CDMA移动通信直放站工程设计和调测

[摘要] 本文通过对CDMA移动通信直放站工程设计、安装和调测全过程的分析和阐述，就如何最大限度发挥直放站作用进行了必要的工程和理论探讨，并结合工程实际情况阐明了相应的解决方案。同时指出了CDMA直放站工程设计中的一些极需注意的事项。

1. 前期勘测及理论测算

为了最大限度发挥CDMA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X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X围作一个初步的测算，利用陆地移动通信电波传播的衰耗特性，可通过Okumura模型进行计算，Okumura经验公式如下：

Lm=69.55+26.16lgf-13.82log(hb)-a(hm)+[44.9-6.5log(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)

a（hm）为修正因子其中:中小城市：a（hm）=2.53hm-3.8

大城市：a（hm）=3.2[lg(11.75hm)]2-4.97

hm 为移动用户天线高度取hm=1.5m 则a（hm）=0

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X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-75d Bm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CDMA系统的干扰尽可能最小。直放站距离基站太远，源天线接收信号弱，则直放站前向输出功率较小，覆盖X 围较小，达不到增大覆盖面的目的。

由于重发天线是定向角度天线，直放站站址最好选在盲区外，靠近盲区边沿（根据现场条件确定，通常大约50～200米），如图1，如果选在盲区内（如图2），则不能达到最佳覆盖效果。

直放站覆盖城市边缘的密集住宅区时，应避免在楼群的正面选点（如图3），为信CD MA信号只能直接穿透靠前的楼房，才可覆盖到后面的区域，由于信号在穿透过程中衰减很大，信号强度将会很弱。如果从高楼的侧面覆盖（如图4），信号可以从楼与楼之间的空隙穿过，并借助反射达到很好的覆盖效果。

3.确定施主天线及重发天线的安装位置

因CDMA信号是宽带信号，受多径影响较大，天线位置的选择对直放站的覆盖X围影响很大，除考虑天线隔离度、输入信号电平大小因素之外，还需要考虑直放站输入信号的波形质量。原天线位置不合适，直放站向覆盖区转发恶劣信号，手机用户不可能接入基站。

为增大隔离度，施主天线与重发天线采用背对背安装方式，当安装在铁塔上时，使用铁塔平台对天线进行隔离，当安装在楼房顶时，使用建筑物或增大天线水平距离进行隔离。

如果两天线之间有隔离物，如楼顶的水箱、电梯间等，安装时要应避免两天线在一侧。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墙结构，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（见1.4）。如塔上平台可做隔离物，天线可分别安装在平台上、下塔身处。

4. 测量收发隔离度

收发隔离度，即CDMA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。

水平隔离度Lh用分贝表示公式如下：

Lh=22.0+20log10(d/λ)-(Gt+Gr)+(Xt+Xr) （4.1.1）

22.0为传播常数

d为收发天线水平间隔（单位：英尺）

λ为天线工作波长（单位：英尺）

Gt、Gr分别为发射和接收天线的增益（单位：dB）

Xt、Xr分别为发射和接收天线的前后比（单位：dB）

垂直隔离度Lv用分贝表示公式如下：

Lv=28.0+40log10(d/λ) （4.1.2）

28.0为传播常数

d为收发天线水平间隔（单位：英尺）

λ为天线工作波长（单位：英尺）

按照工程设计要求，隔离度L（dB）应大于直放站最大工作增益Gmax 约10～15dB。现取L-Gmax=12dB，考虑通常情况下直放站最大工作增益G=90dB，故L应不小于102d B，取f=850MHz，Gr=20dB，Gt=10dB，Xr=45dB,Xt=40dB,由上式4.1.1计算，天线间最小水平距离应为20米，由上式4.1.2计算，天线间最小垂直距离应为22米。

图5为收发隔离度与水平放置和垂直放置的两天线空间距离的关系曲线（f=850MHz, Gr=Gt=5dB）

以上为收发天线隔离度的工程计算值，在实际施工中应视具体情况加以必要调整，以最大限度满足现场对隔离度的要求。

5.设备调整与调测

天线馈线与直放站正确连接，加电开机，设置直放站增益，使最大工作增益低于收发隔离度约12dB。

以DX-1808型CDMA直放站调整为例，该直放站额定输出功率为+30dBm（1W），额定增益为90~95dB，若施主天线接收点接收的基站场强值为-80dBm，施主天线采用1.8米栅网抛物面天线，则天线增益GANT=21.6dB，若施主天线距主机30米，馈线则采用SYV-5 0-22型低耗馈线，该馈线850MHz时每米损耗约0.03dB,则馈线损耗L=0.9dB，若收发隔离度达到102dB，则Gmax为102dB-12dB=90dB。

直放站输出功率POUT= -80dBm+Gmax+GANT-L=30.5dBm

已达到设备的额定输出功率要求，现场安装后用HP-8563E频谱分析仪实测输出功率P OUT为30.1dBm，通过实测得出结果与以上计算的结果基本吻合。

调整增益时，在动态X围内按照从小到大步进调整的方法进行，但不能超过最大增益Gmax，否则容易使直放站产生过压和自激现象。

天线的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，影响着直放站的覆盖X围。另外，直放站安装后，隔离度并非不再变化，它受到外界环境的影响，会产生波动。

CDMA直放站应具有隔离度自动控制和监测功能，以保持其在各种外界环境下正常工作。

6. 路测优化

根据网络规划及覆盖要求，路测覆盖X围，调整转发天线的水平角度、俯仰角度和直放站增益，达到直放站理想覆盖。在覆盖公路、隧道等带状区域时，可调整角反射器角度，