直放站的指标调试及整体测试

作者：边永生近年来，随着移动通信业务的迅速发展，移动通信直放站以其有效性和经济性得到了运营商的青睐,在网络覆盖中大显身手。

与基站相比,直放站有结构简单、投资较少和安装方便等优点，可广泛用于覆盖难度大的盲区和弱区，如山区、宾馆、地下商场、地铁、码头、车站、隧道及电梯等各种场所，有效改善通信质量。

目前，直放站已成为优化无线通信网络的重要工具和增强网络延伸覆盖能力的一种优选方案，因此研究直放站的工程设计和调测方法具有重要的现实意义。

直放站的工程设计在公众移动通信网络的建设过程中，有两种情况需要建直放站，一种是网络建设初期，运营商急于扩大服务区域，这时省时省力、投资较少的直放站便成为好的选择；另一种是网络优化时期，在基本覆盖完成后，需对信号盲区查遗补漏，各种类型的直放站便成为必然选择。

一旦确定建站，对工程建设和设计者而言，首先要进行现场勘测，之后结合理论计算制订设计方案。

1.1直放站的选型和选址为充分发挥直放站效用，工程设计者在建站前必须实地测量基站覆盖区边缘的信号场强值，并根据测量结果和覆盖需求以及具体的地理环境，选择适宜的直放站类型和站址，确定需转发的基站载频，初步确定设备输出功率及收发天线的类型、安装位置及离地面高度，准备前期基础工程，如铁塔、机房、供电、接地等。

在市区等基站分布密集区域分离不同基站或扇区信号的难度较大，容易增加对基站的干扰，所以尽量不建直放站。

必须建站时，应尽量采用有线信号的引入方式，如光纤直放站。

在不具备建立光纤直放站条件的场所，只能采用无线直放站。

建立无线直放站要求施主天线必须具有足够强的方向性，并选择功率较小的直放站（1W以下）。

在城市边缘、山区及乡村，因为设立直放站的主要目的是解决信号覆盖问题，所以在已铺设光纤的地区最好采用大功率（10Ｗ/20Ｗ）光纤直放站，无光纤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5Ｗ/10Ｗ，等同于基站的输出，可达到较好的覆盖效果;另外，在移动通信网络建设初期，由于基站数量较少，可以采用大功率的无线或光纤直放站，以扩大覆盖范围。

关于三元达光纤站设备安装至站点后，部分厂家反应天线口功率小、PB异常（上下行不平衡）、IOI异常（底噪太高）等问题。

现根据本人调试经验和各个厂家调试时及网优反映的问题整理了一套调试的步骤与注意事项。

名词解释：PB：(Path balance = uplink Path loss - downlink Path loss＋110) ，PB值就是反映当前信号环境上行链路损耗和下行链路损耗的差值，这个值反映的就是上下行链路是否均衡。

该统计项在100-120之间时，我们认为都是正常的。

该统计的平均值高于120表明BTS上行（接收）通路可能存在问题，低于100表明BTS（下行）发射通路可能存在问题。

IOI: Int f on idle 是TCH时隙处于空闲状态时每480ms更新一次的反映上行环境噪声情况的基于时隙的normal distribution统计。

一、首先介绍下三元达光纤直放站的工作标准（设备内部携带的光盘与文件也有相关说明）1、输入近端机的射频功率一般正常为-10—5dBm。

近端机发出的光功率一般为3-5dBm（固定值）。

输入到远端机的光功率正常为-20—5dBm。

超出这个功率，设备则达不到预期工作状态甚至影响设备寿命。

（同时请大家不要混淆光功率与射频功率的概念，射频功率是我们所说的用频谱或测试手机所能测出的信号功率，而光功率只是传送射频功率的载体。

在远端用光功率计测出的光功率并不是射频功率。

）需要注意的是：例如远端机收到的光功率是-14dbm，也就意味着光损耗是3-(-14)=17db，则射频信号跟着损耗34db，这样可能造成远端机输入射频信号不够而无法达到覆盖要求，所以要保证光路损耗尽量在10db以内。

2、三元达设备光纤接口皆为圆头斜口，即所用光跳线型号为FC/APC（绿头），为保证光损，尽量不要用FC/UPC头（黑头）。

二、下面介绍整体的调试步骤1、调试的标准是：既满足下行输出功率（天线口功率或边缘场强），又满足上行不干扰基站，同时保证上下行平衡。

直放站设备指标参数详解1.工作频段工作频段是指直放站在线性输出状态下的实际工作频率范围，根据需要设备可使用工作频段的全部和部分。

对应于900MHz/1800MHz频段：上行 885～909MHz/1710～1730MHz下行 930～954MHz/1805～1825MHz2.标称最大输出功率2. 1定义标称（最大）输出功率是指直放站在线性工作区内所能达到的最大输出功率，此最大输出功率应满足以下条件：(a)输入信号为GSM连续波信号；(b)增益为最大增益；(c) 在网络应用中不应超过此功率2.2 测量方法1．按图1所示连接测试系统；图1：标称（最大）输出功率测试2．将GSM信号发生器输出通过电缆接至被测设备输入端口，再将功率衰减器及连接电缆总损耗值作为偏置输入GSM分析仪或功率计中；3．关闭反向链路（测量前向输出功率）或关闭前向链路（测量反向输出功率）；4．将GSM信号发生器设置为该直放站工作频率范围内的中心频率或指配信道的中心频率；将被测直放站增益调到最大；5．调节GSM信号发生器的输出电平直至ALC启控点，GSM分析仪或功率计上直接显示的每信道功率应在被测直放站厂商声明的最大输出功率的容差范围内；6．记录被测直放站的输出功率电平L out（dBm）及输入电平（GSM信号发生器输出电平减去连接电缆的损耗值）L in（dBm）；7. 对于移频直放站应对近端单元和远端单元分别测量。

3.增益3. 1最大增益及误差3.1.1 定义最大增益是指直放站在线性工作范围内对输入信号的最大放大能力。

最大增益误差是指最大增益的实测值与卖方声明值之间的差值。

3.1.2 测量方法1．测试系统及测试步骤同2.2图1；2．最大增益为Gmax= Lout-Lin（dB）（1）（dB）（2）3．增益误差为△= Gmax-G厂声明4. 对于移频直放站应对近端单元和远端单元分别测量。

3.2增益调节范围3.2.1 定义增益调节范围是指当直放站增益可调时，其最大增益和最小增益的差值。

直放站开通和调测技术部2010.3.8内容目录调测准备现场调测开通测试内容目录调测准备1)设备准备2)软件准备3)图纸准备4)其它准备调测准备1）设备准备(1)笔记本电脑(2)光功率计(3)数据线(4)测试手机(5)频谱仪、驻波比等调测准备2）软件准备因各类机器使用的软件不同。

故一般使用随机附带的软件。

调测准备3）图纸准备(1)完工系统图(2)完工平面图(3)机房图调测准备4）其它准备(1)联系人(2)主机位置(3)机房钥匙(4)投诉人(5)运营商(6)传输确认。

内容目录现场调测1)开机检查2)连接设备3)设备调试现场调测1）开机检查(1)供电检查(2)传输检查(3)驻波检查现场调测2）连接设备下面以光纤直放站为例简单介绍(1)近端连接(2)远端连接近端单元连接1、把手2、前面板3、告警指示灯4、SIM卡抽板5、弹簧螺钉6、螺钉锁7、限幅指示灯8、电源开关1、接线端子2、接地螺柱3、FC/APC光适配器4、监控天线接口5、N型射频同轴连接器6、RS232插座7、RJ45插座（LINE口）近端单元连接v电源连接：§出厂时，近端单元的电源线已经接在后面板的接线端子上，线头上标有“+/-”的标签。

§接24V的直流电源时，“+极”接+24V，“-极”接0V。

§接-48V的直流电源时，“+极”接0V，“-极”接-48V。

v光纤连接：§近端单元后面板有四个并排的FC/APC光适配器，一般只提供一路光纤接口，如果用户要求提供2-4路的光输出，通过安装拔插式数字光模块来实现光分路/合路的目的。

光纤接头应用FC/APC型，连接时最好先用仪器清洁剂进行喷洗，以免污渍影响光路传输、增加光路的插损。

接插时按图所示对准键与键槽，插入后拧紧，不能过紧或过松，否则会影响光路接头损耗。

近端单元连接v射频连接：§近端单元通过基站耦合器从基站直接耦合信号，根据光纤直放站的链路分配，建议采用40dB基站耦合器（具体要以应用环境而定），用超柔馈线或1/2”馈线从基站两射频口通过耦合器直接耦合到近端单元的射频口，连接图如图2-8所示。

直放站在今天的应用已非常普遍，从工作原理来看，它本质上是个双向功率放大器，在移动通信网络中主要起填补蜂窝小区信号传输空白区域的作用，体现在消除盲区、改善覆盖、扩展小区边界等应用上。

在无线传输中，它还可以充当中继，以提高链路余量，并为特定的基站吸收业务量。

基于其体积较小、价格较低、结构简单、安装方便等特点，它不再是通信运营商的专有物，一些工厂、宾馆、商场、停车场等场所也会根据需要私自安装。

直放站在商业通信网络中发挥着积极作用的同时，由于其为数众多且管理上不够完善，也带来了不少副作用。

如它恶化了公众移动通信频段的电磁环境，催生了众多无线电干扰，而且，对这些干扰的排查也并非易事。

直放站干扰排查实录我们曾接到中国联通的干扰申诉，称:容桂华宝GSM900基站上行信号受到干扰，网络统计分析显示掉话率很高。

他们认为是由机床产生的工业干扰，初步确定干扰源就在与基站一路之隔的广东美芝厂区内。

我们出动监测车，利用车上的ESMB/DDF190监测/测向设备，同时开启E4407B频谱分析仪，分别接上全向及定向天线，在基站四周及广东美芝一带苦候干扰信号的出现。

ESMB/DDF190系统在其高增益有源天线的强力支持下，倒是收到了信号，但却是假信号，频谱分析仪则一点动静都没有。

但联通中心机房的网络统计分析显示，这段时间内干扰依然存在。

当监测车行经某知名公司厂房的大门口时，频谱分析仪显示屏上有了反应，底噪提高了近20dB。

我们立即换上定向天线作简易测向，测得的信号最大值方向指向该公司办公大楼。

于是，我们改用TekNet YBT250基站维护测试仪并配上EB200手持式测向天线入内查寻，绕大楼一周，最后将疑点锁定在电梯机房内。

在楼顶电梯机房旁测得信号的最大值约为-70 dBm（频谱图如图1所示）。

我们以为该信号是由电梯内的视频监视无线传输设备发出的，但遍寻不获。

后来我们无意中发现楼下有两根天线立于停车场入口处的纤维遮光棚一侧，并在棚内又发现另一根。

直放站的指标调试及整体测试直放站由于其投资少，构造简单、安装方便等特点，被广泛应用于一些弱信号区域或信号盲区，已成为无线网络优化的一个重要选择。

这里介绍了直放站的工作原理，然后详细地分析了直放站的各项调试指标，最后还讨论了直放站安装完成后衡量其工作性能必需测量的4项整体指标。

随着挪动通信用户数量的急剧增长，挪动用户对蜂窝挪动通信系统的覆盖范围和信号质量要求也越来越高，挪动通信直放站以其有效性和经济性得到广泛应用。

与基站相比，直放站由于其投资较少、构造简单、安装方便灵敏等优点，广泛应用于一些弱信号区域或盲区，如电梯、地下车库、宾馆、山上风景区、地铁、隧道等场所，并能有效地改善这些地区的通信质量。

目前，直放站已经成为无线网络优化的一种重要手段和延伸网络覆盖间隔的一个优选方案。

直放站的设计与安装是否合理，对其各项指标的测试就显得及其关键且有重要的现实意义。

1、直放站的工作原理直放站〔Repeater〕的根本功能是一个射频功率增强器，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继设备。

在挪动通信系统中，直放站位于基站与挪动台之间，中继传输两者间的双向射频信号，用来填补基站覆盖盲区或延伸覆盖区。

直放站与基站不同，没有基带处理电路，不解调无线信号，没有容量扩展，其原理框图如图1所示。

图1直放站应用原理图2、直放站的指标调试为使直放站安装符合工程设计要求，并尽可能小地减少对其它挪动网络造成干扰，就必须在直放站安装时对以下技术指标进展严风格试。

2.1根本工作频带GSM900直放站的工作频带应满足上行：890～909MHz，下行：935～954MHz。

为适应部分站点的特殊需要〔如抑制竞争对手信号或抑制干扰〕，要求宽带直放站的带宽在2～19MHz范围内可调，详细工作频带的设置按设计文件〔方案〕的要求。

2.2带内平坦度在直放站输入信号和增益保持不变的情况下，在直放站输出端测试在直放站有效工作带宽内的不同频率上最大和最小输出信号的差值〔峰峰值〕。

.4 系统调试7.4.1 多扇区接入光纤直放站监控单元（V3.0）使用方法多扇区接入光纤直放站的接入端监控单元为光纤系统的主控单元，它与现普遍使用的单扇区接入光纤直放站的接入端监控单元工作原理基本相同，多扇区光纤接入端只需通过使用一套监控单元，即可同时完成查询、控制三扇区接入通道的上行有关参数，以及查询它所带的覆盖端(最多12台)中任何一台的下行所有参数的功能，并能控制下行增益和下行功放开关。

多扇区光纤接入端可以灵活配置，可为单扇区配置，也可为两扇区或三扇区配置，但扇区数不能设置，在显示时均显示为M1 M2 M3 T1...Tx，如果是单扇区配置，则应选择操作M1有效；两扇区配置，则应选择操作M1 M2有效，显示的覆盖端数量T1...Tx与FSK地址码的设置有关，如果只设1台覆盖端，则只显示T1，如果设置2台覆盖端，显示T1 T2，如果设置12台覆盖端，显示T1 T2 (12)该光纤系统覆盖端监控单元为本地控制单元，它只能查询、控制下行的有关参数，不能查询、控制上行的任何参数。

(1) 显示屏：显示屏分为两行，每行16个字符，用于调测时显示参数。

(2) 按键开关：用于现场调测时操作菜单，五个功能按键“Menu”、“Up”、“Down”、“Set”、“Esc”，定义如下：(3) 复位按钮：为轻触开关，在需要复位监控单元程序时按下此按钮(4) 指示灯：左边红色指示灯为电源指示，上电时长亮。

右边四个绿色指示灯依次为FSK 发码指示，FSK 收码指示，预留，与监控中心通信指示，在正常工作时闪烁。

(5) 功能选择开关：左边两位（标有1、2）用于modem和电缆直连两种通信方式的切换，右边三位（标有3、4、5）用于在线编程方式和正常使用方式的切换。

此开关拨到“ON”位置为1，拨到“OFF”位置为0。

监控单元正常运行时此开关为“11000”，监控单元通过MODEM连接与网管中心通信。

当现场调测需要用电缆直连方式与网管中心通信时请将此开关设为“00000”。

直放站系统调测1．直放站系统的一般调测步骤直放站系统的一般调测流程如图1-1所示。

图1-1 调测流程图2．调测工具及仪表调测用到的工具有：安全带、扳手、罗盘、螺丝刀、钳子、安全帽等。

调测用到的仪表：频谱分析仪、信号发生器、驻波比测试仪（site master）、30dB耦合器、测试手机、万用表、各种N型转换头、射频测试软电缆等。

3．施主天线的调整因为施主天线的半功率辐射角较小，其方向性很强，因此安装完成后应对其仔细调整。

调节步骤如下：1．按图1-2连好频谱分析仪，将扫描中心频率设置到对端BTS相应扇区的发射频点上，扫频带宽设置为5MHz。

2．天线垂直方向固定，松开水平方向拉杆及U形卡子。

3．将天线在水平方向大范围慢慢扫描，观看频谱分析仪上的信号幅度变化。

记下读数最大时的天线水平位置，然后把天线转到该位置并固定。

4．用微调螺杆水平调节天线，使频谱分析仪信号幅度最大。

5．用扳手将天线的水平方向固定死。

6．天线的垂直方向调节和水平方向方法相同。

4．测施主信号的强度施主天线对调完后，连接频谱分析仪如图1-2所示，测量施主信号的接收电平。

图1-2 施主天线对调连线图5．隔离度测量上下行天线之间信号耦合衰耗必须满足一定的指标，否则会引起直放站收发自激，使设备无法正常工作。

上下行天线之间隔离度测试如图1-3所示。

图1-3 上下行天线隔离度测量图将射频信号源频率设置在833.49MHz输出单音信号，输出功率设置在10dBm（稳幅功率），打开频谱仪，打开射频开关，记录频谱仪在833.49MHz的接收功率值P0。

上行链路天线隔离度由下式计算：I u=10-P0-L C （L C是两测试同轴软电缆的总衰耗值）将转发天线馈线接射频信号源，施主天线馈线接频谱分析仪，将射频信号源频率设置在输出878.49MHz单音信号，输出功率设置在10dBm（稳幅功率），打开频谱仪，打开射频开关，记录频谱仪在878.49MHz的接收功率值P0。

GSM900 数字无线直放站 技术要求和测试方法西瑞克斯（北京）通信设备有限公司2010年1月1日制定前言本《GSM900 数字无线直放站技术指标要求和测试方法》，是依据工业与信息化部电信研究院提出的《900MHz/1800MHz TDMA数字蜂窝移动通信网数字直放站技术要求和测试方法》，由西瑞克斯（北京）通信设备有限公司产品部、研发部共同制定的一份关于数字无线直放站的技术指标要求和测试方法。

1 无线指标及测量方法如果没有其它规定，性能指标系指天线端口处的指标，测试连接图为原理图。

1.1 标称最大线性输出功率1.1.1 定义标称（最大）线性输出功率是指直放站在线性工作区内所能达到的最大输出功率，此最大输出功率应满足以下条件：1) 输入信号为全时隙最大连续发送调制信号；2) 增益为最大增益；3) 满足本标准中所有指标要求；4) 在网络应用中不应超过此功率。

1.1.2 指标要求常温时，下行、上行主信道和分集信道标称（最大）输出功率容差应在±1.5dB范围内，极限条件时输出功率容差应在±2.0dB范围内。

1.1.3 测量方法1）按图1-1所示连接测试系统；图1-1标称最大线性输出功率测试2）关闭反向链路（测量前向输出功率）或关闭前向链路（测量反向输出功率）；3）将GSM信号源设置为该数字直放站工作频率范围内的中心频率，全时隙GMSK调制信号；4）设置数字直放站增益为最大增益；5）调节GSM信号源的电平直至ALC启控点，频谱仪上显示的每载波时隙功率应在被测直放站厂商声明的最大输出功率的容差范围内；6）记录数字直放站的输出功率电平及输入电平（GSM信号源输出电平减去连接电缆的损耗值）；7）应在每个输出天线端口上进行测试。

1.2 自动电平控制（ALC）1.2.1 定义自动电平控制是指当数字直放站工作在最大增益且输出为最大功率时，增加输入信号电平时，数字直放站对输出信号电平控制的能力。

1.2.2 指标要求当输入信号电平提高小于10dB(含10dB)时，输出功率应保持在最大输出功率的±2dB 之内；当输入信号电平提高超过10dB时，输出功率应保持在最大输出功率的±2dB之内或关闭输出。

五、移动通信直放站工程设计与调测1 前期勘测及理论测算为了最大限度发挥直放站工作效果，在安装前均需进行实地测点，并按照测点的结果对覆盖效果及覆盖面积进行初步估算，测点通常按照以下几个步骤进行。

♦根据覆盖要求确定设备具体安装站址，准备前期的基础工程，如铁塔、机房、供电、接地等；♦确定需要转发的基站载频号，并测试接收点信号场强值；♦根据场强值初步确定使用设备的类型，天线的使用类型，天线的安装高度及位置；♦通过计算预测设备的工作增益、最大输出功率值；♦根据设备的输出功率及重发天线的类型预测设备开通后的覆盖围及覆盖效果。

在基本确定了设备的功率、重发天线的高度后，可对信号覆盖围作一个初步的测算，利用陆地移动通信电波传播衰耗特性，通过Okumura模型可计算路径损耗。

Okumra经验公式如下：Lm=69.55+26.16lgf-13.82log(hb)-a(hm)+[449.9-6.51log(hb)]log(d)取频率f=870MHz上式可简化为：Lm=146.4-13.8log(hb)-a(hm)+[44.9-6.5log(hb)log(d)]其中:a(hm) 为修正因子，中小城市：a(hm)=2.53hm-3.8;大城市：a(hm)=3.2[lg(11.75km)]12-4.97hm为移动用户天线高度，取hm=1.5m,则a（hm）=O,通过路径损耗Lm可以测出覆盖距离。

2 站址选择及定位如果为了扩大基站覆盖围, 直放站应安装在基站覆盖区边界处。

使用路测仪在地面测出的基站信号强度一般为-85dBm至-95dBm在源天线处测得基站信号强度一般为-75dBm 至-85dBm。

直放站距离基站太近（源天线接收信号强），则直放站与基站形成重叠覆盖，移动台信号一路通过直放站延时后到达基站, 一路直接到达基站, 将会对基站形成多径干扰。

所以,尽量减少直放站与基站重叠覆盖的区域面积, 以保证对移动通信网的干扰尽可能最小。