直放站优化

直放站优化

1.直放站的安装

直放站作为一种移动通信实现无线覆盖的辅助技术手段，常用来解决基站难以覆盖的盲区或将基站信号进行延伸。由于直放站具有投资成本较低，安装灵活简便，可以迅速扩大无线覆盖的特点，在网络建设中，适当地引入直放站，采取以基站为主、直放站做适当补充的混合组网式是有意义的。一个直放站能否发挥作用，直放站安装地点的选择和调试的好坏非常重要，直放站要取得良好的效果，可以认为选址的选择和现场调试好坏占50%，直放站自身性能占50%。直放站技术相对较简单，价格便宜，如果不重视现场选点和安装，性能再好的直放站也很难发挥作用，如果直放站自激，将适得其反，使直放站成为网络隐患，严重影响原有网络的性能。我认为直放站的工程安装应注意下面几点。

1.1严格选择直放站的安装地点

选址的好坏对直放站的性能发挥起着举足轻重的作用。不能用户讲信号不好，就随便安装直放站，条件不具备时，不要勉强。如：导频PN较为混乱的地区、空中接收信号电平值小于-90dBm、隔离度达不到要求、网络产生干扰时都不适宜安装直放站。

1.1.1接收信号场强的要求

a．测试手机在欲安装施主基站的位置显示的信号（(导频信道)大于-85dBm.，且信号稳定b．设置增益=直放站最大输出功率－手机接受信号－天线增益－7dB

安装调试中直放站的增益和输出功率需要留有一定的储备余量。所以在调试时直放站的增益和输出功率需要留有5到7dB左右的余量。增益余量不足会引发直放站自激，功率余量不足使直放站过载，通信话音质量都会明显下降甚至引起系统瘫痪。

1.1.2是否满足安装条件

a.有无安装位置(施主天线和业务天线的位置、直放站的放置位置)

b.附近有无电源(220VAC或24/48VDC)

c.有无接地网、接地电阻是否合格

d.业务天线的安装位置的高度是否够高（一般要求为制高点，和欲覆盖地区之间没有明显的阻挡）

e.考虑设备的安全问题

1.1.3保证天线的隔离度

a. 施主天线与业务天线的夹角尽量大于90度

b. 施主天线和业务天线的正面避免有反射物

c. 施主天线和业务天线之间最好有阻挡物

如果地形条件受限制，无法进行较好的隔离，可以考虑采用人为增加隔离度：在施主天线和业务天线之间人为架设金属隔离网、隔离墙等。

d. 确保不对同址和邻近GSM基站产生干扰

干扰是一个相互作用的问题，由于CDMA系统是一个扩频系统，所以抗干扰能力很强，一般情况下GSM系统对其干扰很小，所以问题主要集中在CDMA系统对GSM系统的干扰上。CDMA系统的880MHz与GSM 系统的890MHz频点最为接近，也最具有代表性。产生干扰的原因就是同址站之间的隔离度不够。根据GSM技术体制，GSM接收机的灵敏度为-104dBm，信噪比9dB。

为了克服干扰我们有三条隔离准则需要遵守：

1. 被干扰基站从干扰基站接收到的寄生辐射信号强度应比它的接收噪声限低10dB；

2. 在被干扰基站生成的三阶互调干扰（IMP3）电平应比接收机噪声限低10dB；

3. 受干扰站从干扰站接收到的总载波功率应比接收机的1dB压缩点低5dB。

根据以上条件，计算隔离距离：

* CDMA直放站的频带外杂散：37－65＝－28（dBm/30KHz）

* GSM系统能允许的最大杂散干扰：－104－9－10＝－123（dBm）

* CDMA直放站信号在890MHz处的电平强度（已经过双工滤波器）：－28－60＝－88（dBm）* 隔离余量：－88＋10lg(200/30)－(－123)＝43（dB）

根据垂直隔离公式：Iso＝28.0＋40lg10(d/λ)，则垂直隔离距离为d＝2.4m。

根据水平隔离公式：Iso＝22＋20lg10(d/λ)＋(GREPEATER TX＋GGSM RX)，则水平隔离距离为：d＝11m。

e.保证接收信号无导频污染

目前有的地市联通CDMA使用的频点相对固定，如果接收信号导频污染，那么经过直放站放大以后的信号仍不能改变，通话质量严重下降。所以在选择站点时，尽量避开这些区域或者利用有利地形和遮挡物避开其中一些导频信号，使接收信号尽可能纯净。另外选择方向性更好的天线精确对准施主基站，可以达到良好的效果。

1.1.4基站的方位图和与直放站设计有关的基站参数

加入直放站的基站，其相应的扇区PN搜索窗口应加大。在基站控制器（BSC）设置时，有一个参数是控制扇区PN搜索窗口的大小的，平时这一参数是由扇区的覆盖半径决定。加入直放站后，该扇区的电波传播延时有所扩大；相应的扇区导频搜索窗口应由扇区的覆盖半径、直放站覆盖距离和直放站自身延时共同决定。提供四个搜索窗口的宽度，可以避免因为窗口太小而引起的覆盖区边缘不能实现通信的问题。

1.1.5业务天线方向

直放站站址应避免施主天线与重发天线方向夹角小于90度的情况，尤其是两天线方向相同的情况。两天线的辐射场图重叠，隔离度很难达到要求。馈线问题。

1.2.在施工还应该注意的问题

我们知道任何一种物质的传递，都需要另一种物质为媒介。而当直放站接收到基站信号前后都有一段信号的传递，而馈线正是这段信号的媒介传递物，我们知道任何一种型号的馈线对信号都有一定的衰落，而且随着馈线的加长信号的衰落就越大，也就是说馈线越长信号的衰减就越大。因此，有时直放站开通后，输出信号太弱，导致覆盖面积减小。这时不防看看你的馈线是否太长。

1.2.1接头问题

信号不稳定，时强时弱

当直放站开通后在路测过程中发现信号时强时弱，很不稳定，这时不防查看您的馈线接头是否做的规范，馈线接头与直放站主机，天线是否连接好。

1.2.2BCCH的选择与输出功率

当输出功率稳定且较好，但不能通话时，检查基站是否开了调频，通话质量不好，且易掉话时，检查放大信号是否为同一小区。

1.2.3天线问题

当在测试过程中发现目标区域信号信号太差，或位置偏移时应当调整定向天线的方向性。当覆盖距离较近时，应当使直放站的输出功率减小或调整天线的机械下倾角。

2.在设计上直放站用于室内覆盖的探讨

2.1无线信号在室内的传输

这是一个极其复杂的过程，室内覆盖路径损耗参考的经验公式（以G网数据为例）： L=C1M+20Lgd(米)+0.3d+∑Li

L为路径传输损耗

C1M为相距1米的两副天线的耦合衰减

d为手机天线和室内业务天线之间的最远距离

∑Li 为路径损耗附加值，一般取20dB

厚玻璃：8dB/隔墙：5-15dB/预制板：20-30dB/天花板：5-10dB/轿车：10-20dB 由于，目前各个联通分公司对室内分布系统的要求各不相同。

2.2天线分配情况

由于要求在楼层内的信号全覆盖，所有角落信号电平优于-75dBm（包括楼层的边缘地带、洗手间、消防步行梯等）；对于C网信号，因为室外基站的信号到达楼内电平很高，通过增加数面天线，强行压过室外信号。需要说明的是：CDMA800信号的频率较低，对墙体的穿透能力强（相对于DCS1800信号），同时，外界的C网信号进入到楼内的信号也很强，而C网信号的切换又不能通过门限电平加以控制，所以，楼层内的分布天线要尽量安装于楼层内的边缘地带。

2.3曾经出现的问题分析

手机不能正常接通，接通率很低；导致此现象的原因有以下几个方面：a、基站收/发信机自身的背景噪声较大，无法正常接收来自大楼内的上行信号；b、要有效地控制有源放大设备的背景噪声、避免设备的系统时延参数线性叠加；c、如果是利用光纤方式引入信号，就必须严格地计算从基站到大厦的光纤长度，而光信号在光纤内传输的距离应按照实际传输

距离/光纤长度为3：2估算，如果估算误差太大，在基站正常的码片搜索窗时间内，就无法进行正常的接续；d、如果C网直放站（宽频）输出功率的标称值10W（实际为包络功率即总功率），在正常核算信号电平时，应该按单频功率输出33dBm左右进行分配。

2.4 有源设备的噪声、时延

在设计方案时，严格地控制设备的信号输入电平及其增益80~90dBm指标，确保了设备本身的噪声电平最大值（≤5dBm）、甚至≤3dBm；需要阐明的是：如果背景噪声太高，会造成许多负面的影响：室内分布系统运行质量的指标严重恶化，同时，也会影响了相对应的基站，背景噪声电平极大地增加，严重时，可能导致基站无法正常的接收来自大楼的室内信号；另一负面影响是，背景噪声太大，有可能降低基站的有效覆盖半径减小。

2.5地下停车场的覆盖

由于在大厦内工作人员专车较多，而大楼有3层地下停车场，停车位很多，因此，停车场的信号覆盖质量尤其重要。地下1、2、3层的所有角落进行了多次测量（电性能，平面尺寸等），对设计方案又更进一步优化，最后在仅增加了一部份无源器件的前提下，使问题迎刃而解。需要说明的是：

2.6手机状况

目前，在社会上相当数量的用户使用的手机，从价格上来讲是比较高档，但是其接收灵敏度并不太好，况且部分领导专车对信号的屏蔽作用又比较强，致使车内/外的信号电平差高达20dBm，尤其是从地上→地下1、2、3层的转弯道信号就更差，几乎是盲区，无法保证开车时的正常通话；正是由于地下停车场的结构比较复杂，所以要合理地分布天线，尤其是对车道的转弯处进行有效地覆盖。

2.7覆盖死角

针对于消防步行梯的过道/地下停车场的转弯道等地方，用传统的全向/定向天线覆盖有一定的技术和施工难度（若要满足技术指标，就会导致成本的增加），是否可以考虑用泄露电缆的方式进行覆盖？当然，这其中涉及到许多方面，如：技术的可行性；泄露电缆的布放（可以在大楼施工期间，建议运营商同步进行）。

2.8新增项目

目前，联通公司对室内覆盖系统的要求已经增加了一些新的内容：特殊大楼内，要求超过100%的信号覆盖质量；大楼内的洗手间及消防步行梯的过道（男士吸烟处）；地下停车场的转弯道、地下与地上的无缝隙切换（因为，现在的移动网络优化并不完善）；对大楼的成本投资有性能/价格比的要求，而对一些特殊的大楼，从原则上讲，并无价格的严格界限，而更多的是技术上的超标要求。从整体来看，新的技术要求是，从一开始的补盲（回收话务

量）过渡到现在的提高网络服务质量、无缝隙切换甚至延伸到大楼内的每一个角落，这一更高标准的要求。

2.9对于运营商特别指定的物业

例如：要求在大楼内的移动用户必须使用室内分布系统的信号，则楼层内的天线尽量安放于楼层内的边缘地带；反之，若是一般的物业，大楼内的信号分布天线尽量安放于过道的交叉口。

2.10电梯覆盖

电梯内的信号覆盖，可以有以下几种方法：天线分布的位置沿着同一方向分布（电梯内可以布置馈线并安装天线）；从二端向中间覆盖（覆盖效果较好）；从中间向二端覆盖；（电梯井的中间部位有进线孔，施工方便、设计方案简单，并且能有效地降低成本）。如果电梯内不允许安装馈线及天线，可在每一层的电梯口处用全向天线覆盖（效果类同于，但是，总体方案造价高）

2.11测试注意点

技术人员在站点测试时，要注意：了解大楼的总高度；清楚地下停车场的车道转弯处的技术要求/以及走线的详细路线图；楼层内平时人员长去的地方：休息间/洗手间/消防步行梯（男士抽烟），在分布天线时，尽量向这些区域靠近。

3.直放站的噪声系数对基站的影响

直放站的噪声系数对施主基站的影响主要是指直放站的上行噪声引入施主基站，从而降低施主基站接收机的接收灵敏度，减小了施主基站的覆盖范围。

直放站是一个有源设备，一般性能较好的直放站上下行的噪声系数都应小于5dB，我们以此值作为讨论的基础。

首先介绍两个概念：KT(热噪声密度)和EDoPL(有效路径损耗)。

KT(热噪声密度)为设备内部电子热运动引起的噪声，是所有设备都固有的，它只和温度有关。K为波滋曼常数，T为绝对温度。在温度为20℃时KT(热噪声密度)为：－174dBm/Hz。 EDoPL(有效路径损耗)就是指基站输出口到直放站的输入口的总的路径损耗。无论信号是通过空中传播或通过光纤传输。

直放站的噪声经过放大（直放站的上行增益）和有效路径损耗后进入基站，和基站接收

机的噪声叠加就会提高接收机噪声电平。

直放站的噪声到达基站接收机输入端的等效热噪声电平N in ：

N in=K*T*B + NF rep ＋ G rep

－ EDoPL

K*T: 热噪声密度 B:系统信道带宽

NF rep ：直放站噪声系数 G rep ：直放站增益

EDoPL ：有效路径损耗

基站接收机等效热噪声电平：

Nbts ＝K*T*B + NFbts

K*T: 热噪声密度 B:系统信道带宽

NFbts ：基站接收机噪声系数

基站接收机等效热噪声电平升高ROT （Raise Over Thermal ）

ROT=10Log 【（10Nin/10+10Nbts/10）/10Nbts/10】

设噪声注入裕量NIM (Noise Injection Margin)

NIM ＝10Log （10Nbts/10/10Ni/10）

ROT=10Log （1＋10

-NIM/10）

例一： 设EDoPL 为90dB, 直放站增益设为90dB （这时直放站下行输出功率和基站一样），直放站和基站的噪声系数5dB, 为保持上下行链路平衡，上下行增益设置一样。利用前边的公式可以得出:

Out 40dbm 直放站 EDoPL=OUT －IN 基站

ROT=3dB

结论：直放站的引入使基站噪声电平提高3dB，接收机灵敏度降低3dB，施主基站覆盖范围缩小20－30％，同样直放站的覆盖范围也要相应减小。

例二：

设EDoPL为90dB, 直放站增益设为85dB（直放站下行输出功率比基站小5dB），直放站和基站的噪声系数5dB, 为保持上下行链路平衡，上下行增益设置一样。利用前边的公式可以得出:

ROT=0.8dB

结论：直放站的引入使基站噪声电平提高0.8dB，接收机灵敏度降低0.8dB，施主基站覆盖范围缩小较少。

通过以上两例可以看出，当直放站增益设置比有效路径损耗减直放站的噪声系数小时，直放站对基站的影响比较小（如果在此基础上再留5dB的余量，直放站对基站影响将会更小：<0.3dB），此时直放站的输出功率比基站功率低。如：施主基站输出43dBm(20W), 直放站噪声系数5dB, 在使用直放站时最大输出功率应小于38dBm. 光纤直放站也要遵循同样原则。使用同样方法可以计算出一个施主基站带多台直放站是对施主基站总体的影响。

4.直放站的杂散和互调对系统的影响

移动通信系统中使用直放站可以经济、迅速、有效的填补盲区，改善网络质量，给运营商带来可观经济效益，因此在网络中得到广泛的应用。但是直放站本身是个有源设备，它自身的噪声系数和产生的杂散、互调信号如果控制不好又会对网络产生干扰，降低网络的质量，严重时会造成系统瘫痪。下面就直放站产生的杂散和互调对网络自身产生的影响做一下简单的分析。根据IS95规范和国家无委的检测标准，GSM直放站产生的杂散和互调信号在9KHz-1GHz时小于-36dBm，在1GHz-12.75GHz时小于-30dBm。如果严格按照此标准执行，直放站的引入对系统的影响较小。

直放站的杂散和互调的产生主要来自于直放站内部的功放模块，从目前全球功放模块的生产水平来看，国外高水平功放模块生产厂家生产的输出功率30W以下的功放模块可以满足IS95规范要求的杂散指标，但互调指标都不能满足要求。目前最好的大功率功放模块（输出功率2W以上）互调指标最好只能达到50dBc（国产20W功放模块的互调指标在35-40dBc）。对于信道选择直放站来说，由于每一个信道单独使用一个功放模块，输出时又通过一个

200KHz的滤波器滤波，杂散和互调信号得到很好的抑制，因此可以保证整机输出的互调指标满足要求。对于带宽选择直放站来说所有的信道都共用一个功放模块，而后级的滤波器是一个宽带滤波器，对通带内的互调信号没有抑制作用，因此很难满足IS95规范的要求，这也是国家无委不给检测大功率宽带直放站的原因。

4.1杂散和互调对系统的影响

对其它运营商的影响：

当一个运营商(联通或移动)开通了一台杂散和互调较高的直放站时会对附近另一个运营商的下行信号造成同频干扰。

如：运营商A欲在一四层楼上安装一台直放站，杂散和互调为-36dBm（满足无委指标），杂散和互调信号和有用信号一起通过17dBi的业务天线发射，那么杂散和互调信号在天线正面的输出强度为-18dBm，根据自由空间无线信号传播公式（相距10米衰减大约50dB，相距100米衰减大约70dB，相距1公里大约衰减90dB）可以算出对其它运营商的下行信号带来的同频干扰。在无阻挡环境下天线正前方100米以内同频干扰大于-88dBm，这时如果另一运营商的信号强度低于-79dBm，就会造成无法接通的情况发生。

通过上例可以看出虽然直放站的各项指标都能满足无委的测试指标，在一定的条件下仍会对系统产生干扰。因此厂家生产的各类直放站充分考虑到这个问题，在设计生产中采用了性能更好的功放模块和滤波器，保证落在另一运营商频带内的直放站的杂散和互调信号小于-50dBm。从而保证了在无阻挡环境下天线正前方50米以内同频干扰小于-99dBm，有效的消除了运营商之间的干扰。

对相邻基站的影响：

使用大功率宽带直放站时由于互调指标比较高，如果互调信号正好和附近本运营商基站的信号是同频，输出时后级宽带滤波器对它们不产生任何抑制，那么会产生严重的同频干扰。

如：直放站输出功率10W，一般三阶互调40dBc，三阶互调实际输出电平（0dBm），如施主基站使用101、105两个载波，三阶互调信号就回落在97和109两个载波上，通过17dBi 的天线向外发射，那么在业务天线前方使用97和109载波的基站就会受到不同程度的同频干扰，造成掉话率升高，切换失败率提高等问题。

厂家生产的各类直放站充分考虑到这个问题，在设计生产中采用的功放模块都是加拿大生产，目前性能最好的射频功放模块，互调指标大于50dBC，可以较好的减少这方面的干扰。

对自身上行信号的影响:

直放站下行功放产生的杂散和互调信号通过直放站内部的双工器进入上行信道，如果此

信号过高就会严重干扰上行信号，造成直放站的覆盖范围降低。

如：直放站的杂散和互调为-36dBm（满足无委指标），双工器的隔离度为70dB，下行功放产生的杂散和互调对上行信道的干扰为-106dBm，再加上直放站的噪声系数5dB，噪声电平达到-101dBm，为保证GSM要求的最小载噪比9dB，所需最小上行信号电平应大于-92dB。假如直放站输出功率每载波5W（37dBm），手机最大输出功率2W（33dBm），那么直放站实际覆盖距离是下行信号电平为-87dBm，低于此电平值，手机用户将会因为上行链路信噪比不够而无法通话。这也是许多厂家生产的直放站输出功率很大，但覆盖距离很近的原因之一。

厂家生产的各类直放站在设计时充分考虑到这个问题，下行功放产生的杂散和互调在上行频段内小于-50dBm，双工器的隔离度达到80dB，下行功放产生的杂散和互调信号对上行信道的干扰小于-130dBm，远低于热噪声电平，再加上上行噪声系数只有3dB，从而保证了厂家生产的直放站在直放站覆盖范围内手机接收信号电平为-100dBm时仍能正常通话。

5.关于测试

为了减少上述情况的提出以下的要求：

1、一定要配备足够的测试仪器仪表，一定要有频谱分析仪、信号发生器、驻波测试仪

等关键仪表。

2、为确保直放站不干扰基站，要求直放站的反向底噪在达到基站之前要被衰耗掉，即

反向底噪减施主基站到直放站施主天线口的路径损耗之值要G网小于-120dBm，C 网小于-117dBm这一点各型直放站都要注意。

3、城区的室内射频直放站的施主天线不得放于高楼顶，最高不得高于7楼。

4、射频直放站的施主基站选择最好用扫频测试机或同等设备进行扫频测试，尤其是市

区直放站，选取离直放站最近，Ec/Io值最好的导频基站，并利用施主天线的方向性尽量压低第二号导频的Ec/Io值，测试结果要提交各市分公司。

5、直放站接收的施主信号的Ec/Io值要≥—8dB，达不到要求则不得安装。

6、一定要注意CDMA服务天线和GSM基站天线的隔离，不得让CDMA直放站干扰GSM基

站。

7、直放站的覆盖区域应达到预期的要求，直放站厂家应提供覆盖目标区域的路测报

告：前向链路接收信号强度图、Ec/Io图、反向功率图、FER图等。