【正文】 至直放站的所有損耗計(jì)為路徑損耗Lp，則直放站產(chǎn)生，在基站接收端的噪聲電平Nprep為： Nprep = Np39。這時(shí)，可以認(rèn)為直放站引入基本上對(duì)基站的無(wú)影響。　　光纖直放站一般從基站直接耦合信號(hào)，光纖直放站的路徑損耗Lp為耦合器的耦合損耗，同樣的原理，光纖直放站的上行增益需比耦合損耗小8dB左右。假設(shè)每一個(gè)直放站對(duì)基站產(chǎn)生的噪聲增量ΔNbts相等，那么，n個(gè)直放站時(shí)每一個(gè)直放站在基站接收端產(chǎn)生的噪聲Ｎp39。rep。為保證上下行平衡，直放站的發(fā)射功率需滿足以下公式： 直放站發(fā)射功率Po＋直放站噪聲系數(shù)Nf＝手機(jī)發(fā)射功率Pm＋手機(jī)噪聲系數(shù)Nfm其中：手機(jī)最大發(fā)射功率Pm＝33dBm手機(jī)噪聲系數(shù)＝6dB直放站噪聲系數(shù)＝4dB因此直放站的發(fā)射功率Po最大為：Po=33+64=35 dBm這是設(shè)置直放站下行功率要注意的問(wèn)題。覆蓋目標(biāo)區(qū)域無(wú)線環(huán)境非常惡劣，需要采用天線陣對(duì)該區(qū)域進(jìn)行覆蓋，而該區(qū)域無(wú)法布放粗大的饋線的情況下，采用光纖直放站，布放光纖傳輸信號(hào)方便設(shè)計(jì)和施工。 某隧道由于受到山的阻擋，是信號(hào)覆蓋的盲區(qū)，而且經(jīng)過(guò)實(shí)地勘察后發(fā)現(xiàn)有以下的問(wèn)題：　a. 該區(qū)域無(wú)視距范圍內(nèi)的基站，接收基站信號(hào)微弱，低于－90dBm，信號(hào)質(zhì)量差，因此無(wú)法安裝無(wú)線直放站。 為了解決該區(qū)域的覆蓋問(wèn)題，我們采用光纖直放站進(jìn)行覆蓋。為了滿足客戶的要求，解決該村的信號(hào)覆蓋問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)天線系統(tǒng)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行覆蓋?？傊?，在網(wǎng)絡(luò)中建設(shè)光纖直放站，是擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋，提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和設(shè)備利用率的有效手段。Okumra經(jīng)驗(yàn)公式如下： Lm=+(hb)a(hm)+[(hb)]log(d)　　取頻率f=870MHz，上式可簡(jiǎn)化為：　　Lm=(hb)a(hm)+[(hb)log(d)]　　其中: a(hm)為修正因子， 中小城市：a(hm)=。直放站距離基站太近（源天線接收信號(hào)強(qiáng)），則直放站與基站形成重疊覆蓋，移動(dòng)臺(tái)信號(hào)一路通過(guò)直放站延時(shí)后到達(dá)基站，一路直接到達(dá)基站，將會(huì)對(duì)基站形成多徑干擾。如圖1。 3　確定施主天線及重發(fā)天線的安裝 因CDMA信號(hào)是寬帶信號(hào)，受多徑影響較大，天線位置的選擇對(duì)直放站的覆蓋范圍影響很大，除考慮天線隔離度、輸入信號(hào)電平大小因素之外，還需要考慮直放站輸入信號(hào)的波形質(zhì)量。如果兩天線之間有隔離物，如樓頂?shù)乃?、電梯間等，安裝時(shí)要避免兩天線在一側(cè)。3 測(cè)量收發(fā)隔離度收發(fā)隔離度，即CDMA信號(hào)從直放站前向輸出端口至前向輸入端口（或者從反向輸出端口至反向輸入端口）的空中路徑衰減值，其大小直接影響著直放站的增益配置，在確定天線位置后，一定要測(cè)量隔離度?，F(xiàn)取LGmax=12dB，考慮通常情況下直放站最大工作增益G=90dB，故L應(yīng)不小于102dB，取f=850MHz，Gr=20dB，Gt=10dB，Xr=45dB，Xt=40dB，由式（1）計(jì)算，天線間最小水平距離應(yīng)為20米，由式（2）計(jì)算，天線間最小垂直距離應(yīng)為22米。若施主天線距主機(jī)30米，饋線則采用SYV5022型低耗饋線，則饋線損耗L=，若收發(fā)隔離度達(dá)到102dB，則Gmax為102dB12dB＝90dB。天線的隔離決定了直放站增益的大小，間接決定了直放站是否可達(dá)到最大的輸出功率，影響著直放站的覆蓋范圍。在覆蓋公路、隧道等帶狀區(qū)域時(shí)，可調(diào)整角反射器角度，通過(guò)控制波束寬度來(lái)滿足對(duì)該區(qū)域的理想覆蓋。8 工程設(shè)計(jì)中需要注意的幾個(gè)問(wèn)題（1） 信號(hào)自激直放站安裝不當(dāng)，收發(fā)天線隔離度不夠，整機(jī)增益偏大時(shí)，輸出信號(hào)經(jīng)延時(shí)反饋到入端，致使直放站輸出信號(hào)發(fā)生嚴(yán)重失真產(chǎn)生自激。 當(dāng)要求直放站覆蓋范圍較小時(shí)，可采用了降低增益的辦法。其原因是直放站天線安裝不當(dāng)，施主天線安裝在多個(gè)基站重疊覆蓋區(qū)內(nèi)，接收到多個(gè)基站的導(dǎo)頻信號(hào)，而且強(qiáng)度相近，交替占優(yōu)，經(jīng)直放站中繼后各導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度仍很接近，造成覆蓋區(qū)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)在多個(gè)基站間頻繁切換，俗稱“乒乓”現(xiàn)象。 改變施主天線安裝位置，使施主天線對(duì)準(zhǔn)一個(gè)基站，直到找出較強(qiáng)的導(dǎo)頻信號(hào)且穩(wěn)定；　　 改變直放站安裝站址，盡量不要選址在基站覆蓋區(qū)的交界處，以避開相鄰基站的干擾；　　 選用方向性更強(qiáng)的施主天線，如高增益大口徑拋物面天線；　　 采用分集接收技術(shù)。所以，以安裝施主天線時(shí)，一定要檢測(cè)施主天線接收到的前向信號(hào)的頻譜，發(fā)現(xiàn)頻率選擇性衰落時(shí)，要及時(shí)調(diào)整天線角度或位置，直至收到頻譜比較理想且電平較高的前向CDMA信號(hào)。(2) 采用信道選擇式直放站，應(yīng)使該直放站具有以下的性能： 信號(hào)處理應(yīng)具備低噪聲放大、變頻、中頻濾波放大等過(guò)程，有效改善接收信號(hào)的信噪比，每載頻200KHz濾波器應(yīng)具有良好的選擇性，否則如果僅是在射頻頻段進(jìn)行簡(jiǎn)單的功率放大，或者是濾波器性能不好造成的三階互調(diào)及雜散等干擾信號(hào)太強(qiáng)，這時(shí)即使直放站的輸出功率很大或者是手機(jī)的接受信號(hào)電平很強(qiáng)但仍然無(wú)法正常通話。 天線選擇的好壞，往往會(huì)直接影響到最終的覆蓋效果。 直放站對(duì)于不同時(shí)隙話務(wù)信道具有自適應(yīng)增益控制功能由于GSM采用TDMA方式，每載波8個(gè)時(shí)隙可支持8個(gè)移動(dòng)電話，由于不同用戶位置的隨機(jī)性使得直放站接收到的移動(dòng)用戶上行信號(hào)電平強(qiáng)度不同，因此要求直放站對(duì)于不同時(shí)隙話務(wù)信道具有自適應(yīng)增益控制功能，但如果增益保持恒定，不能夠隨時(shí)隙信號(hào)的強(qiáng)弱自動(dòng)改變，必然嚴(yán)重影響直放站遠(yuǎn)端用戶的正常通話，縮小直放站的有效覆蓋范圍。 直放站工作增益應(yīng)控制在低于收發(fā)天線隔離度至少13dB的余量，并且具有隔離度監(jiān)測(cè)及增益自動(dòng)控制功能，否則當(dāng)直放站周圍環(huán)境偶然變化時(shí)，天線隔離度會(huì)降低并且發(fā)生自激，從而堵塞基站； 三階互調(diào)、雜散等參數(shù)符合直放站標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的指標(biāo)； 但在數(shù)字GSM網(wǎng)系統(tǒng)中，使用寬帶選擇式的直放站，由于是對(duì)所有頻段內(nèi)接收到的所有信號(hào)進(jìn)行放大，這樣在GSM網(wǎng)中就會(huì)出現(xiàn)同頻小區(qū)干擾、切換時(shí)掉話、降低基站的靈敏度、語(yǔ)音質(zhì)量差、直放站覆蓋范圍明顯縮小等現(xiàn)象，并且這種現(xiàn)象在基站密集的城市及周邊地帶更為明顯，嚴(yán)重影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。（3） 接收信號(hào)頻率選擇性衰落如圖8所示，由于空中信號(hào)傳輸多徑，會(huì)造成CDMA信號(hào)的頻率選擇性衰落。這種情況多出現(xiàn)在地形復(fù)雜的山區(qū)、丘陵地帶和樓群密集的城區(qū)，如圖7所示。工程中主要采用以下幾種方法：　　 增大收發(fā)天線的水平及垂直距離；　　 增加遮擋物，如加裝屏蔽網(wǎng)等；　　 增加施主天線的方向性，如使用拋物面天線；　　 選用方向更強(qiáng)的重發(fā)天線，如定向角度天線；　　 調(diào)整施主與重發(fā)天線的角度和方向，使兩者盡量背向。◆ 一是增大施主與重發(fā)天線的隔離度?！　】朔约がF(xiàn)象的方法有兩種：7 工程設(shè)計(jì)確認(rèn)通過(guò)儀器測(cè)試及實(shí)地通話測(cè)試，確認(rèn)工程方案是否達(dá)到原設(shè)計(jì)要求，如與原來(lái)有較大的出入，需對(duì)以下工作重新調(diào)整。CDMA直放站應(yīng)具有隔離度自動(dòng)控制和監(jiān)測(cè)功能，以保持其在各種外界環(huán)境下正常工作。在已達(dá)到設(shè)備的額定輸出功率要求，通過(guò)實(shí)測(cè)得出結(jié)果與以上計(jì)算的基本吻合。5　設(shè)備調(diào)整與調(diào)測(cè) 天線饋線與直放站正確連接，加電開機(jī)，設(shè)置直放站增益，使最大工作增益低于收發(fā)隔離度約12dB。收發(fā)隔離度分為水平隔離度和垂直隔離度。如果建筑物為一般磚墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮用建筑物隔離和拉長(zhǎng)距離的方法來(lái)滿足隔離度要求。為增大隔離度，施主天線與重發(fā)天線采用背對(duì)背安裝方式。直放站覆蓋城市邊緣的密集住宅區(qū)時(shí)，應(yīng)避免在樓群的正面選點(diǎn)（如圖3），因?yàn)镃DMA信號(hào)要直接穿透靠前的樓房，才可覆蓋到后面的區(qū)域，由于信號(hào)在穿透過(guò)程中衰減很大，信號(hào)強(qiáng)度將會(huì)很弱。直放站距離基站太遠(yuǎn)，源天線接收信號(hào)弱，則直放站前向輸出功率較小，覆蓋范圍較小，達(dá)不到增大覆蓋面的目的。2 站址選擇及定位如果為了擴(kuò)大基站覆蓋范圍，直放站應(yīng)安裝在基站覆蓋區(qū)邊界處?！　　?根據(jù)覆蓋要求確定設(shè)備具體安裝站址，準(zhǔn)備前期的基礎(chǔ)工程，如鐵塔、機(jī)房、供電、接地等；　　◆ 確定需要轉(zhuǎn)發(fā)的基站載頻號(hào)，并測(cè)試接收點(diǎn)信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)值；　　◆ 根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)值初步確定使用設(shè)備的類型，天線的使用類型，天線的安裝高度及位置；　　◆ 通過(guò)計(jì)算預(yù)測(cè)設(shè)備的工作增益、最大輸出功率值；　　◆ 根據(jù)設(shè)備的輸出功率及重發(fā)天線的類型預(yù)測(cè)設(shè)備開通后的覆蓋范圍及覆蓋效果。以光纖直放站延伸基站覆蓋，特點(diǎn)是投資少、見效快，能快速擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，特別是隨著近年技術(shù)的發(fā)展，光纖直放站不但性能穩(wěn)定，各種指標(biāo)滿足GSM規(guī)范要求，而且開通了監(jiān)控功能，使光纖直放站的建設(shè)和維護(hù)都非常方便，完全可以在GSM網(wǎng)上運(yùn)行。這個(gè)方案中，光遠(yuǎn)端機(jī)安裝在隧道口，光遠(yuǎn)端機(jī)的信號(hào)三功分后送入3面定向天線，其中2面覆蓋兩條隧道，另外1面覆蓋公路，很好地解決了該區(qū)域的覆蓋問(wèn)題。隧道內(nèi)無(wú)線信號(hào)傳播環(huán)境復(fù)雜，受隧道大小和轉(zhuǎn)彎等因素影響，無(wú)線信號(hào)衰減很快，一個(gè)基站的覆蓋范圍有限，因此，適合運(yùn)用直放站解決覆蓋問(wèn)題。光纖直放站一般收發(fā)天線相距較遠(yuǎn)，隔離度不需要考慮?？偟恼f(shuō)來(lái)，設(shè)置光纖直放站上行增益時(shí)需考慮基站發(fā)射機(jī)至直放站接收機(jī)的路徑損耗和并聯(lián)在該基站上光纖直放站的數(shù)量。rep12510Lgn 如果每一個(gè)直放站的路徑損耗相等，那么，n個(gè)直放站時(shí)，每一個(gè)直放站的增益G39?！　≡诰W(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，如果目標(biāo)覆蓋的范圍較大，需要到多個(gè)光纖直放站并聯(lián)才能完成覆蓋，這種情況下，基站接收端的噪聲為基站底噪聲與基站接收到各直放站噪聲的疊加，即， NPtotal=10lg[10NPBTS+?0(Nprep)］（Nprep）i為每一個(gè)直放站在基站接收端產(chǎn)生的噪聲，n為直放站的數(shù)量?！　≡诠こ虒?shí)際中，基站和直放站的噪聲系數(shù)一定，噪聲增量主要受直放站增益和基站發(fā)射機(jī)至直放站的路徑損耗的影響。噪聲增量與基站、直放站的噪聲系數(shù)、直放站的增益、基站發(fā)射機(jī)至直放站的路徑損耗有關(guān)。先從無(wú)線直放站引出相關(guān)的計(jì)算，直放站輸出的噪聲功率Np39?！　. 基站接收端的噪聲 在沒(méi)有引入直放站的情況下，基站接收端的噪聲為熱噪聲和基站噪聲系數(shù)之和，稱為基站底噪聲。 L=光纜損耗 + 連接器損耗 + 波分復(fù)用器的損耗=50+2+2＝。則對(duì)于50km遠(yuǎn)的光纜，就能計(jì)算光信號(hào)在傳輸系統(tǒng)中的衰耗為: 光纖直放站的核心部分是光端機(jī)，它的好壞影響直放站的傳輸質(zhì)量及可靠性，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)光端機(jī)質(zhì)量已相當(dāng)好，因此，光纖直放站的可靠性是不成問(wèn)題的，下面對(duì)傳輸距離進(jìn)行計(jì)算。 GSM數(shù)字移動(dòng)通信采用TDMA時(shí)分多址技術(shù)，每載頻分為8個(gè)信道分時(shí)共用，即每載頻8個(gè)時(shí)隙。 例如：針對(duì)某一個(gè)8信道的基站，要覆蓋50km遠(yuǎn)外一小鎮(zhèn)(5km覆蓋半徑)，其地形為準(zhǔn)平滑地形，則在此建一光纖直放站，其直放站所架天線位于20m高的房頂上一個(gè)30m的鐵塔頂部，饋線選SDY5022的低損耗(／m)電纜40m, 要求保證5km以上邊緣通信概率為50％。 要素：①覆蓋半徑，②話音質(zhì)量，②通信概率(可靠性)。） 　　輸出電平： 下行：20dBm 上行：20dBm 60dBm 　　兩頻三階互調(diào)產(chǎn)物：≤38dBc 　　噪聲系數(shù)：≤5dB（光接收機(jī)噪聲底為126dBm/CH）　　輸入輸出阻抗：50Ω 　　駐波比：≤5. 光纖直放站應(yīng)用及組網(wǎng)圖由于光纖直放站傳輸距離長(zhǎng)，避免了同頻干擾可全向覆蓋因而選址方便，且信號(hào)傳輸不受地理?xiàng)l件限制，特別適于郊區(qū)、鄉(xiāng)村邊遠(yuǎn)城鎮(zhèn)和地形復(fù)雜的山區(qū)以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)、丘陵地帶的通信盲區(qū)等。再送到光波復(fù)用器，同原傳輸鏈路的光信號(hào)()合在一起經(jīng)光纜傳到遠(yuǎn)端；，／電轉(zhuǎn)換，還原成下行信號(hào)，再經(jīng)遠(yuǎn)端主機(jī)內(nèi)部功放放大，由全向天線發(fā)射出去送給移動(dòng)臺(tái)。無(wú)線信號(hào)從基站中耦合出來(lái)后，進(jìn)入光近端機(jī)，通過(guò)電光轉(zhuǎn)換，電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，從光近端機(jī)輸入至光纖，經(jīng)過(guò)光纖傳輸?shù)焦膺h(yuǎn)端機(jī)，光遠(yuǎn)端機(jī)把光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，進(jìn)入RF單元進(jìn)行放大，信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后送入發(fā)射天線，覆蓋目標(biāo)區(qū)域。 一般來(lái)說(shuō)，如果能夠從基站敷設(shè)光纖至光遠(yuǎn)端機(jī)或現(xiàn)成的光纖網(wǎng)絡(luò)中有富余的纖芯，都采用普通雙光纖的方式解決光纖傳輸?shù)膯?wèn)題。 2. 光纖直放站的傳輸方式光纖直放站的最大特點(diǎn)是通過(guò)光纖進(jìn)行信號(hào)傳輸，光纖傳輸可以單獨(dú)敷設(shè)，也可以利用現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡(luò)。另外射頻信號(hào)能夠在很小的傳送損失的情況下被傳送到遠(yuǎn)達(dá)20公里的遠(yuǎn)處, 光纜很細(xì),容易鋪設(shè)。（2）設(shè)計(jì)和施工更為靈活 根據(jù)無(wú)線直放站的工作原理，無(wú)線直放站需把施主天線安裝在可以接收到CDMA信號(hào)的地方，而且接收信號(hào)強(qiáng)度不能小于－80dBm，所以無(wú)線直放站一般只能安裝在基站覆蓋范圍的邊緣，并向順著基站覆蓋的方向延伸覆蓋?！　　?對(duì)于10Ｗ（40ｄＢｍ）直放站，加入1臺(tái)直放站后，加入4臺(tái)直放站，將引入4ｄＢ左右的附加噪聲。統(tǒng)計(jì)表明，通常情況下，Iother/Iself可降低12％6％，容量增加23個(gè)用戶?！　　?安裝CDMA直放站時(shí)的系統(tǒng)容量　　 在單小區(qū)有直放站時(shí)，因?yàn)镮other/Iself=0，系統(tǒng)容量不變。下面分幾種不同的情況分析直放站引入對(duì)CDMA系統(tǒng)容量的影響：　　◆ CDMA系統(tǒng)容量　　比特能量與總的噪聲功能譜密度之比：Eb/No=PG/(V*(N1)*(1+Iother/Iself))　　系統(tǒng)容量：N=1+PG/(V*Eb/No(1+Iother/Iself))　　其中：PG=21dB　為CDMA系統(tǒng)處理增益，V為話音激活增益?！?下行鏈路的導(dǎo)頻時(shí)延　　在CDMA系統(tǒng)中使用直放站會(huì)產(chǎn)生定時(shí)時(shí)延和信號(hào)延時(shí)擴(kuò)散，如果時(shí)延較大，將使CDMA系統(tǒng)導(dǎo)頻碼的相位發(fā)生變化，產(chǎn)生掉話等。通常情況下，在郊區(qū)，上行鏈路的覆蓋范圍將收縮13％。9. CDMA直放站對(duì)CDMA系統(tǒng)的干擾　　在CDMA系統(tǒng)中直放站使用不僅可以消除盲區(qū)，而且還可以延伸基站的覆蓋范圍。 根據(jù)水平隔離公式：Iso＝22＋20lg10(d/λ)＋(GREPEATER TX＋GGSM RX)，則水平隔離距離為：d＝11m。CDMA直放站的情況與其不同，中國(guó)聯(lián)通的CDMA頻點(diǎn)為870MHz～880MHz，所以大多數(shù)直放站（在中國(guó)市場(chǎng)銷售的）的雙工濾波器的帶寬為870MHz～880MHz,其濾波特性