淺談直放站在移動(dòng)通信中的應(yīng)用

覃啟竑

摘要：隨著我國(guó)移動(dòng)通訊的迅速發(fā)展，移動(dòng)通訊的用戶(hù)量正在不斷地增加，以至于蜂窩規(guī)劃越來(lái)越小，基站位置越來(lái)越低。直放站的使用作為實(shí)現(xiàn)“小容量、大覆蓋”目標(biāo)的重要手段之一，它可以在不增加基站數(shù)量的前提下保證通訊網(wǎng)絡(luò)覆蓋，因此直放站在移動(dòng)通信應(yīng)用中起著非常重要的作用。

關(guān)鍵詞：直放站；移動(dòng)通信；無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)；覆蓋區(qū)域

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）13-0067-03

1 直放站概述

被稱(chēng)為“中繼器”的直放站，是同頻放大裝置，是無(wú)線(xiàn)電發(fā)射中轉(zhuǎn)設(shè)備在傳輸中播放的無(wú)線(xiàn)通信信號(hào)增強(qiáng)器。鏈接處理放大相同的工作，通過(guò)上行鏈路發(fā)送到相應(yīng)的基站的覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)的上行鏈路信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)基站和移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)傳輸。在下行鏈路中，從施主天線(xiàn)現(xiàn)有覆蓋區(qū)域中，通過(guò)一個(gè)帶通濾波器的帶外信號(hào)的良好的隔離拾取信號(hào)的中繼器，濾波后的信號(hào)被功率放大器放大，再次被發(fā)送到覆蓋區(qū)域。

直放站的基本功能就是一個(gè)射頻信號(hào)功率助推器。中繼器可以“補(bǔ)盲”，該部門(mén)在無(wú)線(xiàn)基站覆蓋范圍已被封鎖，形成了一個(gè)“盲區(qū)”。中繼器“盲區(qū)”的信號(hào)放大的輻射之外的“盲區(qū)”，使“盲區(qū)”到非盲區(qū)。中繼這種效應(yīng)被稱(chēng)為“補(bǔ)盲”。

2 直放站工作的類(lèi)型

直放站作為一個(gè)核心產(chǎn)品，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性是非常關(guān)鍵的。直放站設(shè)計(jì)包括很多方面，從主要的射頻性能和監(jiān)測(cè)參數(shù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、可靠性和產(chǎn)品成本的分析，這將會(huì)影響產(chǎn)品在通信市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

從在通信網(wǎng)絡(luò)中所起的作用來(lái)看，直放站的主要功能就是放大從基站（下行）和移動(dòng)臺(tái)（上行）接收過(guò)來(lái)的有用信號(hào)，并將放大后的信號(hào)經(jīng)天線(xiàn)（或其他耦合方式）發(fā)送出去。通過(guò)這一方式提高系統(tǒng)基站的信號(hào)覆蓋能力。

根據(jù)信號(hào)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(jī)設(shè)備和從機(jī)設(shè)備（放在需要覆蓋的區(qū)域）組成，直放站的主機(jī)直接由基站射頻信號(hào)耦合（或無(wú)線(xiàn)方式接收基站射頻信號(hào)），將立足站的載體轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)頻點(diǎn)從機(jī)上，從機(jī)再次將是移動(dòng)的頻點(diǎn)頻率恢復(fù)到原來(lái)的基站，直放站主機(jī)，從機(jī)的高隔離度、直放站主機(jī)和從機(jī)實(shí)現(xiàn)之間的無(wú)線(xiàn)鏈路。

2.2 無(wú)線(xiàn)直放站

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

無(wú)線(xiàn)直放站是通過(guò)雙向中繼無(wú)線(xiàn)信號(hào)方式延伸了基站的無(wú)線(xiàn)覆蓋區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定地形的信號(hào)覆蓋。

2.3 光纖直放站

光纖直放站主要由光纖、光遠(yuǎn)端機(jī)和光近端機(jī)等幾部分組成。其中遠(yuǎn)端機(jī)和近端機(jī)包括射頻單元和光單元。無(wú)線(xiàn)信號(hào)從耦合的基站出來(lái)進(jìn)入近端機(jī)，把通過(guò)了的電光轉(zhuǎn)換，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，從近端機(jī)輸入到光纖，由光纖傳輸后遠(yuǎn)端機(jī)，再由遠(yuǎn)端機(jī)的光信號(hào)傳輸?shù)碾娦盘?hào)，進(jìn)入RF單元進(jìn)行放大，將信號(hào)放大后疏散進(jìn)入發(fā)射天線(xiàn)，從而覆蓋目標(biāo)范圍。

從附近的基站增益通信信號(hào)通過(guò)耦合方式傳輸?shù)焦饫w直放站近端機(jī)，通信信號(hào)將改變一般的光信號(hào)，通訊信號(hào)傳輸遙遠(yuǎn)的地方，通過(guò)遠(yuǎn)端機(jī)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換后，通信信號(hào)恢復(fù)無(wú)線(xiàn)信號(hào)，最后重發(fā)天線(xiàn)的發(fā)射。因?yàn)橥ㄟ^(guò)光纖發(fā)送，避免在傳輸過(guò)程中的通信信號(hào)，以空氣中的原來(lái)的無(wú)線(xiàn)信號(hào)干擾的可能性。

3 移動(dòng)通信直放站的應(yīng)用和對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響

直放站可以擴(kuò)大服務(wù)范圍，消除覆蓋盲區(qū)，如一些山谷地區(qū)的覆蓋；在公路、郊區(qū)增強(qiáng)覆蓋效率，還可以解決一些地下商場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)等信號(hào)弱的盲區(qū)。再將空閑的信號(hào)引到繁忙基站的覆蓋區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)疏忙。

3.1 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

由于多種原因，在某些服務(wù)區(qū)之間的局部區(qū)域仍然存在信號(hào)微弱的情況，但由于區(qū)域面積較小或者是無(wú)高話(huà)務(wù)需求，所以不適合建設(shè)基站，但可利用直放站改善該區(qū)域的信號(hào)狀況。

3.2 山谷地區(qū)的覆蓋

在山中常會(huì)遇到以下情況：目標(biāo)的覆蓋范圍位于山谷，?？拷局g的直線(xiàn)距離，但由于被高山阻擋，信號(hào)沒(méi)有辦法到達(dá)。這種情況下就要沿山谷或者拐點(diǎn)處選擇一個(gè)合適的地點(diǎn)作為直放站的趨勢(shì)。故直放站收到的信號(hào)方向和在某一角度，相當(dāng)于在直放站的基站信號(hào)傳送的信號(hào)方向轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)彎。直放站天線(xiàn)和天線(xiàn)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(shí)現(xiàn)。

3.3 公路、郊區(qū)和農(nóng)村的覆蓋

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路和高速公路的建設(shè)將逐步增加，覆蓋的道路進(jìn)入一個(gè)非常困難的問(wèn)題。直放站有效地節(jié)約資源，得到了廣泛的應(yīng)用，在這些地方，通過(guò)宏基站帶直直放站的方式在很大程度上節(jié)約了成本。在郊區(qū)或農(nóng)村地區(qū)，主要解決覆蓋問(wèn)題，在鋪設(shè)光纖的地區(qū)最好采用大功率光纖直放站擴(kuò)大信號(hào)覆蓋范圍。但在可以接收基站信號(hào)的區(qū)域，通過(guò)使用無(wú)線(xiàn)直放站的解決方案來(lái)解決信號(hào)的覆蓋范圍問(wèn)題，可以使用被轉(zhuǎn)移直放站的距離來(lái)增加信號(hào)的覆蓋范圍。

3.4 城市密集的地區(qū)

在擁擠的城市，用戶(hù)量較多，所以基站的數(shù)量也很多，信號(hào)范圍和強(qiáng)度也較好，直放站可以解決信號(hào)覆蓋小范圍的地區(qū)和建筑物。在建筑沒(méi)有普及光纖的情況下，不能夠使用無(wú)線(xiàn)直放站。隨著城市建筑物的不斷增加，對(duì)直放站數(shù)量的需求也相應(yīng)增加，這將有一個(gè)基站配置的情況許多筆直放大站。但直放站的引入必然對(duì)基站造成干擾，以增加沿直線(xiàn)放大站的數(shù)量，特別是引進(jìn)高效率的直放站，從而使系統(tǒng)干擾明顯加劇。

3.5 直放站應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響

現(xiàn)在移動(dòng)客戶(hù)需求量增加和高層建筑越來(lái)越多，在一些地下停車(chē)場(chǎng)、地下商場(chǎng)等區(qū)域，移動(dòng)信號(hào)較弱，手機(jī)也無(wú)法正常使用，這就是移動(dòng)通信的陰影區(qū)。間樓層受不同基站信號(hào)的影響，手機(jī)頻繁切換，甚至掉線(xiàn)，嚴(yán)重地影響了手機(jī)的正常使用；建筑物的高層，受基站天線(xiàn)的高度限制，信號(hào)根本無(wú)法覆蓋，因此也是移動(dòng)通信的盲區(qū)。直放站在一些地區(qū)建設(shè)投入使用后，專(zhuān)業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)做信號(hào)覆蓋測(cè)試，不僅大大地延伸了信號(hào)覆蓋，而且也改善了網(wǎng)絡(luò)的通話(huà)質(zhì)量，從這些可以看出，該區(qū)域安裝直放站后各項(xiàng)相關(guān)的指標(biāo)均有了很大的改善。

4 直放站存在的問(wèn)題

直放站在應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)通信信號(hào)的傳輸起著增強(qiáng)的同時(shí)也逐漸表現(xiàn)出自身的優(yōu)點(diǎn)和不足的地方，因此我們?cè)趹?yīng)用直放站通信的過(guò)程中應(yīng)注意避免。

第一，直放站的網(wǎng)絡(luò)管理功能和設(shè)備檢測(cè)功能不如基站，直放站出現(xiàn)問(wèn)題后不容易察覺(jué)。

第二，直放站不能增加系統(tǒng)的容量。

第三，直放站只能頻分不允許碼分，一個(gè)直放站往往將多個(gè)基站或者多個(gè)扇區(qū)的信號(hào)可以加強(qiáng)。

第四，使用直放站后，會(huì)增加噪音，使原理的基站工作環(huán)境惡化。

（下轉(zhuǎn)第32頁(yè)）

（上接第68頁(yè)）

總之，直放站作為移動(dòng)信號(hào)覆蓋的完善和延伸有著深刻的含義，一定要重視規(guī)劃、建設(shè)和維護(hù)的管理上到位，選用經(jīng)過(guò)層層質(zhì)量檢驗(yàn)合格的直放設(shè)備，將來(lái)一定會(huì)產(chǎn)生較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。目前，直放站已經(jīng)在國(guó)內(nèi)得到了重要的應(yīng)用，如今國(guó)內(nèi)外已有不少的商家紛紛推出正式商用的移動(dòng)通信直放站，相信在3G時(shí)代到來(lái)的時(shí)候，直放站會(huì)對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)起著重要的作用。

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

（責(zé)任編輯：周 瓊）