直放站原理和测试(阿尔创)

直放站工程设计与调测
工程设计确认
通过仪器测试及实地通话测试，确认工程方案是否达到原设计要 求，如与原来有较大的出入，需对以下工作重新调整。
◆ 必要时重新确定直放站站址； ◆ 重新调整设备及天馈，使收发隔离度达到预定值； ◆ 重新调整直放站的各项工作参数（如增益等），使其达
到最佳工作状态。
直放站工程设计与调测
输出功率： 下行主要考虑覆盖，上行保证基站满意接收。
增益： 将接收到的信号放大到额定输出功率。
增益调节范围及自动电平控制： 为了保证输出功率稳定和避免输出非线性 。
输入电平 既要保证输出功率，又要保证功放不饱和。
输出功率与增益
覆盖主要取决于直放站反向信道低噪音放大器的性能， 而不取决于直放站的最大输出功率。
直放站工程设计与调测
站址选择及定位
直放站应安装在基站覆盖边缘(-85~-95dBm) 避免距离基站太近、形成多径干扰 避免距离基站太远，接收信号太小，输出功率不足 业务天线需设置在盲区外
直放站工程设计与调测
站址选择及定位
确定施主天线及重发天线的安装
测量收发隔离度
天线隔离度要求 ≥ 增益 [上、下链路] + 13dB 天线隔离度 [dB] =
直放站的主要作用
• 扩大基站覆盖范围、室外盲区覆盖 • 提高信号质量，改善通话效果 • 室内覆盖信号源、话务量重新分配 • 减少基站数量
直放站应用场合
话务量重新分配（一）区域分配
高话务小区 低话务小区
话务量重新分配（二）时域分配
写字楼
(07-
17)
饭馆、剧院、健身房等场所
(18-23)
俱乐部
(4)传输时延信号通过直放站后，可能产生传输时延。
• 时延扩散（15 µs ，A＋B－C小于3公里）
Repeater（时延5µs)
A
B
BTS
C
MS
直放站的基本技术要求
(5) 噪声
Noise level at BTS v/s Noise Margin
repeater noise (NF = 8 dB) at BTS. -90
(23-07)
BTS
ຫໍສະໝຸດ Baidu
直放站的种类
• 传输信号：GSM/CDMA • 安装场所：室外型和室内型 • 传输带宽：宽带（带宽可调）和选频（信道选择） • 传输方式：直放式、光纤、移频 • 耦合方式：空中耦合、直接耦合
直放站的基本技术要求
(1) 工作频带、带宽、带内波动和带外抑制 (2) 额定（最大）输出功率、额定（最大）增益（及增益调节范围、自动增
90 dB Gain
直放站的基本技术要求
(6)电压驻波比 保证有效的功率传输
(7)操作维护管理、监控要求 按照运营商要求
(8) 安全要求 接地、防雷、耐压、绝缘、电磁兼容等要求
直放站的基本原理
GSM、CDMA无线射频直放站
直放站的基本原理
GSM、CDMA无线射频直放站组网
直放站的基本原理
1dB 6-11dB
一般取直放站1dB P0 压缩点回退6--11dB所 对应的输出功率
pin
三阶互调截获点
IP3 = P0 + IMD
OIP 3
P0
用于衡量放大器抑制 三阶互调产物的能力。
IM3
pout
三阶互调输出特性曲线 三阶互调截获点 放大器特性曲线
IMD
IIP 3
pin
直放站的基本技术要求
直放站上下行平衡的说明
上下行平衡原理
PBS＋NBSF＝PMS＋NMSF＋6dBi（基站分集增益）
PBS为基站输出功率，NBSF为基站接收机噪声系数 PMS为手机输出功率，NMSF为手机接收机噪声系数 实际控制上下行不平衡应小于6dB，否则易导致：
--- 扰乱手机的自动功率控制； --- 在覆盖区内会产生掉话，误码率高。
实际安装中，直放站输出功率很难达到+30dBm以上。
空旷区域，直放站的增益很难达到80dB以上。
直放站的基本技术要求
(3) 交调和杂散发射
• 三阶互调、带内噪声、互调抑制 • 带外噪声、无用发射、杂散发射
互调产物、互调抑制比
具有某一特定频率关系的两个或多个 带内信号，由于内部器件的非线形而 互相调制产生的，一般考虑三阶互调 产物。
Noise Margin (dB)
-130
增益和信噪比的关系
直放站饱和
40 30 20 10
0 -10 -20 -30 -40
Repeater -50 Output
-60 -70 -80 -90 -100
-110 Noise
-120 Off
-130
70 dB Gain Off
80 dB Gain
Off
total noise level at BTS given 1 repeater (8 dB NF) repeater noise (NF = 5 dB) at BTS.
total noise level at BTS given 1 repeater (5 dB NF)
-110
Noise at BTS (dBm) -1 2 -1 0 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Service Antenna
qs[deg] Cable Loss : Ls
Repeater
直放站工程设计与调测
设备调整与调测
根据最大工作增益低于收发隔离度约13dB，调整直放站增益 使用频谱仪测试直放站输入输出功率
调整增益时，在动态范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范围。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。
直放站基本原理及测试
2004、9、12
直放站概述
基本功能—— 同频放大，信号功率增强
下行链路中，从现有覆盖区域内拾取基站信号， 通过带通滤波器，将滤波的信号经功放放大 后再次发射到待覆盖区域。
上行链路中，从被覆盖区域内拾取手机信号以 同样的工作方式由上行放大链路处理后发射 到相应基站。
目的：达到基地站与手机的信号传递。
直放站工程设计与调测
前期勘测及理论测算
◆ 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 开通后的覆盖范围及覆盖效果。
D [km] qp[deg]
馈线损耗[Ls] – 业务天线旁瓣增益 qs [dBi]
Pick-up
+
电波损耗
Loss
[dB]
–
施主天线旁瓣增益
qp
[dBi]
+
Antenna Cable
馈线损耗[Lp]
Loss : Lp
避免天线安装在可见范围内 收发天线垂直分开也有助增加隔离度 建议使用高增益定向天线 使用定向性好，在qs和qp方向上增益低
GSM、CDMA光纤射频直放站
直放站的基本原理
F1 业务天线
MS F1
光纤近端机
光纤远端机
基站
MS
光纤直放站组网原理图
直放站的基本原理
GSM、CDMA移频直放站
F1
b
BTS
a g
F2
直放站业务区
F1
近端机
远端机
直放站工程设计与调测
前期勘测及理论测算 站址选择及定位 确定施主天线及重发天线的安装 测量收发隔离度 设备调整与调测 路测优化 工程设计确认 直放站上下行平衡的说明
频带选择性（一）
在工作带宽外±△f处的带
外增益抑制度为G′- G；
多个△f处的带外增益抑制
度构成直放站频带选择性
G
指标
BW
G'
BW-2△f
f1-△f f1
f0
f2 f2+△f
频带选择性（二）
90 80 70 60 50 40 30 20 10
0
直放站的基本技术要求
(2) 额定（最大）输出功率、额定（最大）增益（及增益调节范围、自动增 益控制范围）及输入电平。
直放站工程设计与调测
前期勘测及理论测算
在基本确定了设备的功率、重发天线的高度后，可对信号覆盖范围作一个 初步的测算
使用拓村经验公式
Lm=69.55+26.16lgf-13.82log(hb)-a(hm)+[449.96.51log(hb)]log(d)
其中: a(hm)为修正因子， 中小城市：a(hm)=2.53hm-3.8; 大城市：a(hm)=3.2[lg(11.75km)]12-4.97 Hb为天线高度增益因子 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。
三阶互调产物 IM3
2f1-f2 f1 f2 2f2-f1
IMD = IM3 - P0
P0
三阶互调产物 IM3（dBm)
IMD (dBc)
2f1-f2 f1 f2 2f2-f1
载波功率电平与最高互调干扰 功率电平之比，衡量直放站抑 制各种干扰的能力
OUT P
输出功率1dB压缩点 用于衡量功放的线性
益控制范围）及输入电平。 (3) 交调和杂散发射 (4) 传输时延信号通过直放站后，可能产生传输时延。 (5) 噪声 (6) 电压驻波比 (7) 操作维护管理、监控要求 (8) 安全要求
直放站的基本技术要求
(1) 工作频带 增益
宽 带（或带宽可调） 信道选择（选频）
频率
直放站要充分发挥其性能需具备的条件
要有好的天线 （旁瓣抑制高） 要好的地形 要最大限度地提高施主天线和服务天线间的隔离 选择适当的施主小区 正确的频率规划 恰当的参数设置
谢谢！
直放站工程设计与调测
路测优化 根据网络规划、覆盖要求、路测覆盖范围，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，通过控制波束宽度来满足对该区域的 理想覆盖。
路测时，应识别基站信号、经直放站放大后的 信号、相邻基站信号，并作好相关记录