淺談直放站在移動通信中的應(yīng)用

覃啟竑

摘要：隨著我國移動通訊的迅速發(fā)展，移動通訊的用戶量正在不斷地增加，以至于蜂窩規(guī)劃越來越小，基站位置越來越低。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，因此直放站在移動通信應(yīng)用中起著非常重要的作用。

關(guān)鍵詞：直放站；移動通信；無線網(wǎng)絡(luò)；覆蓋區(qū)域

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）13-0067-03

1 直放站概述

被稱為“中繼器”的直放站，是同頻放大裝置，是無線電發(fā)射中轉(zhuǎn)設(shè)備在傳輸中播放的無線通信信號增強(qiáng)器。鏈接處理放大相同的工作，通過上行鏈路發(fā)送到相應(yīng)的基站的覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動臺的上行鏈路信號，以實(shí)現(xiàn)基站和移動臺的信號傳輸。在下行鏈路中，從施主天線現(xiàn)有覆蓋區(qū)域中，通過一個帶通濾波器的帶外信號的良好的隔離拾取信號的中繼器，濾波后的信號被功率放大器放大，再次被發(fā)送到覆蓋區(qū)域。

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

2 直放站工作的類型

直放站作為一個核心產(chǎn)品，移動通信網(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，這將會影響產(chǎn)品在通信市場的競爭力。

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

根據(jù)信號傳輸方式的不同，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耦合（或無線方式接收基站射頻信號），將立足站的載體轉(zhuǎn)移到另外一個頻點(diǎn)從機(jī)上，從機(jī)再次將是移動的頻點(diǎn)頻率恢復(fù)到原來的基站，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)之間的無線鏈路。

2.2 無線直放站

無線直放站的工作原理是從空間接收信號，將請求的空間信號盡可能純凈化，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，建議如果使用有線信號盡可能的引入方式，對不具備使用光纖覆蓋的地方使用光纖信號是行不通的，只能使用無線直放站，但是直放站施主天線必須具有足夠的方向選擇性。

無線直放站是通過雙向中繼無線信號方式延伸了基站的無線覆蓋區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對特定地形的信號覆蓋。

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。無線信號從耦合的基站出來進(jìn)入近端機(jī)，把通過了的電光轉(zhuǎn)換，將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，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)的光信號傳輸?shù)碾娦盘枺M(jìn)入RF單元進(jìn)行放大，將信號放大后疏散進(jìn)入發(fā)射天線，從而覆蓋目標(biāo)范圍。

從附近的基站增益通信信號通過耦合方式傳輸?shù)焦饫w直放站近端機(jī)，通信信號將改變一般的光信號，通訊信號傳輸遙遠(yuǎn)的地方，通過遠(yuǎn)端機(jī)光電信號轉(zhuǎn)換后，通信信號恢復(fù)無線信號，最后重發(fā)天線的發(fā)射。因?yàn)橥ㄟ^光纖發(fā)送，避免在傳輸過程中的通信信號，以空氣中的原來的無線信號干擾的可能性。

3 移動通信直放站的應(yīng)用和對網(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、停車場等信號弱的盲區(qū)。再將空閑的信號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)域仍然存在信號微弱的情況，但由于區(qū)域面積較小或者是無高話務(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)域的信號狀況。

3.2 山谷地區(qū)的覆蓋

在山中常會遇到以下情況：目標(biāo)的覆蓋范圍位于山谷，常靠近基站之間的直線距離，但由于被高山阻擋，信號沒有辦法到達(dá)。這種情況下就要沿山谷或者拐點(diǎn)處選擇一個合適的地點(diǎn)作為直放站的趨勢。故直放站收到的信號方向和在某一角度，相當(dāng)于在直放站的基站信號傳送的信號方向轉(zhuǎn)過一個彎。直放站天線和天線被放在兩旁的山，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)入一個非常困難的問題。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)大信號覆蓋范圍。但在可以接收基站信號的區(qū)域，通過使用無線直放站的解決方案來解決信號的覆蓋范圍問題，可以使用被轉(zhuǎn)移直放站的距離來增加信號的覆蓋范圍。

3.4 城市密集的地區(qū)

在擁擠的城市，用戶量較多，所以基站的數(shù)量也很多，信號范圍和強(qiáng)度也較好，直放站可以解決信號覆蓋小范圍的地區(qū)和建筑物。在建筑沒有普及光纖的情況下，不能夠使用無線直放站。隨著城市建筑物的不斷增加，對直放站數(shù)量的需求也相應(yīng)增加，這將有一個基站配置的情況許多筆直放大站。但直放站的引入必然對基站造成干擾，以增加沿直線放大站的數(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)用對網(wǎng)絡(luò)的影響

現(xiàn)在移動客戶需求量增加和高層建筑越來越多，在一些地下停車場、地下商場等區(qū)域，移動信號較弱，手機(jī)也無法正常使用，這就是移動通信的陰影區(qū)。間樓層受不同基站信號的影響，手機(jī)頻繁切換，甚至掉線，嚴(yán)重地影響了手機(jī)的正常使用；建筑物的高層，受基站天線的高度限制，信號根本無法覆蓋，因此也是移動通信的盲區(qū)。直放站在一些地區(qū)建設(shè)投入使用后，專業(yè)人員現(xiàn)場做信號覆蓋測試，不僅大大地延伸了信號覆蓋，而且也改善了網(wǎng)絡(luò)的通話質(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 直放站存在的問題

直放站在應(yīng)用過程中，對通信信號的傳輸起著增強(qiáng)的同時也逐漸表現(xiàn)出自身的優(yōu)點(diǎn)和不足的地方，因此我們在應(yīng)用直放站通信的過程中應(yīng)注意避免。

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

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，一個直放站往往將多個基站或者多個扇區(qū)的信號可以加強(qiáng)。

第四，使用直放站后，會增加噪音，使原理的基站工作環(huán)境惡化。

（下轉(zhuǎn)第32頁）

（上接第68頁）

總之，直放站作為移動信號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)過層層質(zhì)量檢驗(yàn)合格的直放設(shè)備，將來一定會產(chǎn)生較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。目前，直放站已經(jīng)在國內(nèi)得到了重要的應(yīng)用，如今國內(nèi)外已有不少的商家紛紛推出正式商用的移動通信直放站，相信在3G時代到來的時候，直放站會對無線網(wǎng)絡(luò)起著重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 時慶飛.光纖直放站原理及在鐵路移動通信的應(yīng)用

[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2010，（2）：38-40.

[2] 謝斌生.TD-SCDMA直放站的應(yīng)用分析[J].硅谷，2009，（17）：34.

[3] 陳承貴，羅克露，覃長來.太陽能直放站鎖相環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].通信技術(shù)，2009，（7）：15-17.

[4] 陳承貴，羅克露，覃長來.GSM太陽能直放站的研究與應(yīng)用[J].通信技術(shù)，2009，（6）：162-164.

[5] 唐養(yǎng)哲.CDMA系統(tǒng)中應(yīng)用光纖直放站的問題及優(yōu)化[J].電信技術(shù)，2009，（2）：83-85.

[6] 尚宏，唐養(yǎng)哲.無源反射板在移頻直放站組網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電信技術(shù)，2009，（1）：84-85.

[7] 徐勇，趙昆，費(fèi)磊.直放站自動測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].移動通信，2009，（2）：42-46.

作者簡介：覃啟（1973—），男（壯族），中國鐵建電氣化局集團(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）