GSM室外直放站的設(shè)計(jì)

劉鴻旗

摘 要:本文從從直放站的工作原理、應(yīng)用以及移動(dòng)通信對(duì)直放站性能參數(shù)的一些基本要求和直放站在實(shí)際生活中的應(yīng)用為主線進(jìn)行了介紹。此外,本文還介紹了直放站在不同的地理環(huán)境及應(yīng)用場(chǎng)合的系統(tǒng)解決方案以及直放站主要指標(biāo)的測(cè)試。

關(guān)鍵詞:直放站GSM無(wú)線通信移動(dòng)通信基站

中圖分類號(hào):TN929 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-198X(2012)06(a)-0024-01

1 直放站的概念分析

直放站是一種同頻放大設(shè)備,無(wú)限通信在整個(gè)的傳輸過(guò)程當(dāng)中,它具有增強(qiáng)信號(hào)的作用。它在下行鏈路中,從覆蓋的區(qū)域當(dāng)中獲取信號(hào),由帶通濾波器過(guò)濾掉一部分信號(hào),然后用功放將過(guò)濾后的信號(hào)進(jìn)行放大,再發(fā)射到待覆蓋的區(qū)域。它在上行鏈路中的覆蓋方式和區(qū)域是相同的手機(jī)信號(hào)區(qū)域,發(fā)射的區(qū)域?yàn)樯闲蟹糯箧溌贰鄳?yīng)基站,這樣的一個(gè)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)了手機(jī)信號(hào)與基站信號(hào)的傳輸。我們選擇使用直放站的目的是:為了達(dá)到“小容量,大覆蓋”的目標(biāo),因?yàn)槭褂弥狈耪舅軌蛞怨逃械幕緮?shù)量來(lái)保障網(wǎng)絡(luò)的覆蓋,而且成本比微蜂窩技術(shù)要小的多。直放站是一個(gè)解決網(wǎng)絡(luò)延伸覆蓋能力的、簡(jiǎn)單的、安全快捷的方式。

直放站與基站的優(yōu)劣性比較。相較于基站,直放站有以下的優(yōu)點(diǎn):(1)覆蓋面積相同,使用直放站投資更低。(2)覆蓋更加靈活。(3)在用戶不多的組網(wǎng)初期,投資的效益不高,可以用一部分直放站代替基站。(4)無(wú)需土建和傳輸電路的施工,建網(wǎng)迅速。

2 直放站的原理

2.1 直放站的工作原理

為解決基站覆蓋存在的盲區(qū),所以采取了使用GSM移動(dòng)通信的方式。它能夠消除GSM900MHz/1800MHz頻段的移動(dòng)通信網(wǎng)的小范圍信號(hào)盲區(qū),不僅能偶改善覆蓋效果,還能極大的減少投資基站的成本。

施主天線將接收到的基站下行信號(hào)送到雙工器,雙工器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波后將上行信號(hào)送到低噪聲放大器進(jìn)行第一級(jí)放大,放大后的信號(hào)含有雜散信號(hào)這時(shí)必需對(duì)信號(hào)再次進(jìn)行濾波,為了不影響后級(jí)的工作效率及對(duì)其他信號(hào)有好的抑制度,必須選擇一個(gè)有好的波形矩?cái)?shù)的濾波器才可以達(dá)到要求,在這么高的頻率一般普通的濾波器沒(méi)辦法達(dá)到要求,我們采用中頻頻段選擇器在中頻進(jìn)行濾波才可以達(dá)到要求。通過(guò)調(diào)整濾波器的中心工作頻率可使整個(gè)工作頻段上移或下移,這樣可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及具體的操作方式來(lái)進(jìn)行調(diào)整,方式方法比較靈活。大功率放大器有將濾波后的信號(hào)進(jìn)行放大的作用,最后信號(hào)經(jīng)雙工器再次濾波后從重發(fā)天線發(fā)射出去對(duì)欲覆蓋區(qū)進(jìn)行信號(hào)覆蓋。移動(dòng)臺(tái)的上行信號(hào)以同樣的工作原理反向進(jìn)行放大工作。

2.2 直放站的應(yīng)用原則

按照不同的地域,不同的地理環(huán)境,就有著不同的原則和方式,由以上的方式再結(jié)合自身特點(diǎn)和要求,我們?nèi)ブ贫ǔ霾煌南到y(tǒng)解決方案。無(wú)線直放站當(dāng)中,信號(hào)的隔離是其中至關(guān)重要的組成部分。信號(hào)是從空間當(dāng)中傳輸?shù)綗o(wú)線直放站的,那么就存在著信號(hào)純凈度必須很高的問(wèn)題,在一些基站密集的地方,把基站或扇區(qū)信號(hào)分離開(kāi)來(lái),難度比較大,對(duì)直放站的干擾較大。因此在基站密集的地方,采用有線信號(hào)的方式更好。在不具備使用光纖直放站條件的場(chǎng)所,只能采用無(wú)線直放站,但其施主天線必須具有足夠的方向選擇性。

3 GSM室外直放站的設(shè)計(jì)

3.1 直放站工程設(shè)計(jì)原理

直放站在設(shè)計(jì)覆蓋區(qū)域的時(shí)候,必須注意上行和下行信道的系統(tǒng)余量一樣,這樣能夠保障上、下行信道的通信距離、通話質(zhì)量大體相同。還有三個(gè)相互制約:①覆蓋半徑,②話音質(zhì)量,通信概率(可靠性)。

3.2 直放站的工程設(shè)計(jì)

通常有兩種情況需要建直放站,一種是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期;另一種是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時(shí)期。在確定建站之后,工程建設(shè)者和設(shè)計(jì)者,第一步要做的就是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè),然后結(jié)合理論計(jì)算設(shè)計(jì)方案。

3.3 收發(fā)天線隔離度的計(jì)算和測(cè)量

信號(hào)從直放站前向輸出端口到前向輸入端口的路徑衰減稱之為天線隔離度,它是由施主天線和重發(fā)天線安裝的位置,與垂直及水平的距離、相向的角度有關(guān)來(lái)決定的,跟直放站自身沒(méi)有關(guān)系,它的大小能夠影響直放站的增益配置,對(duì)直放站的穩(wěn)定性有所影響。

直放站的覆蓋范圍有天線的位置決定,所以不僅要考慮天線隔離度、輸入信號(hào)電平大小等因素,還要注意輸入信號(hào)的波形質(zhì)量。天線位置不好的話,直放站向覆蓋區(qū)域轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)質(zhì)量不好,手機(jī)用戶無(wú)法接入基站。施主天線與重發(fā)天線使用背對(duì)背安裝的方式就是為了增大隔離度。

3.4 天線的選擇和安裝

天線的好壞對(duì)覆蓋效果會(huì)有很大影響,基站信號(hào)是通過(guò)施主天線來(lái)進(jìn)行接收的,所以對(duì)于天線的選擇上就有很高的要求,天線要具備使用方向性很強(qiáng)的特點(diǎn),要求水平波束角小、方向性好、增益高、前后比大;用于覆蓋盲區(qū)的重發(fā)天線要使用定向天線,天線波束在水平面和垂直面上應(yīng)具有較好的方向圖,要求增益高、前后比大,具有較強(qiáng)的旁瓣抑制能力和較好的零填充特性。

由于多徑效應(yīng)的影響,天線的選址對(duì)覆蓋范圍影響很大,施主天線與重發(fā)天線采用背對(duì)背安裝方式,施主天線在重發(fā)天線下面,利用山體、建筑等的阻隔,拉開(kāi)他們之間的距離。

3.5 直放站的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

監(jiān)控中心又由PC機(jī)和短消息網(wǎng)關(guān)組成,運(yùn)行在PC機(jī)上的應(yīng)用軟件完成對(duì)各直放站站點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理工作。ISMG是具有短消息轉(zhuǎn)發(fā)功能的短消息網(wǎng)關(guān)。該監(jiān)控中心通過(guò)短信網(wǎng)關(guān)(ISMG)與短消息業(yè)務(wù)中心連接,短消息網(wǎng)關(guān)支持標(biāo)準(zhǔn)的SMPP3.3協(xié)議和SGI P1.2協(xié)議,與直放站通過(guò)短信進(jìn)行控制信息的交互。

目前采用(SMS)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的方式有以下三種。

(1)短消息方式接入

(2)無(wú)線Modem直接連接直放站

(3)無(wú)線Modem通過(guò)前置設(shè)備接直放站

除了上述所說(shuō)的,還有其他的部分,他們的特點(diǎn)是,在本地設(shè)有自己的監(jiān)控終端,我們稱之為前置機(jī)。這類直放站通過(guò)其前置機(jī)提供上級(jí)網(wǎng)管接口,與省中心直放站集中監(jiān)控系統(tǒng)的中心服務(wù)器通過(guò)無(wú)線Modem等方式連接,實(shí)現(xiàn)直放站的監(jiān)控和管理。

3.6 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的要求進(jìn)一步提高,信號(hào)無(wú)縫覆蓋的要求急切,隨著中國(guó)3G網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模建設(shè),直放站將成為該網(wǎng)不可缺少的組成部分,有著誘人的廣闊前景。如何更好地發(fā)揮直放站在信號(hào)傳輸中的作用,將是擺在直放站工程技術(shù)人員面前的一個(gè)緊迫課題。

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化一直是移動(dòng)通信網(wǎng)建設(shè)不可分割的重要內(nèi)容,移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量,要靠網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化持續(xù)不斷的工作來(lái)保證。在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的多種手段中,直放站的應(yīng)用是改善信號(hào)弱區(qū)盲區(qū)的有效方法。直放站是一種同頻放大設(shè)備,在無(wú)限通信的傳輸過(guò)程中,它具有增強(qiáng)信號(hào)的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 韓斌杰著.GSM原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化.機(jī)械工業(yè)出版社,2002,01(1).

[2] 章堅(jiān)武.移動(dòng)通信.西安電子科技大學(xué)出版社,2007,8.

[3] 張重陽(yáng).數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù).西安電子科技大學(xué)出版社,2006,04.