直放站产品原理培训教程.ppt

1,课程安排,一、 各类直放站的作用、原理 二、 直放站系统的主要技术指标,2,讲座内容,从上、下行分离形式分类 从应用形式分类,一、各类直放站作用、原理,3,一、各类直放站作用、原理,1）从上、下行分离形式分为：频分双工直放站和时分双工直放站,频分双工直放站，上、下行分离通过双工器实现,时分双工直放站，上、下行分离通过开关切换实现,4,2）从应用形式上分为：,无线载波选频直放站 无线频段选频直放站 光纤直放站 移频直放站 干线放大器 基站放大器,一、各类直放站作用、原理,5, 无线载波选频直放站,一、各类直放站作用、原理,特点： 只转发所需频点的RF信号 收发天线隔离度要求高 一般采用独立载频放大技术，交调指标高，又可以采用合 路放大技术 产品能工作在两信道或四信道，可扩展 结构复杂，成本高,6, 无线频段选频直放站,一、各类直放站作用、原理,特点： 对所选频带信号转发，有所需信号，也可能有其它无关信号 收发天线隔离度要求高 带宽可调（分为任意可调和单边可调） 结构简单、相对成本低高，但交调指标不如载频选频独立功放 BTS改变工作频率不需要重新设置工作载频,7, 光纤直放站,一、各类直放站作用、原理,8, 光纤直放站,一、各类直放站作用、原理,特点： 利用光纤传输，室内：布线方便，频带宽。 室外：远距离传输一般可达20km 收发天线隔离度要求不高 可与BTS直接耦合，保证信源纯净（也可采用无线耦合） 一般可用于一拖多远端场合,9, 移频直放站,一、各类直放站作用、原理,特点： 移频转发，收发天线隔离度要求不高，选址容易 占用频点比同频直放站高一倍 技术复杂、难度大,10, 干线放大器,一、各类直放站作用、原理,特点： 用于室内分布系统，补偿电缆分支分配损耗,11, 基站放大器,一、各类直放站作用、原理,12,一、各类直放站作用、原理,特点： 三种形式： 塔顶双向功放、塔顶上行放大、基站功率放大器 补偿BTS天线电缆损耗，在天线口恢复发射功率及恢复接收灵敏度, 基站放大器,13,二、直放站系统的主要技术指标,1、最大增益,定义：是指直放站在线性工作范围内对输入信号的最大放大能力。 要求：厂家声明值的3dB之内。,2、标称最大输出功率,定义：是指直放站在线性工作范围内，在最大增益下所能达到的最 大输出功率。 要求：厂家声明值的 dB之内。,3、自动控制电平（ALC）,定义：是指当直放站工作于最大增益且输出为最大功率时，增加输入信号电平，直放站对输出信号电平的控制能力。 要求：输入增加10dB，输出功率保持在最大输出功率 2dB之内。,14,二、直放站系统的主要技术指标,4、噪声系数,定义：是指直放站在工作频带内，正常工作时输入信噪比与输出信噪比之比。 。 要求：室外覆盖用直放站：5dB。 室内覆盖用直放站：6dB。,噪声系数:用于表示信号经过直放站信噪比恶化程度。它是表示直放站性能的一项重要指标。 特别注意：噪声系数同直放站的输入灵敏度和输出噪声电平都相关。,15,二、直放站系统的主要技术指标, 输入端噪声电平Pinn=10logkT+ 10logBW+NF =-174dBm(mw/Hz)+ 10logBW (Hz) +NF (dB) 如GSM ,BW=200kHz ，假设: NF=4dB 则 Pinn = -174dBm+53+4=-121+4=-117dBm,16,二、直放站系统的主要技术指标, 输出端噪声电平Poutn=10logkT+ 10logBW+G+NF 假设 G=95dB ， BW=200kHz， NF=4dB 则 Poutn = -174dBm+53+4 +95 =-121+4 +95 =-22dBm K：波尔兹曼常数，1.3810-23J/K T：环境温度，常温取293，相当于20, 多级放大器级联后系统输入噪声系数，并非第一个放大器的噪声系数 （线性值） 特别是ATT+NF2接近G1（对数值）的情况下，NF会显著恶化， 假设NF1=4dB， G1=20dB，ATT= 20dB， NF2=4dB， 则NF=7dB,17,二、直放站系统的主要技术指标,5、杂散发射,定义：是指除去工作载频以及与正常调制相关的边带以外的频率上的辐射。 要求：不同的系统要求不一样，并且在不同的频点要求不同。,6、互调衰减,定义：当以工作频带内的两个信号输入直放站后，由于直放站的非线性而在其输出口产生互调产物。互调衰减是指对这些互调产物的抑制能力。 要求：不同的系统要求不一样。,18,二、直放站系统的主要技术指标,7、带外抑制,定义：是指直放站对工作频段外信号的抑制能力，直放站在放大所需信号的同时，理论上不应该放大不该放大的信号。直放站带外抑制主要靠中频SAW滤波及RF滤波器实现。,19,直放站主要性能指标,1、主要无线指标及公司基本要求, 工作频段:线性状态，实际工作频率范围 带内波动：有效工作频带最大最小电平差（峰峰值） 最大输出功率：线性状态最大功率 最大增益：标称值2dB ALC电平: 最大输出功率2dB 噪声系数：室外：3.5dB，室内：4dB ； 增益调节范围(ATT)、步长及误差： ATT范围：40dB（室外）； 2530dB（室内） 步长1dB，误差：20dB以内 ：1dB、2040dB：1.5dB 特别注意：步长误差实现较难，注意采用标准电路,20,直放站主要性能指标,1、主要无线指标及公司基本要求（续）, 传输时延： 1.5s（宽带）； 5 s （中频SAW） 输入信号动态范围 抗烧毁功率：13dBm 驻波比：1.3 或 1.4 频率误差： 510-8 带内互调衰减： -36dBm（GSM） -15dBm（CDMA） 杂散发射： -36dBm 9kHz1GHz(其中各不同频段还有特别要求) -30dBm 1GHz 12.75GHz,21,直放站主要性能指标, 带外抑制（带外增益）,不同体制有不同要求 信号失真指标（以后设计要特别关注） 光发射功率：0dBm 光接收功率： -100dBm 最大光路损耗：室内：2dB，室外：10dB 最大光传输距离：与体制有关，一般室内2km，室外20km (21) MTBF：室外站50,000小时,1、主要无线指标及公司基本要求（续）,22,直放站主要性能指标,2、其它指标, 工作电压：AC220V：155285VAC/50Hz DC-48V：-72-36V DC+24V：2230V 电源功耗 外形尺寸 重量 工作温度：室外：-40+55，室内：-20+40 相对湿度：95% 防护等级：符合IP55或IP65 监控备用电池供电时间：约5h,23,直放站指标特别注意,1、最大增益、最大输出功率、自动控制电平（ALC）,最大增益：是指直放站在线性工作范围内对输入信号的最大放大能力，一般指标3dB之内。 最大输出功率：是指直放站在最大增益下，所能达到的最大功率，一般指标 dB之内。 特别注意：以上两个指标并非直放站进入ALC状态下的增益和输出功率。,24,直放站指标特别注意,ALC自动电平控制：是指当直放站工作于最大增益且输出为最大功率时，增加输入信号电平，直放站对输出电平的控制能力，主要目的是保护功放。指标要求：输入增加10dB，输出功率保持在最大输出功率 2dB之内。 特别注意：ALC功率不同于最大功率，ALC功率要更严特别对于大功率直放站。不同的移动体制对ALC起控时常数要求不同： TDMA方式希望能时隙快速起控，ALC时常数小。 CDMA方式希望最好不起控起控，ALC时常数大。,25,直放站指标特别注意,对TDMA时常数不同，起控效果不一样,新人注意不要更改电路,26,直放站指标特别注意,对CDMA，由于峰值功率， 希望ALC时常数比较大，不影响信号波形,27,直放站指标特别注意,噪声系数:是指直放站在工作频带内，正常工作时输入信噪比与输出信噪比之比。用于表示信号经过直放站信噪比恶化程度。它是表示直放站性能的一项重要指标。 特别注意：噪声系数同直放站的输入灵敏度和输出噪声电平相关，从工程应用平衡角度也同直放站的输出发射功率有关。,NF,灵敏度SUP降低，输出噪声电平PUPOUTN更高,28,关于噪声系数熟记以下公式和换算, 输入端噪声电平Pinn=10logkT+ 10logBW+NF =-174dBm(mw/Hz)+ 10logBW (Hz) +NF (dB) 如GSM ,BW=200kHz ，假设: NF=4dB 则 Pinn = -174dBm+53+4=-121+4=-117dBm,29,关于噪声系数熟记以下公式和换算, 输出端噪声电平Poutn=10logkT+ 10logBW+G+NF 假设 G=95dB ， BW=200kHz， NF=4dB 则 Poutn = -174dBm+53+4 +95 =-121+4 +95 =-22dBm K：波尔兹曼常数，1.3810-23J/K T：环境温度，常温取293T=273+C C摄氏温度, 多级放大器级联后系统输入噪声系数，并非第一个放大器的噪声系数 （线性值） 特别是ATT+NF2接近G1（对数值）的情况下，NF会显著恶化， 假设NF1=4dB， G1=20dB，ATT= 20dB， NF2=4dB， 则NF=7dB 参考计算方法AppCAD,30,直放站指标特别注意,输入动态范围： 直放站输入动态范围：最小接收电平主要取决于噪声系数，而最大输入电平则取决于前级放大器的线性及ALC起控能力。,直放站输入IP3：一般要求10dBm,31,直放站指标特别注意,互调衰减和杂散发射： 是无线电发射设备包括直放站的一个重要指标。由于互调和杂散既干扰其它无线设备，也造成自身信号质量下降：,不同体制的直放站对工作频带带内、带外互调和杂散都有明确要求,设计中应特别关注。,fp-本振信号,32,直放站指标特别注意,带外抑制（带外增益）： 是指直放站对工作频段外信号的抑制能力，直放站在放大所需信号的同时，理论上不应该放大不该放大的信号。直放站带外抑制主要靠中频SAW滤波及RF滤波器实现。,33,直放站指标特别注意,信号质量指标 GSM：载波功率包络：有频谱模板 输出调制频谱: 100KHz +0.5dB 峰值相位误差：20 RMS（均方根）相位误差： 5 CDMA：波形质量因数 WCDMA：EVM矢量幅度误差 峰值码域误差,34,直放站指标特别注意,光波长、光损耗、传输距离、射频/光损耗 常用光波长：1.31m和1.51m，每公里光损耗分别为0.4dB和0.35dB，波分复用传输两路信号：,最大光传输距离：与光发器件有关 与移动体制和网络优化有关：一般LD激器件，适合低速短距离，直放站最大光传输距离5km，DFB激器件（分布反馈）一般用于高速远距离传输，如用直放站在20km。 光损耗与射频耗损关系：光路损耗1dB相当射频损耗2dB。,35,直放站主要功能,1） 带宽可变功能 2） 载波频率可设置 3） 增益可设置功能 4） 自激自动消除功能 5） 后备电池功能 6）本地和远程监控功能 7）宽电压工作范围,36,直放站主要功能 本地和远程监控,37,直放站主要行业标准,GSM：信无199962号 加强直放站管理的通知 ETSI EN300 609-4 YD/T 952-1998 900