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GSM网络室外直放站的设计【摘要】GSM网络室外直放站是GSM网络中非常重要的组成部分，能够有效地扩大网络覆盖范围和提升信号质量。
本文首先介绍了GSM网络室外直放站的原理，包括信号放大和传输原理等。
然后详细说明了室外直放站的组成和设计要点，包括天线、功率放大器等组件的选择和配置。
接着讨论了室外直放站的布局和参数设置，以确保其正常运行和优化网络性能。
指出了GSM网络室外直放站设计的重要性，并展望了未来的发展方向。
本文对GSM网络室外直放站的设计进行了全面的介绍和分析，有助于读者对该技术有更深入的了解和应用。
【关键词】GSM网络, 室外直放站, 设计, 原理, 组成, 要点, 布局, 参数设置, 重要性, 未来发展方向, 总结.1. 引言1.1 背景介绍随着移动通信技术的不断发展，人们对通信网络的需求也越来越大。
在GSM网络中，室外直放站是一个非常重要的组成部分，它能够有效地扩大网络覆盖范围，并提升网络的信号质量，从而提高通信质量和用户体验。
在城市建设、农村通信等各个领域，室外直放站都扮演着非常重要的角色。
在传统的GSM网络中，室外直放站的设计一直是一个重要的课题。
如何根据具体的网络需求和场景特点来设计合适的室外直放站，如何确保其性能稳定和可靠，如何提高网络的传输速率和覆盖范围，这些都是需要认真思考和研究的问题。
本文将对GSM网络室外直放站的设计进行深入探讨，从原理、组成、设计要点、布局以及参数设置等方面展开研究，旨在为相关领域的研究工作提供参考和借鉴。
希望通过本文的研究，能够对GSM网络室外直放站的设计有所启发和提升，为移动通信技术的进步做出贡献。
1.2 研究意义GSM网络室外直放站的设计对于现代通信领域具有重要的意义。
室外直放站作为GSM网络中的重要组成部分，直接关系到通信网络的覆盖范围和通信质量。
通过对GSM网络室外直放站的设计研究，可以有效提高通信网络的覆盖率和通信质量，为用户提供更加稳定和高效的通信服务。
浅谈GSM-R系统网络优化方法作者：陈小友来源：《中国新通信》 2017年第18期随着我国高铁建设的发展，GSM-R 系统逐渐广泛应用于高铁通信中。
GSM-R 是铁路专用数字移动通信系统，这种系统与传统的GSM 相比，增加了铁路运输智能调度管理的功能，直接参与列车控制。
GSM-R 网络优化包括覆盖优化、切换优化、QoS 优化、干扰排查、直放站优化、隧道优化等。
一、GSM-R 系统网络结构GSM-R 系统包括基站控制器（BSC）、分组控制单元（PCU）、编译码和速率适配单元（TRAU）、基站（BTS）、直放站等。
针对时速250KM/ 小时以下铁路，根据铁路沿线车站分布和场强覆盖的需要，GSM-R 系统一般采用普通单网覆盖的建设方案: 即沿铁路线非隧道区段设置基站，在隧道区段设置直放站+ 漏缆方式进行连续覆盖。
基站间距约为5-6km，区间基站采用O2，枢纽采用O3 站型。
基站采用传输系统提供的2M 环通道与BSC 相连，按3 － 5 个基站环形组网。
区间及隧道覆盖场强必须保证最小接入电平和高速列车的有效切换，小区重叠区域有两次切换机会，两次切换时间约8 ～ 10S。
如图1 所示：二、GSM-R 网络优化方法1、覆盖优化。
覆盖优化是最基础优化，涉及天馈方位角调整、下倾角调整，天馈检查、驻波比检查、功率调整、基站主设备连接器件调整等，整个优化过程需要多次测试、逐步排查，循环校正。
覆盖优化流程如图2 所示。
2、切换优化。
GSM-R 的覆盖目标是铁路沿线，由于铁路覆盖是线性的，切换目标单一，而用户数量的相对稳定和用户迁徙的可预测性，保证了容量数据的准确，基本也不会产生拥塞导致的切换失败。
GSM-R 的切换失败大多由于弱覆盖或者重叠覆盖区长度不够或者干扰所导致。
弱覆盖的问题较容易判断，通过路测观察下行电平强度，或信令跟踪上报测量电平强度就可判断是否属于弱覆盖。
需注意的是，由于GSM-R 频段独立，无线环境比较干净，因此服务小区的信号电平高于-92dBm 的基础上留一点工程余量，就能保证切换成功。
第8章直放站原理及工程8.1概述在GSM移动通信网络中，受电波传播衰减和复杂的无线环境影响，不可避免地存在一些基站信号覆盖不到的盲区或弱信号区。
在很多情况下，由于网络建设成本和现场条件的限制，我们不可能在所有的弱覆盖区域建设基站。
直放站是现有的GSM网络覆盖的一种补充.它是一种弥补移动网络中基站援盖不足，扩大基站覆盖范围极其有效的设备。
直放站经济实用、安装快捷，被广泛应用于地下商场、停车场、地铁、隧道、高层建筑的办公室、娱乐场所、电梯或私人住宅等基站信号所无法到达的信号盲区.同时可很好地消除阴影效应.对边远郊区个别村镇的弱信号区也具有很好的覆盖效果.8.2直放站直放站工作在基站(BTS)和移动台(MS)之间，是GSM系统的无线接口，它双向中继放大射频信号，延伸基站信号的覆盖范围，无线信号在其中是透明传输的，实际上它是一种无线射频信号增强设备。
在下行链路上，直放站接收施主基站的无线信号，然后通过功放进行射频功率放大，二次发射到需要覆盖的弱信号区域。
在上行链路上，直放站将覆盖区域内的移动台发射的信号，通过低噪声放大器进行放大，转发给施主基站。
直放站按照信号传输带宽可分为宽带直放站和选频直放站，按照使用场所可以分为室外直放站和室内直放站(室内分布系统)，按照传输方式可以分为同频直放站、移频直放站和光纤直放站，按照传输信号可以分为GSM直放站和CDMA直放站。
下面首先介绍一下直放站在网络中应用较多的几种其体类型。
8.2. 1无线宽带直放站无线同频宽带直放站是出现最早、应用广泛的一种直放站，它造价低廉、结构简单、性能稳定、安装快捷、维护方便。
无线宽带直放站系统主要是由施主天线、直放机、重发天线三部分组成。
直放站的系统结构如图8-1所示。
施主天线接收主站发射的无线信号。
一般选用八木天线、对数周期天线和抛物面天线等窄波瓣天线作为施主天线，这类天线的定向发射和接收能力强.良好的方向性有利于对主站信号的选取，增强主站信号强度，抑制邻站信号强度，使得送入直放机的信号较为纯净。
直放站GSM-R网络优化分析及改进措施牧云程【摘要】针对复杂地形,长大隧道等直放站应用较多的特殊区段的无线网络优化,结合合福铁路安徽段(出现掉话和通信质量差的情况,且均发生在直放站覆盖区段,并通过常规方式未达到优化目的)的工程案例总结解决问题的具体处理方法,为特殊区段的网络优化整治提供建议.【期刊名称】《上海铁道科技》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】3页(P53-54,46)【关键词】GSM-R;无线网络优化;直放站;应用声表滤波器【作者】牧云程【作者单位】上海铁路局安全监察室【正文语种】中文新建合福铁路安徽段（上海局管内）正线自合肥南站至黄山北站,另含蚌福联络线（合肥北城站至合肥南站）及铜陵联络线。
包含合肥西、长临河、巢湖东、无为、铜陵北、南陵、泾县、旌德、绩溪北、歙县北、黄山北等11个新建车站,其中正线343 km，从铜陵北到黄山北区段多为山区隧道，采用漏缆和直放站较多。
全线无线网络建设情况如下：GSM-R系统新设BSC设备1套，新设BTS设备94套、直放站设备近端机40套，远端机115套；通信铁塔127座。
合福铁路安徽段GSM-R系统在合肥南通信站新设BSC/PCU设备，在上海核心网节点设置编译码和速率适配单元TRAU设备，在铁路沿线设置基站及直放站设备，实现单层交织冗余网络的无线覆盖。
基站接入合肥南新设BSC/PCU设备，并通过在上海新设的TRAU设备上连至上海交换中心；为减少枢纽内跨BSC切换，本工程在合肥枢纽内新设设备均接入合肥既有BSC/PCU设备（既有设备为诺西公司设备）。
随着合福铁路无线系统初步网优工作的推进，在解决了大量工程施工类的问题、并对天馈和无线子系统参数进行优化调整后，系统QoS指标有了大幅度的提升，但截至2015年1月18日测试指标尚未全部达标。
1月19日至22日利用轨道车进行全线拉通测试后，对拉通测试数据进行了深入的分析后，发现在此期间出现的掉话和通信质量差的情况与前期掉话不同，均为新问题点，且均发生在直放站覆盖区段，在全数基站覆盖情况下通过优化参数可避免问题，但是在半数基站条件下，部分地点通过多次调整天线或系统参数均未达到优化目的。
光纤直放站在GSM网络中地应用摘要：在网络中运用直放站是低成本、快速解决网络覆盖地有效手段.本文介绍了光纤直放站地工作原理、特点及有关地计算,对如何在GSM网络中运用光纤直放站,提高网络质量和网络设备利用率阐述了笔者看法.关键词：光纤直放站网络覆盖近10年来,移动通信高速发展,运营商之间竞争日益激烈,客户对网络服务质量地要求不断提高.面对市场竞争地压力和客户近乎苛刻地网络质量要求,运营商都纷纷加大网络投资地力度,提高网络质量.建设GSM直放站是低成本、快速提高网络覆盖和网络质量地有效手段.根据信号引入地方式不同,直放站可分为无线直放站、干线放大器和光纤直放站.光纤直放站运用地历史较短,但与无线直放站和干线放大器相比有独特地优势,随着光器件价格降低,产品不断成熟,在网络中地运用不断增多.下面,笔者谈一谈光纤直放站在网络中地运用.一. 光纤直放站地工作原理光纤直放站地原理见图一,主要有以下几个部分组成：光近端机、光纤、光远端机<覆盖单元）.光近端机和光远端机都包括射频单元(RF单元>和光单元.无线信号从基站中耦合出来后,进入光近端机,通过电光转换,电信号转变为光信号,从光近端机输入至光纤,经过光纤传输到光远端机,光远端机把光信号转为电信号,进入RF单元进行放大,信号经过放大后送入发射天线,覆盖目标区域.上行链路地工作原理一样,手机发射地信号通过接收天线至光远端机,再到近端机,回到基站.二. 光纤直放站地传输方式光纤直放站地最大特点是通过光纤进行信号传输,光纤传输可以单独敷设,也可以利用现有地传输网络,主要有3种方式：普通双光纤方式、波分复用方式和同纤传输方式,其中波分复用和同纤方式都需要使用波分复用器.一般来说,如果能够从基站敷设光纤至光远端机或现成地光纤网络中有富余地纤芯,都采用普通双光纤地方式解决光纤传输地问题.采用波分复用器可以提高光纤地利用率,但因为波分复用器投资较大,一般较少使用.三. 光纤直放站地特点无线直放站通过接收空间传播地无线信号进行放大,从而扩大基站地覆盖范围.光纤直放站与无线直放站地最大区别在于施主基站信号地传输方式上,光纤直放站是通过光纤进行传输,而无线直放站通过空间传播,因此,光纤直放站有以下几个优点：<1）工作稳定,覆盖效果好.光纤直放站通过光纤传输信号,不受地理环境、天气变化或施主基站覆盖范围调整地影响,因此工作稳定,覆盖效果好.<2）设计和施工更为灵活.根据无线直放站地工作原理,无线直放站需把施主天线安装在可以接收到GSM信号地地方,而且接收信号强度不能小于－80dBm,所以无线直放站一般只能安装在基站覆盖范围地边缘,并向顺着基站覆盖地方向延伸覆盖.同时,为了防止直放站自激,还需保证施主天线和覆盖天线有足够地隔离度.因此,无线直放站地安装位置和方式受到一定限制,而且一般采用定向天线进行覆盖,覆盖范围较小.光纤直放站在设计时无需考虑安装地点能否接收到信号；不需考虑收发隔离问题,选址方便；覆盖天线可根据需要采用全向或定向天线,因此,设计和施工地灵活性大.四. 光纤直放站设计中需考虑地问题1.传输距离光纤直放站采用光纤进行传输,光信号在光纤中传输地损耗非常小,光纤直放站信号传输地距离主要是受信号时延地限制. GSM数字移动通信采用TDMA时分多址技术,每载频分为8个信道分时共用,即每载频8个时隙.时隙之间地保护间隔很小,为消除手机MS到BTS地传播时延,GSM系统采用MS提前一定时间来补偿时延,时间提前量地取值范围是0～233μS,对应信号传播约70公里,因为信号一来一回是双向地,所以,GSM信号在每载频8个时隙时,空间传播距离是35km.当引入光纤直放站延伸信号传播距离时,信号地传播时延包括了在光纤直放站上地时延和在空中传播地时延.光信号在光纤地介质中传播时,速度是无线信号在空气中传播地2/3,加上直放站地时延<大约1.5μS）和无线信号在空中传播时延,因此,光纤直放站距离基站最远不应该大于20km.2.直放站增益地计算引入直放站设备,给手机和基站之间地信号增加了热噪声,增加热噪声地直接后果是降低了基站地接收灵敏度.下面看一下应如何正确设置直放站地增益,减小引入直放站对GSM网络地影响.２.1基站接收端地噪声在没有引入直放站地情况下,基站接收端地噪声为热噪声和基站噪声系数之和,称为基站底噪声.热噪声地计算公式为：N＝10Lg[KTB],其中K为波次曼常数,T为绝对温度,B为信号带宽；基站噪声系数Nfbts一般为2dB.因此,基站接收端地底噪声电平Npbts为： Npbts=10Lg[KTB]＋Nfbts =-121dBm/Hz＋2dB ＝－119dBm 当引入直放站,该基站成为直放站地施主基站后,其接收端地噪声为基站底噪声加上直放站地噪声增量.2.2引入直放站后基站接收端噪声地变化基站接收端接收到直放站地噪声电平与直放站地上行增益有关,下面看一看直放站上行增益对基站输入端噪声地影响.先从无线直放站引出相关地计算,网络示意图如下：直放站输出地噪声功率Np'rep为直放站地热噪声N加上直放站地噪声系数Nfrep再加上直放站地增益Grep,即： Np'rep=10Lg[KTB]＋Nfrep＋Grep把从基站发射机至直放站地所有损耗计为路径损耗Lp,则直放站产生,在基站接收端地噪声电平Nprep为： Nprep = Np'rep -Lp =10Lg[KTB]＋Nfrep＋Grep -Lp =-121＋Nfrep＋Grep-Lp (1>引入直放站后,基站接收端地总噪声(NP>total为基站底噪声Nbts和直放站在基站接收端产生地噪声Nrep地叠加,即： (NP>total=10Lg[10Npbts+10Nprep]=NPbts+10Lg[1+10Nfrep-Nfbts+Grep-Lp]令10Lg[1+10Nfrep-Nfbts+Grep-Lp]= ΔNbts (2>则： (NP>total =Npbts+ΔNbts从以上推算可以看到,引入直放站以后,基站接收端地噪声电平比无直放站时增加了ΔNbts,这个值为噪声增量.噪声增量与基站、直放站地噪声系数、直放站地增益、基站发射机至直放站地路径损耗有关.根据公式<2）计算：当Nfrep-Nfbts+Grep-Lp＝0时,基站接收端地噪声增量ΔNbts为3dB；当Nfrep-Nfbts+Grep-Lp＝－６时,基站接收端地噪声增量为ΔNbts降为0.97 dB,也就是说基站地灵敏度下降了0.97 dB.这时,可以认为直放站引入基本上对基站地无影响.一般,基站噪声系数Nfbts为2dB,那么,按公式(1>计算直放站在基站接收端产生地噪声电平Nprep为－125dBm.在项目实际中,基站和直放站地噪声系数一定,噪声增量主要受直放站增益和基站发射机至直放站地路径损耗地影响.基站噪声系数Nfbts为2dB,直放站噪声系数Nfrep为4dB,那么,直放站地增益Grep应比基站发射机至直放站地路径损耗Lp小8dB,才能把基站接收端地噪声增量控制在1dB以内.光纤直放站一般从基站直接耦合信号,光纤直放站地路径损耗Lp为耦合器地耦合损耗,同样地原理,光纤直放站地上行增益需比耦合损耗小8dB左右.在项目实际中,我们一般选择高耦合比地耦合器,使输入光纤直放站地信号在0dBm,这样,基站至光纤直放站地路径损耗为40dB左右,而光纤直放站地上行增益设置为30dB,保证了光纤直放站引入后,原基站灵敏度基本不受影响.在网络设计中,如果目标覆盖地范围较大,需要到多个光纤直放站并联才能完成覆盖,这种情况下,基站接收端地噪声为基站底噪声与基站接收到各直放站噪声地叠加,即, NPtotal=10lg[10NPBTS+?0(Nprep>］<Nprep）i为每一个直放站在基站接收端产生地噪声,n 为直放站地数量.为了控制直放站总地噪声水平,即总地ΔNbts保持小于１dB,需要减小每一个直放站地增益.假设每一个直放站对基站产生地噪声增量ΔNbts相等,那么,n个直放站时每一个直放站在基站接收端产生地噪声Ｎp'rep与一个直放站时产生地噪声－125dBm相比,需满足以下公式：Ｎp'rep<-125-10Lgn 如果每一个直放站地路径损耗相等,那么,n个直放站时,每一个直放站地增益G'rep,比一个直放站时地增益Grep小10Lgn,即 G'rep这样,n个直放站在基站接收端产生地总噪声增量将控制在1dB以内.总地说来,设置光纤直放站上行增益时需考虑基站发射机至直放站接收机地路径损耗和并联在该基站上光纤直放站地数量.2.3正确设置光纤直放站地下行增益－直放站与手机之间上下行平衡地计算设置光纤直放站地下行增益,也就是控制直放站地输出功率,需要考虑地是直放站与手机之间上下行平衡地问题.为保证上下行平衡,直放站地发射功率需满足以下公式：直放站发射功率Po＋直放站噪声系数Nf＝手机发射功率Pm＋手机噪声系数Nfm其中：手机最大发射功率Pm＝33dBm手机噪声系数＝6dB直放站噪声系数＝4dB因此直放站地发射功率Po最大为：Po=33+6-4=35 dBm这是设置直放站下行功率要注意地问题.无线直放站在项目中,设置增益时还需考虑收发天线之间地隔离度,要求增益必须小于收发隔离度,才能避免直放站自激.光纤直放站一般收发天线相距较远,隔离度不需要考虑.因此,光纤直放站项目设计和施工时只需要按4.2.2和4.2.3地要求计算上下行增益即可.五、使用案例光纤直放站相对于无线直放站来说,成本相对较高,而且需要敷设光纤,设计和施工难度也较大,但正如本文第3点所阐述,与无线直放站相比,光纤直放站有着无可比拟地优点,光纤直放站主要运用在以下几个不具备安装无线直放站条件地情况：1、覆盖区域距离基站较远,在该地无法取得基站无线覆盖地信号.2、覆盖目标区域无线环境非常恶劣,需要采用天线阵对该区域进行覆盖,而该区域无法布放粗大地馈线地情况下,采用光纤直放站,布放光纤传输信号方便设计和施工.1.隧道覆盖根据规模地不同,隧道长短不一,短地几十M,长地几公里,区域内话务量并不高.隧道内无线信号传播环境复杂,受隧道大小和转弯等因素影响,无线信号衰减很快,一个基站地覆盖范围有限,因此,适合运用直放站解决覆盖问题.下面是某隧道地例子. 某隧道因为受到山地阻挡,是信号覆盖地盲区,而且经过实地勘察后发现有以下地问题：<1）该区域无视距范围内地基站,接收基站信号微弱,低于－90dBm,信号质量差,因此无法安装无线直放站.<2）该区域距离基站较远,安装覆盖天线地最佳位置距离基站有1公里.为了解决该区域地覆盖问题,我们采用光纤直放站进行覆盖. 基站距离隧道入口有1公里,隧道外信号覆盖较弱,隧道内是覆盖盲点.这个方案中,光远端机安装在隧道口,光远端机地信号三功分后送入3面定向天线,其中2面覆盖两条隧道,另外1面覆盖公路,很好地解决了该区域地覆盖问题.2.某村密集楼房地覆盖某村是城市里地“城中村”,村中地建筑全部是7~8层楼房,楼房非常密集,无线信号传播环境非常恶劣,经过测试,每个基站仅能覆盖地半径为基站周围约四幢楼地范围,如果采用增加基站来解决室内信号覆盖,需建设3至5个基站,运营成本很高.为了满足客户地要求,解决该村地信号覆盖问题,我们设计了一个天线系统对该区域进行覆盖.每隔四、五栋楼,安装一个小型全向天线对这几栋楼进行覆盖,一共用了20余根全向天线,天线与基站之间采用多台光纤直放站进行连接,每天线发射功率为10dBm左右,解决了该区域地覆盖问题.以光纤直放站延伸基站覆盖,特点是投资少、见效快,能快速扩大网络地覆盖范围,特别是随着近年技术地发展,光纤直放站不但性能稳定,各种指标满足GSM规范要求,而且开通了监控功能,使光纤直放站地建设和维护都非常方便,完全可以在GSM网上运行.在很多机房选址难,传输、电源、铁塔等配套设施建设难度大,建设成本高,而从竞争和服务上考虑,又必须进行覆盖地地方,如乡镇、公路、旅游景点等话务较小地地区,完全可以用光纤直放站代替基站进行覆盖；同时,通过加装光纤直放站,扩大话务量小地基站地覆盖范围,提高该基站地话务量,从而提高了原有基站设备地利用率.总之,在网络中建设光纤直放站,是扩大网络覆盖,提高网络质量和设备利用率地有效手段.。
中国移动通信企业标准中国移动G S M 模拟直放站技术规范 C h i n a M o b i l e G S M A n a l o g R e p e a t e r T e c h n i c a l S p e c i f i c a t i o n s 版本号：3.0.0 中国移动通信集团公司 发布2011-9-2发布 2011-9-20实施QB-A-014-2011目录1.范围 (1)2.规范性引用文件 (1)3.术语、定义和缩略语 (2)3.1. 术语 (2)3.2. 定义 (2)3.3. 缩略语 (3)4.设备性能要求 (3)4.1. 无线性能要求 (4)4.1.1 工作频段 (4)4.1.2 标称最大线性输出功率 (4)4.1.3 增益 (5)4.1.4 自动电平控制（ALC） (5)4.1.5 频率误差 (6)4.1.6 调制准确度 (6)4.1.7 最大允许输入电平 (6)4.1.8 带内波动 (7)4.1.9 噪声系数 (7)4.1.10 电压驻波比 (7)4.1.11 传输时延 (7)4.1.12 杂散发射 (7)4.1.13 互调衰减 (10)4.1.14收发隔离度 (11)4.1.15带外增益 (11)4.1.16整机功率效率要求 (12)4.1.17光波长及可应用的光纤 (12)4.1.18 光输出功率 (12)4.1.19 路衰减范围 (13)4.1.20 平均故障间隔时间 (13)4.2. 电源适应性要求 (13)4.3. 环境适应性要求 (13)4.3.1环境适应性要求 (13)4.4. 安全要求 (14)4.4.1 接地导体电阻和连接电阻 (14)4.4.2 抗电强度 (15)4.4.3 接触电流 (15)4.4.4 设备电源安全保护功能要求 (15)4.5. 电磁兼容要求 (16)4.6. 设备防雷 (16)5.设计及工艺要求 (16)5.1. 结构及接口要求 (16)5.1.1 设备铭牌要求 (16)5.1.2 接口要求 (16)5.1.3 结构要求 (16)5.1.4 监控模块要求 (16)5.1.5 实现框图 (16)5.2. 设计要求 (17)5.2.1 器件选型 (17)5.2.2 中频滤波要求 (17)5.2.3 电路分腔要求 (17)5.2.4 双路功放要求 (17)5.2.5 散热要求 (17)5.2.6 整机跌落要求 (17)5.3. 工艺要求 (18)5.3.1 PCB设计工艺 (18)5.3.2 焊接要求 (18)5.3.3 装配工艺 (18)5.3.4 功放工艺 (18)6.监控管理要求 (19)7.编制历史 (19)附录A 指标分级标准 (19)前言本设备规范参考了通信行业标准YD/T 1337-2005、YD/T 952-1998和YD/T 833-1999，并根据ETSI EN 300 609-4 V8.0.2（2000.10）、3GPP TS 51.021 V7.0.0 (2005-09)和当前直放站系统设备的实际应用情况进行编写。
GSM网络覆盖优化问题定位及解决方法李汶周（广西机电职业技术学院 广西 南宁 530007）摘 要： 随着移动通信的发展，网络的规模的不断扩大，如何合理充分地利用网络资源，提升网络的服务质量以争夺市场，成为运营商最关心的问题。
在此背景之下，无线网络优化正日益受到重视。
讨论GSM网络无线覆盖常见的问题并提出解决方案。
关键词： GSM；网络优化；弱覆盖；越区覆盖中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1210011－01我国移动通信技术的应用和发展非常迅猛，随着用户数不物阻挡，地形对无线信号的发射，硬件问题等。
2.1 弱覆盖问题断增加，网络规模持续扩张，中国已经成为了全球最大的移动通信市场，同时各运营商之间的竞争也越来越激烈。
为争抢客弱覆盖的表象是手机接收到的信号电平比较微弱、并伴随户，保障网络服务质量，满足用户的期望值，提升用户的满意着高误码现象出现，在MSC边界处弱覆盖还会导致漫游现象。
度，成为了各运营商日益关注的问题。
但由于移动通信系统传判定弱覆盖的依据是：信号电平微弱无法满足通信的要求，且输环境的复杂多变性，以及网络不断扩容所带来的结构不合当前小区必须是最佳小区，没有更强的邻小区。
理，往往会使得网络的服务质量达不到预定的要求。
面对此问弱覆盖的常见解决方案一般有以下几种：题，运营商和设备供应商的关注点已经从网络的规模建设转移① 在考虑成本的前提下，增加基站或者直放站，如果是到网络性能优化上。
如何合理利用和配置现有的网络设备、资室内出现弱覆盖则可以考虑安装室内分布系统。
源与容量，最大限度地提高网络的服务质量，同时在网络的不② 增大服务小区的发射功率。
断发展过程中保持网路服务质量不下降，成为了运营商日常工③ 调整服务小区天线的方位角、俯仰角或更换高增益的作的重中之重。
天线。
网络优化是指通过对正运行的网络进行用户投诉收集、数据的采集分析、硬件检查等手段，找出影响网络运行质量的原因，并且通过参数的调整、设备配置的调整或其它技术手段，确保网络的服务质量，使网络达到最佳的运行状态，同时又对今后无线网络的规划、建设提供参考。
关于GSM无线网络优化问题的研究[摘要] 目前,网络优化问题亦显得越来越重要。
作者通过实例,对基站硬件的调整及软件参数的修改作了具体分析,给出了gsm网络优化的方案,并提出了一些网络优化的经验。
[关键词]gsm网络优化基站参数1 前言随着社会的进步,科技技术的飞速发展, gsm网建设已经具备相当大的规模。
因此,加强网络优化、搞好运行维护是提高移动通信网络质量的关键。
一个完善的网络往往需要经历从最初的网络规划、工程建设及投入使用到网络优化的历程,并形成良性循环。
2 基站硬件的优化gsm网络在建网或扩容时,存在着这样一个普遍现象就是周期短、速度快。
因此无论在工程中还是在规划巾都留下一些质量问题,需要在优化中找出并解决。
在优化过程中,作者以某市数字移动网络为例,对该市地区所有基站进行了一次详细的测试。
在测试过程中。
发现了以下工程遗留问题。
2.l 基站经纬度出现差错在进行实地路测的过程中,发现有少数基站的实际经纬度与规划中的经纬度不一致。
甚至相差很大。
此现象的主要原因是在选址中碰到困难,最后不能按设计中要求确定,要将基站移至其他地方。
但在规划数据库中未能得到更新。
仍按原计划规划其相邻小区及频率,因而造成很多相邻小区漏做或做错。
2.2 扇区错位及方位角有差错在测试中,此种问题发现的是最多的。
造成此现象的主要原因系馈线从天线接至bis时因标签不对而接错。
此外,部分基站的3个扇区郭存在方位角偏离。
上述现象造成大量基站问切换失败率很高,并引起切换掉话。
经过整改后,性能大大提高。
2.3 分集接收关线间距过小且收发天线不平行若收发天线之间的距离在3m一5m时,采用分集接收天线,则可达到理想效果,获得3db增益。
很多收发天线的间距过小(在1m之内),这样很难获得分集接收的效果。
此外,部分收发天线根本不平行,有的甚至发送天线就指向接收天线,有的收发天线前方不远处立有很高的铁杆,这样很容易造成信号被挡返弹,产生干扰。
2.4天线高度过高在建网初期,考虑到用户规模比较小,一般采用大区制基站,使用铁塔,以增加覆盖范围。
GSM移动通信网络直放站建设与优化由于移动运营市场竞争的日益激烈和用户规模的扩大，把解决网络覆盖规模作为建设重点，网络的覆盖质量和覆盖的完善性成为各运营商迫切需要解决的问题。
原来对移动需求为运营商所忽视的GSM网络边缘县乡移动用户发展迅速。
运营商需要部署网络以满足这些用户快速增长的需求。
在不同县地域交界处由于人口密度的关系话务量小，在丘陵地带很多乡镇多处于盆地，有覆盖盲区。
因此，建设直放站是迅速解决这些地区覆盖的快捷方案。
高速公路和铁路在山区经常穿越隧道和涵洞形成信号盲区，直放站可用于解决信号的连续覆盖。
城市密集区，基站数量较多，一般不存在大范围的信号盲区，小功率（1W以下）直放站可用于解决小范围区域的补盲以及建筑物内、地下商城、地下停车场及因屏蔽不能使信号直接穿透区域的信号覆盖问题。
直放站（中继器）属于同频放大设备，是指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转设备。
直放站在下行链路中，由施主天线现有的覆盖区域中拾取信号，通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。
在上行链接路径中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站，从而达到基地站与手机的信号传递。
使用直放站作为实现“小容量、大覆盖”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数量的前提下保证网络覆盖，二是其造价远远低于有同样效果的微蜂窝系统。
直放站是解决通信网络延伸覆盖、填补盲区、容量再分配能力的一种优选方案。
它与基站相比有结构简单、投资较少和安装方便等优点，可广泛用于难于覆盖的盲区和弱区，如商场、宾馆、机场、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、等各种场所，提高通信质量，解决掉话等问题。
一、移动通信直放站的种类及特性：从传输信号分有GSM直放站和CDMA直放站; GS M及CDMA的直放站工作频带不同。
从安装场所来分有室外型机和室内型机。
室外型直放站有输出功率大噪声系数低等优点，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。
从传输带宽来分有宽带直放站和选频（选信道）直放站。
宽带直放站的中心频率和带宽任意可调，满足不同客户要求，带外抑制好，不同营运商之间的信号不会产生相互干扰。
信道选择直放站能工作在两信道或四信道，可扩展。
每信道单独功放，不会相互干扰，性能稳定从传输方式来分有直放式直放站、光纤传输直放站。
直放式直放站下行从基站接收信号，经放大后向用户方向覆盖；上行从用户接收信号，经放大后发送给基站。
为了限带，加有带通滤波器。
光纤传输直放站将收到的信号，经光电变换变成光信号，传输后又经电光变换恢复电信号再发出。
由靠近基站侧的近端机及覆盖区侧的远端机两部分组成，适用于在基站拟建直放站区有高山阻挡或两者相距甚远，同时基站和覆盖区之间具备光缆情况下建站。
在市区和通话密度较高的地区直放式室外直放站往往将多个基站或多个扇区的信号加以放大，引入过多的直放站后会降低通话质量，优化工作困难，所以在市区和通话密度较高的地区不应过多使用直放式室外直放站。
光纤直放站由近端机直接耦合基站的射频信号，引入干扰少，兼备宽带、选带、选频等功能。
传输距离可达20Km，由于空间隔离度好，不产生同频干扰，重发方向可采用全向天线覆盖，以提高覆盖效果。
应用波分复用式分光、分路技术、光纤直放站还可组成其它使用系统（如光纤室内分布系统）。
二、移动通信直放站的选型以前，使用宽带选择式的直放站应用于模拟网。
但在数字GS M网系统中，使用宽带选择式的直放站，会对所有频段内接收到的所有信号进行放大，这样就会出现同频小区干扰、切换时掉话、降低基站的灵敏度、语音质量差、直放站覆盖范围明显缩小等现象，严重影响到整个网络的正常运行。
而信道选择式直放站作为一种网络优化工具，能实现良好的盲区覆盖，同时对原有的整个基站网络不会造成干扰。
采用信道选择式直放站，应使该直放站具有以下的性能：1、噪声系数低。
直放站的噪声系数小于5dB，从而保证了手机在收到-100dBm的信号电平时仍能保持正常的通话质量。
否则在手机收到-90多甚至-80多dBm的信号时就无法通话。
2、滤波器性能好。
直放站使用的滤波器矩形系数、带内平坦度等指标好，保证对环境干扰的抑制最好，必免造成的三阶互调及杂散等干扰信号太强，即使直放站的输出功率很大或者是手机的接受信号电平很强但仍然无法正常通话。
3、每时隙自动输入电平控制。
直放站对于不同时隙话务信道具有自适应增益控制功能，当某时隙的信号强度放大输出后将要超出最大输出功率时，直放站就会提前把这个时隙的输出电平降下来，以保证这个话音信道的最佳输出信噪比，也不会影响其他时隙的输出信号质量。
4、选择性能好的天线。
天线选择的好坏，往往会直接影响到最终的覆盖效果。
其中施主天线用于接收基站信号，要求水平波束角小、方向性好、增益高、前后比大，重发天线用于覆盖盲区，通常要求采用定向天线，增益高、前后比大，较强的上波瓣抑制、较好的零填充特性，天线下倾角机械可调，另外还有互调、驻波比等参数值得考虑，同时要求天线的体积小、重量轻、安装简单，所选的馈线及接头符合国际标准、电气性能好。
三、移动通信直放站工程设计1、直放站的覆盖距离直放站的覆盖距离由输出信号功率、输出信号信噪比、重发天线增益、重发天线安装高度、地形地貌五个因素决定。
在前三项都是一定的情况下，决定覆盖距离的就是后两项。
如果选点合适。
在保证通话质量的前提下，直放站在市区可以覆盖2—3公里，在郊区覆盖5公里左右，在开阔地可到10公里以上。
下面是一个路径损耗的参考公式：直放站信号输出为33dBm，重发天线增益17dBi,手机在收到-100dBm时仍能正常通话，考虑到车体、一般低层建筑的穿透损耗20dB，允许的路径损耗为：130dB,把它带入Hanta公式就可得出不同环境和天线安装高度下的最远覆盖距离。
Hanta公式：市区：Lm=69.55+26.16lgf-13.82log(hb) +[449.9-6.51log(hb)]log(d)郊区：Lm=L(市区)-（2（Lg(f/28)）²+5.4）其中:取频率f=900MHz，hb为业务天线高度。
利用郊区公式，假设业务天线高度hb=50m,通过路径损耗Lm可以测出覆盖距离d=6公里。
如果安装高度较高（如半山坡上）达到100米。
算出距离：d=10公里。
另外，直放站的覆盖距离还受直放站自身带来的时延影响，一般直放站自身有5µs时延，GSM定时提前量决定了基站覆盖距离为35公里。
加一台直放站缩短1.5公里。
从基站经直放站到手机的最大传播距离为33.5公里。
2、直放站的选点直放站属于同频放大设备，接收基站的下行信号，然后重发给盲区内的移动台；也接收移动台的上行信号，重发给基站，因此上下行链路存在着重发信号被另一天线接收到的问题，这就是直放站天线隔离度的概念。
换句话说，天线隔离度是指从直放站某一端口发出的信号到另一端口的空间衰减值，其中包括了连接两天线的增益。
在无线直放站的使用中，合适的隔离度不是一个固定值，它是与直放站的增益相关联的。
如果天线隔离度大于直放站增益，则天线接收到的另一天线的重发信号会越来越小，经过直放站放大后的输出信号也越来越弱，就不会对基站造成影响；反之，如果隔离度小于直放站增益，重发信号会不断增强，引起自激，从而影响基站。
由此可见，天线隔离度决定了直放站增益的大小，间接决定了直放站是否可达到最大的输出功率，影响直放站的覆盖范围。
然而，是什么影响着天线隔离度的大小呢？直观的说是直放站安装地点的地形，因此直放站的选点是直放站工程中及其重要的一环。
下面着重介绍直放站的选点问题。
2.1接收信号要求直放站安装地点的施主基站BCCH信号场强（测试手机）Rxmin=Pmax-Gmax-GantRxmin:直放站安装地点施主基站BCCH信号最小场强。
假设：Pmax:直放站最大输出功率，+33dBm。
Gmax:直放站最大增益，90db。
Gant:施主天线增益，16dBi.则：Rxmin=+33dBm-90dB-16dB=-73dBm只有在直放站点测得的信号大于-73dBm, 直放站才有可能满功率输出。
若信号小于-73dBm,则直放站不能满功率输出，会影响到直放站的覆盖范围。
2.2直放站站址定位2.3施主天线及重发天线的位置关系。
影响施主天线及重发天线的位置关系主要是收发隔离度，及信号从直放站前向输出端口至前向输入端口（或者从反向输出端口至反向输入端口）的空中路径衰减值，其大小直接影响着直放站的增益配置，在确定天线位置后，一定要测量隔离度。
直放站前向输出功率比反向输出功率大，主要考虑前向链路的收发隔离度。
收发隔离度分为水平隔离度和垂直隔离度。
直放站施主天线与重发天线完全背靠背最小水平距离通常为20米左右。
此距离是指安装地点信号场强仅达到要求的最小强度，施主和重发天线方向相反且两天线连线与基站到盲区连线平行两天线间没有建筑物或物品隔离情况下的距离。
直放站施主天线与重发天线完全背靠背最小垂直距离通常为10米左右。
此距离是指安装地点信号场强仅达到要求的最小距离，施主天线与重发天线方向相反，且两天线间没有建筑物或物品隔离情况下的距离。
通常天线垂直安装在铁塔上。
如果两天线之间有隔离物，如楼顶的水箱、小屋等，安装时要做到两天线相互看不见。
如果建筑物为钢筋混凝土结构，施主天线在满足信号接收强度的基础上，应尽量靠近建筑物（通常重发天线可放在建筑物上面，施主天线靠近建筑物侧墙）；如果建筑物为一般砖结构，应考虑用建筑物隔离和拉长距离的方法来满足隔离度要求。
如塔上平台可做隔离物，天线可分别安装再平台上、下塔身处。
直放站安装地点要高于盲区内建筑物，如果相对高度很大，可调节业务天线的下倾角。
如果相对高度较小，一定要考虑盲区内建筑物对重发信号的发射，往往近距离的反射信号远远强于业务天线后向辐射信号，即使施主天线完全背向重发天线，隔离度也很难满足。
2．4直放站信道数配置直放站所在施主小区的载波数必须小于或等于直放站的信道数。
因为如果直放站不能放大施主小区内的所有信道，则在广播控制信道随机分配通话时隙时，如果分配给覆盖区内用户的是没有放大的载波时隙，则用户电话无法接通。
如果基站系统有跳频功能，则在覆盖区内用户的通话时隙跳到没有放大的载波，很有可能产生掉话。
一般直放站的标准配置是2载波，因此选择施主基站时，应选择2载波以下施主小区，或扩充直放站配置达到施主小区的信道数。
3直放站增益的计算引入直放站设备，给手机和基站之间的信号增加了热噪声，增加热噪声的直接后果是降低了基站的接收灵敏度。
下面看一下应如何正确设置直放站的增益，减小引入直放站对GSM网络的影响。
