會計學1直放站原理及應(yīng)用二、各類直放站的特點第1頁/共57頁各類直放站的特點第2頁/共57頁各類直放站的特點第3頁/共57頁三、設(shè)備分類射頻直放站又可分為：同頻直放站移頻直放站第4頁/共57頁BTS直放站移動臺主服務(wù)區(qū)接收天線發(fā)送天線同頻直放站F1F1第5頁/共57頁同頻直放站特點特性低成本的射頻信號盲區(qū)解決方案、可采用立柱或壁掛的簡便安裝方式；下行（到用戶手機）的輸出功率一般在+10dBm到+40dBm之間；上行（到基站）的輸出功率一般在+7dBm和+37dBm之間；可在本地通過RS232C接口對直放站進行編程和控制，也可通過撥號調(diào)制解調(diào)器控制；可實現(xiàn)多載頻；服務(wù)

CH服務(wù)

CH基站第6頁/共57頁BTS近端單元移動臺主服務(wù)區(qū)鏈路天線F1F1遠端單元鏈路天線

服務(wù)天線F2移頻直放站第7頁/共57頁移頻直放站包括本地系統(tǒng)和遠端系統(tǒng)。運營中未使用的頻率通道作為連接信道。本地系統(tǒng)將服務(wù)頻率轉(zhuǎn)換為連接頻率，而遠端系統(tǒng)將連接頻率轉(zhuǎn)換回服務(wù)頻率。移頻直放站特點特性：高隔離度由于具有更高的增益而實現(xiàn)高功率天線容易安裝不受LOS（視線連接）的限制可實現(xiàn)長距離連接和服務(wù)區(qū)域可實現(xiàn)多載頻與本地系統(tǒng)可用有線或無線連接需要額外的連接信道第8頁/共57頁移頻直放站服務(wù):F1連接:F2/F3特性

持久連續(xù)的蜂窩覆蓋多至3個遠端的層疊連接需要2個額外的連接頻率分配BTSF1

層疊應(yīng)用遠端1F1

F2F2本地

遠端2F1

F3

F3F1遠端3

F2F2第9頁/共57頁BTS移動臺主服務(wù)區(qū)F1光纖直放站服務(wù)天線F1F1光纖直放站第10頁/共57頁

主系統(tǒng)將基站的射頻信號轉(zhuǎn)換為光信號通過光纖傳到從系統(tǒng)。從系統(tǒng)將光信號轉(zhuǎn)換成射頻服務(wù)信號。光纖直放站特點光纜特性

射頻到光的轉(zhuǎn)換及波分復(fù)用技術(shù)不受LOS（LineofSight）限制穩(wěn)定的系統(tǒng)運行和簡便的系統(tǒng)維護可實現(xiàn)分集和層疊功能需要光纖設(shè)備光纖連接的成本較高服務(wù)

CH服務(wù)

CH基站主系統(tǒng)從系統(tǒng)第11頁/共57頁光纖直放站基站從系統(tǒng)2

光纖連接從系統(tǒng)1

主系統(tǒng)層疊應(yīng)用從系統(tǒng)3

光纖直放站層疊型的覆蓋延伸第12頁/共57頁

四、各類直放站的圖例第13頁/共57頁無線直放站（含寬帶和載波選頻）BSFoutFin無線直放站第14頁/共57頁室外光纖直放站中繼端機鄉(xiāng)鎮(zhèn)覆蓋端機光纖BS第15頁/共57頁室內(nèi)直放站(含寬帶和載波選頻)BS室內(nèi)直放站平面天線壁掛天線吸頂天線吸頂天線二功分器二功分器第16頁/共57頁五、直放站的基本結(jié)構(gòu)電源模塊穩(wěn)壓電源AC220VDCAC220VBSMS935~954MHzUPLINKDOWNLINK選頻單元PP選頻單元避雷器890~909MHz雙工濾波單元施主天線低噪放高功放雙工濾波單元低噪放高功放覆蓋天線NoteBookPC接口監(jiān)控單元第17頁/共57頁光纖直放站電源單元DC-48V（AC220V）DC電源單元DCDC-48V（AC220V）光纖光纖PDCDCDC光發(fā)送機光接收機光模塊電源DC光接收機光發(fā)送機光模塊電源DC光衰減器DCPDCDC光衰減器BS第18頁/共57頁

六、直放站器件基本概念

LNA的含義

LNA(lowernoiseamplify)低噪聲放大器

在直放站中的作用

移動通信質(zhì)量的好壞，主要取決于上、下行信道，要求上、下行放大器的噪聲系數(shù)很低，否則會因本身引入的噪聲過大而使整個系統(tǒng)的信噪比很差，不能滿足基站對話音信號信噪比的監(jiān)測指標，低噪放模塊可滿足要求。第19頁/共57頁

直放站器件基本概念PA的含義PA(poweramplify)功率放大器在直放站中的作用

主要是功率放大，應(yīng)具備高線性度，否則會造成三階互調(diào)非線性產(chǎn)物太強，占用話音信道，導(dǎo)致手機接通率降低，干擾話音信道，導(dǎo)致話音質(zhì)量下降，甚至會干擾基站的信令信道，導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)運行失常。第20頁/共57頁

直放站器件基本概念

雙工器的主要作用

在接收機輸入端接入收信濾波器，以阻止發(fā)信功率進入接收機，在發(fā)信機輸出端接入發(fā)信濾波器，以抑制發(fā)信頻譜造成在收信頻帶上的噪聲功率。用環(huán)行器來隔離收、發(fā)濾波器，來提高收、發(fā)信間的隔離度，是收、發(fā)設(shè)備雙工方式工作時必須使用的。第21頁/共57頁

直放站器件基本概念光發(fā)送機、光接收機光發(fā)送機是將電信號轉(zhuǎn)化為光信號，并將生成的光信號注入光纖，光接收機將從光纖輸出端接收到的光信號轉(zhuǎn)換回原始的電信號常用的通信光源通信用光源一般采用LD（激光器）、LED（發(fā)光二極管），高速率系統(tǒng)則采用DFB與QW（高速率激光器）。光波長一般為1.31μm，1.55μm。第22頁/共57頁

常用單位及其換算

dBm

常用于功率單位。

P(dBm)=10lgP。(W)/1(mW)＝30＋10lgP。(W)

dBc

常用于互調(diào)產(chǎn)物單位。無委指標中，互調(diào)產(chǎn)物單位為 dBm。兩者關(guān)系如圖所示：

dB

常用于增益或衰減單位

dBidBd

均為天線增益單位。dBi=dBd+2dBmf(MHz)P(dBm)第23頁/共57頁七、直放站的主要性能指標工作頻段定義直放站發(fā)揮中繼和放大作用所使用的頻段，只有在此頻段內(nèi)的信號才可通過直放站無失真地放大轉(zhuǎn)發(fā)，其他頻段的信號則被抑制濾除。由于直放站分上下行鏈路，所以分別有上下行的工作頻段。標準值移動GSM網(wǎng)使用的頻段為:

上行:890MHz--909MHz

下行:935MHz--954MHz

所以我們所使用的直放站的工作頻段也在此范圍內(nèi)。第24頁/共57頁標稱最大輸出功率定義標稱（最大）輸出功率是指直放站在線性工作區(qū)內(nèi)所能達到的最大功率，此最大輸出功率應(yīng)滿足以下條件：

(a)增益為最大增益；

(b)滿足本標準中所有指標要求；

(c)在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中不應(yīng)超過此功率。一般是指直放站1dB壓縮點的輸出功率。如下圖所示：PoutPin1dB第25頁/共57頁1dB壓縮點輸出功率即指當輸出功率達到進入飽和狀態(tài)的臨界點時，回退1dB所對應(yīng)的輸出功率，是直放站工作在線性工作區(qū)內(nèi)的最大輸出功率。第26頁/共57頁帶內(nèi)波動定義帶內(nèi)波動是被測直放站在廠家聲明的工作頻率范圍內(nèi)最大電平和最小電平的差值。指標要求帶內(nèi)波動≤3dB（峰峰值）

第27頁/共57頁工作帶寬定義即直放站的系統(tǒng)增益比峰值下降3dB時所對應(yīng)的頻率范圍。標準寬帶直放站一般要求在2-19MHz之間，中心頻率可在工作頻帶內(nèi)變動，但帶寬的上下限不能超出工作頻段的范圍?，F(xiàn)在一些廠家可做到中心頻率和帶寬均可根據(jù)實際需要變動。載波選頻直放站每選頻信道帶寬即GSM載波信號的帶寬，為200KHz；中心頻率即所需放大的載波信號的載頻。

第28頁/共57頁輸入、輸出電壓駐波比定義輸入、輸出電壓反射系數(shù)|r|是指從輸入、輸出端口反射的信號電壓與輸入的信號電壓的比，電壓駐波比為S=（1+|r|）/（1-|r|）指標要求電壓駐波比：≤1.2(室外覆蓋用直放站)，或≤1.5(室內(nèi)覆蓋用直放站)。第29頁/共57頁傳輸時延定義傳輸時延是指被測直放站輸出信號對輸入信號的時間延遲。指標要求寬帶直放站≤1.5μs；(應(yīng)用聲表面濾波器的寬帶直放站≤5μs)

選頻直放站≤5.0μs；光纖及移頻寬帶直放站≤5.0μs

光纖及移頻選頻直放站≤10.0μs

室內(nèi)分布系統(tǒng)≤8.0μs

室內(nèi)增音機同寬帶、選頻直放站第30頁/共57頁主機額定增益定義直放站在線性狀態(tài)下最大輸入電平時的放大能力。設(shè)主機額定增益為Gmax，輸入功率為Fin，輸出功率為Fout，則Fout=Fin+Gmax

稱為滿增益輸出。另外，直放站的上行增益和下行增益是分開調(diào)節(jié)的，但為了達到上下行平衡，一般設(shè)為一致。如果上下行出現(xiàn)不平衡，將會:

---擾亂手機的自動功率控制；

---由于上下行不平衡，在覆蓋區(qū)內(nèi)會產(chǎn)生掉話，影響話務(wù)統(tǒng)計中的接通率和掉話率。第31頁/共57頁標準值室外無線直放站一般要求在80-95dB之間，太低則輸出功率無法滿足覆蓋要求，太高又很難滿足隔離度的要求。室外光纖直放站一般比室外無線直放站低一些，在45-65dB之間，主要是因為光纖傳輸損耗小，容易得到較高的輸出功率，另外還要防止上行噪聲電平過高影響施主基站。室內(nèi)直放站一般比室外無線直放站低一些，在50-70dB之間，主要原因是防止噪聲電平和干擾過高影響施主基站和覆蓋效果。第32頁/共57頁上下行增益可調(diào)范圍定義直放站上行增益和下行增益在最大增益的基礎(chǔ)上可以連續(xù)調(diào)整的范圍。標準值一般要求有20-40dB的連續(xù)可調(diào)范圍，調(diào)節(jié)步長為1dB或2dB。第33頁/共57頁增益調(diào)整線性定義標稱的直放站增益調(diào)整量與實際增益調(diào)整量間的誤差波動范圍。標準值一般調(diào)整誤差在10%左右，即若增益衰減16dB，則調(diào)整誤差波動范圍為

1.6dBm

若增益衰減22dB，則調(diào)整誤差波動范圍為2.2dBm

若增益衰減30dB，則調(diào)整誤差波動范圍為3.0dBm第34頁/共57頁雜散輻射定義

除去工作載頻以及與正常調(diào)制相關(guān)的邊帶以外的頻率上的發(fā)射。

標準值根據(jù)GSM11.26標準和國家無委的要求，當增益調(diào)到最大時，在900MHz頻段，雜散輻射小于負36dBm（帶外）。在1800MHz頻段，雜散輻射小于負30dBm（帶外）。

第35頁/共57頁互調(diào)產(chǎn)物定義

當工作頻帶內(nèi)有兩個及以上信號輸入直放站后，由于直放站的非線性而在其輸出端口產(chǎn)生的與兩個或多個輸入信號有特定關(guān)系的產(chǎn)物為互調(diào)產(chǎn)物。

標準值根據(jù)GSM11.26標準和國家無委的要求，當增益調(diào)到最大時，在900MHz頻段，互調(diào)產(chǎn)物小于負36dBm（帶內(nèi)）。在1800MHz頻段，互調(diào)產(chǎn)物小于負30dBm（帶內(nèi)）。第36頁/共57頁互（交）調(diào)抑制比定義

載波信號的功率電平與最高互調(diào)干擾信號的功率電平之比IMD，也是衡量直放站抑制各種干擾的能力的指標。從下圖可見IMD與IM3的關(guān)系為：

IMD=P0-IM3標準值根據(jù)GSM11.26標準的要求，當增益調(diào)到最大時，在900MHz頻段，IMD大于70dBc（帶內(nèi)）。在1800MHz頻段，IMD大于50dBc（帶內(nèi)）。

P0IMD（dBc）IM3（dBm）第37頁/共57頁帶外增益抑制度定義直放站對在工作帶寬外所獲得的信號增益的抑制程度。如圖所示：在工作帶寬外±f處的帶外增益抑制度=G’-Gf0f1f2BWGG’f1-ff2+f第38頁/共57頁帶外增益抑制度標準值

根據(jù)GSM11.26關(guān)于直放站的規(guī)范要求，帶外增益抑制度的標準為：設(shè)f1、f0、f2分別為濾波器帶寬的下限、中心頻率和上限，直放站增益為85dB，則頻率 增益衰減 f1-5MHz<-60dB f2<-3dB f1-1MHz<-50dB f2+400KHz <-35dBf1-600KHz <-45dB f2+600KHz <-45dBf1-400KHz <-35dB f2+1MHz <-50dB f1 <-3dB f2+5MHz <-60dB f00dB

第39頁/共57頁噪聲系數(shù)定義

直放站輸入端的信噪比(S/N)i與輸出端信噪比(S/N)o的比值，即

用dB表示的NF為：

噪聲系數(shù)是衡量信號通過直放站，疊加了直放站本身產(chǎn)生的噪聲后信號信噪比變壞程度的指標。理想情況下NFdB為0，但由于直放站本身會產(chǎn)生噪聲，所以一般大于0。標準值我國《900MHz直放站技術(shù)要求及測試方法》標準中要求小于4dB。

第40頁/共57頁自動功率控制(ALC)定義

自動功率控制功能就是對直放站輸出功率設(shè)定一個門限，若輸出功率超出此門限，該功能就會啟動，利用負反饋電路把輸出功率降到門限以下，保證直放站工作在線性工作區(qū)內(nèi)。一旦ALC功能啟動，輸出信號會出現(xiàn)削波失真，嚴重畸變，所以一般設(shè)置ALC門限值為最大輸出功率。標準值與最大輸出功率值一樣。

第41頁/共57頁

八、直放站的應(yīng)用第42頁/共57頁直放站的應(yīng)用場合郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等大范圍區(qū)域距大陸不遠的海島等不規(guī)則分布區(qū)域高速公路、地鐵、鐵路等鏈狀覆蓋區(qū)域靠室外信號覆蓋不好的室內(nèi)區(qū)域?qū)⒖臻e基站的信號引到繁忙基站的覆蓋區(qū)內(nèi)，實現(xiàn)疏忙第43頁/共57頁適宜場合城區(qū)邊緣山地、丘陵地帶有明顯阻擋的陰影區(qū)域局限性收發(fā)隔離有些站址難以達到大范圍覆蓋有角度和距離限制同頻直放站應(yīng)用場合第44頁/共57頁視線可達對于同頻直放站，為了直放站收到的基站信號足夠強，要求直放站施主天線與基站天線間無障礙物阻隔。BTS直放站移動臺接收天線發(fā)送天線視線可達第45頁/共57頁天線的隔離度天線應(yīng)選用前后比較大的天線。為了避免直放站接收的信號經(jīng)放大后被再次接收放大，要求天線的前后比隔離度較大。

SBTS-SAMP>=10dBBTS直放站移動臺接收天線發(fā)送天線SBTSSAMP第46頁/共57頁適宜場合城區(qū)邊緣山地、丘陵地帶有明顯阻擋的陰影區(qū)域由于隔離度不能滿足難以使用同頻直放站的區(qū)域局限性業(yè)務(wù)載頻受限造價成本高移頻直放站應(yīng)用場合第47頁/共57頁適宜場合有現(xiàn)成光纖資源的區(qū)域無線方式衰耗太大的區(qū)域長距離鏈狀覆蓋區(qū)域高話務(wù)量需要多載頻的區(qū)域局限性需要機房及良好的環(huán)境要求傳輸資源造價成本及配套成本較高光纖直放站應(yīng)用場合第48頁/共57頁九、直放站使用需注意的問題

第49頁/共57頁覆蓋與增益直放站的覆蓋范圍要與基站的覆蓋范圍一起考慮直放站功率過小，將不能滿足覆蓋要求直放站功率過大，又會帶來導(dǎo)頻污染盡量做到：系統(tǒng)無盲區(qū)，且頻率重迭覆蓋區(qū)域較少直放站的增益不能過大當直放站的上行功率過大時，基站無法正確解調(diào)來自其它移動臺的信號，系統(tǒng)無法正常工作。當直放站的上行功率較大時，基站要求該信號降低功率,直放站將基站的指令轉(zhuǎn)到移動臺，移動臺被迫降低功率……一般?。褐狈耪镜脑鲆鍳r-直放站到基站的路損Ls=-10dB

第50頁/共57頁功率過大，覆蓋范圍較大，從而造成頻率污染，頻繁切換。下行功率產(chǎn)生的干擾直放站第51頁/共57頁適當調(diào)整直放站的下行功率，使其覆蓋適當?shù)膮^(qū)域。盡量使直放站與基站重迭覆蓋區(qū)