通信人家园

标题: 求CDMA直放站开站资料【已回复】 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2010-1-3 12:37

作者: lzl422 标题: 求CDMA直放站开站资料【已回复】

小弟刚接触CDMA直放站，请各路大虾不吝赐教！

时间: 2010-1-3 14:31

作者: sftxys

CDMA直放站应用的几个技术问题
2003-7-5

摘要本文针对CDMA直放站应用的几个技术问题：场所选择、天线的选择及安装、天线隔
离、直放站系统的信号处理和直放站的安装及测试进行了分析，并给出了一些建议。
关键词直放站天线通信质量 CDMA

1场所选择
直放站安装场所的选择应参照基站的安装场所，统筹规划。为了充分、有效地发挥直放站
的功能，应对安装环境进行周密的测试、计算和规划。直放站按其与基站传输通道的连接
方式，主要分为光纤直放站和射频(RF)直放站。在对场所的选定中，射频直放站的问题尤
为突出，因此本文将主要对射频直放站进行分析。

图1射频直放站应用示意

选择直放站的安装场所，有两方面的问题必须注意，一是要保证基站—直放站—移动终端
之间双向通信所要求的增益分配，使系统能正常地工作；二是直放站只能将其对应的基站
信号放大，从而延伸蜂窝小区的覆盖范围。避免由于直放站系统的加入而引起移动通信网
络设备与移动终端通信时增益分配超出设备的接收范围的问题。
对于第一个问题，可以将直放站看成是一个具有信号输入和输出的两端口的电路系统。例
如将直放站的总增益设置为95dB(包括各放大器之和的增益)，为了保证输出端具有+30dBm/
1W的输出功率，则要求在直放站的输入端(如图1所示)，即Donor(施主)天线之后要有-65dB
m以上的输入信号强度。假设施主天线的增益为12dB，直放站前端输入信号必须满足最少要
有-77dBm以上的输入信号强度。如果直放站输入端信号强度小于-65dBm，直放站系统则不
能达到30dBm的输出功率。这里还应考虑天线馈线的损耗，一般视馈线的规格和距离，损耗
按1～3dB估算。对于第二个问题，应保证施主天线与其对应的基站天线之间实现没有障碍
的直视连接，即只允许直放站将其对应的基站信号进行放大。如果直放站与对应的基站之
间没有对准，其它基站的信号也会被直放站接收、放大，在下行方向就会产生影响有用信
号的噪音，而在上行方向则会把信号传输到不相关的基站，进而影响基站的正常工作。
在选定直放站的安装位置后，接下来的问题就是要把覆盖天线选定在与施主天线相反的方
向。这样做首先是为了确保收发信天线之间的隔离，其次是为了减少基站和直放站覆盖地
域之间的重叠部分，从而防止同一信号通过基站和直放站传输的时差(多径效应)而引起质
量下降，直至引起掉话等不利情况。直放站天线一般安装在建筑物的屋顶或侧面，或利用
现有的地上天线安装建筑物(如电线杆、铁塔等)，为保证覆盖范围，应注意保证直放站天
线的高度要求。
基站和直放站之间的距离也是设计中的重要问题。基站和直放站距离的设置一般为5～6k
m，直放站的覆盖半径为2～3km。在实际工程中，这种距离由于其服务地域的地形或建筑物
等因素的存在，而受到很大的影响。
在计算直放站的有效发射功率时，要考虑的因素包括，随着基站输出功率、天线增益、地
变化而引起的空间损耗的变化，它们会直接影响直放站的接收信号强度。这里为了使计算
方便，假设基站和直放站之间空间传输为可直视连接，利用电磁波在自由空间的损耗的计
算方法，损耗计算采用如下公式：
Lp(dB)=32.4+20lgf +20lgd
这里f为基站到直放站的发射频率(单位：MHz)，d 是两者间的距离(单位：km)。
对于800 MHz的CDMA系统，利用上述公式来计算：
Lp(dB)=90.4+20lgd
在距离基站4 km点的空间损耗的计算结果为Lp=102.4 dB。
这样，就可以获得进行基站—直放站无线传输通道增益分配的依据。
2天线的选择及安装
选择合适的施主天线与覆盖天线，在设计直放站系统时具有重要的意义。如天线选择合理
，
能保证施主天线及覆盖天线之间充分的隔离，而这也是保障系统正常工作的基本要求。
由于CDMA系统传输同一频率的信号，要求施主天线只接收母基站的电磁波，它与覆盖天线
之间的垂直度应少于10°。
对于覆盖天线的选择，要兼顾与施主天线的隔离和覆盖范围两项指标。在保证隔离的前提
下，要确保所需的覆盖。对于水平波束这项指标，根据覆盖地区的特性要求，可以选择30
°～120°范围的定向天线来保证。而对施主天线，其前后之比指标是非常重要的，一般采
用具有25dB以上前后比的天线是比较理想的。
保证射频直放站施主天线与覆盖天线之间的隔离是为了避免直放站的自振。两天线间的隔
离度应该比直放站的增益设定高10dB以上。例如，隔离度为90dB，直放站的增益则应设定
在80dB以内。这里推荐采用能取得适当隔离的方法为：使用具有高前后比，高增益和指向
性好的天线；增加直放站的施主天线和覆盖天线之间的隔离距离；在天线之间采用外部遮
蔽，即“物理隔离”的方法，作为对前面条件不满足时的补充措施。
根据直放站的输入端(施主天线后端)接收的信号强度和两天线之间的距离，按照下面的公
式能获得施主和覆盖天线之间的隔离度，以及是否需要采用必要的“物理隔离”的方法。
垂直隔离度：I(dB)=28+40log(D/λ) 
水平隔离度：I(dB)=42+20log(D/λ)-(Gd+Gs)
D为施主和覆盖天线之间的距离(单位：m)
λ为波长(单位：m)
Gd为在覆盖天线方向施主天线的增益
Gs为在施主天线方向覆盖天线的增益
工程实践和理论计算都表明，相同的距离，垂直隔离比水平隔离的隔离效果更好，但过大
的垂直距离又会导致增加直放站天线架设的高度。实际上根据收发信天线的状态、收发信
天线之间的方向和支持物的结构，实际隔离度的值与从上述公式得到的答案有很大的差距
，所以安装直放站时要注意明确它们之间的关系，应通过测试和合理的安装来实现天线之
间的隔离。
在已经设定了直放站的增益，而在实际安装中又无法确保10dB以上的隔离时，可以采用利
用外部遮蔽物屏蔽的方法。例如，对安装在地面或建筑物屋顶部的直放站天线外层加装遮
蔽物；天线之间安装金属接地网罩或有良好接地的金属遮蔽物等。
3在CDMA系统上直放站的信号处理
必须注意，CDMA系统实际上把在直放站处理的信号认为是在基站处理，直放站只是单纯扩
展基站的覆盖范围。基站通过直放站来提供基站信号的发送、电平的控制等功能。当移动
终端从某个直放站覆盖区域转移到周围其他基站覆盖区域时，由相应的基站之间进行软切
换。
直放站设备内部电路，在进行频率变换时，一般采用具有较高频率选择性的声表面滤波器(
SAW)，信号通过此滤波器造成的传输时延大约是4 μs。这段时延相当于电磁波在自由空间
中传播1.2 km，该时延是安装CDMA直放站必须考虑的因素。例如，直放站离基站覆盖范围
的边缘为5 km，本身的覆盖半径为2 km，这时，按照直放站接收基站信号的时延，直放站
的有效搜索范围，应至少设定在8.2km，即5 km(基站覆盖半径)+2 km(直放站覆盖半径)+1.
2 km(滤波器时延)。
直放站可以有效地增加基站覆盖的地域，而对应的邻居清单注册也要重新调整。在图2所示
的情况下，有必要对几个基站重新进行邻居清单注册。
图2直放站对基站覆盖的延伸

如图2所示，在直放站安装之前，BTS1不需要在BTS4或BTS5的邻居清单中注册。但当安装了
直放站作为基站BTS1覆盖范围的延伸时，BTS1的覆盖区域得到了扩展，在直放站覆盖区域
和BTS4、BTS5覆盖区域之间就需要进行切换，BTS1必须要在BTS4、BTS5的邻居清单中注册
，同时BTS4、BTS5也要在BTS1的邻居清单中注册。如果不修改邻居清单，当终端从直放站
覆盖区域移动到其它基站覆盖区域时就会发生信号中断。另外，根据基站—直放站覆盖范
围变化，相应的要进行是信号传播时延参数的设置。随着母基站频率覆盖范围的增加，信
号传播的时间迟延也要增加。因此，在设计中要考虑直放站的加入，会导致有关基站的传
播偏移时间设定值变化而带来的混乱。在实际工作中，一般不会发生这种情况，因为在对
基站-直放站系统的设计或调整中，考虑到直放站与基站确定的对应关系，不需要对周围毗
连的基站进行传输时延指标的反复调整。
直放站在把用户的信号传输到母基站的同时，也将本身的噪声以及外部的噪音按其固有的
增益，传输到母基站。对于CDMA系统，理论和实践都证明，当噪声高于一定水平时，会导
致基站的覆盖范围和容量的减小。基站接收到的直放站系统的噪声功率为：
-113dBm(热噪声)+NF(系统噪声系数)dB+G(直放站增益)dB。
在上述计算里，热噪音(-113dBm)是把-174dBm/Hz的热噪声系数换算到1.23MHz带宽所获得
的值，与系统增益变化无关。严格地讲，系统噪音系数对不同系统是有所差别的，但一般
取值约在5dB左右，所以它也与直放站的安装无关。而直放站增益(G)越高，对噪声的放大
作用越显著。因此，对基站噪声控制最有影响的因素是对直放站下行方向的增益指标的合
理设置。如下行方向系统增益过大，虽然有扩展直放站覆盖区域的优点，但对基站的噪声
影响也会同时增加。
反过来讲，如把下行方向系统增益设计为小于适当增益，虽然可以减少对基站噪声的影响
，但这样不仅会破坏直放站服务地区内双向链路的均衡，而且与上行相比，下行覆盖地域
也会随着增益的下降而减少。因此，考虑对母基站的影响和在直放站服务地区的覆盖之间
进行均衡，设定适当系统增益是非常重要的。
为了使直放站对母基站的影响减少到最小，得到直放站覆盖的均衡，应该统一设定双方向
的增益。
4直放站安装及测试
为了实现基站—直放站—移动终端系统信号传输的优化，直放站要避免发送过强的输出功
率。因此，直放站安装的初期，在达到频率覆盖范围的前提下，根据设备安装的地区特性
，应尽可能将设备设定为最小输出功率。此后，进行覆盖有效范围测试及其它有关技术指
标的现场测试。在测试中，对输出功率适当调整，逐渐使增益符合期望的水平。使用这种
“先抑后扬”的方法安装直放站，可以使输出功率刚好满足覆盖要求，而不需要达到最大
输出功率(如30 dBm/1W)，降低了直放站的增益，从而对应地降低了对天线隔离的要求。为
了维持链路均衡，要对上行及下行方向的增益进行统一的设置。
5结论
希望下面给出的一些设计指导原则可以给用直放站来扩展覆盖范围的技术人员带来一些帮
助。
(1) 选择并维持母基站天线与直放站施主天线之间的可直视连接，且具备充分的收信信
号强度的位置(在市中心选择Ec/Io具有最大值的方向)安装直放站；
(2) 为了优化直放站覆盖及降低系统噪声电平，要选择具有适当的指向型(方向选择性
)、高前后比率的天线；
(3) 为得到所需的隔离，注意施主及覆盖天线的安装；
(4) 直放站与母基站之间覆盖范围的重叠为最小化，亦即只发送需要的输出功率；
(5) 为了实现直放站链路的均衡和使直放站噪声对母基站影响的最小化，要把直放站的
增益调整到最优状态；
(6) 随着基站频率覆盖范围的变化，应适时对系统参数进行调整。

原作者：吴明谦
来源：(电信科学技术研究院北京 100083)

时间: 2010-1-6 15:03

作者: tomtuo

室内分布系统及直放站培训手册(完整版)

http://www.txrjy.com/viewthread.php?tid=280851

时间: 2012-11-13 23:24

作者: 米兰的铁杆

谢谢

通信人家园 (https://www.txrjy.com/)