盖延伸系统技术说明书Word下载.docx
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1、基站周围话务量无明显增加,但用户活动半径增加的地区;
2、远离城区、地广人稀的地区,通过在现有基站上增设BPA,达到减少基站数目,节省建设成本的目的;
3、在开阔的平原地带,若设立直放站无法解决天线隔离问题,遂使用BPA,以提高基站的发射功率,成倍扩大基站信号覆盖范围;
配合塔顶放大器的使用,可以同时解决基站信号上行、下行链路平衡的问题。
二、各单元主要技术指标
1、塔顶单工放大器
塔顶单工放大器是一个平衡式低噪声放大器。
对于一个多级放大系统来说,系统的噪声系数主要取决于放大系统第一级的噪声系数,在紧靠接收天线下方增加一个低噪声放大器,来弥补接收回路中的馈线、跳线等损耗,提高基站接收灵敏度,改善基站接收性能。
基本原理框图如下:
滤波器
12V
L
ANT
K1
K2
LNA
C
BTS
天线接收的微弱信号通过插损极低的宽带滤波器,将有用的信号经过平衡式低噪声放大器放大12dB,经馈线进入基站的接收放大。
塔顶放大器的供电是通过馈线馈电。
射频继电器K1是防止塔顶单工放大器出现故障,可通过继电器旁路,让信号直放站进入基站接收放大。
塔顶放单工大器一般安装于紧靠接收天线的下方,铁塔的顶端,所以塔顶单工放大器在防湿、防雷等方面应符合更高的要求。
电性能指标:
◆频率范围:
890-915MHz
◆增益:
≥12dB
◆带内波动:
≤0.5dB
◆噪声系数:
≤1.8dB
◆IP3:
≥27dBm
◆最大输入电平:
+13dBm
◆端口阻抗:
50Ω/N-KFD
◆端口驻波:
≤1.5
◆抗负载失配:
∞
◆馈电方式:
射频电缆
◆温度范围:
-35℃-+55℃
◆电源:
DC+12V/200mA
◆MTBF:
20000h
◆结构:
全铝密封防水防潮
◆功能:
防雷保护、电源异常旁路、大信号旁路
使用塔顶单工放大器的好处:
1改善上行通话质量
2降低手机发射功率
3提高基站接收信噪比
4增加话务量
2、塔顶双工放大器
塔顶双工放大器是在原塔顶放大器的基础上,增加一个双向功能,即:
下行信号可直接旁路通过,适应于收发共用一个天线。
基本原理框图:
双工器
从天线接收的微弱上行信号,通过双工器,射频继电K1,经平衡低噪声放大12dB,然后,又通过双工器直接进入基站接收,从基站来的下行信号,经过两个双工器,直接进入天线发射。
电源供电是通过射频馈线馈电。
双工器要求低损耗,能承受大功率冲击。
塔顶双工放大器一般安装于紧靠天线的下方,铁塔的顶端,是室外产品,所以,塔顶放双工大器在防湿、防雷等方面应符合更高的要求。
上行信道技术指标:
≤1.0dB
下行信道技术指标:
935-960MHz
≤1dB
◆插入损耗:
≤2dB
+40dBm
其它技术指标:
50Ω/N-KFD(7/16DIN)
功能:
防雷保护
电源异常旁路
大信号旁路
使用塔顶双工放大器的好处:
2系统上下增益平衡
3降低手机发射功率
4提高基站接收信噪比
5增加放务量
6减少基站建设,节约投资费用
3、塔顶功率放大器
塔顶功率放大器是在原塔顶双工放大器的基础上,增加下行功率放大,这样,即可以改善上行通话质量,又可以增加下行信号的覆盖范围。
K4
·
K3
PA
天线接收的微弱的上行信号,通过双工器,射频继电K1经平衡低噪声放大12dB,然后,又通过双工器直接进入基站接收,从基站来的下行信号,经过双工器,进入功率放大,将上行信号放大到一定的值后,经双工器和天线发射。
K1…..,K4是为塔顶功率放大器出现异常情况下,立即旁路,保证基站正常工作。
塔顶功率放大器一般安装于紧靠天线的下方,铁塔的顶端,是室外型产品,所以,塔顶功率放大器在防湿、防雷等方面应符合更高的要求。
上行信道技术指标
≥12dB
◆输出功率:
P-1≥40W
◆互调失真:
1MD≤-30dBcaP0(PEP)=40W
◆互调衰减:
≤-70dBc
◆杂散发射:
≤-36dBm9KHz-1GHz
≤-30dBm1GHz-12.65GHz
-25℃-+55℃
DC+28V±
0.5V8A
20000h
◆前向功率检测:
0-5V
◆前向功率过高告警:
+5V
◆反向功率检测:
◆反向功率过高告警:
◆功能:
前向功率过高保护、反向功率过高保护、温度过高保护
4、基站功率放大器:
塔顶功率放大器一般置于室外,给维护和保养带来了很大的不方便。
基站功率放大器不同于塔顶功率放大器,基站功率放大器一般安装于机房内,基站的每一载频的功放输出接入到基站功率放大器的输入口,将功率放大到150W,有的高达到200W,各载频经放大合路后通过射频电缆进入发射天线,以提高下行信号的覆盖。
控制和检测
150WW
IN
50Ω
合
路
器
隔离器
基站-载频
RFOUT
基站功率放大器(双载频)
单载频基站放大器技术指标:
≤0.5dB
P-1≥150W
1MD≤-30dBc@P0(PEP)=150W
10:
1
≤-30dBm1GHz-12.65GHz
◆结构尺寸:
标准19“机箱
DC+28V/15A
◆温度过高告警:
前向功率过高保护
反向功率过高保护
温度过高保护
a、宽带合路器:
合路器是将两路不同的载频的信号合成一路信号,宽带合路器是在频率935~960MHz范围内,任意两个载频合成一路信号。
主要应用于多个载频发射共用一付天馈。
主要技术指标:
●频率范围:
935~960MHz
●插损:
<3.7dB(含双隔离器)
●带内波动:
±
0.2dB
●隔离:
>70dB
●驻波:
1.3
●最大允许功率:
2×
150
●端口阻抗:
●接口:
N-K
●温度范围:
-40~+55℃
b、窄带合路器:
窄带合路器是将两路已指定的载频信号合成一路信号,它与宽带合路器相比,主要性能是插损低,但适应范围窄,每改变一个载频,需要用仪器调节双工器。
它不适应于跳频系统。
935~960MHz(可调)
<2.0dB(含双隔离器)
c、大功率隔离滤波器技术指标
◆插损:
<0.3dB
◆隔离:
>20dB
◆驻波:
1.2
◆最大允许输入功率:
150W
◆接口:
-40℃-+55℃
d、大功率双工器技术指标:
Tx:
935-960MHz,Rx:
D<1.0dB<0.7dB
Tx对Rx:
>80dB,Rx对Tx:
>50dB
◆最大允许功率:
7/16
塔顶放大器的供电方式是在射频电缆上同时传输高频信号和直流电源,在塔顶放大器内将直流电源分离出来,在主机房内,必须将直流电源和射频信号合成一路信号在射频电缆中传输,具备这种特性的设备称之同轴电缆电流耦合器。
800-1000MHz
◆接口形式:
N-K(或7/16DIN)
◆馈电电压:
DC0-5V
◆馈电电源:
IA<20A
三、系统组成方式
GSM基站延伸覆盖系统目前有三组网方式:
◆仅放大上行信号
◆采用塔顶功率放大器,放大上、下行信号
◆上行采用塔顶单工放大器,下行采用基站功率放大器
在GSM基站网络中,经常会出现这种情况:
基站能够发送强而清晰的信号,但不能接收从移动台来的微弱信号,这就是移动基站上、下行的不平衡问题。
在GSM系统中,由于存在上、下行链路的不平衡,因此,容易出现在移动台上能显示基站信号,却不能建立良好的呼叫和通话。
为了消除这种不平衡,提高系统的有效覆盖面积,往往采用提高基站的接收灵敏度,而提高基站的接收灵敏度在技术上一直是个困难的问题,这主要是由于:
基站接收系统的有源器件和射频导体中的电子热运动引起的热噪声。
如:
接收回路中的馈线,跳线和基站内的高频放大器等。
这些热噪声的引入,降低了系统接收的信噪比(S/N),从而限制了基站接收灵敏度的提高,降低了通话质量。
塔顶单工放大器的原理就是通过在基站接收系统的前端,即紧靠接收天线下方增加一个低噪声放大器来降低基站接收系统的噪声系数,从而实现对基站接收性能的改善。
对于一个未加装塔顶放大器的移动基站的接收系统,它的接收噪声系数为:
NF1=LC+F2
LC为馈线、接头等损耗,F2为基站高频放大器的噪声系数
对于一个加装塔顶单工放大器的移动基站的接收系统,它的接收噪声系数为:
NF1=F1+(F2-1)/(G-LC)
F1为塔顶放大器的噪声系数
在实际应用中,一般F1在1.5-2dB之间,F2在4-6dB之间,
G≥12dB,LC在3-6dB之间
从上述公式和经验数据中可以看出,使用塔顶放大器的基站接收噪声系数主要决定于塔顶放大器的噪声系数F1。
通过比较:
NF1一般地比NF2小5-6dB
由于塔顶放大器降低了移动基站的接收噪声系数约6dB,也就提高了基站的实际接收灵敏度约6dB,很好地解决了基站上下行不平衡问题。
RX
TX/RX
-48V
避雷器
电流耦合器
室内
室外
跳线
塔顶单工放大器
塔顶双工放大器
直流电源
+12V
安装结构图如下:
基本配置:
◆塔顶双工放大器1台
◆塔顶单工放大器1台
◆监测报警直流电源1台
◆电流耦合器2只
◆跳线2根
作用:
◆扩大基站有效覆盖范围,降低基站建设费
◆提高接通率,降低掉话率
◆降低手机输出功率,优化电磁环境
◆改善通话质量,提高市场竞争能力
◆增加话费收入,带来可观的经济效益
2、采用塔顶功率放大器,放大上、下行信号
塔顶单工放大器能解决系统上、下行不平衡问题。
但是就GSM网络覆盖而言,在农村地区,基站的覆盖区域与容量之间关系存在突出的矛盾,其主要表现在容量有余而覆盖不足,在城区,由于建筑物的遮挡,导致室内信号不强,需安装室内分布解决信号弱问题,导致建设成本增加。
另外,在农村,基站往往采用高架塔方式,这样射频馈线长,传输损耗大,天线输出功率下降,基站的覆盖范围相应减小,为此,在增加塔放解决基站系统上行灵敏度的同时,安装塔顶功率放大器以弥补下行功率减小的问题,扩大基站的覆盖面。
塔顶单工放大器的一般提高基站接收灵敏度5-6dB,那么要系统上下行增益平衡理论,下行信号一般也应增加5-6dB增益。
目前大部分基站信道机输出功率为43dBm,经滤波器、双工器、馈线等损耗,达到天线口的功率为40dBm,在塔顶即紧靠天线的下方,安装功率放大器,将输入功率为40dBm的信号放大到46dBm,增加6dB增益,经天线发射,这样既能解决系统上、下行平衡问题,又能增大基站覆盖面。
塔顶功率放大器
◆塔顶功率放大器1台
◆有效扩大各种基站的覆盖范围
◆有效增加小区话务量,提高经济效益
◆降低手机发射功率,改善电磁环境
◆解决边界地区用户漫游问题
◆改善基站下行链路电平和网络质量
◆改善手机通话质量
3、上行采用塔顶放大器,下行采用基站功率放大器
塔顶功率放大器能把下行信号提高6dB增益,但因为塔顶功率放大的安装在室外,对环境要求较高,且检修、维护受天气和高空作业等影响。
鉴于这些,冠日公司经多年开发研制,推出大功率的基站放大器,已成功应用于中国移动、中国联通的网络中,已配基站有:
摩托罗拉、爱立信、西门子、诺基亚、阿尔卡特、北电、中兴等。
安装结构图如下:
IN
基站功率放大器
RX
TX
◆塔顶单工放大器1只
◆塔顶双工放大器1只
◆电源耦合器2只
◆基站功率放大器1台
◆射频跳线2根
◆将基站覆盖区内信号增强6dB以上,将基站信号有效覆盖范围扩大2-4倍
◆安装基站功率放大器,可以减少基站数量,降低建设费用
◆降低掉话率,提高信道利用率
基站功率放大器在不同基站的应用:
1、在NOKIA、ERICSSON基站中的应用
NOKIA、ERICSSON基站与基站功率放大器连接方框图:
2、在MOTORALA、SLEMENS、LUCENT、ALCATEL基站中的应用
MOTORALA、SLEMENS、LUCENT、ALCATEL基站与基站功率放大器连接方框图:
四、基站覆盖延伸系统的测试
基站增加了塔顶放大器和基站功率放大器后,应对安装设备前后的数据进行测试,并得出效果结论。
1、路测:
包括灵敏度测试,覆盖改善测试,上下行通话质量测试:
a、灵敏度测试:
该项测试是通过检测手机输出功率的变化来描述。
按照塔放工作原理,基站加装塔放后,其接收灵敏度提高,相应手机输出功率应降低
b、覆盖改善测试:
该项测试是通过路测仪接收场强的变化来描述,按照下行功率增大6dB信号场强,相应地在路测图中,相同的地点也应增加6dB左右的场强。
c、上、下行通话质量测试:
该项测试是通过手机互相拨打来测试的。
在未安装系统设备之前找5-6个通话质量不太好的点,安装设备后,在这些点进行拨打实验来比较安装前后的通话质量。
2、网测
为了详细比较塔放和基站功率放大器对基站性能的改善,应对基站安装前7天和安装后7天的OMC数据进行对比统计和分析。
一般对下列参数进行统计分析:
掉话率、射频掉话率、呼叫次数、话务量、切换次数、接通率、切换成功率等。
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