直放站在高速公路铁路优化中的应用

直放站在高速公路铁路优化中的

应用

直放站应用

1、直放站定义

直放站（Repeater ）是一种在无线通信传输过程中起到信号增强的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放大器。直放站系统包括与施主基站通信的施主天线，对上下行信号滤波放大的直放站，以及发射和接收直放站覆盖区域内用户信号的业务天线。在下行链路中，施主天线从施主小区的现有覆盖区域中拾取信号，通过带通滤波器对频带外的信号进行隔离，将滤波后的信号经功放放大后由业务天线发射到待覆盖区域；在上行链路中，直放站覆盖区域内移动台信号以同样的工作方式由直放站滤波放大处理后发射到施主基站，实现基站与手机间的信号传递。

2、射频直放站和光纤直放站

2.1射频直放站

射频直放站通过无线方式接收来自基站的射频信号，经低噪、滤波、放大等处理后向目标服务区域发送。同样，从手机过来的信号采用相同的过程经施主天线传送给施主基站。射频直放站的工作原理如下图所示。

2.2光纤直放站

光纤直放站采用光纤作为传输媒介，通过光纤传输信号。需要在直放站近端和直放站远端进行光电/电光转换。

3、直放站优缺点

3.1直放站的优点

◆ 投资少

◆ 工程设计及工程施工简单灵活

◆ 安装条件简单

◆ 覆盖更为灵活，帮助覆盖移动基站信号盲区、弱区，扩大覆盖范围

3.2直放站的缺点

◆ 上行干扰、上下行电平不平衡、信源不合理等。同时由于直放站延伸了小区的覆盖范

围，导致了出现不规则的小区覆盖，这给频率规划及网络优化工作增加了难度

◆ 不能增加容量

◆ 直放站的性能监测相对被动

◆ 容易退服

◆ 自我测试及控制功能较差

4、直放站应用场景分析

4.1 射频直放站应用场景

1）射频直放站通过空间信号传播与施主基站通信，不需要传输资源；

2）射频直放站施主天线和业务天线有隔离度要求，否则容易造成自激；

3）由于射频直放站增益受天线隔离度限制，发射功率相对较低；

4）由于有天线隔离度要求，为避免业务天线信号馈入施主天线，射频直放站覆盖室外时一般采用定向天线；

5）射频直放站施主天线需要从空间拾取施主基站信号，要求施主天线附近信号相对纯净（无施主基站同频载波存在）且稳定（满足视距传输，信号波动不大）。

4.2光纤直放站应用场景

1）光纤直放站通过光纤和施主基站通信，需要光纤资源作传输；

2）光纤直放站不存在隔离度要求；

3）光纤直放站发射功率相对较大；

4）光纤直放站除使用定向天线外，还可以使用全向天线；

5）光纤直放站对施主小区信号唯一选择，可以在导频污染区域用于提升导频

5、交通干线场景应用

5.1山区地形道路

山区场景中，山区和丘陵地形多为不规则排布，普通公路依山而建，地广人稀，话务量非常低。覆盖目标主要是满足穿越丘陵地区的高速公路、铁路、国道和省级公路等主要交通干道的连续覆盖。山区环境中，由于基站覆盖受到山体限制，完全

依靠宏基站覆盖存在盲区，覆盖范围有限。引入射频直放站，将宏基站信号转发至原覆盖盲区，

使覆盖效果和覆盖范围有显著改善。直放站具有组网灵活的优点，在山区，多个直放站

根据地形变化可以按一字形、L 形、M 形等灵活布局，相比宏基站覆盖效果更好，成本更低。在山区，山体限制无线信号传播，容易满足射频直放站的隔离度要求。同时由于宏基站零星分布，直放站施主天线拾取信号时，不会引入多小区信号，干扰也更容易控制。

对山区干道覆盖，施主天线适合采用栅格抛物面天线。业务天线尽量采用高增益、窄水平波束的定向天线，加强其指向性。借助山体的反射和折射，信号可以传播得更远。另外由于天线与覆盖目标之间落差过大，业务天线有必要内置一定的电下倾。

5.2高速公路场景

高速公路、国道、省道等场景，在地物分类上可视为开阔地。高速公路走向一般为接近直线的S 型，起伏坡度与拐角处的曲率半径都有比较高的要求。公路覆盖属于典型的覆盖受限系统，话务量很低，一般容量不是问题，但是对连续覆盖的要求比较高。在高速公路场景引入射频直放站，可以扩展覆盖，能够实现公路场景的低成本远距离覆盖。并且在此距离内，不会发生切换。从全网角度看，减少了因切换/位置更新产生的信令交互。

对高速公路覆盖，业务天线适合采用高增益水平波束较窄的定向天线，无须电下倾；施主天线适合采用窄水平波束的平板天线。两种覆盖方式对天线的要求重点不同：前者主要要求天线

的前后比较大；后者要求天线具有较高的增益和良好的侧向辐射抑止能力，窄垂直波束宽度。

对已有光纤资源的公路场景，可以采用光纤直放站延伸覆盖。相比射频直放站，光纤直放站的发射功率更大。并且光纤直放站除了可以采用射频直放站公路覆盖常用的窄波束定向天线外，还可以选择8字型天线，或者根据周围村落分布和覆盖要求选择全向天线、210?天线等。

5.3隧道场景

隧道内信号屏蔽较好，存在覆盖盲区，因此需要专门对隧道进行覆盖。一般来讲，有连续覆盖要求的隧道，隧道外的宏小区信号能够满足直放站输入信号电平要求，

而且除连续覆

盖外，隧道覆盖对容量要求几乎可以不用考虑，因此直放站可满足大多数公路、铁路隧道覆盖要求。对隧道覆盖，根据隧道长度选择直放站增益和数量。一般情况下不采用直放站级联应用。在隧道较长的情况下可在两隧道口各安装1个直放站。对于超常隧道（4km 以上）和观光隧道，由于容量局限，不适合使用直放站，需要引入微基站满足覆盖和容量需要。

隧道覆盖场景对射频直放站安装的隔离度要求容易满足，直放站对非施主小区的干扰也比较容易控制。对铁路/公路隧道场景，火车/汽车总是高速进出隧道，若隧道内外分属不同小区时，因信号急剧变化，切换时容易掉话。采用直放站后，隧道内外同属于一个小区，不存在切换问题。

隧道覆盖包括铁路隧道、公路隧道等多种。每种隧道有着不同的特点，因此覆盖方式也不同。对公路隧道覆盖，通过射频直放站引入信号源，采用“直放站＋对数周期天线”的方式进行公路隧道覆盖；对铁路隧道覆盖，通过射频直放站引入信号