直放站对基站的影响
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宏站、微基站、直放站、射频拉远基站区分在小区制移动通信网络中,通常采用正六边形无线小区邻接构成面状服务区。
由于服务区的形状很像蜂窝,这种网络便被称为蜂窝式网络。
宏蜂窝(macrocell), 传统的蜂窝式网络由宏蜂窝小区(macrocell)构成,每小区的覆盖半径大多为1km~25km,基站天线尽可能做得很高。
在实际的macrocell内,通常存在着两种特殊的微小区域。
一是“盲点”,由于电波在传播过程中遇到障碍物而造成的阴影区域,该区域通信质量严重低劣;二是“热点”,由于空间业务负荷的不均匀分布而形成的业务繁忙区域,它支持macrocell中的大部分业务。
以上两“点”问题的解决,往往依靠设置直放站、分裂小区等办法。
除了经济方面的原因外,从原理上讲,这两种方法也不能无限制地使用,因为扩大了系统覆盖,通信质量要下降;提高了通信质量,往往又要牺牲容量。
近年来,随着业务需求的剧增,这些方法更显捉襟见时,这样便产生了微蜂窝技术。
微蜂窝小区(microcell)的覆盖半径为30m~300m,基站天线低于屋顶高度,传播主要沿着街道的视线进行,信号在楼顶的泄露小。
因此,microcell最初被用来加大无线电覆盖,消除macrocell中的“盲点”。
由于低发射功率的microcell基站允许较小的频率复用距离,每个单元区域的信道数量较多,因此业务密度得到了巨大的增长,且RF干扰很低,将它安置在macrocell的“热点”上,可满足该微小区域质量与容量两方面的要求。
微蜂窝( microcell )是在宏蜂窝的基础上发展起来的一门技术。
与宏蜂窝相比,它的发射功率较小,一般在 2W 左右;覆盖半径大约为 100m ~ 1km ;基站天线置于相对低的地方,如屋顶下方,高于地面 5m ~ 10m ,无线波束折射、反射、散射于建筑物间或建筑物内,限制在街道内部。
可满足该微小区域质量与容量两方面的要求。
1,宏基站,直白点,铁塔站,比较大的那种,一个站覆盖几十公里.容量大,需要机房,可靠性较好,维护方便。
1.直放站的主要作用是什么,有哪几类常用的直放站,说出每类直放站的主要应用场合。
作用:直放站主要用于基站信号过弱的地区,作中继站用,通过直放站放大基站信号,再传向更远更广的地区,扩大了网络覆盖范围; 直放站是一个双向传输的双工放大器,一路是接收基站信号经放大后发射传向移动台,一路是接收移动台信号经放大后发射传向基地台, 因此, 直放站的组成主要是接收机、发射机、天线。
直放站属于同频放大设备,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。
直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。
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。
种类:(1)无线宽带直放站(2)无线选频直放站(3)微波移频直放站(4)光纤直放站适用场合:(1)城市密集区的覆盖(2)郊区乡村的覆盖(3)公路的覆盖(4)旅游风景区的覆盖2.什么是室内分布系统,为什么要建设室内分布系统。
室内分布系统的常用有源器件和无源器件各有哪些,各有什么作用。
GSM室内分布系统是将基站信号引入室内,解决室内盲区覆盖;它可以有效解决信号延伸和覆盖,改善室内通信质量;它将基站信号科学地分配到室内的各个房间、通道,而又不产生相互干扰。
它是基站和微蜂窝的补充和延伸,有不能被基站和直放站所代替,是大都市中移动通信不可缺少的组成部分。
国人公司根据客户的不同需求自主研发了配合光纤、移频、无线、微蜂窝等不同系列的GSM室内分布系统直放站产品。
原因:随着城市里移动用户的飞速增加以及高层建筑越来越多,话务密度和覆盖要求也不断上升,这些建筑物规模大,质量好。
对移动电话信号有很强的屏蔽作用。
在大型建筑物的底层、地下商场、地下停车场等环境下,移动通信信号弱,手机无法正常使用,形成了移动通信的盲区和阴影区。
什么是底噪以及如何处理底噪底噪亦称背景噪声。
一般指电声系统中除有用信号以外的总噪声:包括音响设备噪声和放音环境噪声两部分。
比如电视声中除节目声音外的"沙沙"声等。
过强的本底噪声,不仅会使人烦躁,还淹没声音中较弱的细节部分,使声音的信噪比和动态范围减小,再现声音质量受到破坏。
光纤直放站上行底噪一般与系统上行增益,主机噪声系数有关;N=Nt(热噪声)+G(主机增益)+NF(噪声系数)底噪抬升直放站的引入会给基站带来底噪的抬升,因此要严格控制直放站的上行增益,避免基站灵敏度下降的太厉害而影响到基站原来的覆盖区域的质量;但如果上行增益设置太小的话,又可能造成直放站覆盖区域的上下行不平衡,还可能导致直放站覆盖区域范围收缩。
直放站的基本原理:“放大接收来的基站信号给用户,同时将接收到的终端信号放大返回基站”。
因此其使用时必须注意:1、其上行信号对原有基站底噪的抬升(过高会降低基站灵敏度);2、其覆盖区域内上下行信号是否平衡(严重不平衡时会有掉话等问题产生)直放站的存在已经近10年了,其对网络优化起着重要的作用。
其使用必须注意:保证对系统干扰的前提下,尽量提高直放站上行增益,通过覆盖区域的测试来确定其链路平衡性。
若保证不影响基站接收灵敏度、覆盖区域测试正常,那么理论分析其链路平衡作用就异议甚微了。
一般产生底噪原因:一般外部干扰、天馈安装工艺、接头器件质量、基站板件等会造成基站底噪高。
直放站接多了,也会造成底噪抬升;现在很多底噪高是由天馈安装工艺、天馈质量造成的。
室分中处理底噪的一般步骤:如果室分有干放或者拉远设备,需要调整一下上行增益,并确认这些放大设备工作正常。
如果没有干放等有源设备的话,可以断开某条支路,用负载堵上来排除,当然一般无源器件应该不会提升底噪。
如果底噪还高的话,可以断开室分,直接将信源的输出端连接负载,看看底噪是否恢复正常,如果仍高,需要检查信源基站的天线口或检测模块是否有故障。
直放站设计的原理与方法(网络转载,只供个人学习)直放站作为公司在网络优化方面的核心产品之一,其设计的重要性不言而喻。
直放站的设计包括很多方面,从核心的射频性能和监控参数,到产品的可靠性设计(EMC设计、降额设计、热设计、软件可靠性和机械可靠性、环境可靠性等), 再到产品的成本分析设计,无论哪一方面都将会影响到产品的市场竞争力。
在此,仅从其中最关键的一些因素上来分析直放站设计的原理与方法,以及在设计中需要特别注意的一些地方。
从在通信网络中所起的作用来看,直放站的主要功能就是放大从基站(下行)和移动台(上行)接收过来的有用信号,并将放大后的信号经天线(或其它耦合方式)发送出去。
通过这一方式提高系统基站的覆盖能力。
在这一放大过程中,要尽可能抑制随有用信号一起接收进来的干扰信号,同时也要避免产生新的干扰。
也就是说,直放站的放大必须是有带宽限制的,同时还要保证直放站的放大是线性的。
这是直放站很重要的两个特点。
带宽的限制主要由双工器和中频滤波器来实现,而线性的要求则对功率放大器的设计实现提出了很高的要求。
另外,在实际的工程运用中,还要保证直放站的引入不会给通信系统叠加更多的噪声。
这就产生了直放站另一类很重要的模块——低噪声放大器。
至此,可以看出直放站的基本模型中已经包含了四类核心模块:双工器(限制带宽)、低噪声放大器(限制噪声)、选频(带)模块(中频滤波)和线性功率放大器(线性放大)。
了解了直放站的基本组成,再来看影响和决定直放站性能的那些基本参量,就比较容易理解接受了。
以WCDMA 直放站为例,衡量直放站的无线指标主要有:标称最大输出功率;自动电平控制(ALC );增益(最大增益、增益调节范围、增益调节步长及误差);带内波动;噪声系数;频率误差及频率步进;传输时延;输入/输出驻波比;带外增益;杂散(频谱发射模板、杂散辐射);调制精度(误差矢量幅度EVM、峰值码域误差PCDE);输入互调;输出互调等。
下面先简单分析一下这些指标主要都跟哪些模块的哪些参数有关,然后再详细说明各个指标的设计方法以及它们之间的一些相互制衡的关系。
一、概述移动通信用直放站是双向同频(或异频)放大器,由于增益高,放大器的白噪声容易对通信网造成干扰,轻则影响基站接收机接收信杂比,降低接收机灵敏度,影响基站覆盖面,增加掉话率,在CDMA 系统中还会影响系统容量,重则整个基站打不通电话,因此压低直放站的白噪声电平是直放站是否干扰基站的关键,当然压低直放站的白噪声电平不是一件容易的事情,它与直放机的制造水平和工程水平直接联系在一起(国内只有福州飞毛腿科技有限公司等少数厂家较好地解决了这个问题)。
一般说来,要求到达基站接收机接收端白噪声电平低,就必须要求直放机发出的白噪声电平低,这就要求在制造设计直放机时要采用高质量放大器、高质量滤波器和在工程设计施工中采取措施压低噪声,当然也可以用减小直放机上行放大量的办法压低噪声,但这不能解决问题,因为直放机放大量不足,会影响直放站覆盖面,所以根本出路是提高直放机品质和工程施工质量。
下面我们就来分析一下如何提高直放机质量使直放站接入移动网不会影响网络优化指标,以及在直放机安装工程采取哪些措施可以防止直放站干扰基站。
二、直放机在移动通信网中接入状态图一如图一,这是一幅直放站接入基站的典型图示。
P 1为基站发射功率电平;P 信为基站接收直放站上行信号电平;P 杂为基站接收机接收到的直放站白噪声电平;P 空为空间原有的白噪声电平;P 2为直放机输入端接收到的下行信号电平;P 3为直放机下行输出的功率电平;P 5为直放机输出的上行功率电平;P 噪为直放机输出的上行白噪声电平;L 为基站发射机输出端到直放机输入端路径衰耗。
基 站L假设直放站下行增益为G下,直放站上行增益为G上,则P3=P1-L+G下因此G下=P3-P1+L=P3-P1+(L自+G基+G前向)L自为自由空间衰耗,L自=32.45+20lgƒ+20lgdG基为基站天线增益;G前向为直放站前向天线增益。
这就是说直放站的下行增益大小取决于直放站下行发射功率P3,基站下行发射功率P1和直放站到基站之间的路径衰耗L。
直放站的作用及组成?直放站主要用于基站信号过弱的地区,作中继站用,通过直放站放大基站信号,再传向更远更广的地区,扩大了网络覆盖范围; 直放站是一个双向传输的双工放大器,一路是接收基站信号经放大后发射传向移动台,一路是接收移动台信号经放大后发射传向基地台, 因此, 直放站的组成主要是接收机、发射机、天线。
一、直放站概述1. 直放站的定义直放站(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。
直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。
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。
直放站是一种中继产品,衡量直放站好坏的指标主要有,智能化程度(如远程监控等)、低IP3(无委规定小于-36dBm)、低噪声系数(NF)、整机可靠性、良好的技术服务等。
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、码头、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、海岛等各种场所,提高通信质量,解决掉话等问题。
2. 直放站的种类与类型(1) 移动通信直放站的种类--- 从传输信号分有GSM直放站和CDMA直放站;--- 从安装场所来分有室外型机和室内型机;--- 从传输带宽来分有宽带直放站和选频(选信道)直放站;--- 从传输方式来分有直放式直放站、光纤传输直放站和移频传输直放站。
(2) 移动通信直放站的类型GSM移动通信直放站GSM移动通信直放站是解决基站覆盖而存在信号盲区的一种方式。
直 放 站 干 扰 的 分 析通过直放站干扰分析,使我们能更加了解干扰的产生,在工作中尽量减少干扰,充分发挥直放站优越性,而直放站干扰分为下行干扰和上行干扰。
一、下行干扰通常下行干扰发生在无线同频直放站,当施主天线和重发天线隔离度小于直放站的增益时(如80dB )时,直放站就会发生自激,产生下行干扰。
当直放站自激时,轻则是直放站的覆盖区通话音质变差,接通率下降,掉话率上升;严重时会使施主基站和其周围的基站发生瘫痪,影响大片覆盖区域的通话。
施主天线从施主基站接收频率为f 的下行信号,经过增益为Grep 的直放站放大后,由重发天线发出去。
其中一部分信号再经过重发天线的后瓣辐射到施主天线的后瓣,会再次由直放站进行放大;这样无线同频直放站就会形成一个潜在的正反馈环路,测试和实践验证,当该环路满足下列关系式时直放站才能稳定工作,则不会产生自激。
F>Grep+15dB (F :隔离度 Grep :直放站增益)而天线间的隔离度指标,计算公式如下:当水平放置时:I so =22.0+20lg ()λd 当垂直放置时:I so =28.0+40lg ()λd 式中,d —天线间距(m ) λ —工作波长(m )避免下行干扰主要措施是增大直放站隔离度。
一般采用以下方式增大施主天线和重发天线间隔离度:采用前后比大的天线采用旁瓣抑制比大的天线增大施主、重发天线的安装距离(由上面的公式中可以看出,加大两天线的垂直距离效果要优于水平距离)安装天线时,两天线尽量背对背。
采用隔离网或建筑物隔离两天线。
二、上行干扰直放站产生干扰的原因是空间的白噪声和直放站自身的噪声经过放大后通过上行链路连同手机信号一同到到达基站接收端造成对基站的上行干扰。
一般直放站厂家在安装直放站时考虑到这个问题,要对直放站上行噪声底部电平进行调整,并且选择适当的施主小区,以减少对基站系统的上行干扰。
当直放站的放大倍数或噪声系数过大时,上行背景噪声被不合理地放大,在施主扇区的接收端形成较强的上行背景噪声干扰。
移动通信系统中使用直放站可以经济、迅速、有效的填补盲区,改善网络质量,给运营商带来可观经济效益,因此在网络中得到广泛的应用。
但是直放站本身是有源设备,它自身的噪声系数和产生的杂散、互调信号如果控制不好会对网络产生干扰,降低网络的质量,严重时会造成系统瘫痪。
为了保证网络运行质量,需要在设计过程中合理使用,并通过网络优化工作,将影响降低到合理的范围内。
一、直放站的噪声系数对GSM网络的影响及解决方法直放站的噪声系数对施主基站的影响,主要表现在直放站的上行噪声引入施主基站,从而降低施主基站接收机的接收灵敏度,减小了施主基站的覆盖范围,甚至引起掉话率和误码率的上升。
1影响分析直放站是有源设备,直放站内部有较多非线性有源器件,性能较好的直放站上下行的噪声系数都应小于5dB,下面就以以此值作为讨论的条件。
首先介绍两个概念:KT(热噪声密度)和EDoPL(有效路径损耗)。
KT(热噪声密度)为设备内部电子热运动引起的噪声,是所有设备都固有的,它只和温度有关。
K为波滋曼常数,T为绝对温度。
如在温度为17℃时,KT(热噪声密度)为:-174dBm/Hz。
EDoPL(有效路径损耗)就是指基站输出口到直放站的输入口的总的路径损耗,无论信号是通过空中传播或通过光纤传输。
如下图中:EdoPL=OUT-IN=40-(-50)=90直放站的噪声经过放大(直放站的上行增益)和有效路径损耗后进入基站,和基站接收机的噪声叠加就会提高接收机噪声电平。
设直放站的噪声到达基站接收机输入端的等效热噪声电平为Nin,则:Nin=K*T*B+NFrep+Grep-EdoPLK*T:热噪声密度 B: 系统信道带宽NFrep:直放站噪声系数 Grep: 直放站增益EDoPL:有效路径损耗设基站接收机等效热噪声电平为Nbts,则:Nbts=K*T*B+NFbtsK*T:热噪声密度 B:系统信道带宽NFbts:基站接收机噪声系数基站接收机等效热噪声电平升高ROT(RaiseOverThermal),则ROT=10Log【(10Nin/10+10Nbts/10)/10Nbts/10】设基站噪声注入裕量NIM(NoiseInjectionMargin),则NIM=10Log(10Nbts/10/10Nin/10)可得:ROT=10Log(1+10-NIM/10)例一:设EDoPL为90dB,直放站增益设为90dB(设此时直放站下行输出功率和基站一样),直放站和基站的噪声系数5dB,为保持上下行链路平衡,上下行增益设置一样。
直放站在移动通信系统中的应用在移动通信组网布局中,出于投资及地形地物等方面的考虑,会出现覆盖不到的地域,通常称为盲区或死角,如村镇、旅游风景区、公路、铁路、厂矿、隧道、小区、别墅等地方。
而解决这些问题的最经济、最有效、最直接的方法,就是采用移动通信中继设备——直放站(Repeater ),扩大和延伸基站的覆盖范围,提高现有网络设备利用率。
直放站有以下几种常见类型:无线直放站、光纤直放站、移频直放站。
第一节 各类直放站的使用一、无线直放站1)无线直放站的概念直放站实际上就是一个同频双向放大的中继站(Repeater ),用以实现接收和转发来自基站和移动用户的信号,其中有一类为无线直放站(RF Repeater )。
它的主要特点是其信号的引入采用无线(射频)空间耦合方式,即通过采用施主定向天线从基站引入信号,所以直放站的站址处必须能接收到良好的基站信号。
其输出信号的频率与输入信号的频率相同,故其信道是透明的。
无线直放站主要由施主天线(对基站方向)、直放站主机、和用户天线(对用户方向)三个部分组成。
施主天线的作用是沟通基站和直放站间的上下链路,一般采用方向性强、增益高的定向天线。
用户天线用于覆盖区的信号发射和接收,一般采用定向板状天线。
直放站主机包括双工滤波器(Duplex )、低噪声放大器(LNA-low noise amplifier )、功率放大器(PA-power amplifier )等。
前向放大器放大基站至移动台的下行信号(前向信号),反向放大器放大移动台至基站的上行信号(反向信号),由于上下行信号频率相差很大即双工间隔很大(如GSM900、CDMA800的双工间隔为45MHz ),可利用双工滤波器和前端滤波器方便地将两路信号分开。
室外直放站一般可获得80dB 以上的增益,覆盖距基站30km 以内的地区,主要为离基站不太远的村镇、公路、厂矿、旅游区等地域。
无线直放站接入信源基站的方式(空间耦合)使无线直放站无需另外架设传输线路,加快了建站速度、降低了工程投资,使之具有极高的性价比,同时还具有简单、易于安装、见效快等优点。