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直放站维护知识直放站知识介绍 直放站基础知识 直放站定义=直放机+配套设施 直放机别名：增强器、中继站、转发器。 双向的射频放大系统，可同时对GSM上下行信号作对称放大。 直放站使用场合：盲区、弱信号区、郊区、农村、国道、高速公路、隧道、地铁、地下停车场、电梯覆盖、直放站分类 可按多种标准分类传输方式、工作频带、供电方式、安装场地按传输方式分类：传输方式 优点 缺点 适用场合无线采用直放式，无需任何附加传输设备、传输时延小、容易干扰施主基站野外，可选择到合适的安装点（施主基站场强合适&可覆盖到目的覆盖区）光纤不容易干扰施主基站、不需野外选点设备分远、近两端，二者间需有光纤通道、传输时延大、成本高安装点无法同时满足直放站工作所需场强和可覆盖到目的覆盖区的要求。目的覆盖区有光纤到达移频安装地点相对灵活需要附加的微波传输设备、有频率偏移问题、成本高野外，无法采用直放式无线直放站且目的覆盖区无光纤到达按工作频带分类：工作频带 优点 缺点 适用场合宽带成本低互调干扰大、有效功率低施主站为O型站、施主基站采用了跳频技术选带与宽带站相比可减少对无用信号的放大互调干扰大、有效功率低与宽带站相同，可在一定程度上改善信号质量选频互调干扰小、有效功率大。较理想的机型成本相对较高各种场合（施主基站使用跳频技术例外）按供电方式分类：供电方式 优点 缺点 适用场合市电机器耗电因素可不必考虑野外安装时电源供给困难安装点具有市电供给直流供电电路简单，成本低安装点一般仅限于通信机房安装点有直流电供给太阳能安装点不受电源限制，只要阳光充足的地方就可以成本高、机器耗电量受限野外，市电和直流电均无法到达的地方 按安装场地分类： 室外型：室外或野外安装，要求机器的耐热、防潮性能较好 室内型：室内安装，一般作为信号分布系统的信号源 直放站工作原理介绍： 主要器件及其作用 施主天线 ：（对基站）收下行、发上行。 重发天线：（对MS）发下行、收上行。 环行器：与相邻的上、下行滤波器共同组成收发双工器，实现天线收发共用（见图）。低噪放下行滤波选频器推动功放下行功放低噪放选频器上行功放890929MHz935954MHz施主天线下行滤波下行滤波重发天线上行滤波上行滤波890929MHz935954MHz直放站工作原理框图 主要器件及其作用 低噪声放大器（LNA）：前置放大级，要求增益高、线性好、噪声系数低。 带通滤波器：与环行器共同组成双工器、级间放大滤波。 选频器：选择出所要放大的频率。 末级功放：提供所需的放大功率。 供电模块：给整机供电、后备电源充放电控制。 监控系统：对直放站遥控、遥信、遥测。实现方法：单片机GSM收发模块系统软件 直放站的技术要求提出要求的原因？直放站是GSM信号的中继系统工作频带要求。保证下行覆盖和基站的上行接收增益要求、功率要求。为保证不干扰其他通信设备互调产物控制（直放站线性放大能力）、杂散发射控制。为保证不受其他通信设备的干扰带外抑制能力。放大时会引入附加噪声造成系统灵敏度降低噪声系数控制引入时延传输时延控制。移频、选频直放站会引入频率偏移频率误差控制 直放站的技术要求具体指标工作频带：应和施主基站的工作频带一致；不同的运营商所分配的工作频段不同。施主基站类型 上行放大链路工作频带 下行放大链路工作频带 移动GSM 900890 MHz to 908.8MHz935 MHz to 953.8MHz联通GSM 900909 MHz to 915 MHz954 MHz to 960 MHzDCS 18001710 MHz to 1785MHz1805 MHz to 1880MHz输出功率(1dB压缩点功率）：可用功放总输出功率，或“信道数+每信道输出功率”来描述。有1W、2W、5W、10W、15W、20W、25W不同等级之分，上下行允许相差一个或几个等级。增益：直放机在线性输出状态下，最大输入电平时设备的放大能力。要求 85dB。带内波动：对等幅度不同频率信号放大的差别（带内GF特性）。峰-峰值2dB。 天线端口的杂散发射：最大增益工作时无用频率分量的功率辐射。 频段 指标要求 总体要求 9kHz1GHz 36dBm 1GHz12.75GHz 30dBm 特殊频段 825MHz835MHz 47dBm 870MHz880MHz 47dBm 1800MHz1920MHz 47dBm 3400MHz3530MHz 47dBm （三阶）互调衰减：等幅双音信号f1和f2输入直放机后，由于直放机的放大电路的非线性而在其输出端口产生的2 f1 f2 及2 f2 f1 的幅度分量。 测试条件： f1和f2间隔600kHz（多通道）或400kHz（单通道）、增益调到最大值、输出信号达到标称功率 调整增益线性：直放机末级功放客观反映源前一级信号幅度变化的能力（末级功放的线性）。 理想（线性）情况：输出输入G，输入变化时出 入 非线性情况： 变化时出 入 S。要求S 满足下表所示指标。项目指标调整增益线性-10dB1.0dB-20dB1.0dB-30dB1.0dB 噪声系数：信号通过直放机后信噪比的恶化程度，是衡量收信机热噪声性能的一项指标。是直放机灵敏度的表征 定义：输入信号信噪比与输出信号信噪比的比值。 指标要求4.0dB（最大增益时）。 频率误差：若承载有用信息的载频频率误差太大则会导致中频输出信噪比下降，引起信号失真，使误码率增加，通信质量下降 定义： 仅对移频和选频直放机有要求 直放机工作于线性区 指标要求0.1ppm 带外增益特性：又称带外抑制能力或直放机的选择性。抑制带外干扰或竞争伙伴临近信道干扰的能力。频率偏离范围净增益值最大值f400KHz50dBf 600KHz40dBf 1MHz35dBf 5MHz25dB 峰值相位误差&RMS（均方根）相位误差：GSM系统采用GMSK调制，由已调信号的相位携带数字信息，相位误差过大将导致误码（通信质量下降）。指标要求： 峰值相位误差：20（瞬时值） RMS相位误差： 5 （统计值） 传输时延：当源基站信号电平直放站信号电平MS，若直放机时延过大，将发生严重的码间干扰，使BER升高。 指标要求：1.5s 直放机机型的选择：适用性、经济性。 天线的选择 施主天线：通信是点对点的、所以具有高增益和窄水平波束的天线应当最适合。如，栅格抛物面天线 重发天线：角度合适、增益高的定向天线。如，板状定向天线；特殊地形（隧道、地铁、大楼内部）应采用分布式天线。 安装选点原则 施主信号场强不低于-80dBm 能较好覆盖到目的覆盖区 直放站在实际工程中需考虑的因素 可用最大增益：受天线前背比、收发天线自由空间衰耗、收发天线障碍物衰耗。 增大收发天线隔离度办法 采用前背比大的天线（后向防卫度好的天线） 收发天线背靠背安装 增大二天线之间的距离 充分利用地形障碍 加屏蔽网 防雷设施 上下行链路平衡 切换考虑 监控系统 直放站主要指标测试方法常用测试仪表仪表名称功能要求功率计F=0.11000MHz；PMAX3010%；VSWR1.4信号发生器F=0.11000MHz 10-6； Pout=-120-10dBm；调频GSM调制固定衰减器F=DC1000MHz；衰减量：30 0.3dB；功率30W可变衰减器F=DC-1000MHz；衰减范围：070dB，1dB步进（需2台）标网分析仪F=DC1000MHz； Pout=-12010dBm；幅度测量范围：-6016dBm；（含扫频信号发生器、标网分析仪）定向检波器F=11000MHz；等效定向性36dB功分器F=DC1000MHz；插损：6dB频谱分析仪F=10KHz18GHz；幅度范围：-12030dBm；分辨率带宽：1kHz3MHz噪声发生器F=11000MHz；噪声系数：(015) 0.3dB噪声系数仪F=11600MHz；测量范围：（030） 0.3dB 备注：所有仪表的输入输出阻抗均要求为50直放站主要指标测试方法1dB压缩点输出功率 测量步骤： 按上图连接好测试仪表和被测直放机 可变衰减器A衰减量调到最大，信号发生器频率调到直放机的中心频率或靠近直放机中心频率的载频号上（不加调制），输出电平0dBm，改变可变衰减器A使直放机输入电平Lin62dBm，直放机的增益调至最大。记下此时可变衰减器A的衰减量A1。 将频谱分析仪中心频率调到和信号发生器的频率相同，调整可变衰减器B使频谱分析仪上显示信号电平为Ln，记下此时可变衰减器B的衰减量B1。 逐步减小可变衰减器A的衰减量到A2（即提高直放机输入电平），同时提高可变衰减器B的衰减量到B2，使频谱分析仪上显示的信号电平仍为Ln。 重复4的操作，直到A1-A2-1=B2-B1为止，用功率计代替频谱分析仪测量并记录此时的实际电平X（dBm）。 直放机1dB压缩点的输出电平L1dBout=X+30+B2（dBm） 直放站主要指标测试方法额定增益测量 测量步骤： 按上图连接好测试仪表和被测直放机 可变衰减器衰减量调到最大，信号发生器频率调到直放机的中心频率或靠近直放机中心频率的载频号上（不加调制），输出电平0dBm，改变可变衰减器使直放机输入电平Lin62dBm，直放机的增益调至最大。 功率计直接读输出电平XdBm。 直放机的线性输出电平LoutX+30（dBm）。 直放机额定增益G=Lout-Lin（dB）。 改变直放机的增益，观测输出功率变化范围（检查增益控制范围）。 上下行测量方法一样，只是信号发生器输出频率不一样。 直放站主要指标测试方法带宽及带内波动 测量步骤： 按上图连接好测试仪表和被测直放机。 功分器将扫频信号发生器输出分成两路，一路经检波器1检波后送到标网分析仪参考输入端（R）；另一路经检波器2后送到标网分析仪测试输入端口（A），标网分析仪调到传输测量A/R方式，进行直通校准（图中虚线所示）。 校准后将功分器另一路输出连接到直放机输入口，直放机输出端口经30dB功率衰减后送至检波器2。 扫频信号发生器的中心频率为直放机中心频率，扫频宽度为52MHz，调节其输出电平，使直放机输入端口处的信号电平为-62dBm。 用标网分析仪上的标记读出BW3dB及BW-6dB，并测量有效工作带内波动A（dB）。 直放站主要指标测试方法 带外增益可变衰减器070dB信号发生器被测直放机30dB衰减器频谱分析仪 测量步骤： 被测直放机的增益调到最大，输入信号电平调到使直放机达到标称功率后回退5dB（保证直放机工作在线性区，一般可设在-62dBm）。若为选频直放机则其中两个选频通道必须分别设定在直放机工作频带内的最大及最小ARFCN上。记下此时直放机的输入电平Lin。 输入信号的频率调到直放机上行或下行工作频带的中心频率上（不加任何调制）。 分别测量频带两侧偏移为400KHz、600KHz、1MHz、5MHz处的Lout1、Lout2、Lout3、Lout4。 带外增益分别为Lout1-Lin、Lout2-Lin、Lout3-Lin、Lout4-Lin。 直放站主要指标测试方法 三阶交调特性 测量步骤： 信号发生器1的频率设定在直放机工作频带内任一ARFCN上，另一个信号设定为ARFCN3上，被测直放机的选频器其中的两个通道也设定在这两个信号上（多通道情况）。若被测直放机为单通道，则另外一个信号源的频率设定在ARFCN 2上，但无论何种情况，两个信号都必须在直放机的工作频带内。 调节可变衰减器和信号发生器的输出电平，使得每个通道的输出都达到标称的、等值的功率。若直放机为单通道，则先使该通道的功率达到标称的功率值，再将另一通道的信号发生器的输出信号调到与第一通道的输入信号电平相同。 测量9 kHz to1 GHz及1 GHz to 12.75 GHz互调分量的最大值。 在上述情况下将两个输入信号的强度分别加10dB，再测其互调产物的电平值。 直放站主要指标测试方法 输入输出电压驻波比 测量步骤： 方法1：可用SiteMaster天馈线 测试仪测试，具体方法这里不作叙述。 方法2： 按上图连接好扫频信号源及频谱仪（如果测量的是某一频点的电压驻波比，则可用标准信号源代替扫频信号源）。 将扫频仪置于欲测频段以一定的输出电平扫频输出至定向耦合器A端口，同时在定向耦合器B端口接短路片(可覆盖波导端口的平整铜片,如果有标准50短路负载更好)。扫频仪输出信号通过短路片全反射后经C端口耦合输出至频谱仪，此时频谱仪显示曲线即相当于天馈线入射功率Pl曲线(应加上定向耦合器耦合系数)。 随后将天线波导输入口接到定向耦合器B端口，此时频谱仪上的曲线即相当于天馈线反射功率P反曲线(应加上定向耦合器耦合系数)。 根据以上测量的Pl、P反数值，我们即可计算出天馈线的反射损耗:L=P反-Pl(dB)，则天馈线电压驻波比可用式(6)计算：VSWR=(1+10L/20)/(1-10L/20) 概念辨析 直放机增益&天线增益 直放机增益：有源增益，表征系统的放大能力 天线增益：无源增益，表征天线在某方向上聚集电磁能量的能力 dBm、 dBi、 dBd、 dB、 dBc dBm是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：10lgP（功率值/1mw） dBi和dBd是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值， 但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。一般认为，表示同一个