直放站基礎(chǔ)知識及原理

1、一、直放站概述1.直放站的定義直放站的定義直放站（中繼器）屬于同頻放大設(shè)備，是指在無線通信傳輸過程中起到信號增強的一種無線電發(fā)射中轉(zhuǎn)設(shè)備。直放站的基本功能就是一個射頻信號功率增強器。直放站在下行鏈路中，由施主天線現(xiàn)有的覆蓋區(qū)域中拾取信號，通過帶通濾波器對帶通外的信號進(jìn)行極好的隔離，將濾波的信號經(jīng)功放放大后再次發(fā)射到待覆蓋區(qū)域。在上行鏈接路徑中，覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動臺手機的信號以同樣的工作方式由上行放大鏈路處理后發(fā)射到相應(yīng)基站，從而達(dá)到基地站

2、與手機的信號傳遞。直放站是一種中繼產(chǎn)品，衡量直放站好壞的指標(biāo)主要有，智能化程度（如遠(yuǎn)程監(jiān)控等）、低IP3（無委規(guī)定小于36dBm）、低噪聲系數(shù)(NF)、整機可靠性、良好的技術(shù)服務(wù)等。使用直放站作為實現(xiàn)“小容量、大覆蓋”目標(biāo)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(shù)量的前提下保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋，二是其造價遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于有同樣效果的微蜂窩系統(tǒng)。直放站是解決通信網(wǎng)絡(luò)延伸覆蓋能力的一種優(yōu)選方案。它與基站相比有結(jié)構(gòu)簡單、投資較少和安裝方便等優(yōu)點，

3、可廣泛用于難于覆蓋的盲區(qū)和弱區(qū)，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(zhì)量，解決掉話等問題。2.2.直放站的種類與類型直放站的種類與類型(1)移動通信直放站的種類從傳輸信號分有GSM直放站和CDMA直放站從安裝場所來分有室外型機和室內(nèi)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直放式直放站、光纖傳輸直放站和移頻傳輸直放站。(2)移動通信直放站的類型GSMGS

4、M移動通信直放站移動通信直放站GSM移動通信直放站是解決基站覆蓋而存在信號盲區(qū)的一種方式。通過架設(shè)直放站不但能改善覆蓋效果，同時能大大減少投資基站之成本。GSM直放站是為消除GSM900MHz1800MHz頻段移動通信網(wǎng)的小范圍信號盲區(qū)或弱信號區(qū)而設(shè)計生產(chǎn)的通信設(shè)備。被廣泛應(yīng)用于地下商場、停車場、地鐵、隧道、高層建筑的辦公室、娛樂場所、電梯或私人住宅等基站信號所無法到達(dá)的信號盲區(qū)，同時對于消除城市因受高樓大廈影響而產(chǎn)生的室外局部信號陰影

5、區(qū)或邊遠(yuǎn)郊區(qū)個別村鎮(zhèn)的弱信號區(qū)也具有相當(dāng)好的覆蓋效果。CDMACDMA移動通信直放站移動通信直放站CDMA直放站可以擴(kuò)大CDMA基站的覆蓋范圍，大大節(jié)省CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資(一個CDMA直放站的投資約為一個CDMA基站的十分之一)。特別是在高層樓宇、地下(如地鐵)、以及盲區(qū)等特殊環(huán)境下，CDMA直放站將充分發(fā)揮它的優(yōu)勢。由于各種地理環(huán)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(wǎng)覆蓋盲區(qū)或弱信

6、號，延伸基站信號覆蓋的一種中繼設(shè)備，它能解決消除城市因受高樓大廈影響而產(chǎn)生的室外局部信號陰影區(qū)，地下停車場、地下隧道、商場、電梯等基地?zé)o法到達(dá)信號的盲區(qū)，提高了覆蓋范圍增強了信號覆蓋延伸。GSMCDMAGSMCDMA光纖直放站光纖直放站光纖中繼移動通信直放站由靠近基站側(cè)的近端機及覆蓋區(qū)側(cè)的遠(yuǎn)端機兩部分組成，適用于在基站擬建直放站區(qū)有高山阻擋或兩者相距甚遠(yuǎn)，同時基站和覆蓋區(qū)之間具備光纜情況下建站。光纖直放站兼?zhèn)鋵拵?、選帶、選帶、選頻等功能

7、。傳輸距離可達(dá)20Km，由于空間隔離度好，不產(chǎn)生同頻干擾，重發(fā)方向可采用全向天線覆蓋，以提高覆蓋效果。應(yīng)用波分復(fù)用事分光、分路技術(shù)、光纖直放機還可組成其它使用系統(tǒng)。3.3.移動通信直放站的構(gòu)成移動通信直放站的構(gòu)成在進(jìn)行無線蜂窩系統(tǒng)設(shè)計時，由于基站的發(fā)射功率遠(yuǎn)大于手機，計算基站的覆蓋距離時，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(diào)測中，為方便起見，我們?nèi)砸允謾C接收到的基站的信號強度加以估算。(在下面的幾個例子中，所涉及的電平值

8、均為手機接收信號功率值。)●公路的覆蓋某郊區(qū)一基站東側(cè)，有一主要交通干道，我們在基站東側(cè)14km處安裝一直放站，服務(wù)天線高度約55m。直放站服務(wù)天線的輸出口接一個3比1的功率分配器，分別接兩個16dBi的板狀天線，信號小的天線向西輻射（指向基站），信號大的天線向東輻射。未裝直放站時，直放站所在地信號在100dBm左右，通信時通時斷，效果非常不好。直放站開通后，直放站西側(cè)一段約3—5km公路信號明顯改善；直放站東側(cè)使通信距離又延伸8—10

9、km?！窠紖^(qū)重點村鎮(zhèn)居民區(qū)的覆蓋某一村鎮(zhèn)離基站5～6km，由于該鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)條件較好，手機用戶較多。無直放站時，地面信號在90～95dBm左右，室外通信正常但無法保證室內(nèi)通信。安裝直放站后，服務(wù)天線在30m高左右，采用全向天線，地面接收的基站信號電平提高約20dB，可以解決半徑在500—800m內(nèi)的室內(nèi)覆蓋（指一般居民樓）?！瘛癓”型覆蓋某一風(fēng)景區(qū)位于山谷中，距離基站不到4km，但由于被山脈阻擋，手機根本無法工作。我們在山脈的盡頭安裝一直放站

10、，由于直放站接收信號的方向和發(fā)射信號的方向成一定的角度，相當(dāng)于基站的電波在直放站處轉(zhuǎn)了一個彎。依靠山體的阻擋，直放站的施主天線和服務(wù)天線分別放在山體的兩側(cè)，隔離度很大，直放站的性能可以充分發(fā)揮，不但很好地解決了該風(fēng)景區(qū)用戶的通信問題，還使該基站的通信距離向山谷里延伸了6km。●臨時性會議地點的應(yīng)急覆蓋某北京郊區(qū)某賓館組織生要會議，由于信號較弱，在會議室和賓館底層房間均不能通信。由于時間緊迫，在該賓館安裝閉路分布系統(tǒng)已不可能。經(jīng)現(xiàn)場考察，

11、在賓館頂層信號較強，且信號單一，安裝直放站不會引起導(dǎo)頻混亂。服務(wù)天線放樓群中間，利用樓體的隔離可以有效地控制直放站的覆蓋，因賓館面積不大，直放站的增益設(shè)置較小，使直放站工作很穩(wěn)定。直放站半天即安裝完畢，馬上收到效果，不但會議室內(nèi)信號明顯增加，而且地下室也可以正常通信?！耖_闊地域的覆蓋人口分布較少的開闊地域是使用直放站進(jìn)行覆蓋的典型場合。當(dāng)直放站采用全向天線時，只要有一定的鐵塔高度，在直放站工作正常的情況下，3km內(nèi)可以明顯地感覺到直放站

12、的增益作用。但距離超過5km以后，直放站的增益作用就迅速消失，用手機進(jìn)行基站接收信號電平測試，無論直放站是否工作，接收電平都沒有明顯變化。這是因為在平原開闊地區(qū)，房屋建筑和地形地貌造成的傳輸衰耗相對較小，而隨空間距離的增加，電波按32.4520logf(MHz)20logD(km)的規(guī)律衰減；即距離每增加一倍，電波衰減6dB。比如在離基站12kmA點處用手機測得基站的接收信號電平下降為約95dBm，在離基站17km的B點測得接收信號電平

13、下降為約97km（由于距離增加不足三分之一，自由空間衰耗和地貌衰耗增加值都不很大）。在A點安裝一直放站，我們可以這樣估算一下直放站電波的衰減曲線。直放站正常工作后，在距直放站水平距離300m的地面用手機進(jìn)行接收信號電平測量（離直放站過近，將離開天線的主瓣，計算誤差較大），假如測得導(dǎo)頻電平為70dBm，就可估算出直放站在A點附近有25dB的增益作用。由于距離每增加一倍，電波衰減6dB。在離A點600m處衰減6dB，1200m處衰減12dB

14、依次類推，4.8km衰關(guān)將達(dá)24dB。如果考慮地貌衰耗，直放站放大的信號到達(dá)B點時，信號電平約在95—100dBm左右，此時直放站的增益作用幾乎為零。圖3表示出基站的信號和直放站放大的信號衰減曲線索，可以看出A點至B點，基站信號衰減很慢，而且直放站信號衰減可以看出A點到B點，基站信號衰減很慢，而直放站信號衰減很快。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態(tài)