【资料名称】：直放站讲义

【资料作者】：Dra

【资料日期】：2012-12-1

【资料语言】：中文

【资料格式】：DOC

【资料目录和简介】：

直放站及室内覆盖 工程技术原理
无线覆盖补点工程概述
无线覆盖补点工程的概念
无线覆盖补点工程即通过安装直放站等移动中继设备和信号分布系统，改善边远村镇、公路隧道以及建筑物内部等移动电话信号覆盖较差或话务密集地区的移动通信网络质量，进一步扩大移动电话信号覆盖范围和系统容量的工程建设项目，是我们网络扩容工程建设项目的一个重要补充部分。
无线覆盖补点工程概述
无线覆盖补点工程的分类
室外直放站工程：用于覆盖边远地区村镇和公路隧道。
室内覆盖系统工程：用于大型建筑物如大楼、商场、酒店等室内的移动电话信号覆盖。包括
以室内直放站为信号源的室内覆盖工程
以基站为信号源的室内覆盖工程

无线覆盖补点工程概述
无线覆盖补点工程的意义
解决边远地区、公路以及室内覆盖盲区，扩大覆盖范围。
改善话音质量和网络质量。
分担室外基站话务，提高经济效益。
网优工程可以充分体现公司全心全意为用户提供优质网络服务的宗旨，优化公司形象。
直放站工程技术原理
直放站的概念
直放站就是用于对无线信号进行中继放大转发的设备。在移动通信网络中，可以通过使用各类直放站解决边远地区、公路以及室内覆盖盲区，扩大覆盖范围。
直放站工程技术原理
直放站的分类
室外型直放站
室外型无线宽带射频式直放站
室外型无线载波选频式直放站
室外型光纤直放站
室内型直放站
室内型无线宽带直放站
室内型无线选频直放站
各类直放站的特点
各类直放站的特点
各类直放站的图例
无线直放站（含宽带和载波选频）
各类直放站图例
室外光纤直放站
各类直放站图例
室内直放站(含宽带和载波选频)
直放站的基本结构
直放站的基本结构
无线载波选频直放站
直放站的基本结构
光纤直放站
直放站的主要性能指标
工作频段
定义
直放站发挥中继和放大作用所使用的频段，只有在此频段内的信号才可通过直放站无失真地放大转发，其他频段的信号则被抑制滤除。由于直放站分上下行链路，所以分别有上下行的工作频段。
标准值
广东移动GSM网使用的频段为:
上行: 890MHz--909MHz
下行: 935MHz--954MHz
所以我们所使用的直放站的工作频段也在此范围内。
直放站的主要性能指标
工作带宽
定义
即直放站的系统增益比峰值下降3dB时所对应的频率范围。
标准
宽带直放站
一般要求在2-19MHz之间，中心频率 可在工作频带内变动，但带宽的上下限不能超出工作频带的范围。现在一些厂家可做到中心频率和带宽均可根据实际需要变动。
载波选频直放站
每选频信道带宽即GSM载波信号的带宽，为200KHz；中心频率即所需放大的载波信号的载频。


直放站的主要性能指标
主机额定增益
定义
直放站在线性状态下最大输入电平时的放大能力。设主机额定增益为Gmax，输入功率为Fin，输出功率为Fout ，则Fout = Fin+ Gmax 称为满增益输出。另外，直放站的上行增益和下行增益是分开调节的，但为了达到上下行平衡，一般设为一致。
标准值
室外无线直放站
一般要求在80-95dB之间，太低则输出功率无法满足覆盖要求，太高又很难满足隔离度的要求。
室外光纤直放站
一般比室外无线直放站低一些，在45-65dB之间，主要是因为光纤传输损耗小，容易得到较高的输出功率，另外还要防止上行噪声电平过高影响施主基站。
室内直放站
一般比室外无线直放站低一些，在50-70dB之间，主要原因是防止噪声电平和干扰过高影响施主基站和覆盖效果。


直放站的主要性能指标
上下行增益可调范围
定义
直放站上行增益和下行增益在最大增益的基础上可以连续调整的范围。

标准值
一般要求有20-40dB的连续可调范围，调节步长为1dB或2dB。
直放站的主要性能指标
增益调整线性
定义
标称的直放站增益调整量与实际增益调整量间的误差波动范围。

标准值
一般调整误差在10%左右，即
若增益衰减16dB，则调整误差波动范围为 1.6dBm
若增益衰减22dB，则调整误差波动范围为2.2dBm
若增益衰减30dB ，则调整误差波动范围为3.0dBm


直放站的主要性能指标
杂散辐射
定义
在除工作带宽内和由于正常调制和切换瞬态引起的边带以及离散频率上的辐射，一般分为由天线连接处、电源引线引起的传导型杂散辐射和由机箱以及设备的结构引起的辐射型杂散辐射两种。杂散辐射主要是指带外的杂散辐射，带内的杂散很小可忽略不计。
标准值
根据GSM 11.26标准和国家无委的要求，当增益调到最大时，
在900MHz频段，杂散辐射小于负36dBm（带外）。
在1800MHz频段，杂散辐射小于负30dBm（带外）。






三阶交调截获点
定义
如下图：









可见,三阶交调截获点并非实际存在的值, 主要用于计算三阶互调产物和互调抑制比, 也是衡量直放站抑制各种干扰的能力的指标。这个指标只适用于线性放大器。





直放站对通信网络的影响及解决方法
直放站对移动网络的影响
掉话率增高,特别是质差断线。
通话质量差，误码率高，通话时断时续。
信噪比低，出现信号很强却打不了电话的情况。
造成基站C/I及附近基站C/A下降，有些是严重干扰,情况严重时会造成基站长期闭塞。

直放站对通信网络的影响及解决方法
造成影响的原因
直放站会对周围移动网络造成不良影响主要是由于直放站设备质量不过关，性能指标不符合GSM和国家标准要求以及直放站安装调测不规范等原因所造成的。以下就从直放站性能指标上分析直放站对移动网络造成影响的原因。
三阶互调产物的影响
互（交）调干扰一向是影响移动通信网络质量的主要问题之一，而直放站内部存在非线性器件，不可避免成为产生互（交）调信号的干扰源，对网络上下行信道都产生不良影响。
对于载波选频直放站，由于它的工作带宽很窄，进入每个选频单元的干扰信号较少，所以产生的互（交）调干扰产物也很少，一般不会对通信网络造成不良影响。
对于宽带直放站，由于它的工作带宽较宽，进入直放站的各种信号很多，如果直放站器件非线性严重，就会产生大量的互（交）调干扰产物，造成掉话率上升、通话质量差等不良影响。
直放站对通信网络的影响及解决方法
三阶互调产物对下行信号的影响
现举例说明他的影响。设有用信号上叠加了两个三阶互调干扰信号，有三种情况，一种三阶互调产物符合GSM规范，IM3必须低于-36dBm，交调抑制为70dBc；此时，IM3对系统的影响为：在原有的C/I比的基础上叠加两个C/I比为70dB的干扰源。如果我们按照GSM规范要求，假设系统C/I=12dB，此时系统正常工作。叠加三阶交调后，系统的C/I下降为：
（C/I）I=-10lg[10-（C/I）1/10+10-（C/I）2/10+10-（C/I）/10]
=-10lg（10-70/10+10-70/10+10-12/10）=11.99dB
总体下降0.01,几乎没有影响。若符合我国《900MHz直放机技术要求及测试方法》要求，在1dB压缩点处回退6dB后，要求大于30dBc，计算；
（C/I）II=-10lg（10-30/10+10-30/10+10-12/10）=11.86dB
总体下降0.14dB，略有影响。若以三阶交调抑制比为20dBc计算，
（C/I）III=-10lg（2*10-20/10+10-12/10）=10.80dB
C/I比下降1.2dB。由此可见，系统已经受到比较大的影响，足以造成误码率高，质差掉话。




若直放站上行增益过大或离施主基站太近，施主基站接受到的直放站上行信号和噪声电平都很大。对于直放站用户区的用户来说，信噪比仍能满足要求，但对施主基站在直放站用户区外的用户来说，由于其上行信号较小，信噪比就可能下降到系统无法识别的情况，将出现能接收到非常强的基站信号却无法打电话的情况，当直放站上行噪声电平提高到某一程度，施主站将由于噪声电平过强而闭塞。





若选择的天线前后比很小，会造成收发天线的隔离不够，严重时会造成自激。
若选择的配件与直放站阻抗不匹配，则会造成很高的驻波比，从而对系统造成影响。
若选择的配件损耗很大，会减少系统的输出功率，从而减少覆盖范围。


直放站设计、安装、调测的要求
选取符合规范要求的合格产品，加上正确的设计是确保直放站正确引入的重要因素。下面以下图直放站工程实施流程图为线索介绍如何正确设计及安装调测直放站。




直放站设计、安装、调测的要求
现场勘察及电平测试
在进行现场勘察前，我们必须对网络有一个全面了解。主要是全网各基站位置、使用频率及拟装直放站位置。勘察时必须了解的内容有：
周围环境及电波传播环境。
用TEMS或其他测试手机测试所能收到的所有信号电平，并通过当地最新的基站频率分布图和基站情况表识别各信号的方向、所在基站名、小区号、载波数、跳频方式、话务情况等。
确定直放站要求覆盖范围，测试可能引起干扰程度。


直放站设计、安装、调测的要求
选取施主小区和安装地点
在清楚了解以上内容后，就可选取施主小区和安装地点
对于室外直放站，一般选取信号最强（一般要大于-75dBM）、基站在目视范围内（直射波）、且周围基站信号较弱的基站小区做施主小区；若原定安装地点无法选取到较理想的施主小区，天线又无法找到合适的安装位置，则需考虑另选地点。
对于室内直放站，选取的原则与室外直放站基本一致，但由于室内直放站一般安装在城市中，邻频、同频干扰问题比较严重，所以选取考虑的重点不是信号强度问题，而是是否能选取到较纯净的施主小区信号的问题，即应选取在安装地点处邻频、同频干扰问题不严重，且能起主导作用的基站做施主基站。



直放站设计、安装、调测的要求
选取设备及天线安装位置
设备必须选用符合GSM规范要求产品，并计算所需功率，以选取性能价格比最合适的直放站。选用载波选频式直放站还是宽带直放站，以直放站周围基站的情况及环境考虑决定。若可以选择到载波数较少、而且没有开跳频或只开了基带跳频的施主小区则最好选用载波选频式直放站；若安装地点附近没有基站，无法选取到主信号，传输问题又可以保证解决，则可考虑使用光纤直放站。

直放站设计、安装、调测的要求
根据测试确定完成天线安装位置。
对于室外直放站，需要考虑以下问题：
收发天线隔离度的问题，如下图所示：
直放站设计、安装、调测的要求
直放站设计、安装、调测的要求
直放站设计、安装、调测的要求
从以上关于隔离度的图例可见，为了满足收发天线隔离度的要求，安装收发天线时应注意：
1、收发天线应选用方向性好、前后比高的定向天线；
2、收发天线应尽量背对背，距离尽量远；
3、收发天线间最好有阻碍物来加大隔离，所以收发天线中一般有一面在建筑物的墙边安装，利用建筑物做阻碍。
4、收发天线尽量不要安装在同一水平面上，所以安装收发天线一般是一高一低，增加收发天线间的垂直距离。
收发天线的方向问题。
施主天线应安装在与施主基站可视通的地方，以接受直射波信号，此时施主天线的方向性越尖锐越好；若无法与施主天线可视通，接受到的施主基站信号可能是反射波，此时施主天线的方向性就不能太尖锐，最好采用有反射挡板、波瓣角在30度左右的施主天线。
覆盖天线考虑到隔离度和覆盖范围的问题，一般选用波瓣角为65-90度左右的定向天线，安装在覆盖效果最好的方向。


直放站设计、安装、调测的要求
对于室内直放站，由于一般安装在城市中，无线环境较复杂，需要考虑的因素较多，要注意：
1、天线安装点与施主基站相距不能太近，因为这样会导致直放站输入信号太强，造成输出信号超过ALC门限，另一方面又使施主基站接受到的直放站上行噪声电平太高，干扰基站引起掉话增加。不过这个问题可通过在直放站输入端加衰减器来解决。
2、避免天线安装点与基站之间无视通，天线接收到的信号为反射信号，不稳定，在室内使用时由于多径衰落等而掉话。
3、避免室外天线太高，接收到多小区信号。
（1）无起主导作用的小区，“乒乓效应”掉话。
（2）有起主导作用的小区，但信号质量不好，不能通话，大量同频，邻频干扰（10层以上）。
4、一般选用方向性较好、增益不太高的八木天线。




直放站设计、安装、调测的要求
计算上下行增益和噪声电平
下行增益：由于下行噪声对系统影响不大可以忽略不计下行增益由覆盖范围决定。放大器接收端信号场强为Pin= Pd- Lf1 G1= Pout- PIN= Pout- Pd- Lf1 。由于Pout取决于设备最大输出功率，Pd为施主天线接收端电平。G1为满足覆盖要求所需的直放站增益。Lf1为馈线损耗，设备标称最大增益为G2，则G下=MIN（G1，G2）。
上行增益：上行增益取决于上行噪声电平。如下一页图例,其增益最大为Gr= Lr - Gar + Lp - NFr 。实际上，Lp可以现场测试，其余均可查到数据，故Gr可以很容易求得。设备标称最大增益为G2,,则
G上=MIN(Gr, G2）
考虑到收发天线隔离问题，Gi= I-Gar-Gat+Lr
所以，最终设定增益为:G=MIN（Gi，G上，G下）。
直放站输出端噪声功率:如下一页图例,求得其功率最大为:
PNr = -121dBm+NFb +Lr - Gar + Lp


直放站设计、安装、调测的要求
上行增益：上行增益取决于上行噪声电平。如下图:
直放站设计、安装、调测的要求
安装调测设备
具体安装要求见直放站工程安装规范.
直放站工程需要测试以下项目:
直放站的输入端信号强度;
直放站的输出端信号强度；
直放站的上行噪声电平；
直放站输出、输入端的驻波比。
覆盖效果测试。在以上测试结果正常情况下，可把直放站开通，用TEMS等测试手机在所需覆盖区进行覆盖效果测试，测试内容包括信号强度、通话质量、覆盖半径范围等。


各类直放站简介
室外型无线宽带射频式直放站
室外型无线宽带射频式直放站的结构、特点等在前面已做了介绍，
现仅就室外型无线宽带射频式直放站的技术指标要求做简介如下：
频率范围
上行：890MHZ-909MHZ
下行：935MHZ-954MHZ
2.2、工作带宽
2~19MHZ间，并且可以根据实际需要变化中心频率和带宽范围。
额定增益：大于85dB。
上下行增益可调范围：大于30dB（连续可调）。
各类直放站简介
增益调整线性
-16dB±1.6dB
-22dB±2.2dB
-30dB±3.0dB
互调产物：小于负36dBm。
杂散发射
900MHz频段，小于负36dBm。
1800MHz频段，小于负30dBm。
主机输出端最大功率：大于33dBm。
噪声系数：小于6dB。
各类直放站简介
滤波器特性
设f1、f0、f2分别为滤波器带宽的下限、中心频率和上限，直放站增益为85dB，则
频率增益衰减
f1-5MHz<-60dB
f1-1MHz<-50dB
f1-600KHz <-45dB
f1-400KHz <-35dB
f1-3dB
f00dB
f2 -3dB
f2+400KHz<-35dB
f2+600KHz<-45dB
f2+1MHz<-50dB
f2+5MHz <-60dB

各类直放站简介
上下行信号抑制：大于90dB。
具有ALC功能
带内平坦度：峰-峰值小于2dB。
电源
必须提供220V/50Hz交流电源，可波动范围大于+20%~-15%之间，浪涌电压大于1000V。
若只提供直流电源，则必须提供220V AC/DC的电源转换器。
应具备自动告警和监控功能。

各类直放站简介
室外型无线载波选频式直放站
室外型无线载波选频式直放站的结构、特点等在前面已做了介绍，
现仅就室外型无线载波选频式直放站的技术指标要求做简介如下
频率范围
上行：890MHZ-909MHZ
下行：935MHZ-954MHZ
转发载波数：转发基站载波数从一个到8个载波可任意调整设置。
主机增益：大于85dB。
上下行增益可调范围：大于30dB（连续可调）。
增益调整线性
-16dB±1.6dB
-22dB±2.2dB
-30dB±3.0dB
各类直放站简介
滤波器特性
设f0为滤波器中心频率，直放站增益为85dB，则
频率增益衰减
f0-1MHz<-50dB
f0-600KHz<-45dB
f0-400KHz<-35dB
f0-100KHz>-3dB
f00dB
f0+100KHz>-3dB
f0+400KHz<-35dB
f0+600KHz<-45dB
f0+1MHz<-50dB
f0+5MHz<-60dB
各类直放站简介
互调产物：小于负36dBm。
杂散发射
900MHz频段，小于负36dBm。
1800MHz频段，小于负30dBm。
主机输出端最大功率：大于30dBm/每载波(四载波)。
噪声系数：小于6dB。
上下行信号抑制：直放站本机对上下行信号的抑制度大于90dB。
具有ALC功能
带内平坦度：峰-峰值小于2dB。
电源
必须提供220V/50Hz交流电源，可波动范围大于+20%~-15%之间，浪涌电压大于1000V。
若只提供直流电源，则必须提供220V AC/DC的电源转换器。
应具备自动告警和监控功能。

各类直放站简介
室外光纤直放站
由于光纤直放站与无线直放站在传输方式等方面有较大差别，将就以下几点作较详细的介绍。
光纤直放站的技术指标要求
光纤直放站的几种传输方式
光纤直放站的应用分类
传输时延对光纤直放站的影响


各类直放站简介
光纤直放站的技术指标要求
频率范围
上行：890MHZ-909MHZ
下行：935MHZ-954MHZ
主机增益：大于45dB。
上下行增益可调范围：大于20dB（连续可调）。
上行最大输出功率： -5dBm±3dB
传输时延：6us
其余指标与室外型GSM无线射频式直放站一致。
各类直放站简介
光纤直放站的几种传输方式
普通方式（利用备用光纤）。这种方式多用于光缆中有现成多余备用光纤对的情况
各类直放站简介
兼容方式（波分复用）













光纤中的1.31m波长窗口已经被其他信号占用时，可以通过波分复用器将中继站信号复用到1.55 m波长的窗口上，实现中继站信号与其他信号同纤传输。
各类直放站简介
光缆中如仅有一根空闲光纤，可以采用上下行信号同纤传输方式，分别用单模光纤中的1.31m和1.55 m窗口来传输上下行信号。
各类直放站简介
各类直放站简介
要求：覆盖A镇和B镇
各类直放站简介
各类直放站简介
要求：覆盖A镇、B镇和C镇
各类直放站简介










各系统组成设备的性能指标
馈线












系统组成
主机单元：主要完成与基站信号的电平适配，下行RF信号的光调制、分路输出功能、上行光信号的光电转换功能以及告警功能等。一般主机单元带有许多光收发模块（接口单元）。（支持单双模光纤)
光纤：用于信号传输，一般使用单模光纤。
光功分、合路器等：用于光信号的分路和合成，也可集成到主机单元上。
远端单元：对天线接收到的手机信号以及主机单元发来的光信号进行电光/光电转换和功率放大。
室内天线，也可把天线集成到远端单元上，如光纤有源天线。
对于某些光纤系统还需提供双工器、隔离器或环形器等把收发分路的器件。


系统性能指标

漏缆信号分布系统的系统特性
系统组成
泄漏电缆：一种特殊的同轴电缆，既可用作信号的传输，又可代替天线把信号均匀发射到自由空间。
无源器件
对于线路损耗严重的系统还可加装干线放大器。
漏缆信号分布系统的系统特性
泄漏电缆的分类
分段泄漏型：电缆每隔一定距离在外导体预先开口，分段的距离使电缆的线路损耗在某一频带内最小，并可随着电缆线路损耗的增加而增加开口数量即不断增加泄漏量，从而增加传输距离。

放射型：电缆外导体预先等间隔开口，开口的间隔约等于1/2个工作频率波长，而且信号辐射的方向与电缆轴心垂直，使得耦合损耗在某一频段内保持稳定，适用于800—2200MHz频段。

耦合型：在低损耗的电缆的介质与外导体上连串相同的开口或开槽，在GSM和DCS频段性能良好，较适用于室内覆盖系统。
漏缆信号分布系统的系统特性
泄漏电缆的性能指标
耦合型


室内覆盖系统对通信网络的影响及解决方法
室内覆盖系统对通信网络的影响
对于不同类型的室内覆盖系统对通信网络的影响程度不同。
以基站（含微蜂窝）为信号源的室内覆盖系统
对于没有使用干线放大器的无源信号分布系统，引入的噪声干扰很小，所以基本不会对信号源基站和室外通信网络造成影响。
对于使用了干线放大器的无源信号分布系统，必将产生噪声和干扰，有可能对信号源基站造成不良影响，但由于建筑物的衰减作用基本不会对室外网络造成影响。
对于有源信号分布系统，由于使用了多级放大器，也将产生较大的噪声，有可能对信号源基站造成不良影响。
对于光纤信号分布系统，由于使用了光端机，噪声也较大，可能对信号源基站造成不良影响。
室内覆盖系统对通信网络的影响及解决方法
以室内直放站为信号源的室内覆盖系统
在前面的论述中已阐明了室内直放站必将引入噪声和干扰，不仅可能会对施主基站及其用户区造成影响，还可能会对临近基站造成不良影响。由此可见若采用室内直放站为信号源，室内覆盖系统最好选用引入噪声较少的无源信号分布系统。
室内覆盖系统可能造成的影响与直放站类似，有以下几项：
掉话率增高,特别是质差断线。
通话质量差，误码率高，通话时断时续。
信噪比低，出现信号很强却打不了电话的情况。
造成基站C/I及附近基站C/A下降，有些是严重干扰,情况严重时会造成基站长期闭塞。
总的来说，室内覆盖系统对通信网络造成的影响主要是由系统中的放大器等有源器件产生的噪声和干扰所引起的，只要系统中尽量少采用放大器器件，就不会对网络造成不良影响。





室内覆盖系统覆盖效果要求
信号分布
基本做到信号均匀分布,边缘场强一般大于-85dBm。
噪 声 电 平
从基站接收端位置测试上行噪声电平，要求噪声电平均小于-120dBm。
天线输出功率
符合国家环境电磁波卫生标准，天线的发射功率10~ 15dBm/每载波之间。每付天线可覆盖的区域面积在500~1000平方米左右。


室内覆盖系统覆盖效果要求
驻波比
从基站信号引出处测试，前端未接任何有源器件或放大器，其驻波比要求小于1.3。若测试口至末端天线数量小于5付时，驻波比应小于1.4。若中间有放大器或有源器件，在放大器输入端处加一负载或天线，所有有源器件应改为负载或天线再进行驻波比测试。
从管井主干电缆与分支电缆连接处测至天线端的驻波比应小于1.4，距离超过100米或所接天线超过10付时，驻波比应小于1.3。
从放大器输出端测试至末端的驻波比，前端未接任何放大器或有源器件，其驻波比要求小于1.3；若从测试口分支计起，天线数量小于5付时，驻波比应小于1.4。
对于双波段器件及天线，其驻波比指标可相应正增大0.05-0.1，但测试频率范围应为800-2000MHz。

室内覆盖系统覆盖效果要求
通话质量
要求在通话过程中话音清晰无噪声，无断续，无串音，无单通等现象。
用TEMS进行误码率（RxQual）的测试，等级为3以下的测试点的数量应占95%以上。
室内、室外之间的通话切换正常。
掉话率
要求通话测试过程中掉话率不得高于1%（包括室内外的切换），并且无线接通率达到90%（含）以上。若信号源为直放站，则所转发基站的掉话率在设备安装后比设备安装前不应有所增大。另外，设备安装后对原有网络运行不造成干扰。
影响室内覆盖系统覆盖效果的因素
室内覆盖系统的覆盖效果与信号源和信号分布系统的选取、系统设计、设备性能以及施工质量等因素密切相关。而造成覆盖效果差的根本原因还是噪声和干扰的问题。以下从这几方面阐述影响室内覆盖系统覆盖效果的原因。
信号源选取的影响
室内覆盖系统信号源选取是否正确，对室内覆盖系统的覆盖效果影响很大。一般来说信号源的选取主要从以下几个方面加以考虑：
话务量
在高话务量的地方不应选择室内直放站为信号源，以为：
1、室内直放站将大大加重施主基站的话务负荷，引起施主基站拥塞严重。
2、室内直放站覆盖区内的用户越多，在上行链路上的噪声和干扰越严重。

影响室内覆盖系统覆盖效果的因素
要求覆盖的范围
对于室内覆盖系统，覆盖范围的大小主要取决于信号源的输出功率。如果要求覆盖的范围较大，就不宜选择室内直放站为信号源，因为室内直放站的输出功率一般较小，若要大面积覆盖需要加装干线放大器来补偿线路的损耗，而多级放大器必将引入更多的噪声和干扰，影响覆盖效果。另外微蜂窝的输出功率也不大，对于要求覆盖范围很大的室内覆盖系统建议选择大站（2202、2101）作信号源。
所处位置的网络状况
若室内覆盖系统所处位置的网络状况很复杂，如大城市的闹市区中，周围的信号频密，同频、邻频干扰较多，就不宜采用室内直放站作信号源，特别是宽带直放站，因为这将会把大量的干扰引入并放大，加重这些干扰的程度，同时还在上下行链路增加大量噪声和互调干扰，大大影响覆盖效果和整个网络质量。
影响室内覆盖系统覆盖效果的因素
信号分布系统选取的影响
对于信号源为室内直放站的室内覆盖系统，不宜选取有源分布系统和光纤分布系统，主要是考虑噪声的影响。
如果要求室内覆盖系统的信号覆盖很均匀，那么每天线口的输出功率就要做到基本一致，这对于无源分布系统来说是很难做到的，比较适宜采用有源系统和漏缆系统。
对于布线距离很长而且施工难度很大的地方，不宜采用馈线做传输载体，建议采用光纤分布系统。

影响室内覆盖系统覆盖效果的因素
系统设计的影响
系统设计是否合理是影响室内覆盖系统覆盖效果最重要的因素。如果在系统设计时不能从上下行链路功率、边缘场强的取定、系统噪声的计算、天馈线布放位置、周边网络干扰情况等方面充分综合考虑，则必将影响系统的覆盖效果。
上下行链路功率的计算
室内覆盖系统的覆盖范围主要取决于下行链路功率，只有在引入了有源器件后才需要考虑上行链路信号和噪声功率对系统覆盖效果的限制。这里将主要就下行链路功率的计算进行讨论。
计算下行链路功率必须考虑信号源的输出功率、馈线、无源器件的功率损耗、室内无线传播损耗、边缘场强等。如果任意部分的功率计算错误，将导致设计的系统能量分布与实际情况不同，无法达到预期的覆盖效果。在实际情况中，室内无线传播损耗是很难估算的，因为每个建筑物因建筑装修材料、结构不同而对无线信号的衰减不一，很难找到统一的室内无线传播模型。计算室内无线传播损耗最准确的方法是采用模拟场强测试的方法，这将在下一章设计要求中介绍。
影响室内覆盖系统覆盖效果的因素
边缘场强的取定
边缘场强是指在需要覆盖的区域内手机最少能接收到的信号强度，它的取定将直接影响整个系统的能量分布设计，如果边缘场强取定得过高，会造成能量浪费，增加成本；如果取定得太低，会造成覆盖区域减少，室内边缘地区切换掉话增加，影响整体覆盖效果。
边缘场强的取定主要取决于基站和手机的接收灵敏度、无线信号多径传播衰落以及干扰和噪声的影响，必须把这些因素综合考虑才能正确选取边缘场强，这也将在下一章设计要求中介绍。


影响室内覆盖系统覆盖效果的因素
噪声的影响
对于使用了放大器等有源器件的室内覆盖系统，噪声是影响系统覆盖效果的重要因素，在做系统设计时必须考虑噪声特别是上行链路噪声问题。如果系统采用多级放大器，设计时还需要考虑如何设置各级放大器的增益和噪声系数以尽量减少噪声对系统的影响。以下就从整套系统而非单个放大器来分析噪声的问题。
若系统中只采用了一级放大器，则该放大器的噪声系数Nf即为整个系统的噪声系数。对于信号源基站来说，引入该放大器后将导致系统噪声电平提高Nf，为减少噪声对系统的影响，可将上行增益下降Nf以上，此时到达BTS的噪声电平可以维持原有水平，但放大器覆盖的用户到达BTS的信号会比无源系统用户信号弱Nf ，信噪比也下降Nf ，若为保证信噪比不变，则必须提高放大器覆盖区的边缘强度SS，覆盖变小。

影响室内覆盖系统覆盖效果的因素
若系统采用了多级放大器级联，整个系统的噪声系数就必须考虑各级放大器的噪声系数和增益。理论推导可得n级级联放大器的噪声系数为
（NF）1、2..n= NF1+（NF2-1）/ G1+（NF3-1）/ (G1*G2）+... （NFn-
1）/(G1*G2*..Gn）
由此可见,多级放大器的噪声系数取决于一、二级。当出现多级放大器时，最关键的第一级不仅要求它噪声系数低，而且要求增益尽可能大，但在室内覆盖系统中，由于每级之间还接入其他用户，因此，应与纯放大器的多级串联有不同的考虑，即应将所有用户状态综合起来考虑。以下将以二级放大器为例说明在多级放大器级联的系统中如何考虑噪声（主要考虑上行噪声）的影响。

影响室内覆盖系统覆盖效果的因素
如下图：





上图A1和A2分别为第一级和第二级放大器（上行的第一级即为下行的末级）。在这里，G1并不能认为是第一级放大器的增益。因为在室内系统中，第一级和第二级中间存在馈线、功分器、耦合器等器件。G1应为第二级信号输入电平与第一级输入信号电平之差，即G1=（PA2）in /（PA1）in， NF1、NF2分别是A1、A2的噪声系数 ，则系统噪声系数为：
NF系统 = NF1 + （ NF2 - 1）/G1
系统增加的噪声为：
Nout2-Nin1= [NF1*G1 +（ NF2 - 1）]*G2* Nin1
影响室内覆盖系统覆盖效果的因素
那么系统噪声系数和噪声电平有如下几种情况：
（1）G1>1 时，系统噪声系数和噪声电平主要取决于G1和NF1，此时噪声系数最小，但系统引入噪声电平却最大。若G1>>1,则系统的噪声系数和噪声电平与NF2关系不大， NF系统  NF1 ，Nout2-Nin1 NF1*G1*G2* Nin1 。
（2）G1=1（即A1的增益刚好与A1和A2间的线路损耗抵消）时，系统噪声系数NF系统 = NF1 + NF2 - 1 ，增加噪声电平为Nout2-Nin1= [NF1+ NF2 - 1）*G2* Nin1主要取决于NF1、NF2 ，并且比G1>1 时的噪声系数大，噪声电平要小。
（3）G1<1时，若G1* NF1<=1,第一级噪声已降至-121dBm以下,对第二级影响不大,系统与G1无关，此时系统引入噪声电平最小，但系统噪声系数最大。

影响室内覆盖系统覆盖效果的因素
对于由Qin即从第二级放大器直接引入的用户信号情况就不一样了。
（1）G1>1时，Qin的信号信噪比将严重下降，若为保证Qin的信噪比与Pin1一致，则必须提高SS，即减少Qin的覆盖，则从第二级放大器直接引入的用户区的覆盖效果将比第一级放大器的用户区差。
（2）G1=0时，Pin1与Qin信号的信噪比将一致，覆盖效果也一样。
（3）G1<1时，情况与第（1）种相反，第一级放大器的用户区的覆盖效果将比从第二级放大器直接引入的用户区差。
所以，当我们设计的系统对于每一个天线覆盖情况要求一致时，采用第（2）种方式。但若A1级的NF1很小，只有4dB以下，则我们不妨取G1=1/NF1，此时Pin1与Qin的信噪比差别很小，而NF1不对下级产生噪声，整个系统的覆盖效果都得到保证。

影响室内覆盖系统覆盖效果的因素
对于有源分布系统，情况与上述的分析类似，只是有源分布系统中的有源放大器件的增益一般较小而且不可调，所以对每级特别是第一级的噪声系数都要求尽量低。建议有源系统中的放大器采用第（2）或第（3）种级联方式，尽量减少噪声电平的引入。某些情况下，需要在有源系统中与系统接入处上行信号加衰减器，以降低噪声电平。
对于光纤分布系统，由于采用了光端机、放大器等有源器件，所以系统噪声系数也较高，某些情况下，也需要在光纤系统与系统接入处上行信号加衰减器，以降低噪声电平。
影响室内覆盖系统覆盖效果的因素
干扰的影响
在室内覆盖系统中，干扰来自两方面：室外的外部干扰和系统自身由于有源器件的存在而产生的互调干扰。
来自室外的干扰主要是建筑物周围基站的信号干扰。在某些情况下，建筑物的外部区域能够接收到很强的外部基站信号，此时在取定室内覆盖系统边缘场强时就必须考虑一定的干扰储备，否则这些外部区域将无法接收到稳定的室内信号，切换频繁，影响覆盖效果。
系统自身产生的互调干扰的影响问题在直放站部分已作介绍，主要是造成上下行链路误码率高，通话质量差，以及由于C/I比下降而造成的覆盖范围减少等不良影响。
影响室内覆盖系统覆盖效果的因素
天馈线的布放位置
由于室内信号最终是由天线进行收发的，天线的布放位置和有效输出功率也将直接影响系统的覆盖效果。
天线的布放位置会影响系统信号分布 的均匀程度，如果天线布放过密会引起干扰和重叠区过大，布放太疏又无法满足边缘场强的要求。
天线的布放位置要考虑室外信号的干扰问题，如果天线布放在室内过于中间的位置，那么窗边的室内信号将较弱，但由于在窗边一般能接收到较强的室外信号，将对室内信号造成很大的干扰，导致信号不稳定，切换频繁，影响室内边缘覆盖效果，所以建议室内天线布放在靠外部的地方。
影响室内覆盖系统覆盖效果的因素
设备性能的影响
室内覆盖系统中的设备主要有两大类：有源设备（直放站、干线放大器等）和无源设备（天馈线、功分、耦合器件等）。无论是哪类 设备，他们性能指标的好坏都对系统覆盖效果影响很大。
对于有源设备，他们的性能指标与直放站系统基本一样，对系统的影响在前面已介绍过，主要还是几个重要指标如噪声系数、互调干扰量的对系统覆盖效果影响较大。
对于无源设备，最重要的指标是驻波比和信号损耗量。驻波比主要影响是会引起回波和反射波加大，进一步削弱了直射有用信号，同时造成信噪比的下降，从而影响覆盖信号质量并减少了覆盖范围。损耗主要影响系统的能量损耗，如果设备对信号的损耗量小，就可以用较少的设备来完成系统覆盖，不仅节省成本，也可减少引入噪声、干扰的可能性。


室内覆盖工程设计、安装、测试的要求
室外移动网络建设的关键是频率规划及覆盖范围的设计，而对于室内覆盖系统更主要的是如何选择合适的分布系统及天线安装位置，以求达到覆盖效果的同时，不会对周边网络造成影响。下面以下图室内覆盖工程实施流程图为线索介绍如何正确设计及安装调测室内覆盖系统。
现场勘察及覆盖预测
现场勘察
在进行设计之前，我们必须对要求进行室内覆盖的地方进行调查和了解以下内容：
需要进行覆盖的原因
话务过于繁忙
覆盖盲区
外部干扰严重，信号不稳定
需要覆盖的范围
覆盖的楼层数和面积
是否需要覆盖电梯
是否需要覆盖地下停车场等特殊地方
现场勘察及覆盖预测
需要覆盖建筑物的结构
我们首先需要拿到建筑结构图，了解机房、弱电管井的位置以及各楼层的结构，以确定设备布放位置和施工布线的走向和路由。
了解建筑物的建筑装修材料，以大致估算无线传输损耗。
周围的环境情况


现场勘察及覆盖预测
覆盖预测
进行覆盖预测就是通过测试和估算得出需要覆盖区域各处的场强情况。由于室内场强情况很难估算准确，现在一般采用模拟场强测试的方法，即采用小型发射机（TEMS TRANSMITTER）装在拟放天线的位置，利用场强接收设备或测试手机（ TEMS测试手机）对要求覆盖的区域进行测试。
首先进行扫频，选出较干净的频率，此频率可做信号源基站的频率或室内直放站的施主基站。
设置发射机的发射功率和发射信道，然后对覆盖区各方向、特别是边缘位置进行测试，记录下各测试点测得的信号强度。
通过发射机的发射功率和测得的各点信号强度计算出覆盖区各区域的无线传播损耗情况。
选取信号源
室内分布系统的信号源来源于基站(微蜂窝)或直放站两种。设计时信号源的选取主要从以下几个方面加以考虑：
话务量
要求覆盖的范围
所处位置及对网络影响程度
成本

选取信号分布系统
室内信号分布系统选择的原则为：
造价，尽可能采用成本低的方式，同时必须保证系统质量。
施工的难度，尽量考虑施工比较容易实现，特别是馈线的施工。
天线的位置、数量和输出功率，在保证覆盖的同时用比较少的天线，比较低的输出功率。
考虑受制条件，综合采用各种分布系统。

分布系统设计
分布系统设计室内覆盖系统工程最关键的一个步骤。在做系统设计时需要充分考虑以下几个问题：
边缘场强的取定
系统能量分布计算
系统噪声的计算
天馈线布放位置



分布系统设计
取定边缘场强
边缘场强主要取决于接收灵敏度、衰落储备及干扰储备和噪声储备。
手机的接收机灵敏度一般取-104dBm。
在室内覆盖系统中，多径传播现象比室外系统更突出，特别是近场区，因此，在考虑快衰落储备时应有比较大的余量，一般取10～15dB左右；而慢衰落储备在室内系统中一般不去做太多的考虑。
干扰储备需分情况而定。
如果需要覆盖区域为信号盲区或只能接收到较弱的外部信号，处于在正常4/12的频率复用模式下，干扰储备可取5~10dB。
如果需要覆盖区域周围信号干扰严重，则干扰储备需要取10dB以上。
噪声储备
当系统存在有源器件时，就必须考虑5~10dB的噪声储备，而光纤系统更要预留10~15dB的噪声储备。
综合上述各点，在一般情况下，边缘场强的取值为-85dBm。
分布系统设计
系统能量分布计算
系统能量分布计算是系统设计中最复杂的一个环节，需要精确计算信号源的输出功率、天线输出功率、布线长度、馈线、无源器件的功率损耗、室内无线传播损耗、边缘场强等。
首先取定信号源的输出功率，一般来说室内直放站取值为15~25dBm，微蜂窝基站为33dBm，大站取35~40dBm。
选取天线输出功率
首先根据模拟场强测试的结果和取定的边缘场强的值大致推算每付天线的输出功率。
同时也考虑电磁波对人体的影响。根据我国国家标准GB9175-88《环境电磁波卫生标准》，对于酒店及写字楼按一级安全标准设计，每天线有效输出功率应在10~15dBm之间；对于商场、商贸中心，可按二级标准设计，每天线有效输出功率应在23dBm以下。
计算线路损耗
根据布线长度、馈线和功分、耦合等无源器件的损耗以及系统信号分配方式来计算整个系统的线路损耗情况，并最终确定天线的输出功率。如果最后得到的天线输出功率值无法满足要求，就要考虑重新进行信号分配或增加干线放大器。


分布系统设计
系统噪声的计算问题已在前面部分论述。
天馈线布放位置
天线的选择。由于室内覆盖分配到每付天线的功率不会很大，选择天线应以小巧、美观、易安装，与周围环境相配衬和适合施工条件为原则。可选择帽状、杆状、钻石型、书本状等小型天线。
天线挂放位置以容易施工、离管井近，相对靠外为原则。
可采用隔层对角布放天线的方法来减少天线的面数。
馈线选择时应以容易施工为原则，对于主干部分，由于可以在管井中布放或沿直线布放的地方，采用较粗馈线，对于转弯较多的支线部分采用柔软型，线经也不宜太粗。并且馈线布放时应尽量藏在天花中或藏在看不见的地方。
光纤应使用抗拉抗折光纤，因室内分布系统施工环境不会象电信机房那样的环境，布放过程会有穿墙穿天花布放的可能。
根据ICE标准，室内覆盖电缆必须为防火电缆，由于价格原因，我们常规使用阻燃电缆。


安装、调测要求
关于室内覆盖工程的安装、调测要求可参见《室内覆盖系统工程质量验收细则》和《室内覆盖系统工程竣工文件模板》。

与覆盖距离相关的因素
传输信道数
接收信号电平PRX
有效辐射功率：
ERP = 输出功率PO + 天线增益Ga - 馈线损耗LW
天线高度
地理环境
每载波输出功率与传输载波数关系
电波传播的路径损耗预测
路径损耗预测（计算举例）
设：直放站天线高度hb = 20m，发射频率f = 900MHz，
移动台天线高度hm= 1.5m，通信距离d = 3km
中小城市修正因子a (hm)=[1.1 log(f) - 0.7 ] hm - 1.56 [log (f) - 0.8]
=[1.1 log(900) - 0.7]1.5 - 1.56 [log (900) - 0.8]
≈0
中值路径损耗为：
Lm= 69.55 + 26.16 log(f) - 13.82 log (hb) - a (hm) +[ 44.9 - 6.55log (hb)]  log(d)
= 69.55 + 26.16  log(900) - 13.82  log20 - 0 +[ 44.9 - (6.55  log20)]  log3
≈146.2

即：3公里的传播路径损耗约为146.2dB

路径损耗预测（计算举例）
设：直放站每载波输出功率POUT = 37dBm，移动台输出功率Pm= 33dBm，
馈线损耗LW = 1.6dB (SD-16电 缆30米)，天线增益GT = 10dB
直放站移动台(下行)：
移动台接收电平：PR = Pout + GT - LM - LW
= 37 + 10 - 146.2 - 1.6
= -100.8 dBm
移动台直放站(上行)：
直放站接收电平：Pin = Pm + GR - LM - LP
= 33 + 10 - 146.2 - 1.6
= -104.8 dBm

即：该站覆盖范围约为3公里

天线高度对覆盖距离的影响（计算举例）
对于前例
设：直放站天线高度升高为hb = 40m，发射频率f = 900MHz，
移动台天线高度hm= 1.5m，
中值路径损耗约为：146.2dB
则通信距离d增加为：

69.55 + 26.16 log(f) - 13.82 log (hb) - a (hm) +[ 44.9 - 6.55log (hb)]  log(d) =146.2
69.55 + 26.16  log(900) - 13.82  log40- 0 +[ 44.9 - (6.55  log40)]  log (d)=146.2
d ≈4.2km

即：直放站天线高度升高为40m后，覆盖距离可增加到4.2公里

传播路径部分穿过稠密的树林
直放站施主基站小区参数调整
内容
GSM小区无线技术功能分类参数简介
直放站的主要性能指标分析
直放站对施主基站小区无线性能的影响机理
小区无线参数调整方案


GSM无线技术简介
手机IDLE模式小区选择及重选
小区切换算法
功率控制
跳频技术


小区选择及重选
手机智能判断最好服务小区
手机无需上报网络测量报告
信号强度策略
IDLE模式下小区选择
涉及到的小区参数
NCCPERM
CB,CBQ
ACCMIN,CCHPWR
CRO,TO,PT

CB、CBQ参数
C1算法
C1=A-MAX(B,0)

其中：A=RXLEV-ACCMIN
　　　 B=CCHPWR-P

　　　　　　RXLEV:手机接收电平（下行）
　　　　　　ACCMIN:手机接入系统最小接收电平
CCHPWR:手机接入系统的最大发射功率
　　　　　　P:手机最大发射功率(手机功率级别）


C1表达式物理意义
A=RXLEV-ACCMIN
设置下行信号强度条件
手机需得到至少ACCMIN的服务
B=CCHPWR-P
考虑上行信号的影响，实质为小区服务是针对具体
功率级别的手机的。
小区重选算法
PHASE1手机：C1
PHASE2手机：C2
C2=C1+CRO-TO*H(PT-T)PT=/=31
C2=C1-CRO PT==31

　CRO:小区重选偏置
　　TO: 惩罚值
　　PT:惩罚时间
　
为什么引入C2
C1算法中的参数为共性参数，对手机在具体小区间的选择行为缺乏控制
C2算法引入CRO，TO,PT等控制参数，通过对不同小区进行不同参数值的设置达到控制手机小区重选行为的目的

C2算法表达式的物理意义
CRO为控制参数，形象地说就是在C1的基础上在拉高该小区的服务水准（信号强度）
TO*H(PT-T)
该表达式目的是在惩罚时间PT内让该小区的服务水准降低TO，就是阻止快速移动的手机选择该小区
T为手机将该小区放入6个最强的BCCH载波信号强度中开始的计时

为什么切换？
保持通话
控制小区SIZE,减小干扰
切换算法核心：定位
目的：让手机始终处于最好的服务小区中，增大C/I中的C
定位算法
　信号强度
　路径损耗
切换依据
MAHO(手机侧考虑）
手机上报的测量报告
　　　SS_down(n):手机接收第n个邻区的下行信号强度
　　　SS_up(n):通过路径损耗及上下行平衡原理估算上
　　　　　　　行信号强度
　　　SS_up(n)=MS_PWR(n)-L(n)
L(n)=BS_PWR(n)-SS_down(n)
门限值
BSRXMIN,MSRXMIN
SS_down>MSRXMIN
SS_up>BSRXMIN
BSRXSUFF,MSRXSUFF
better 小区SS_down>MSRXSUFF
SS_up>BSRXSUFF
worse 小区

侯选小区排序
K_RANK(n)=Min{[SS_down(n)-MSRXSUFF(n)],[SS_up(n)-BSRXSUFF(n)]}
按K_RANK 值大小排序

功率余量算法，Better小区切换

爱立信1算法
其他切换问题
紧急情况切换（质差、超TA)
切换带问题
信号强度与路径损耗算法
信号强度算法只顾及下行（手机侧）
路径损耗算法兼顾上、下行
上下行一定要平衡
功率控制
目的是降低C/I中的　I
手机功率控制
基站功率控制
手机功率控制
节省手机电池
避免手机发射功率过高使基站接收机饱和
考虑质量因素（提高功率）
SSDES,QDESUL

SSDEL
QDESUL
基站功率控制
减少能源损耗
避免使手机接收过饱和
SSDESDL,QDESDL
跳频技术
同一个话音、信令连接中使用不同的频率
频率分集
干扰平均
更紧密的频率复用距离





抗多径衰落
跳频种类
基带跳频
合成跳频
合成跳频
基带跳频
直放站系统框图(无线中继）
直放站系统框图（光中继）
直放站的主要性能指标
三阶互调
噪声系数
上下行增益
三阶互调
F３＝2Fx-Fy
F3:三阶互调产物
　Fx,Fy:小区内载波频率
三阶互调产物大多落在GSM频段内，不容忽视
GSM规范：IM3<-36dbm

一个小区５个载波（例）
交调产物

f3与f2：2f2-f3=f2-（f3-f2）=f1
2f3-f2=f3+（f3-f2）=f4
f3与f4：2f3-f4=f3-（f4-f3）=f2
2f4-f3=f4+（f4-f3）=f5
f3与f1：2f1-f3=f1-（f3-f1）=f-1
2f3-f1=f3+（f3-f1）=f5
f3与f5：2f3-f5=f3-（f5-f3）=f1
2f5-f3=f5+（f5-f3）=f7

噪声系数
直放站系统为一个有源线性噪声系统
噪声系数为信号通过线性系统输入信噪比与输出信噪比的比值
噪声系数始终大于１
GSM规范,噪声系数小于4db
噪声降低上行信号的信噪比
用户群A影响到用户群B
由于在直放站服务下的用户群A接入系统时由于直放站系统的噪声影响导致整个基站的信噪声比降低从而影响到正常小区服务下的用户群B
降低该小区的服务水准，只允许能享受高的服务质量的手机接入或切入该小区
ACCMIN,BSRXMIN,MSRXMIN 的调整
上下行增益是否应平衡？
上下行增益平衡是BSC能正常作出切换判决及进行动态功率控制的需要
策略
选用载波数少的基站做为施主基站　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　减少三阶互调产物
选用直放站时考虑跳频
施主小区频率规划
提高施主小区的手机接入电平　　　　　　　　　　　　　　IDLEMODE:ACCMIN DEDICATEDMODE:BSRXMIN,MSRXMIN
上下行增益保持一致
严格控制直放站的信号作用域