直放站基本原理一
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17
直放站原理框图和组成
这些模块用到一些关键技术 1）低噪声放大技术 2）线性功放技术 3）线性光纤传输技术 4）ALC控制技术 控制范围大、控制精度高、跟踪特性好 5）谐振腔滤波器 选择性好、驻波比小、插损低、体积小
18
关键技术介绍—线性功率放大器技术
功率放大器的主要指标：
输出功率 2W、8W，16W，40W等 线性特性 互调衰减， ACPR等指标
4
基本概念
中继器 Analog：
Digital：
5
基本概念
FDD系统直放站工作原理： 直放站在下行链路中，由施主天线从现有 的覆盖区域中拾取信号，通过双工滤波器 对通带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。在上行链路中，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。
27
直放站产品分类
GZF800-III GZF800-IV GZF800-V GZF800-VIA GZF800-VID GZF800-VIB GZF808-V CDMA光纤传输直放站 CDMA光纤传输直放机 CDMA无线传输直放站 CDMA无线引入室内直放机 CDMA无线引入室内直放机 CDMA电缆耦合室内直放机 CDMA无线传输移频直放站
国家无委核准的GSM900M频率范围是： 下行：930MHz～960MHz；上行：885MHz～915MHz 中国移动公司现在使用的GSM900M频率范围是： 下行：935MHz～954MHz；上行：890MHz～909MHz 中国移动已经在部分地区使用向下5M的扩展频率。
12
基本概念－直放站产生的背景
下行PA
上行LNA
双 工 器
Hale Waihona Puke Baidu14
直放站原理框图和组成
光纤直放站（III/IV）原理框图
下行链路 基站耦合 RF信号 双 工 器 近端光传 输一体化 模块 上行链路 MODEM 监控单元及 电源模块 监控单元及电源模块 远端光传 输一体化 模块
下行链路
下行PA 上行LNA 双 工 器 上行链路 蓄电池 天 馈 系 统
基站覆盖区内，填补盲区 基站覆盖区外，延伸覆盖范围 在某些需要覆盖的地区，增设基站不经 济或不方便 是一种方便、快捷、灵活、经济的网优 手段
13
直放站原理框图和组成
干线放大器（VIB）原理框图
下行链路 基站耦合 RF信号 双 工 器 天 馈 系 统 上行链路 MODEM 监控单元及电源模块 蓄电池
近端机IIIA
远端机IIIB
15
直放站原理框图和组成
旧监控体系的无线直放站（V）
滤波器 下行低噪放 下行选频模块 下行功放
ATT
ALC
TEST
ATT
ALC
TEST
双工器
监控模块
双工器
TEST
ALC
ATT
TEST
ALC
ATT
上行功放
上行低噪放 16
直放站原理框图和组成
几种主要的模块 低噪放模块：LNA 功率放大模块：PA 腔体双工器：DLX 腔体滤波器：FLT 有源频段选择器：BCS 窄带选频滤波器：NCS 在以后的工作中会遇到更多的具体的功能模块， 分为两大类：有源模块、无源模块。
等等
GSM直放站光纤传输设备 GSM室内分布式电远端机 移动通信光纤接入系统
30
直放站产品分类—按工作频段分类
800MHz
GZF800-IIIA/B GZF800-IVA/B GZF800-V GZF800-VIA/B
900MHz
GZF900-IIIA/B GZF900-IVA/B GZF900-V GZF900-VP GZF900-VIA/B GZF900-VIF GZF900-VII
fn’ = fn + 45
联通 GSM1800
fn=1710.2+(n-512)0.2 fn’ = fn + 95 687～735
10
基本概念—EGSM系统
EGSM（Extended GSM900） 是扩展的GSM系统，EGSM900数字蜂窝移动通信 系统的工作频率为： 下行：925MHz ～ 960MHz 上行：880MHz ～ 915MHz 与PGSM900系统相比，只是频谱使用向下扩展 10M，系统结构、系统规范与PGSM完全一样。
上行
825～835 890～909 909～915 1710～1725 1745～1755
下行
870～880 935～954 954～960 1805～1820 1840～1850
带宽 （MHz） 10 19 6 15 10 25
相邻频道 间隔
1.23MHz 200KHz 200KHz 200KHz 200KHz
6
基本概念—应用形式
光纤传输直放站
基站
市话汇接局
无线传输直放 站
移动电话局 长途局
有线或无线中继电路
数字电路（优选使用）
光纤传输直放站设备
7
基本概念
中国移动通信频率分配（800MHz～2000MHz）
频段（MHz） 频率间隔
网络及运营商
联通CDMA800 移动GSM900 联通GSM900 移动DCS1800 联通GSM1800
上下行 频率间隔
45MHz 45MHz 45MHz 95MHz 95MHz
8
基本概念
ARFCN - Absolute Radio Frequency Channel Number
9
基本概念—频点号与频率的关系
网络及 运营商 联通 CDMA800 移动 GSM900 联通 GSM900 移动 DCS1800 频段（MHz） Rx：825～835 Tx：870～880 频点号 中心频率换算关系 上行中心频率（MHz） 下行中心频率（MHz）
37～283
1～95
fn=825+n0.03
fn’ = fn + 45
Rx：890～909 Tx：935～954
Rx：909～915 Tx：954～960 Rx：1710～1725 Tx：1805～1820 Rx：1745～1755 Tx：1840～1850
fn=890+n0.2 96～124 512～586
28
直放站产品分类
各种频段： GZF1800-** GZF2100-** GZF1900-** GZF19001-** 等等 DCS系统直放站 WCDMA系统直放站 PHS系统直放站 PCS系统直放站（针对国外市场）
具体更多的型号之后可以参见的公司内部规范。
29
直放站产品分类
还有公司发展过程中已经逐步淡出主流的型号 和一些非常规机型： GZF900-I GZF900-VID/E GZF900-IX
1800MHz
GZF1800-IIIA/B GZF1800-V GZF1800-VIB
31
直放站产品分类—按传输方式分类
无线传输 GZF900-V GZF800-V 光纤传输 GZF900-IIIA/B GZF800-IIIA/B GZF900-IVA/B GZF800-IVA/B GZF1800-IVA/B 电缆传输 GZF800-VIB GZF800-VIA/D GZF900-VIB GZF1800-VIB GZF900-VIF-I/II/III
22
关键技术介绍—噪声分析二
解决的措施 光噪声 选用合适的激光器，避开强度噪声的峰值 选用反射系数小的活动连接器 选用光衰减器 放大器噪声 选用噪声系数小的场效应管工作第一级放大器 对放大器进行低噪声设计
23
关键技术介绍—ALC控制技术
上行信号的动态范围大 要求放大器增益随输出信号电平的变化而变化 信号强时增益小，不过载。 信号弱时增益大，保证通话质量。 解决措施： 选用高精度、步进压控衰减器（VCA） 采用单片机控制 线性跟踪输出电平的变化
24
关键技术介绍—腔体双工滤波器
保证上下行信道之间的隔离度 腔体滤波器具有其它滤波器（LC介质，声表面滤波器） 无法达到的指标 插损低 选择性好 端口反射小 带内波动小
25
直放站产品分类
室内直放站（干放） 一种简易型的设备，将信号通过功放放大，主要用于室内覆盖。 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，放大后发送出去。 移频传输直放站 将收到的信号通过变频为其他频段，传输后再变频为原先收到的频 率，放大后发送出去。 无线直放站 1）宽带直放站 工作频率为整个频段，如GSM900系统移动24M带宽、联通6M带宽， DCS1800频段移动15M带宽、联通10M带宽。 2）选频直放站 为了选频（定制带宽、或者选取2～8个工作信道200k），将上、下 行频率下变频为中频，进行选频限带处理后，再上变频恢复上、下 行频率。
32
直放站产品分类—按应用场合分类
室外直放站
GZF900-V（无线接入） GZF800-V（无线接入） GZF900-IIIA/B（有线接入） GZF800-IIIA/B（有线接入）
室内覆盖系统
GZF800-IVA/B GZF900-IVA/B GZF1800-IVA/B GZF800-VIA/B （有线接入） （有线接入） （有线接入） （无线接入）
直放站基本原理及应用
（一）
武 汉 邮 电 科 学 研 究 院 武汉虹信通信技术有限责任公司
1
编写与学习原则
急用先学 活学活用
学习目标
初步了解 重点掌握
2
内容概要
基本概念 直放站原理框图和组成 直放站关键技术浅析 直放站产品分类 组网方式及应用 小结
3
基本概念
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。
采用线性补偿技术
预失真补偿 前馈补偿 器件易选 效果好，改善幅度大 功耗低，功率高
一般 采用 线性 补偿 技术
21
关键技术介绍—噪声分析一
噪声对传输指标的影响 C0 / N0
传输系统 （N1）
N1：噪声系数
C0 /（N0+ N1 ）
噪声使系统信噪比下降，影响设备正常工作
噪声的来源： LD的强度噪声 PIN的散弹噪声 电路噪声 放大器噪声：主要由第一级放大器引起
11
基本概念—EGSM系统
EGSM900数字蜂窝移动通信系统的频率编号与PGSM900有 所不同，具体编排方式如下：
频率编号 E-GSM P-GSM 0≤n≤124 975≤n≤1023 0≤n≤124 上行频率 Fl(n)=890+0.2*n Fl(n)=890+0.2*(n-1024) Fl(n)=890+0.2*n 下行频率 Fu(n)= Fl(n)+45 Fu(n)= Fl(n)+45
26
直放站产品分类
GZF900-III GZF900-IV GZF900-V GZF900-VIB GZF900-VIF GZF915-V GZF918-V GSM光纤传输直放站 GSM光纤传输直放机 GSM无线传输直放站 GSM电缆耦合室内直放机 GSM无线引入室内直放机 GSM无线传输移频直放站 GSM无线传输移频直放站
无线接入
GZF900-V GZF800-V GZF800-VIA GZF800-VID GZF900-VIF GZF1800-V GZF915-V
34
直放站组网方式及应用一
室外无线传输直放站应用方式
基站 无线传输 直放站
覆盖区
35
直放站组网方式及应用二
GZF900-VIA/B （有线接入） GZF1800-VIB （有线接入） GZF900-VIF （无线接入）
33
直放站产品分类—按信号接入方式分类
有线接入
GZF900-IIIA/B GZF800-IIIA/B GZF900-IVA/B GZF800-IVA/B GZF1800-IVA/B GZF900-VIA/B GZF1800-VIB
19
关键技术介绍—非线性对整个系统的影响
三阶互调产物
f1
f2
功放
2f1- f2 f1 f2 2f2- f1
占用话音信道,导致手机接通率降低 非线性 三阶互调产物 干扰话音信道,导致话音质量下降 干扰信令信道,导致手机上线困难
20
关键技术介绍—改善线性的措施
选用A类放大器
器件难选 功耗大，效率低 改善有限
直放站原理框图和组成
这些模块用到一些关键技术 1）低噪声放大技术 2）线性功放技术 3）线性光纤传输技术 4）ALC控制技术 控制范围大、控制精度高、跟踪特性好 5）谐振腔滤波器 选择性好、驻波比小、插损低、体积小
18
关键技术介绍—线性功率放大器技术
功率放大器的主要指标：
输出功率 2W、8W，16W，40W等 线性特性 互调衰减， ACPR等指标
4
基本概念
中继器 Analog：
Digital：
5
基本概念
FDD系统直放站工作原理： 直放站在下行链路中，由施主天线从现有 的覆盖区域中拾取信号，通过双工滤波器 对通带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。在上行链路中，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。
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直放站产品分类
GZF800-III GZF800-IV GZF800-V GZF800-VIA GZF800-VID GZF800-VIB GZF808-V CDMA光纤传输直放站 CDMA光纤传输直放机 CDMA无线传输直放站 CDMA无线引入室内直放机 CDMA无线引入室内直放机 CDMA电缆耦合室内直放机 CDMA无线传输移频直放站
国家无委核准的GSM900M频率范围是： 下行：930MHz～960MHz；上行：885MHz～915MHz 中国移动公司现在使用的GSM900M频率范围是： 下行：935MHz～954MHz；上行：890MHz～909MHz 中国移动已经在部分地区使用向下5M的扩展频率。
12
基本概念－直放站产生的背景
下行PA
上行LNA
双 工 器
Hale Waihona Puke Baidu14
直放站原理框图和组成
光纤直放站（III/IV）原理框图
下行链路 基站耦合 RF信号 双 工 器 近端光传 输一体化 模块 上行链路 MODEM 监控单元及 电源模块 监控单元及电源模块 远端光传 输一体化 模块
下行链路
下行PA 上行LNA 双 工 器 上行链路 蓄电池 天 馈 系 统
基站覆盖区内，填补盲区 基站覆盖区外，延伸覆盖范围 在某些需要覆盖的地区，增设基站不经 济或不方便 是一种方便、快捷、灵活、经济的网优 手段
13
直放站原理框图和组成
干线放大器（VIB）原理框图
下行链路 基站耦合 RF信号 双 工 器 天 馈 系 统 上行链路 MODEM 监控单元及电源模块 蓄电池
近端机IIIA
远端机IIIB
15
直放站原理框图和组成
旧监控体系的无线直放站（V）
滤波器 下行低噪放 下行选频模块 下行功放
ATT
ALC
TEST
ATT
ALC
TEST
双工器
监控模块
双工器
TEST
ALC
ATT
TEST
ALC
ATT
上行功放
上行低噪放 16
直放站原理框图和组成
几种主要的模块 低噪放模块：LNA 功率放大模块：PA 腔体双工器：DLX 腔体滤波器：FLT 有源频段选择器：BCS 窄带选频滤波器：NCS 在以后的工作中会遇到更多的具体的功能模块， 分为两大类：有源模块、无源模块。
等等
GSM直放站光纤传输设备 GSM室内分布式电远端机 移动通信光纤接入系统
30
直放站产品分类—按工作频段分类
800MHz
GZF800-IIIA/B GZF800-IVA/B GZF800-V GZF800-VIA/B
900MHz
GZF900-IIIA/B GZF900-IVA/B GZF900-V GZF900-VP GZF900-VIA/B GZF900-VIF GZF900-VII
fn’ = fn + 45
联通 GSM1800
fn=1710.2+(n-512)0.2 fn’ = fn + 95 687～735
10
基本概念—EGSM系统
EGSM（Extended GSM900） 是扩展的GSM系统，EGSM900数字蜂窝移动通信 系统的工作频率为： 下行：925MHz ～ 960MHz 上行：880MHz ～ 915MHz 与PGSM900系统相比，只是频谱使用向下扩展 10M，系统结构、系统规范与PGSM完全一样。
上行
825～835 890～909 909～915 1710～1725 1745～1755
下行
870～880 935～954 954～960 1805～1820 1840～1850
带宽 （MHz） 10 19 6 15 10 25
相邻频道 间隔
1.23MHz 200KHz 200KHz 200KHz 200KHz
6
基本概念—应用形式
光纤传输直放站
基站
市话汇接局
无线传输直放 站
移动电话局 长途局
有线或无线中继电路
数字电路（优选使用）
光纤传输直放站设备
7
基本概念
中国移动通信频率分配（800MHz～2000MHz）
频段（MHz） 频率间隔
网络及运营商
联通CDMA800 移动GSM900 联通GSM900 移动DCS1800 联通GSM1800
上下行 频率间隔
45MHz 45MHz 45MHz 95MHz 95MHz
8
基本概念
ARFCN - Absolute Radio Frequency Channel Number
9
基本概念—频点号与频率的关系
网络及 运营商 联通 CDMA800 移动 GSM900 联通 GSM900 移动 DCS1800 频段（MHz） Rx：825～835 Tx：870～880 频点号 中心频率换算关系 上行中心频率（MHz） 下行中心频率（MHz）
37～283
1～95
fn=825+n0.03
fn’ = fn + 45
Rx：890～909 Tx：935～954
Rx：909～915 Tx：954～960 Rx：1710～1725 Tx：1805～1820 Rx：1745～1755 Tx：1840～1850
fn=890+n0.2 96～124 512～586
28
直放站产品分类
各种频段： GZF1800-** GZF2100-** GZF1900-** GZF19001-** 等等 DCS系统直放站 WCDMA系统直放站 PHS系统直放站 PCS系统直放站（针对国外市场）
具体更多的型号之后可以参见的公司内部规范。
29
直放站产品分类
还有公司发展过程中已经逐步淡出主流的型号 和一些非常规机型： GZF900-I GZF900-VID/E GZF900-IX
1800MHz
GZF1800-IIIA/B GZF1800-V GZF1800-VIB
31
直放站产品分类—按传输方式分类
无线传输 GZF900-V GZF800-V 光纤传输 GZF900-IIIA/B GZF800-IIIA/B GZF900-IVA/B GZF800-IVA/B GZF1800-IVA/B 电缆传输 GZF800-VIB GZF800-VIA/D GZF900-VIB GZF1800-VIB GZF900-VIF-I/II/III
22
关键技术介绍—噪声分析二
解决的措施 光噪声 选用合适的激光器，避开强度噪声的峰值 选用反射系数小的活动连接器 选用光衰减器 放大器噪声 选用噪声系数小的场效应管工作第一级放大器 对放大器进行低噪声设计
23
关键技术介绍—ALC控制技术
上行信号的动态范围大 要求放大器增益随输出信号电平的变化而变化 信号强时增益小，不过载。 信号弱时增益大，保证通话质量。 解决措施： 选用高精度、步进压控衰减器（VCA） 采用单片机控制 线性跟踪输出电平的变化
24
关键技术介绍—腔体双工滤波器
保证上下行信道之间的隔离度 腔体滤波器具有其它滤波器（LC介质，声表面滤波器） 无法达到的指标 插损低 选择性好 端口反射小 带内波动小
25
直放站产品分类
室内直放站（干放） 一种简易型的设备，将信号通过功放放大，主要用于室内覆盖。 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，放大后发送出去。 移频传输直放站 将收到的信号通过变频为其他频段，传输后再变频为原先收到的频 率，放大后发送出去。 无线直放站 1）宽带直放站 工作频率为整个频段，如GSM900系统移动24M带宽、联通6M带宽， DCS1800频段移动15M带宽、联通10M带宽。 2）选频直放站 为了选频（定制带宽、或者选取2～8个工作信道200k），将上、下 行频率下变频为中频，进行选频限带处理后，再上变频恢复上、下 行频率。
32
直放站产品分类—按应用场合分类
室外直放站
GZF900-V（无线接入） GZF800-V（无线接入） GZF900-IIIA/B（有线接入） GZF800-IIIA/B（有线接入）
室内覆盖系统
GZF800-IVA/B GZF900-IVA/B GZF1800-IVA/B GZF800-VIA/B （有线接入） （有线接入） （有线接入） （无线接入）
直放站基本原理及应用
（一）
武 汉 邮 电 科 学 研 究 院 武汉虹信通信技术有限责任公司
1
编写与学习原则
急用先学 活学活用
学习目标
初步了解 重点掌握
2
内容概要
基本概念 直放站原理框图和组成 直放站关键技术浅析 直放站产品分类 组网方式及应用 小结
3
基本概念
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。
采用线性补偿技术
预失真补偿 前馈补偿 器件易选 效果好，改善幅度大 功耗低，功率高
一般 采用 线性 补偿 技术
21
关键技术介绍—噪声分析一
噪声对传输指标的影响 C0 / N0
传输系统 （N1）
N1：噪声系数
C0 /（N0+ N1 ）
噪声使系统信噪比下降，影响设备正常工作
噪声的来源： LD的强度噪声 PIN的散弹噪声 电路噪声 放大器噪声：主要由第一级放大器引起
11
基本概念—EGSM系统
EGSM900数字蜂窝移动通信系统的频率编号与PGSM900有 所不同，具体编排方式如下：
频率编号 E-GSM P-GSM 0≤n≤124 975≤n≤1023 0≤n≤124 上行频率 Fl(n)=890+0.2*n Fl(n)=890+0.2*(n-1024) Fl(n)=890+0.2*n 下行频率 Fu(n)= Fl(n)+45 Fu(n)= Fl(n)+45
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直放站产品分类
GZF900-III GZF900-IV GZF900-V GZF900-VIB GZF900-VIF GZF915-V GZF918-V GSM光纤传输直放站 GSM光纤传输直放机 GSM无线传输直放站 GSM电缆耦合室内直放机 GSM无线引入室内直放机 GSM无线传输移频直放站 GSM无线传输移频直放站
无线接入
GZF900-V GZF800-V GZF800-VIA GZF800-VID GZF900-VIF GZF1800-V GZF915-V
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直放站组网方式及应用一
室外无线传输直放站应用方式
基站 无线传输 直放站
覆盖区
35
直放站组网方式及应用二
GZF900-VIA/B （有线接入） GZF1800-VIB （有线接入） GZF900-VIF （无线接入）
33
直放站产品分类—按信号接入方式分类
有线接入
GZF900-IIIA/B GZF800-IIIA/B GZF900-IVA/B GZF800-IVA/B GZF1800-IVA/B GZF900-VIA/B GZF1800-VIB
19
关键技术介绍—非线性对整个系统的影响
三阶互调产物
f1
f2
功放
2f1- f2 f1 f2 2f2- f1
占用话音信道,导致手机接通率降低 非线性 三阶互调产物 干扰话音信道,导致话音质量下降 干扰信令信道,导致手机上线困难
20
关键技术介绍—改善线性的措施
选用A类放大器
器件难选 功耗大，效率低 改善有限