飞地压扩直放站应用介绍

目录

1、项目背景 (3)

2、飞地系统介绍 (4)

2.1、系统构成 (4)

2.2、系统原理 (6)

2.3、飞地系统与其他直放站系统的比较 (7)

3、飞地系统中继和覆盖能力分析 (8)

3.1、绕射能力分析 (8)

3.2、空间传输损耗分析 (9)

3.3、中继和覆盖能力 (10)

4、典型应用场景 (11)

4.1、复杂地形下的孤岛覆盖（村村通覆盖） (12)

4.2、应急通信 (12)

4.3、远距离监控 (13)

5、频率资源需求分析 (14)

5.1、飞地系统所需频率资源 (14)

5.2、各省频率资源分析 (16)

6、投资成本分析 (17)

7、产业情况分析 (19)

8、河南飞地系统案例分析 (21)

8.1、自然和电磁环境 (21)

8.2、主设备和辅助设备的选取 (22)

8.3、设备安装 (25)

8.4、测试和结果分析 (26)

9、结论和建议 (28)

1、项目背景

自信息产业部提出解决村村通工程以来，目前全国村通率达到89.2%，距“十五”规划中村通的目标还有近4万个行政村的任务。中国移动作为重要的运营商，承担了很多村村通覆盖任务，其中相当比例是地形复杂、配套设施落后的农村地区。随着社会信息化的加快，边远乡镇对移动通信的需求日益提高，是移动运营商的重要业务增长点。这些地方地域广、地型复杂、话务量低，运营商建网初期面临高投入、低回报的压力。一些乡村陆续开发风景旅游区，节假日话务量较高。由于这些地区受地理、经济条件的制约，通信状况较差，如果采用原有的直放站方式或一般的移频方式进行农村地区的网络建设，存在着初期投资成本过高，造成投资收回时间较长，甚至无法收回的情况。而偏远农村距离城镇较远，根本接收不到来自城镇的基站信号，若采用原频率 900MHz和 1800MHz 的信号，则易受外界环境影响，无线传播路径损耗较大，并且在山区地型复杂，信号容易被阻挡。因此需采用一种受外界环境影响较小，绕射能力强的系统进行传输和覆盖，实现对农村的大区域的无线通信服务。

针对以上情况，我公司研发出GSM飞地系统，即利用200MHz 频段进行远距离传输，在目标区域仍采用移频直放站进行覆盖，大大增加了可靠传输距离，减少了投资。飞地系统已在河南移动的19个地市使用，规模为190套，较好地完成了对山区和偏远农村的覆

盖。本报告全面分析飞地系统的技术特点，探讨飞地系统在全国推广的可能性，给出了相关的技术建议。

2、飞地系统介绍

飞地系统是一种把GSM信号移频到低频频段中进行远距离传输的系统。它在近端把GSM频段信号选频并移频至1M～4M带宽的200MHz频段，在远端把信号还原于原频段，进行线性放大后覆盖。飞地系统可以有效解决城市频率资源较为紧张的覆盖区和多丘陵、多山、森林等地区的信号问题。

2.1、系统构成

如上图所示，飞地覆盖系统由近端机、中继天线、远端机、重发天线和操作维护中心五部分组成：

1)近端机

近端机工作的主要作用是对GSM上行和下行信号进行滤波、移频和放大，经过移频近端机后，信号将在200MHz频点上进行中继。

2)中继天线

面向近端机（远端机）的定向天线，接收和发射移频信号，

一般采用下图所示的八木天线。

3)远端机

远端机工作的主要作用是对近端机放大的中继频率信号进行滤波、再移频到所需的频率（900MHz或1800MHz），同时进行放大，实现对覆盖区域的信号覆盖。

4)重发天线

面向覆盖盲区的定向天线，接收手机的上行信号，发射近端机的下行信号。

5)操作维护中心

对飞地系统进行远程监控，保证系统的稳定运行。

应用中一般称飞地覆盖系统所在的小区的基站为施主基站，近端机既可安装在施主基站机房内，通过射频电缆直接耦合基站的信号，也可以根据环境的需要将近端机安装在基站覆盖区内的其他地方，如下图所示，远端机机安装在盲区。飞地系统近端机和远端机之间的无线链路为施主链路，链路占用150MHz～250MHz的频段。

2.2、系统原理

飞地系统通过近端机将基站900MHz信号变成150MHz或250MHz微波中继信号传输给远端机，远端机再将该150MHz或250MHz 微波信号变频成基站900MHz下行信号发射给移动台。同时，远端机将移动台发出的900MHz上行信号变频成150MHz或250MHz微波中继信号，发射传输给近端机，近端机再将该150MHz或250MHz微波信号变频为移动台发出的900MHz上行频率，传输给基站，从而完成900MHz通过150MHz或250MHz信号来传输的任务，扩大了基站的覆盖范围。以基站4载频配置为例，下图即为GSM飞地系统近端机和远端机的原理框图。

近端机原理框图

远端机原理框图

考虑到实际需求及设备复杂度，目前设备最多支持4载波。对于4载波以上的需求不存在明显的技术难点，仅会增加设备的成本。由于飞地系统设备由传统移频直放站发展而来，因此其监控模块可以从直放站设备移植过来，目前飞地系统监控能力与直放站相同。

2.3、飞地系统与其他直放站系统的比较

飞地系统是由移频直放站发展而来，因此和其他直放站系统有一定的相似之处，但由于特殊的选频和中继能力，使其具备了一般直放站系统没有的特性，下表对宽带直放站、移频直放站、光纤直放站和飞地系统进行了比较分析。

可以看出，和其他直放站系统相比，飞地系统具有中继距离长、抗干扰能力强、地形适应性强施工难度小的特点，而且成本相对低廉。因此对于地形复杂的环境，飞地系统相比较的优势使其成为解决GSM信号远距离传输和覆盖的重要方案。

3、飞地系统中继和覆盖能力分析

飞地系统使用150MHz至250MHz频段，和GSM900或GSM1800频段相比，飞地系统频段电波绕射能力更强，传播损耗更小，更适合特殊地形下GSM信号的远距离传输和覆盖。

3.1、绕射能力分析

电磁波频段越低，电波绕射能力越强，越容易绕过一定障碍物进行传输。电磁波具有类似光波的特性，近距离传输时，由于功率余量大，即使中间有阻挡也能够通过反射波或天线旁瓣进行通信。但远距离时，一定要求收发天线之间实现“视线无阻挡”，其实际含义是在收发天线之间连一条线，以这条线为轴心，以R为半径的一个类似于管道的区域内，没有障碍物的完全阻挡。这个管道称为菲涅尔区，菲涅尔区是一个椭球体，收发天线位于椭球体的两