第5章 关于直放站及其覆盖系统
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2013-6-7 21
第5章 直放站及其覆盖系统
图5.6
2013-6-7
吸顶全向天线实物图
22
第5章 直放站及其覆盖系统
• （4）八木天线
•
对于电梯，是安装八木天线进行覆盖。八木天线 的增益相比吸顶全向天线的较大，有10dBi以上，一 根八木天线可覆盖七八个楼层左右的电梯。进行电 梯覆盖的八木天线是安装在大楼电梯井内的墙壁上 的。八木天线也是定向天线，要么向上安装要么向 下安装，而没有两根八木天线相向或背向安装的。 比如，一栋楼有12层，那么一根八木天线就安装在 12楼往下覆盖，而另外一根则是大约安装在6楼往下 覆盖；或者是，一根安装在1楼往上覆盖，另外一根 则安装在6楼往上覆盖；而不会是两根八木天线也同 安装6楼分别向上/向下覆盖。
比如，哪一边方向有干扰小区，天线就往另一
边方向摆一下，以减小或避免干扰。
2013-6-7 30
第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.5 直放站对网络的影响 • 5.5.1 产生的问题
• 1、对于宽带直放站，室外天线安装位置 不理想时，直放站接收、放大的小区信号就很 多，干扰就大，信号质量差，容易造成质差掉 话，并且影响用户的通话质量； • 2、如果室外天线安装过高，宽带直放站 则可能放大的是整个900频段的小区信号，即 在电梯里，可以收到所有小区的信号，造成掉 话率高、接通率低以及不必要的话务拥塞或切 换失败等；
28
2013-6-7
第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.4 直放站的安装 •
对于公路、铁路和隧道，直放站的安装就 比较简单。首先是安装直放机，然后是找到接 收施主小区信号最好的“制高点”安装与BTS
联系的天线，接着是安装与MS联系的天线以覆
盖所要覆盖的地方。对于这种偏远的室外直放
站，由于供电不方便，一般采用太阳能供电，
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第5章 直放站及其覆盖系统
• 3、如果宽带直放站没有控制好而放大多个小区 的信号，这就对其它小区的故障定位造成很大麻烦， 比如，某个直放站的设计施主小区是A，但直放站其 实同时放大了B、C、D、E、„等等小区，当话务统 计为C小区出现掉话率高或很拥塞之类问题时，我们 只能是从BSC参数与C小区基站硬件上检查，但是一 般不会考虑到是直放站的问题； 4、对于选频直放站，直放机的调频与施主小区 的频点要一致，如果施主小区的频点进行了修改， 则直放机要及时做调频，否则会造成信号不稳定、 突然性弱信号掉话或者无信号等；
2013-6-7 15
第5章 直放站及其覆盖系统
• 2、室内覆盖系统信号源
• （1）宏基站：主要用于有住户、商业办公、娱乐 场所、商场等为一体的高楼大厦，话务量非常大；
• （2）微蜂窝：多用于大型购物商场或大型娱乐场 所等； • （3）直放站：主要是覆盖电梯和小酒吧之类话务 不高的地方。
•
微蜂窝对于直放站，采用宏基站或微蜂窝为 信号源的室内覆盖系统，成本高、施工难、时间长， 最少它还需多考虑传输问题；而直放站覆盖则较为 简单、快捷、成本也低。
第5章
直放站及其覆盖系统
2013-6-7 1
第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.1 覆盖设计 • 5.1.1 电波传播损耗预测模型与中值路 径损耗预测
• 1、中值路径损耗预测 • 设计无线通信系统时，首要的问题是在给 定条件下如何算出接收信号的场强，或接收信 号中值。这些给定条件包括发射机天线高度、 位置、工作频率、接收天线高度、收发信机之 间距离等。这就是电波传播的路径损耗预测问 题，又称为信号中值预测。
检查切换区是否分布在高话务密度区域。
2013-6-7 6
第5章 直放站及其覆盖系统
• 2、影响基站覆盖的主要因素有哪些？ • 使用的频率、服务质量要求、发射机输出 功率、接收机可用灵敏度、使用的天馈线、通 信地点的传播环境、选用的传播模型等。
• 3、如何实施覆盖预测？
•
是将已选择的基站站址和参数输入规划软 件，由计算机仿真来完成网路建成后，要通过 路测对规划进行检验，并针对路测中发现的不 足，通过调整该地区基站数、站址等进行网路 调整和优化，以达到预期目标。
2013-6-7 3
第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.1.2 传播模型的选用及修正
• 移动公网的网路规划中常用的传播模型修
正，各地的传播环境不同可能造成较大偏差，
应用时需选择适合本地环境的模型，还须对其 加以修正，通过对模型的修正，来提高预测的 精度。修正需进行实地测试，通过测试获得进 行模型校正的数据，然后用测试结果修正模型
所以还称为“太阳能直放站”。
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第5章 直放站及其覆盖系统
•
对于城区，如高楼电梯、楼层或大型娱乐 广场、商场，直放站还包括室内覆盖系统，相 对比较复杂。与BTS联系的天线安装在楼顶或 楼的墙壁上，原则是接收施主小区信号最理想
的地方。一般来说，天线最好是正对施主小区
的方向，这样才可接收到最强的信号。但也不 是定性的，有时还需要根据现场环境再作考虑，
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第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.2.2直放站的分类
• 室外型直放站
• 1 室外型无线宽带射频式直放站
•
• • •
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2 室外型无线载波选频式直放站
3 室外型光纤直放站 1 室内型无线宽带直放站 2 室内型无线选频直放站
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• 室内型直放站
第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.2.3 各种直放站对比
中相关参数，使预测结果更接近于当地实际情
况。
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第5章 直放站及其覆盖系统
• 表5.1 常用的传播模型
序号 1 传播模型 Okumura 应用范围 150~1500MHz 天线高度 30~200m 预测范围 1~20km 比较 基站密度大时预测 值偏高 适合站距近，但考 虑地形及地面 要素不足
• 1、无线直放站
• 图5.1 无线直放站
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第5章 直放站及其覆盖系统
• 2、室外光纤直放站
图5.2 室外光纤直放站示意图
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第5章 直放站及其覆盖系统
• 3、室内直放站
图5.3 室内直放站示意图
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第5章 直放站及其覆盖系统
• 5.3 直放站的组成
图5.4
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二功分、三功分、四功分的功分器实物图
18
第5章 直放站及其覆盖系统
• （2）耦合器 • 一路信号进、两路信号出，其中一路是直 接通过，而另一路是进行耦合、衰减，主要用 于主干布线中。耦合器有3dB、6dB、10dB、 15dB、30dB耦合等，耦合器除了耦合、衰减外， 自身还有插损，不过相对较小，以京信厂家的 耦合器为例进行说明： • 耦合器插损： • 6dB耦合器<=1.3dB • 10dB耦合器<=0.6dB • 15dB耦合器<=0.5dB
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第5章 直放站及其覆盖系统 • 3、功分器
• （1）功分器的分类
•
• • •
二功分、三功分、四功分等。
功分器是有插损的，以京信厂家的功分器 为例进行说明： 功分器插损： 二功分：<=3.1dB
•
•
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三功分：<=5.1dB
四功分：<=6.1dB
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第5章 直放站及其覆盖系统
2
COST231
Байду номын сангаас800~2000MHz 0.02~5km 天线高度4~50m
3
KeenanMotley 通用校正模型
室内
适合室内
4
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50～2000MHz 0.1~100k m 天线高度≤100m
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第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.1.3 基站覆盖预测
• 1、在规划中如何根据用户需求对基站覆盖区 域作出预测？ • 检验覆盖范围和覆盖区内质量是否达到预 期目标，覆盖区内是否还有“盲区”，是否由 于邻小区场强过高，交叉覆盖造成“孤岛”，
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第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.2 直放站的概念
• 1、直放站的定义
• 直放站是用于对无线信号进行中继放大转 发的设备。在移动网络中，直放站是对宏基站 的信号进行放大，而不是放大微蜂窝之类的信 号。 所谓施主小区，即为信号被直放站进行放 大的小区。
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• 2、施主小区的定义
•
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第5章 直放站及其覆盖系统
图5.5
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耦合器实物图
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第5章 直放站及其覆盖系统
• （3）吸顶全向天线
•
在室内覆盖系统中，用的最多的天线是吸
顶全向天线，主要是进行楼层覆盖。室内覆盖
中的天线增益很小，只有2dBi左右，所以覆盖
范围也很小，一根吸顶全向天线大约可覆盖几 间房或者一二百平方米内，如有阻挡则会更小。 另外，为保证电梯门开/关时信号的稳定，一 些电梯门口也安装吸顶全向天线。
第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.2.1 直放站的用途 •
解决边远道路、小住宅区以及室内覆盖盲 区，扩大覆盖范围。特别是这一两年起，直放 站得到了迅速地发展。现在，通过安装直放站 以解决覆盖的场所一般是：高楼电梯、酒吧、 娱乐广场、商场、酒店、工厂、有小段盲区的 公路、铁路或者隧道以及小住宅区。
求较低。
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第5章 直放站及其覆盖系统 • （6）室内覆盖布线调测所需工具
• （A）SITE MASTER：整个布线系统有多个耦合 器和功分器，每一段馈线连接都要测量驻波比，用 SITE MASTER由天线侧开始逐段测试，这样也可以 检查到前一个测试点测完后是否已将接口拧紧，也 可检查各个接口是否接好，同时也可检查出功分器、 耦合器是否有接反或接错。 （B）频谱仪：频谱仪是用于开通测试，即模 拟产生一个信号源接入布线系统，然后在天线端测 试每根天线的输出功率是否符合设计、是否达到覆 盖要求或者输出功率是否超出标准。
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第5章 直放站及其覆盖系统 • （5）室内覆盖主要指标
• 信号强度大于-85dBm
•
• • •
误码（信号质量）小于3
全向天线VSWR小于1.3 八木天线VSWR小于1.4 在基站系统中，驻波比（VSWR）是小于 1.2；但在室内覆盖的布线系统中，由于接口
较多，加上天线的特别，所以，对驻波比的要
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•
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第5章 直放站及其覆盖系统
• • • • • 经过SITE MASTER和频谱仪的测试之后， 布线系统中如有问题都可以被检查出来： （A）耦合器容易被接反，即输入与输出 掉反； （B）功分器、耦合器或天线本身有质量 问题； （C）接口没有拧紧，驻波比过高； （D）功分器、耦合器或馈线长度没有合 理配置或不符合设计，造成信号分布不均匀或 超出标准。
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第5章 直放站及其覆盖系统
• 2、场强估算模型 • （1）Okumura模式（OM模型）：以日本东 京城市场强中值实测结果的经验曲线构成，将 城市视为“准平滑地形”，给出城市场强中值， 对于其他地形或地物情况，则给出修正值，在 场强中值基础上进行修正。其适用范围是：频 率为100～1500MHz；基站天线高度为30～200m； 移动台天线高度为1～10m；传播距离为1～ 20km的范围场强预测。 • （2）Egli模型 • （3）Bullingron（BM）模型
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第5章 直放站及其覆盖系统
图5.7
八木天线实物图
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第5章 直放站及其覆盖系统
• 可以概括地说，室内覆盖系统无非是：信号 源（宏基站、微蜂窝或直放站）发出的信号经馈 线传送，而通过功分器、耦合器对信号进行分配， 最后经天线将信号分布、发射出去。所以，设计 室内覆盖系统最主要的是，如何对功分器和耦合 器进行合理地配置而将信号均匀地分布到室内每 个角落。按照省移动公司有关室内分布系统覆盖 边缘场强的要求，无线覆盖边缘场强值在-85dBm 以上；而根据国家环境电磁波卫生标准，室内天 线的发射功率要小于15dBm；所以还要结合这两点 考虑，来配置功分器、耦合器和室内天线。
•
一般来说，直放站包括：直放机、
与BTS联系的天线、与MS联系的天线以及
天线与直放机连接的馈线。
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第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.3.1 室内覆盖系统的结构和原理
• 1、室内覆盖定义
• 所谓室内覆盖系统，就是对高楼大厦、政 府机关办公楼、住宅大楼、酒店、大型商场、 酒吧、娱乐广场的电梯、楼层、室内进行覆盖。 • 其硬件构成主要是：信号源、功分器、耦 合器、天线、馈线以及干线放大器等等。
第5章 直放站及其覆盖系统
图5.6
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吸顶全向天线实物图
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第5章 直放站及其覆盖系统
• （4）八木天线
•
对于电梯，是安装八木天线进行覆盖。八木天线 的增益相比吸顶全向天线的较大，有10dBi以上，一 根八木天线可覆盖七八个楼层左右的电梯。进行电 梯覆盖的八木天线是安装在大楼电梯井内的墙壁上 的。八木天线也是定向天线，要么向上安装要么向 下安装，而没有两根八木天线相向或背向安装的。 比如，一栋楼有12层，那么一根八木天线就安装在 12楼往下覆盖，而另外一根则是大约安装在6楼往下 覆盖；或者是，一根安装在1楼往上覆盖，另外一根 则安装在6楼往上覆盖；而不会是两根八木天线也同 安装6楼分别向上/向下覆盖。
比如，哪一边方向有干扰小区，天线就往另一
边方向摆一下，以减小或避免干扰。
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第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.5 直放站对网络的影响 • 5.5.1 产生的问题
• 1、对于宽带直放站，室外天线安装位置 不理想时，直放站接收、放大的小区信号就很 多，干扰就大，信号质量差，容易造成质差掉 话，并且影响用户的通话质量； • 2、如果室外天线安装过高，宽带直放站 则可能放大的是整个900频段的小区信号，即 在电梯里，可以收到所有小区的信号，造成掉 话率高、接通率低以及不必要的话务拥塞或切 换失败等；
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第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.4 直放站的安装 •
对于公路、铁路和隧道，直放站的安装就 比较简单。首先是安装直放机，然后是找到接 收施主小区信号最好的“制高点”安装与BTS
联系的天线，接着是安装与MS联系的天线以覆
盖所要覆盖的地方。对于这种偏远的室外直放
站，由于供电不方便，一般采用太阳能供电，
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第5章 直放站及其覆盖系统
• 3、如果宽带直放站没有控制好而放大多个小区 的信号，这就对其它小区的故障定位造成很大麻烦， 比如，某个直放站的设计施主小区是A，但直放站其 实同时放大了B、C、D、E、„等等小区，当话务统 计为C小区出现掉话率高或很拥塞之类问题时，我们 只能是从BSC参数与C小区基站硬件上检查，但是一 般不会考虑到是直放站的问题； 4、对于选频直放站，直放机的调频与施主小区 的频点要一致，如果施主小区的频点进行了修改， 则直放机要及时做调频，否则会造成信号不稳定、 突然性弱信号掉话或者无信号等；
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• 2、室内覆盖系统信号源
• （1）宏基站：主要用于有住户、商业办公、娱乐 场所、商场等为一体的高楼大厦，话务量非常大；
• （2）微蜂窝：多用于大型购物商场或大型娱乐场 所等； • （3）直放站：主要是覆盖电梯和小酒吧之类话务 不高的地方。
•
微蜂窝对于直放站，采用宏基站或微蜂窝为 信号源的室内覆盖系统，成本高、施工难、时间长， 最少它还需多考虑传输问题；而直放站覆盖则较为 简单、快捷、成本也低。
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第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.1 覆盖设计 • 5.1.1 电波传播损耗预测模型与中值路 径损耗预测
• 1、中值路径损耗预测 • 设计无线通信系统时，首要的问题是在给 定条件下如何算出接收信号的场强，或接收信 号中值。这些给定条件包括发射机天线高度、 位置、工作频率、接收天线高度、收发信机之 间距离等。这就是电波传播的路径损耗预测问 题，又称为信号中值预测。
检查切换区是否分布在高话务密度区域。
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第5章 直放站及其覆盖系统
• 2、影响基站覆盖的主要因素有哪些？ • 使用的频率、服务质量要求、发射机输出 功率、接收机可用灵敏度、使用的天馈线、通 信地点的传播环境、选用的传播模型等。
• 3、如何实施覆盖预测？
•
是将已选择的基站站址和参数输入规划软 件，由计算机仿真来完成网路建成后，要通过 路测对规划进行检验，并针对路测中发现的不 足，通过调整该地区基站数、站址等进行网路 调整和优化，以达到预期目标。
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第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.1.2 传播模型的选用及修正
• 移动公网的网路规划中常用的传播模型修
正，各地的传播环境不同可能造成较大偏差，
应用时需选择适合本地环境的模型，还须对其 加以修正，通过对模型的修正，来提高预测的 精度。修正需进行实地测试，通过测试获得进 行模型校正的数据，然后用测试结果修正模型
所以还称为“太阳能直放站”。
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第5章 直放站及其覆盖系统
•
对于城区，如高楼电梯、楼层或大型娱乐 广场、商场，直放站还包括室内覆盖系统，相 对比较复杂。与BTS联系的天线安装在楼顶或 楼的墙壁上，原则是接收施主小区信号最理想
的地方。一般来说，天线最好是正对施主小区
的方向，这样才可接收到最强的信号。但也不 是定性的，有时还需要根据现场环境再作考虑，
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第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.2.2直放站的分类
• 室外型直放站
• 1 室外型无线宽带射频式直放站
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2 室外型无线载波选频式直放站
3 室外型光纤直放站 1 室内型无线宽带直放站 2 室内型无线选频直放站
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• 室内型直放站
第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.2.3 各种直放站对比
中相关参数，使预测结果更接近于当地实际情
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• 表5.1 常用的传播模型
序号 1 传播模型 Okumura 应用范围 150~1500MHz 天线高度 30~200m 预测范围 1~20km 比较 基站密度大时预测 值偏高 适合站距近，但考 虑地形及地面 要素不足
• 1、无线直放站
• 图5.1 无线直放站
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• 2、室外光纤直放站
图5.2 室外光纤直放站示意图
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• 3、室内直放站
图5.3 室内直放站示意图
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• 5.3 直放站的组成
图5.4
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二功分、三功分、四功分的功分器实物图
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• （2）耦合器 • 一路信号进、两路信号出，其中一路是直 接通过，而另一路是进行耦合、衰减，主要用 于主干布线中。耦合器有3dB、6dB、10dB、 15dB、30dB耦合等，耦合器除了耦合、衰减外， 自身还有插损，不过相对较小，以京信厂家的 耦合器为例进行说明： • 耦合器插损： • 6dB耦合器<=1.3dB • 10dB耦合器<=0.6dB • 15dB耦合器<=0.5dB
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第5章 直放站及其覆盖系统 • 3、功分器
• （1）功分器的分类
•
• • •
二功分、三功分、四功分等。
功分器是有插损的，以京信厂家的功分器 为例进行说明： 功分器插损： 二功分：<=3.1dB
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COST231
Байду номын сангаас800~2000MHz 0.02~5km 天线高度4~50m
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KeenanMotley 通用校正模型
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第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.1.3 基站覆盖预测
• 1、在规划中如何根据用户需求对基站覆盖区 域作出预测？ • 检验覆盖范围和覆盖区内质量是否达到预 期目标，覆盖区内是否还有“盲区”，是否由 于邻小区场强过高，交叉覆盖造成“孤岛”，
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• 1、直放站的定义
• 直放站是用于对无线信号进行中继放大转 发的设备。在移动网络中，直放站是对宏基站 的信号进行放大，而不是放大微蜂窝之类的信 号。 所谓施主小区，即为信号被直放站进行放 大的小区。
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• 2、施主小区的定义
•
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耦合器实物图
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第5章 直放站及其覆盖系统
• （3）吸顶全向天线
•
在室内覆盖系统中，用的最多的天线是吸
顶全向天线，主要是进行楼层覆盖。室内覆盖
中的天线增益很小，只有2dBi左右，所以覆盖
范围也很小，一根吸顶全向天线大约可覆盖几 间房或者一二百平方米内，如有阻挡则会更小。 另外，为保证电梯门开/关时信号的稳定，一 些电梯门口也安装吸顶全向天线。
第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.2.1 直放站的用途 •
解决边远道路、小住宅区以及室内覆盖盲 区，扩大覆盖范围。特别是这一两年起，直放 站得到了迅速地发展。现在，通过安装直放站 以解决覆盖的场所一般是：高楼电梯、酒吧、 娱乐广场、商场、酒店、工厂、有小段盲区的 公路、铁路或者隧道以及小住宅区。
求较低。
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第5章 直放站及其覆盖系统 • （6）室内覆盖布线调测所需工具
• （A）SITE MASTER：整个布线系统有多个耦合 器和功分器，每一段馈线连接都要测量驻波比，用 SITE MASTER由天线侧开始逐段测试，这样也可以 检查到前一个测试点测完后是否已将接口拧紧，也 可检查各个接口是否接好，同时也可检查出功分器、 耦合器是否有接反或接错。 （B）频谱仪：频谱仪是用于开通测试，即模 拟产生一个信号源接入布线系统，然后在天线端测 试每根天线的输出功率是否符合设计、是否达到覆 盖要求或者输出功率是否超出标准。
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• 信号强度大于-85dBm
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误码（信号质量）小于3
全向天线VSWR小于1.3 八木天线VSWR小于1.4 在基站系统中，驻波比（VSWR）是小于 1.2；但在室内覆盖的布线系统中，由于接口
较多，加上天线的特别，所以，对驻波比的要
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• • • • • 经过SITE MASTER和频谱仪的测试之后， 布线系统中如有问题都可以被检查出来： （A）耦合器容易被接反，即输入与输出 掉反； （B）功分器、耦合器或天线本身有质量 问题； （C）接口没有拧紧，驻波比过高； （D）功分器、耦合器或馈线长度没有合 理配置或不符合设计，造成信号分布不均匀或 超出标准。
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第5章 直放站及其覆盖系统
• 2、场强估算模型 • （1）Okumura模式（OM模型）：以日本东 京城市场强中值实测结果的经验曲线构成，将 城市视为“准平滑地形”，给出城市场强中值， 对于其他地形或地物情况，则给出修正值，在 场强中值基础上进行修正。其适用范围是：频 率为100～1500MHz；基站天线高度为30～200m； 移动台天线高度为1～10m；传播距离为1～ 20km的范围场强预测。 • （2）Egli模型 • （3）Bullingron（BM）模型
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八木天线实物图
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第5章 直放站及其覆盖系统
• 可以概括地说，室内覆盖系统无非是：信号 源（宏基站、微蜂窝或直放站）发出的信号经馈 线传送，而通过功分器、耦合器对信号进行分配， 最后经天线将信号分布、发射出去。所以，设计 室内覆盖系统最主要的是，如何对功分器和耦合 器进行合理地配置而将信号均匀地分布到室内每 个角落。按照省移动公司有关室内分布系统覆盖 边缘场强的要求，无线覆盖边缘场强值在-85dBm 以上；而根据国家环境电磁波卫生标准，室内天 线的发射功率要小于15dBm；所以还要结合这两点 考虑，来配置功分器、耦合器和室内天线。
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一般来说，直放站包括：直放机、
与BTS联系的天线、与MS联系的天线以及
天线与直放机连接的馈线。
2013-6-7 14
第5章 直放站及其覆盖系统 • 5.3.1 室内覆盖系统的结构和原理
• 1、室内覆盖定义
• 所谓室内覆盖系统，就是对高楼大厦、政 府机关办公楼、住宅大楼、酒店、大型商场、 酒吧、娱乐广场的电梯、楼层、室内进行覆盖。 • 其硬件构成主要是：信号源、功分器、耦 合器、天线、馈线以及干线放大器等等。