直放站技术介绍--2

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? (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。
? 　　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，所涉及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3—5km公路信号明显改善；直放站东侧使通信距离又延伸8—10km。
? 　　● 郊区重点村镇居民区的覆盖
? 　　某一村镇离基站5～6km，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内通信。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500—800m内的室内覆盖（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。
? 　　● 临时性会议地点的应急覆盖
? 　　北京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，不但会议室内信号明显增加，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内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，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
? 　　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要求是合适的，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
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? 　　(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。
? 　　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，主要有工作频率范围、最大输出功率、增益范围等，为此应对这些技术参数进行着重讨论。
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