直放站、室内分布系统的原理

直放站及室内分布系统的原理

现代都市中建筑物越来越高、越来越多、越来越密集，移动通信的无线电信号在其间受到阻挡而衰减，再加上全封闭式的外装修，对无线电信号的屏蔽和衰减特别厉害，很难进行正常的通信。怎样改善该类型覆盖区域的无线信号覆盖质量无疑成为城市网络覆盖中一个很重要的研究课题。

在现今的CDMA网络中，用于改善如上问题的技术方法主要有：引入直放站和采用室内分布系统。

1．直放站工作原理

什么是直放站？直放站，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，属于中继放大设备。直放站的基本功能就是将入射信号放大后再转发出去，是一个射频信号功率增强器。直放站在下行链路中，由施主天线在现有的覆盖区域中拾取信号，通过滤波器对所拾取的信号进行处理，将滤波后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，从而达到基站与手机的信号传递。

CDMA直放站应用于CDMA移动通信网络中，双向中继无线信号延伸无线覆盖区，实现对特殊地形的覆盖，消除覆盖盲区，调配小区业务，平衡各小区的话务量，在“导频污染”地区强化主导频等等，以达到低成本扩大无线网络覆盖范围、优化网络的目的。

CDMA移动通信中无线直放站主要由施主天线、重发天线、馈缆系统、直放主机、电源及保护系统以及防雷、避雷系统等部分组成。如图1-1所示了CDMA移动通信直放站原理图。

图表1-1 CDMA移动通信无线直放站原理图

1.1直放站常见分类

根据使用场合及功能上的差异，通信系统常见的直放站类型主要有：无线同频直放站、光纤直放站和移频直放站

（1）无线同频直放站

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。在上、下行回路中，各使用了多级滤波器，滤除带外噪声和杂散信号，提高上、下行信

道之间的隔离度。

(2) 光纤直放站

将收到的信号，变换成光信号，传输后又恢复成电信号再发出。

(3) 移频直放站

移频直放站由近端机和远端机组成,近端机通过无线耦合或者直接耦合方式获取信源信号F1，并将F1信号转换为链接信号F2，将F2通过近端发射天线发送给远端机接收天线。

远端机通过无线耦合方式接收近端机的发射信号F2，将信号F2转换为信源信号F1，通过远端覆盖天线实现对目标区域的信号覆盖。

1.2无线直放站的信源选择

无线直放站的信源选择十分关键，需要遵循以下几点：

(1)施主基站天线和施主天线尽量视通。

(2)施主天线接收场强要求不低于－80dBm，并且上下波动小于5dB

(3)施主基站信号的Ec/Io 要大于-7dB

(4)主服务扇区导频Ec/Io应高于其他导频Ec/Io 3dB以上；

(5)软切换分支小于等于2路

1.3直放站的常见应用场合及优缺点

直放站为各种信号盲区可以提供不同的解决方案，其适应范围及优缺点如下：

·无线同频直放站：

适用于室内话务量不高、室外宏蜂窝站较空闲的区域；覆盖区域面积应较小，具体如下：（1）高速公路、铁路沿线、风景区，居住小区的覆盖；

（2）用于机场、地铁、大型建筑物、地下停车场等，用较少的投资为网络补盲，提高用户满意度；

（3）做室内分布系统的信号源；

（4）用于偏远山区等无信号区的覆盖，增加基站覆盖范围，使网络资源得于充分利用。

优点：安装开通迅速，价格便宜。

缺点：对施主信源要求高，干扰邻近基站、自干扰。

·光纤直放站：

是现在网络中用的较多的一种类型；适用于大型高型楼层或大型建筑群；离宏蜂窝基站、微蜂窝基站较近区域，用光端机；该方式性价比高，具体如下：

（1）用于基站与将要覆盖区域之间存在高山、建筑物等障碍物或周围无线环境较差区域，通过光缆传输可避免和其它设备互相干扰，有助于改善网络指标一举多得；

（2）用于光缆资源丰富的铁路、公路、地铁、隧道等可明显增强覆盖效果，减少基站建设，降低企业运营成本；

（3）用于医院、超级商场、大型居民区等；光缆有线传输网络运行更稳定。

优点：价格便宜、对施主信源有选择权。

缺点：开通慢，增加大网优化的难度。

·移频直放站：

主要运用在用于无线环境复杂区域使用，具体如下：

（1）适用于偏远山区和农村等；

（2）适用于无线环境复杂区域使用，如覆盖市区中心：火车站、繁华街道等；

（3）覆盖铁路、公路、地铁、隧道等。

优点：安装开通迅速，价格便宜。

缺点：对施主信源要求高。

2．室内分布系统工作原理

室内覆盖系统为城市覆盖建筑物内部信号质量差的问题提供了较佳的解决方案。其原理是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。如图1-5中所示，室内分布系统主要由信号源设备（宏蜂窝基站、微蜂窝基站、直放站）；室内有源放大设备（干线放大器）及其相关器件（同轴电缆、泄漏电缆、功分器、耦合器、合路单元、室内重发天线）等组成。详细的室内分布系统器件见附件1

室内分布系统器件

介绍.pdf

图表1-2室内分布系统原理

2.1室内分布系统组网分类

室内分布系统的组网按照信号源有以下几种接入方式：

（1）宏蜂窝作信源接入信号分布系统

是以宏蜂窝基站作为信号分布系统的信号源。宏蜂窝作信号源容量大、覆盖范围广、信号质量好、容易实现无源分布、网络优化简单，是室内分布系统最好的接入方式。但宏蜂窝成本较为昂贵，且需有传输通路，建设周期长。

(2) 微蜂窝作信源接入信号分布系统

是以微蜂窝基站作为信号分布系统的信号源。由于微蜂窝本身功率较小，只适用于较小面积的室内覆盖，若要实现较大区域的覆盖，就必须增加微蜂窝功放。与宏蜂窝相比微蜂窝成本较低、对环境要求不高、施工方便等，所以微蜂窝作信号源使用也较为广泛。

(3) 直放站作信源接入信号分布系统