047-2000來要求了。

(5) 波形質量

CDMA基站有對波形質量(Rho)的要求,直放站傳輸CDMA信号後,對這項指标可能會惡化,應規定一個允許的惡化量。

(6) 傳輸時延信号通過直放站後,可能産生傳輸時延。

寬帶直放站的傳輸時延比較小,一般在1μs左右;選頻直放站和移頻直放站傳輸時延比較大,可能分别達到5μs和10μs。

(7) 噪聲系數

這是直放站靈敏度的表征,按技術水平,做到4~6dB應是不成問題的。

(8)電壓駐波比

為可保證有效功率傳輸,提出電壓駐波比的要求是需要的。根據功率被反射的量和實際水平,要求做到小于1.4~1.5是可行的。

(9) 操作維護管理

為了操作維護和管理,作一些信号指示(如輸出功率指示,電源狀态指示等),設置電源開關,增益調節鈕是必要的。至于需不需要提出遠程監控或網管之類的要求,應視情況而定。可以作為選項,有也不必過分複雜,因為直放站畢竟不是基站,複雜了成本必然增加。

(10) 安全要求

應有接地裝置、耐壓和絕緣等要求。

(11) 室内直放站

既然室内直放站是簡易型的,因此要求應比室外型低,尤其是輸出功率、增益、噪聲系數、傳輸時延和電壓駐波比等。

總之,直放站有很多技術參數,如上所述。但對一個直放站來說,主要有工作頻率範圍、最大輸出功率、增益範圍等,為此應對這些技術參數進行着重讨論。

其他信息

● 直放站的工作帶寬。很多直放站是由AMPS和TACS模拟移動通信系統産品演變而來,進入CDMA體制後,隻做了少量改動,為适應CDMA有多個載頻的需要(中國800MHzCDMA系統有10MHz帶寬),一些直放站生産廠家,其寬帶的直放站均不如為CDMA專門設計的窄帶直放站性能好。因為CDMA系統信号的信噪比遠低于其他系統,前端低噪音放大器的性能十分重要,寬帶濾波器不利于低噪音放大器的制造。實際上直放站滿足多功波是沒有必要的,直放站都工作在話務量低的邊緣地區,能保證CDMA首載波283信道工作即可。直放站是基站滾動發展的,過渡性産品,當需要第二載波時,直放站已被基站取代。

● 直放站的最大輸出功率。一些廠家為了獲得較大複蓋,生産的直放站最大輸出功率高達+43dBm,這是沒有必要的。取大輸出功率+33~38dBm較為合适。第一複蓋主要取決于直放站反向信道低噪音放大器的性能,而不取決于直放站的最大輸出功率。第二在實際安裝中,直放站輸出功率很難達到+30dBm以上。在空曠地帶,當地面接收基站的信号電平低于-95dBm時,可考慮安裝直放站。假設施主天線架高30m,由于高度的提高,空中接收信号電平在-65~-70dBm左右,加上施主天線增益,直放站輸入端口可望接收-50~-55dBm的信号,如果直放站增益為80dB,直放站輸出功率隻能達到+25~30dBm。但是在實際安裝中,由于鐵塔高度的原因,隔離度受到限制,直放站的增益很難達到80dB以上,所以直放站的最大輸出功率指标定的過高實際意義不大。

● 反向信道接收端應具有分集接收作用。CDMA系統有嚴格的功率控制,處于極低的信噪比情況下工作。由于手機發射的功率要遠低于基站,直放站反向信道低噪音放大器的性能好壞顯得十分重要。采用分集接收有利于改善反向信道的性能。正常情況(無直放站)手機發射電平很少超過+15dBm。在加入直放站後,手機的發射功率比正常時要大很多,有時接收電平在-95~-100dBm時,手機輸出就高達+23dBm。這主要是加入直放站後,反向路徑信噪比惡化的原因。由于手機最大輸出是+23dBm,所以直放站的複蓋主要取決于低噪音放大器的性能。

● 直放站的重量和體積。直放站不同于基站,安裝條件一般都很苛刻,大部分在高塔上作業。有些生産廠商對這一點缺乏切身的體會,對重量和體積未給予重視,對這些物理參數沒有“精打細算”。一個小巧的直放站會給運營商帶來好感,想念安裝過直放站的人都有切身的體會,将一個重量超過25kg、體積龐大的直放站搬上50m高的鐵塔是多麼的困難。

●軟件的操作界面要方便。直放站安裝條件困難,在高塔上作業,一手攀住鐵塔,另一手拿住筆記本電腦操作,其難度是可想而知。如果人機對話采用DOS方式,逐一敲進字符,則是太困難了。有的生産廠家的産品,軟件設置從直放站的初步設計到直放站的現場安裝高度采用流程圖的形式,開始要求輸入直放站和基站的經緯度,随着流程圖再輸入天線和基站參數,一步一步地向下進行,最後給出直放站的大緻增益數值,非常方便。所有的輸入參數均由下拉式菜單用鼠标進行選擇,很利于現場操作。

● 直放站應具有遙測遙控功能。直放站由于安裝在較為偏僻的地區,用電話線采用MODEM遙控可能性滿面春風。有的廠家給直放站配置一個手機,利用手機号碼組成直放站自身的網管系統,但價格較高,當直放站數量不大時沒有必要購買網管系統。最簡單有效的方法是采用電纜從RS232口将遙控功能引至地面,這樣每次對直放站進行檢查就不用再爬塔。

● 直放站應具有故障和告警記錄功能。對直放站出現的斷電,功放過載,是否出現自激等應有記錄。每次故障和告警出現的時間和次數應有所統計,以便于日後維護,分析原因。

指标測試

有關移動通信直放站主要指标的測試應當考慮測試的準确性,也應當考慮測試的成本和使測試簡單易操作。

(1) 額定輸出功率、最大增益、增益調節範圍和AGC範圍的測試。

--- 被測直放站增益調到最大,從低向高調信号發生器加給被測直放站的輸入電平,使測得的直放站輸出達到廠家聲明的輸出電平Lout(dBm),記錄這時直放站的輸入電平Lin(dBm),則直放站的最大增益為:Gmax = Lout - Lin(dB) (1)

--- 改變輸入電平到Lin′(dBm)和Lin″(dBm)使直放站輸出Lout變化不超過規定值△Lout(如1dB或0.5dB),則:AGC = Lin′ - Lin″(dB) (2)

Lin′為Lout + △Lout時的輸入電平,Lin″為Lout - △Lout時的輸入電平。

--- 輸入電平回到Lin(dBm),減小直放站增益到最小,讀直放站這時的輸出電平Loutmin(dBm),直放站的增益調節範圍為:△G = Lout - Loutmin(dB) (3)

測量額定輸出功率時應考慮直放站輸出端口到功率計輸入端口的衰耗。

其它有很多指标都是在廠方聲明的功率上測試的,因此,廠方聲明最大輸出功率時,應考慮對其它指标(如交調、雜散發射等)的影響。

(2) 帶寬、帶内波動和帶外抑制的測試

應盡量采用掃頻測試,采用網絡分析儀(矢網、标網),也可以采用帶跟蹤源的頻譜分析儀,建議推薦後者,因為它的動态範圍較大,還可以減少測試儀器品種,節約成本。

接通跟蹤源,中心頻率調到被測直放站的中心頻率,掃頻寬度調到被測直放站帶寬的3~7倍(視被測帶寬而定,帶寬窄時倍數高),輸出電平調到被測直放站輸入電平為Lin。頻譜分析儀參考電平調到使被測指标接近頂刻線。在頻譜分析儀屏幕上出現濾波器的響應曲線,用标記可以讀到-3dB的帶寬、帶内波動和帶外抑制。

在測量帶内波動時,建議減小輸入電平Lin,以充分暴露帶内的波動。在測量帶外抑制時如果測量儀器的動态範圍不夠,可以采用點頻法測試。

(3) 諧波、交調和雜散發射的測試

交調測試、雜散發射測試

諧波測試信号發生器1接通,信号發生器2關閉,頻率f1調到被測直放站中心頻率,電平調到被測直放站輸入電平Lin再加10dB,在直放站增益調到最大時,用頻譜分析儀測2f1、3f1......的電平。

交調測試兩個CW信号發生器的頻率f1、f2在被測直放站帶内設置并接通,其間隔在測帶内交調時應充分得小,保證交調産物2f1 - f2和/或2f2 - f1落在帶内,在測帶外交調時,f1、f2的間隔應充分得大,保證交調産物落在帶外。在直放站增益調到最大時用頻譜分析儀的标記功能讀出交調産物的幅度。

測試GSM直放站時,總輸入電平應提高10dB;測試CDMA直放站時,總輸入電平應為Lin。

雜散發射測試

信号發生器調制方式分别調到GSM或CDMA(視被測直放站種類而定),頻率調到被測直放站中心頻率,電平調到Lin(dBm),在直放站增益調到最大時用頻譜分析儀測量9kHz~12.75GHz内除工作頻帶外的雜散發射電平。

在諧波、交調和雜散發射測試中,應充分考慮直放站輸出到頻譜分析儀輸入之間所有衰耗的影響。

(4) 波形質量惡化量的測試

CDMA信号發生器頻率調在被測直放站中心(信道)頻率,用波形質量測試儀測出CDMA信号發生器的波形質量RhoG,調CDMA信号發生器電平到Lin,在被測直放站增益調到最大時,按實線連接,用波形質量分析儀測出這時的波形質量RhoA,則被測直放站傳輸CDMA信号時波形質量惡化量為:△Rho = RhoG - RhoA (4)

(5) 傳輸時延的測試

示波器測量傳輸時延

通常用矢網分析儀測試,測試成本很高。若用示波器測量傳輸時延,與矢網測得的結果相比,幾乎沒有差别。

将信号發生器用≥50kHz的信号作幅度或脈沖調制,在高頻數字存儲示波器上觀測CH2的信号包絡對CH1的信号包絡的延遲時間,用示波器上的标記可以很準确地讀出CH2信号和CH1信号之間的時間差,即為傳輸時延。

(6)電壓駐波比的測試

用矢網和标網都可以測試,我們用帶跟蹤發生器的頻譜分析儀測試。

源輸出駐波的測試始終沒有解決好,隻能在無輸出信号或斷電狀态下測試。輸入駐波測試要考慮被測直放站的承受力,如果雙工器前有隔離器,則可以均在斷電情況下測試。

(7) 噪聲系數測試

用噪聲系數測試儀測量噪聲系數是非常簡單的,但對GSM選頻直放站來說,由于儀器帶寬遠大于被測帶寬,所以測試起來非常困難,這時幹脆用人工測試。

人工噪聲系數測試

被測直放站增益調到最大,在噪聲源接通時,從功率計上讀功率Ph(mW或μW);在噪聲源切斷時,從功率計上讀功率Pc(mW或μW)。

如果噪聲源在被測頻率上的超噪比為ENR(dB),則被測直放站噪聲系數為:

NF = ENR - 10lg(Y-1) (5)

移動通信直放站看起來似乎簡單,其實不然,對其中關鍵部件要求還是較高的。因此,建議運營商選購經質量認證廠商并經質檢機構檢測合格的産品,否則其結果将可能是不理想的。

優缺點

優點

直放站與基站相比較,其優點主要體現在如下幾個方面:

(1)同等複蓋面積時,使用直放站投資較低。在平原地區室外一個全向基站可以有10km複蓋半徑;一個全向直放站可以有4km複蓋半徑;就複蓋面積而言,六個直放站約相當于一個基站。六個直放站的設備價約為一個基站的80%。但考慮到機房租用和裝修、交直流電源、空調、傳輸系統和電路租金等費用,六個直放站的費用隻相當于于一個基站的50%,甚至更低。

(2)複蓋更為靈活。一個基站基本上是圓形複蓋,多個直放站可以組織成多種複蓋形式。如“一”字型排開,可以複蓋十幾至幾十公裡的路段。也可以組織成“L”型、“N”型和“M”型複蓋,特别适合于山區組網。

(3)在組網初期,由于用戶較少,投資效益較差,可以用一部分直放站代替基站。用戶發展起來後現更換為基站,替換下來的直放站再進一步放置在更邊緣的地區,這樣一步步地滾動發展。

(4)由于不需要土建和傳輸電路的施工,建網迅速。

缺點

但直放站與基站相比也有明顯的不中,主要表現在:

(1)不能增加系統容量。

(2)引入直放站後,會給基站增加約3dB以上的噪音,使原基站工作環境惡化,複蓋半徑減少。所以一個基站的一個扇區隻能帶兩個以下的直放站工作。

(3)直放站隻能頻分不能碼分,一個直放站往往将多個基站或多個扇區的信号加以放大。引入過多的直放站後,導緻基站短碼相位混亂導頻污染嚴重,優化工作困難,同時加大了不必要的軟切換。

(4)直放站的網管功能和設備檢測功能遠不如基站,當直放站出現問題後不易察覺。

(5)由于受隔離度的要求限制,直放站的某些安裝條件要比基站苛刻的多,使直放站的性能往往不能得到充分發揮。

(6)如果直放站自激或直放站附近有幹擾源,将對原網造成嚴重影響。由于直放站的工作天線較高,會将幹擾的破壞作用大面積擴大。CDMA是一個同頻系統,周邊的基站均有可能受到堵塞而癱瘓。

根據相關資料,有引起國家直放站和基站的安裝比例高達2比1以上;由于中國的人口密度很大,直放站和基站的安裝比例不應過大,如果沒有光纖直放站,隻對射頻耦合型室外直放站而言,這一比值應不大于1。在規劃時,直放站作為滾動發展的過渡設備,一次性安裝直放站的比率應進一步減少。在大中城市的市區和通話密度較高的地區應不使用射頻耦合型室外直放站。

直放站不能增加系統容量,卻可以彌補CDMA系統基站的複蓋不足,由于價格低、安裝方便、在GSM、CDMA系統中采用直放站不失為網絡優化的一種較好的解決方案。

另外由于CDMA系統的頻率複用率為1,直放站在CDMA系統和GSM系統中的使用存在着差異。直放站的使用将與整個系統的性能相關,而在GSM系統中直放站的使用僅與幾個相關的通道性能有關。因而,合理的規劃直放站網絡,嚴格的工程勘測及施工對提高CDMA網絡的性能是十分必要的。

直放站與基站的比較

直放站

基站

低功率

高功率

便宜

比較昂貴

信号質量一般

信号質量好

沒有增加容量

增加系統容量

不需要頻率規劃,但對于選頻直放站,每次基站改頻時,也應做相應的改動

需要頻率規劃

設計、安裝、調測不好時會對系統造成影響,特别是噪聲及信噪比下降的問題

需要優化參數,使室内話務與室外話務分開,必須考慮越區切換,優化網絡結構

不需要交換機接口

需要交換機接口及傳輸配合

選擇安裝

在進行直放站天線選擇與安裝的過程中,除了要保證直放站良好接收施主基站的信号以外,還要注意保證直放站的施主天線與業務天線之間的隔離要求,避免直放站的性能惡化。以下介紹一些在直放站天線選擇與安裝過程中的注意點:

根據具體的信号情況,以及複蓋的需要,選擇合适的天線增益; 由于直放站屬于同頻中繼系統,所以一般不能采用全向天線,否則可能引起系統自激。施主天線與施主基站天線之間是點對點的通信,所以應選擇具有高增益和窄水平波束的天線應當最适合。一般采用角反射天線、對數周期天線和抛物面天線,以避免引入不必要的導頻信号;業務天線根據需要複蓋區域的不同特點來選擇。如要複蓋一個很大區域,這種天線可以是普通基站使用的定向型天線,但須具有較高的增益;要進行隧道複蓋時,可選用八木天線或螺旋狀天線;在室内環境下,經常要求使用特殊設計的室内天線,室内天線通常需設計得不易引人注目,但不需要象普通的基站天線那樣應具備在惡劣環境的要求,室内業務天線網絡要引入較多的電纜和導緻分配器損耗,因而通常僅使用于複蓋較小的區域。無論在哪種場合下,業務天線的發射方向應該嚴格控制,以保證業務信号不會饋入施主天線;如果施主天線與施主基站滿足視距傳輸,拾取的信号相對純淨。施主天線采用方向性好的窄波束定向天線,也有利于提高拾取信号的純淨度。

天線方向圖:安裝天線時,應使一副天線的天線方向圖的零點對應另一副天線的天線方向圖的零點。天線通常背靠背安裝,這種情況下選擇高前後比的天線很重要。一般要求天線的前後比最好在30db以上。

垂直分離:直放站天線在垂直方向通常波瓣較窄,當業務天線和施主天線垂直安裝時,它們的垂直面方向圖會有零點相對,可以獲得較高的天線隔離度。

微波中繼處,天線要用高增益抛物面天線,安裝時要注意:如果采用栅格抛物面天線,那麼需要極化正交安裝,兩個天線的極化要和基站側、用戶側的所用天線的極化一緻;天線要安裝在平台的兩端,最好能上下錯開,這樣可以增大兩個天線之間的隔離度。

環境因素:天線周圍環境可能影響天線隔離度,環境因素包括:天線正面近處是否存在反射物、天線安裝塔的材質、施主天線和業務天線間是否存在屏蔽物或設置屏蔽網。

可以考慮将施主基站的施主扇區的天線采用與其他扇區和基站不同的交叉極化方式,以便直放站有效地選擇來自施主扇區的導頻;在直放站應用中,對于光纖直放站而言,天線隔離要求同普通直放站的要求基本一緻。

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