直放站结构原理

直放站设备原理1 直放站简介移动通信直放站是对移动通信信号直接放大的一种同频中继站。

它不改变原信号的频率，也不对信号所携带的信息作任何处理。

当然它会引起一些波形畸变和相位偏移。

在正常情况下这对通信没有明显得影响，但这也正是直放站要避免的问题，尽量使波形畸变更小和相位偏移更小。

我们知道GSM通信由上行信号和下行信号组成，又因为上行信号和下行信号的频段与方向不同，所要求的信号强度也不同，因此直放机必须具备对上下行信号分别进行处理的能力。

1.1 直放站系统直放站系统分为三个部分，两个接口。

图9-1 直放站系统第一部分是基站（微蜂窝）。

它的功能是提供下行信号接受上行信号，并对信号作一定处理。

第二部分是直放站。

它是直放站系统的核心设备。

它的功能是对上下行信号作放大处理。

第三部分是目标覆盖区域。

在系统未开通前，目标覆盖区域为移动通信盲区，或目标覆盖区域通话效果很差。

第一个接口是基站（微蜂窝）与直放机的接口。

该接口担负基站与直放机之间的通信任务。

基站的下行信号经过该接口到达直放机；手机的上行信号经过该接口传到基站。

根据实际情况，该接口可以是无线接口也可以是有线接口。

无线接口是通过基站收发天线与直放机收发天线之间的通信实现的。

直放机收发天线通常是收发合一的，一般由高增益的定向天线来担任，如八木天线，平板天线，栅格天线等。

有线接口则是通过电缆将微蜂窝与直放机直接相连而成。

第二个接口是直放机与目标覆盖区域的接口。

该接口只能是无线接口。

它通过重发天线将下行信号发射到空间，供手机接收；同时收集手机上行信号送至直放站。

1.1.1 直放站的工作原理施主天线（或通过电缆）接收基站下行信号，然后通过环形双工器送入下行滤波器，下行滤波器将滤除下行信号中的部分带外噪声。

之后下行信号进入下行低噪放，下行低噪放具有抑制带内噪声，提升有用信号电平的功能。

低噪放具有60dB的增益。

低噪放的输出再通过下行滤波器滤除带外噪声后由下行功放放大。

如果信号不经滤波器、下行低噪放而直接进入功放放大，则噪声也会一起被放大，导致波形畸变严重，信号误码率上升，通信效果变差。

下行功放具有60dB增益（若功率放大器前级串有推放，则推放与功放的整体增益可达110dB以上）。

图9-2 直放站工作原理DPX：双工滤波器DL：下行UL：上行LNA：低噪放PA：功放NCS：选频模块BTS：基站MS：移动台Monitor：监控模块1.2 直放站分类直放站现在类型较多，下面主要针对GSM直放站的所有产品分类：如图8-2，产品的起源无线宽频直放站，但是产品分类可以从干线放大器开始。

➢有线耦合图中，下层的设备为有线耦合方式，设备即入口电平值0dBm，同时由于覆盖区域与基站的距离不同延伸出有线的光纤直放站和有线的移频直放站方式；➢无线耦合图中，中层的设备为无线耦合方式，设备即入口电平值-50dBm以下，同时由于覆盖区域与基站的距离不同延伸出无线的光纤直放站、无线的移频直放站方式；➢无线耦合选频方式图中，上层设备为无线耦合选频方式，为了控制下行信号的质量，选择有用频点放大，通常在设备内功率放大器前添加选频模块。

图9-3 公司产品分类图1.GSM干线直放站由于无线网络用户的高速发展，导致热点地区频率资源紧张。

在城市的热点地区，只有依靠微蜂窝基站技术，将移动通信室内覆盖与室外覆盖相分开的方式来解决网络拥挤和扩容的问题。

在室内使用微蜂窝技术进行覆盖有两种方法：一是大量使用微蜂窝基站，依靠微蜂窝基站进行无源分布覆盖，二是在大楼引入一套微蜂窝基站，然后依靠有源室内覆盖系统来进行覆盖，按国内市场情况来看，第二种方法以其成本低、效果好取得了比第一种方法更好的效果，因此目前市场上主要是这种方法。

有源室内覆盖系统也可以分成两种方式：一是依靠电缆为传输媒质，另一种是依靠光纤为传输媒质。

电缆传输衰耗较大，但是系统比光纤传输简单，在覆盖范围不是很大的情况下，一般采用这种方法。

光纤传输具有衰耗小的优点，在覆盖范围大，传输距离远时，具有明显优势。

GZF900—VIB主要是指电缆传输的移动通信室内覆盖系统。

1.1GSM干线直放站原理1.GSM干线直放站原理图➢GZF900—VIB（43UE00JC02）GZF900—VIB （43UE00JC02）图9-4➢GZF900—VIB（43UE00JC02—K1）GZF900—VIB （43UE00JC02-K1）图 9-5GZF900—VIB （43UE00JC02-K2）GZF900—VIB （43UE00JC02-K2）图 9-62. GSM 干线直放站工作原理新体系GZF900—VIB 干放按监控的主从关系上分有三种结构：主机、从机和非主非从。

在射频传输方面三种结构的干放是相同的，它们的区别是看有无FSK 信号和MODEM 。

➢ 下行链路：基站下行输出信号通过耦合器进入GZF900—VIB ，首先经过双工滤波器，接着进入下行功放，射频信号经过功放后进入双工滤波器滤波，最后出整机进入外部天线。

➢上行链路：手机发射的信号通过GZF900—VIB的外部天线进入双工滤波器，然后进入低噪放进行放大，射频信号经过双工滤波器滤波后整机输出，最后通过耦合器进入基站。

➢监控通信：在GZF900—VIB干放一拖多使用时，采用的是FSK调制方式进行监控通信，并将FSK监控信号与射频信号合路后在分布系统中传输，以便建立主机对从机的监控。

FSK模块插接在监控盘上，主机监控盘对从机监控盘进行轮询式监控，其中包括数据采集、控制、告警上报工作，所以从机监控盘对主机监控盘为被动式通信方式。

中心网管和主机或非主非从的监控盘通信是通过Modem将监控盘信号调制到射频上并通过双工器的耦合口送到基站的方式完成的。

➢告警功能：新体系GZF900—VIB干放具有所有模块的工作情况告警、收发信号告警、门禁位置告警、掉电告警等功能，并且可以通过监控界面显示出来。

➢智能功能：新体系GZF900—VIB干放还可以通过监控软件对功放的开关量和功率门限值等进行相应的设置，以达到设备智能化工作。

3.应用范围GZF900—VIB型移动通信室内直放机是武汉邮科院虹信通信技术有限责任公司为了解决热点地区室内盲区的通信问题而开发出来的产品之一，是解决高大建筑物内移动通信问题的最佳方案。

先进的技术与高性能的器件保证了系统优异的线性动态范围，对复杂或多层的建筑结构也能达到既经济又满意的覆盖效果。

适合于会议中心、酒店、宾馆、餐厅、写字楼、银行、购物中心、火车站候客厅、机场候客厅、高级住宅楼等。

随着移动通信网络优化覆盖不断完善，移动通信直放站市场的竞争更加激烈，竞争对手不断推出新的高指标、功能强大、升级灵活、监控功能完善的产品，移动、联通等运营商也对直放站的监控、入网指标提出了更高的要求。

面对这些新的挑战，虹信公司原来的GZF900—VIB 型移动通信室内直放机就暴露出升级不灵活、监控功能不完善、部分射频指标满足不了要求等问题，因此无法完全满足移动通信的运营商的不断增加的新的需求。

针对上述情况，虹信公司开发出了新体系GZF900-VIB型移动通信直放站。

4.系统特点➢适用于EGSM(增强型GSM)系统；➢可采用有线耦合方式与基站联系；➢采用高选择性、低插损的腔体双工滤波器，消除上下行串扰；➢系统的噪声低、线性好、功率大，通话效果理想，对基站及其他无线设备无干扰；➢有完善的监控、查询和各种报警功能；➢智能化、模块化设计便于组装、维护和升级；➢适合于盲点多、覆盖地区广的建筑。

与原来的GZF900—VIB型移动通信室内直放机相比，新体系GZF900—VIB型移动通信室内直放机在以下的几个方面作了改变：➢新体系机型用干放间的远程监控取代了原来机型中的近端设备，因此取消了原机型中的分离监控信号和RF（射频）信号的分合路器；➢新体系机型取消了DET模块，DET集成到有源模块功放和低噪放中，功率检测更加准确；➢新体系机型将低噪放和功放后面的无源滤波器整合到双工器滤波器中，减少了模块的数量；➢新体系机型具有强大、灵活的组网能力，采用主从的方式，在每个干放里安装FSK模块，实现一拖多链状或星状组网；➢新体系机型有完善强大的监控、告警功能（包括温度、驻波VSWR、门禁、电源故障等），可以实现故障自动报警和远程维护、软件远程升级等功能。

1.2 GSM无线直放站近年来，我国的移动通信得到了迅速发展，全国大多数地区都开设了移动电话业务。

但是，随着城乡移动通信用户数量的不断增加，出现了服务面大、地区广、用户分散等特点（如大城市的卫星城、偏远的居民区、农村的乡镇）。

这些地区如果都用基站覆盖就会导致投资大，信道利用率低等问题。

另外，在移动通信的传输途径中，由于某些自然及人为障碍物（如高山、大型建筑物、隧道和地下商场等）的阻挡和屏蔽，形成了一些移动通信的盲区和阴影区，给通信带来很大困难。

邮电部在1992年下达的《移动电话网路技术体制》中规定“对于需要覆盖，而增设基站又不经济或不方便的局部地区，可以采用同频中继器的方法来扩大基站覆盖范围”。

这里提到的同频中继器就是直放站。

根据对信号处理方式和传输方式的不同，移动通信直放站分为无线直放站、移频直放站和光纤传输直放站。

无线传输直放站成本低，无需中继线路和光纤，无需机房，无需留人值守，并且体积小、重量轻，安装方便省事，可以在野外恶劣环境中使用。

1.2.1 GSM 无线直放站原理1. 无线直放站的组网 图 9-7 无线直放站组网图2. GSM 无线直放站原理图图9-8 GSM无线传输直放站3.GSM无线直放站工作原理在下行方向，施主天线接收的基站信号送入双工耦合滤波器进行滤波后，由一体化模块中的下行低噪声放大器将电平调整到功放模块规定的接口电平，功放模块可将基站信号放大后送至双工滤波器，由重发天线发射出去。

同理，在上行方向，重发天线接收的手机信号在经过双工滤波器后，被低噪声放大器将电平调整到功放模块规定的接口电平，一体化模块中的上行功放模块可将手机信号放大后送至双工滤波器，由施主天线发射出去。

设备内还包括有电源模块和各个监控单元，以及蓄电池。

蓄电池的主要功能是在设备断电后，对监控盘短时间供电，使其能够及时的传回报警信息。

监控盘与主要模块的连接如上图，采集这些模块的各项参数以便调整；Modem的功能是实现远程监控，通过点对点短信的方式与监控中心通信。

4.应用范围该类直放站适用于机场、车站、高速公路、旅游区、大型厂矿企业、大城市的卫星城、偏远的居民区、农村的乡镇等移动通信的盲区和阴影区，起填补盲区、扩大基站的覆盖范围的作用。

我们的GZF900-V（VIF）型机主要就是针对上述市场情况而研制的产品,其主要服务对象为GSM900MHz移动通信运行商；5.系统特点➢适用于GSM系统；➢采用无线方式与基站联系；➢采用高选择性、低插损的腔体滤波双工器，消除上下行串扰；➢系统的噪声低、线性好、功率大，通话效果理想，对基站及其他无线设备无干扰；➢有完善的监控、报警功能；➢信道选频方式和频段选择方式可选。