淺談直放站在移動通信中的應用

摘要：隨著我國移動通訊的迅速發展，移動通訊的用戶量正在不斷地增加，以至于蜂窩規劃越來越小，基站位置越來越低。直放站的使用作為實現“小容量、大覆蓋”目標的重要手段之一，它可以在不增加基站數量的前提下保證通訊網絡覆蓋，因此直放站在移動通信應用中起著非常重要的作用。

關鍵詞：直放站；移動通信；無線網絡；覆蓋區域

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）13-0067-03

1 直放站概述

被稱為“中繼器”的直放站，是同頻放大裝置，是無線電發射中轉設備在傳輸中播放的無線通信信號增強器。鏈接處理放大相同的工作，通過上行鏈路發送到相應的基站的覆蓋區域內的移動臺的上行鏈路信號，以實現基站和移動臺的信號傳輸。在下行鏈路中，從施主天線現有覆蓋區域中，通過一個帶通濾波器的帶外信號的良好的隔離拾取信號的中繼器，濾波后的信號被功率放大器放大，再次被發送到覆蓋區域。

直放站的基本功能就是一個射頻信號功率助推器。中繼器可以“補盲”，該部門在無線基站覆蓋范圍已被封鎖，形成了一個“盲區”。中繼器“盲區”的信號放大的輻射之外的“盲區”，使“盲區”到非盲區。中繼這種效應被稱為“補盲”。

2 直放站工作的類型

直放站作為一個核心產品，移動通信網絡優化設計的重要性是非常關鍵的。直放站設計包括很多方面，從主要的射頻性能和監測參數的產品設計、可靠性和產品成本的分析，這將會影響產品在通信市場的競爭力。

從在通信網絡中所起的作用來看，直放站的主要功能就是放大從基站（下行）和移動臺（上行）接收過來的有用信號，并將放大后的信號經天線（或其他耦合方式）發送出去。通過這一方式提高系統基站的信號覆蓋能力。

根據信號傳輸方式的不同，直放站可分為三種：

2.1 移頻直放站

移頻直放站是由主機設備和從機設備（放在需要覆蓋的區域）組成，直放站的主機直接由基站射頻信號耦合（或無線方式接收基站射頻信號），將立足站的載體轉移到另外一個頻點從機上，從機再次將是移動的頻點頻率恢復到原來的基站，直放站主機，從機的高隔離度、直放站主機和從機實現之間的無線鏈路。

2.2 無線直放站

無線直放站的工作原理是從空間接收信號，將請求的空間信號盡可能純凈化，但在基站較為擁擠的區域，分離不同基站或扇區信號的難度大大被增加，將容易導致增加的基站直放站在基站更擁擠的區域，建議如果使用有線信號盡可能的引入方式，對不具備使用光纖覆蓋的地方使用光纖信號是行不通的，只能使用無線直放站，但是直放站施主天線必須具有足夠的方向選擇性。

無線直放站是通過雙向中繼無線信號方式延伸了基站的無線覆蓋區域，實現對特定地形的信號覆蓋。

2.3 光纖直放站

光纖直放站主要由光纖、光遠端機和光近端機等幾部分組成。其中遠端機和近端機包括射頻單元和光單元。無線信號從耦合的基站出來進入近端機，把通過了的電光轉換，將電信號轉換成光信號，從近端機輸入到光纖，由光纖傳輸后遠端機，再由遠端機的光信號傳輸的電信號，進入RF單元進行放大，將信號放大后疏散進入發射天線，從而覆蓋目標范圍。

從附近的基站增益通信信號通過耦合方式傳輸到光纖直放站近端機，通信信號將改變一般的光信號，通訊信號傳輸遙遠的地方，通過遠端機光電信號轉換后，通信信號恢復無線信號，最后重發天線的發射。因為通過光纖發送，避免在傳輸過程中的通信信號，以空氣中的原來的無線信號干擾的可能性。

3 移動通信直放站的應用和對網絡的影響

直放站可以擴大服務范圍，消除覆蓋盲區，如一些山谷地區的覆蓋；在公路、郊區增強覆蓋效率，還可以解決一些地下商場、停車場等信號弱的盲區。再將空閑的信號引到繁忙基站的覆蓋區，從而實現疏忙。

3.1 網絡優化

由于多種原因，在某些服務區之間的局部區域仍然存在信號微弱的情況，但由于區域面積較小或者是無高話務需求，所以不適合建設基站，但可利用直放站改善該區域的信號狀況。

3.2 山谷地區的覆蓋

在山中常會遇到以下情況：目標的覆蓋范圍位于山谷，常靠近基站之間的直線距離，但由于被高山阻擋，信號沒有辦法到達。這種情況下就要沿山谷或者拐點處選擇一個合適的地點作為直放站的趨勢。故直放站收到的信號方向和在某一角度，相當于在直放站的基站信號傳送的信號方向轉過一個彎。直放站天線和天線被放在兩旁的山，山形成一道天然的屏障，這樣直放站的整體性能就可以充分實現。

3.3 公路、郊區和農村的覆蓋

隨著社會經濟的快速發展，公路和高速公路的建設將逐步增加，覆蓋的道路進入一個非常困難的問題。直放站有效地節約資源，得到了廣泛的應用，在這些地方，通過宏基站帶直直放站的方式在很大程度上節約了成本。在郊區或農村地區，主要解決覆蓋問題，在鋪設光纖的地區最好采用大功率光纖直放站擴大信號覆蓋范圍。但在可以接收基站信號的區域，通過使用無線直放站的解決方案來解決信號的覆蓋范圍問題，可以使用被轉移直放站的距離來增加信號的覆蓋范圍。

3.4 城市密集的地區

在擁擠的城市，用戶量較多，所以基站的數量也很多，信號范圍和強度也較好，直放站可以解決信號覆蓋小范圍的地區和建筑物。在建筑沒有普及光纖的情況下，不能夠使用無線直放站。隨著城市建筑物的不斷增加，對直放站數量的需求也相應增加，這將有一個基站配置的情況許多筆直放大站。但直放站的引入必然對基站造成干擾，以增加沿直線放大站的數量，特別是引進高效率的直放站，從而使系統干擾明顯加劇。

3.5 直放站應用對網絡的影響

現在移動客戶需求量增加和高層建筑越來越多，在一些地下停車場、地下商場等區域，移動信號較弱，手機也無法正常使用，這就是移動通信的陰影區。間樓層受不同基站信號的影響，手機頻繁切換，甚至掉線，嚴重地影響了手機的正常使用；建筑物的高層，受基站天線的高度限制，信號根本無法覆蓋，因此也是移動通信的盲區。直放站在一些地區建設投入使用后，專業人員現場做信號覆蓋測試，不僅大大地延伸了信號覆蓋，而且也改善了網絡的通話質量，從這些可以看出，該區域安裝直放站后各項相關的指標均有了很大的改善。

4 直放站存在的問題

直放站在應用過程中，對通信信號的傳輸起著增強的同時也逐漸表現出自身的優點和不足的地方，因此我們在應用直放站通信的過程中應注意避免。

第一，直放站的網絡管理功能和設備檢測功能不如基站，直放站出現問題后不容易察覺。

第二，直放站不能增加系統的容量。

第三，直放站只能頻分不允許碼分，一個直放站往往將多個基站或者多個扇區的信號可以加強。

第四，使用直放站后，會增加噪音，使原理的基站工作環境惡化。

總之，直放站作為移動信號覆蓋的完善和延伸有著深刻的含義，一定要重視規劃、建設和維護的管理上到位，選用經過層層質量檢驗合格的直放設備，將來一定會產生較好的社會和經濟效益。目前，直放站已經在國內得到了重要的應用，如今國內外已有不少的商家紛紛推出正式商用的移動通信直放站，相信在3G時代到來的時候，直放站會對無線網絡起著重要的作用。

參考文獻

[1] 時慶飛.光纖直放站原理及在鐵路移動通信的應用

[J].鐵路通信信號工程技術，2010，（2）：38-40.

[2] 謝斌生.TD-SCDMA直放站的應用分析[J].硅谷，2009，（17）：34.

[3] 陳承貴，羅克露，覃長來.太陽能直放站鎖相環系統設計與應用[J].通信技術，2009，（7）：15-17.

[4] 陳承貴，羅克露，覃長來.GSM太陽能直放站的研究與應用[J].通信技術，2009，（6）：162-164.

[5] 唐養哲.CDMA系統中應用光纖直放站的問題及優化[J].電信技術，2009，（2）：83-85.

[6] 尚宏，唐養哲.無源反射板在移頻直放站組網中的應用[J].電信技術，2009，（1）：84-85.

[7] 徐勇，趙昆，費磊.直放站自動測試系統的設計與應用[J].移動通信，2009，（2）：42-46.

作者簡介：覃啟（1973—），男（壯族），中國鐵建電氣化局集團第五工程有限公司工程師，研究方向：通信工程。

（責任編輯：周 瓊）