利用直放站提高公众移动系统的覆盖范围.doc

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1、利用直放站提高公众移动系统的覆盖范围ALFAHLSTROM瑞典阿尔贡系统有限公司直放站系统应用于GSM移动网络的时间并不长，因为GSM与此有关的标准05.05直到1994年才由ETSI提出并为SMG所接受。在蜂窝移动通信系统中使用直放站虽比此时稍超前一点，但是大规模采用直放站技术还是在新一代产品出现以后。概括地说，直放站通过放大基站上下行链路的信号来提高链路余量。根据放大信号的频带宽度，比如是对一段频带进行放大还是对GSM单个无线通道进行放大，直放站被分类为宽带可选型和通道可选型。直放站只能使用在网

2、络中需要扩大覆盖范围，但不需要增加容量的地区。通过增强中继效率等途径，直放站还可用来提高容量的利用率。直放站最通常的用法是填补蜂窝小区的空白区域。这些空白区域是由山丘、自然物等对无线信号的遮挡所形成的，同样它们也可以是被无线电波不能穿透的建筑物屏蔽的室内盲区。直放站还可以用于扩展蜂窝小区边界。安装直放站需要考虑的一些因素会导致在室内外应用上的许多不同限制，下面我们将详细讨论这些问题。1无线选择与隔离度直放站的使用使天线的应用范围扩大。通常情况下，直放站至少需要两副天线，因为这两副天线应用的目的不同，

3、因此要求具有不同的特性。一副天线(以下简称施主天线)用来拾取来自施主基站(BTS)的下行链路信号，并同时重新转发上行链路信号。由于通信是点对点的，所有具有高增益和窄水平波束的天线应当最适合。普遍性的倾向认为Yagi天线最符合要求，但实际情况确不行，因为一般来说Yagi天线在水平方向上具有相当高的侧瓣电平。与此相比30°～40°水平波束角的角反射器天线或对数周期天线会更适合这种特殊应用。另一副天线(以下称之为重发天线)用于将下行链路信号重发至覆盖区并拾取来自移动台的上行链路信号。在室外应用时，如要直放

4、站覆盖一个类似山谷这样的很大区域，这种天线可以是普通基站使用的定向型天线，但需具有很高的增益；在隧道覆盖中，最常用的是Yagi天线或螺旋状天线；在室内环境下，经常要求使用特殊设计的室内天线，甚至要构筑重发天线网络来完全地覆盖建筑物内的各个相互隔离的部分。室内天线的设计通常不需要像普通的基站天线那样应具备抗恶劣环境的要求。室内重发天线网络会引入较多的电缆和分配器损耗，因而通常仅使用于覆盖较小的区域。直放站提供可用增益的一个严格制约因素是施主天线和重发天线之间的隔离度。必须注意的是，直放站的增益决不可以

5、超过恰好不发生自激时的隔离度系数。所谓隔离度就是施主或重发天线任一有输入时反映到对方的该信号输出衰减程度。依据于环境电平的稳定情况，直放站增益和隔离度之间一般要求有10～15dB的余量。最新型直放站一般都有自激控制和监视功能。一般在室外基站的正前方向安装基站时隔离度通常是严格的制约因素，但在室内或隧道等场合应用时，由于山丘或建筑物对重发天线的屏蔽，通常可容易得到足够的隔离度。2噪声电平和灵敏度转移为简化讨论，这里引入了“有效施主路径损耗”(EDoPL：EffectiveDonorPathLoss)概

6、念。它是由从基站(即合路器输出或多路耦合器输入)的馈线接头到直放站施主端口的所有损耗和增益组成。在这里假设上行链路和下行链路的EDoPL是相等的（尽管实际情况并不都是这样）。同一基站由于参数设置不同，其噪声系数是变化的，通常情况下的变化范围为5～9dB。若给定GSM无线通道的热噪声系数(-121dBm,RNF@20°C)，到达基站的来自直放站的噪声电平为：－121＋RNF＋直放站增益－EDoPL(dBm),这数值将被附加到基站本身的热噪声系数(-121dBm)当中，在噪声受阻的系统中，这一关系对于直

7、放站的增益是较严格的因子，因为可用的最大增益(在上行链路)应为RNF+3dB小于EDoPL,以使其对基站的噪声影响减至最低，由此得出的结果表明，直放站的灵敏度转移比BTS本身会小近似10dB，在很多应用中，直放站所工作的系统是干扰受限的，因此从直放站引入到BTS噪声可以用干扰电平来代替。3饱和度如果到达基站（BTS）的信号电平足够大，GSM系统可以降低移动台的输出功率。该功能对直放站应当是透明的，不致使信号电平过高，使直放站达到饱和。由于开机后随着移动台达到满功率，在一般网络设计准则下应当是距离最近

8、的移动台达到基站的输出功率最大。许多直放站采用自动增益控制(AGG)技术，通过移动直放站的整个动态范围来进行补偿，但是AGG的工作对正在进行的通话的影响，特别是在移动台距离直放站很远时应慎重考虑。饱和度的问题在室内应用中是最重要的问题，因为室外应用倾向于将重发天线安装在较高的地方，最近的移动台也不能使直放站饱和，采用室内重发天线网络时，由于增加了馈线/分配器的损耗，同样可降低达到饱和度的风险。4定时超前和信号延时扩散直放站的滤波器会造成大约5μs左右的时延，这导致了使