浅谈直放站在移动通信中的应用

论文关键词：网络覆盖；直放站论文摘要：目前，2G通信直放站已经在国内得到了重要的应用，现今国内外已有不少运营商已纷纷推出正式商用的3G移动通信直放站，相信在3G到来的时候，直放站会对无线网络起到更重要的补充作用。随着网络的发展，城市的室内覆盖已不存在问题，覆盖的重点也逐渐向山区、高速公路等高难度覆盖区域转移。直放站以其灵活简易的特点成为解决简单问题的重要方式。本文通过对无线网络覆盖问题的分析，讨论了直放站在移动通信中的重要作用及应用。1直放站的定义直放站（又叫中继器）属于同频放大设备，是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。无论是GSM直放站、CDMA直放站还是3G直放站，其原理是基本相同的。直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。2直放站的分类2.1从传输信号分有GSM直放站、CDMA直放站和3G直放站2.1.1GSM移动通信直放站是为消除GSM900MHz/1800MHz频段移动通信网的小范围信号盲区或弱信号区而设计生产的通信设备。被广泛应用于地下商场、停车场、地铁、隧道、高层建筑的办公室等基站信号所无法到达的信号盲区，同时对于消除城市因受高楼大厦影响而产生的室外局部信号阴影区或边远郊区个别村镇的弱信号区也具有相当好的覆盖效果。2.1.2CDMA直放站可以扩大CDMA基站的覆盖范围，大大节省CDMA网络建设的投资(一个CDMA直放站的投资约为一个CDMA基站的十分之一)。特别是在高层楼宇、地下(如地铁)、以及盲区等特殊环境下，CDMA直放站将充分发挥它的优势。由于各种地理环境和用户的要求不同，所需的CDMA直放站的类型也不同。2.1.3CDMA直放站是为了消除移动通信网覆盖盲区或弱信号，延伸基站信号覆盖的一种中继设备，它能解决消除城市因受高楼大厦影响而产生的室外局部信号阴影区，地下停车场、地下隧道、商场、电梯等基地无法到达信号的盲区，提高了覆盖范围增强了信号覆盖延伸。2.1.4与传统的2G无线通信系统相比，由于3G无线通信系统主要使用的频段在2000MHz附近，根据电波传播衰减规律，显然3G的无线信号比2G的无线信号衰减得更快。这样，在同等功率情况下的3G基站和直放站的覆盖范围都比2G的要小。所以在达到与2G网络同等的覆盖水平时，需要更多的直放站来完成网络覆盖。由此我们可以预期，在即将到来的3G无线网络建设高潮中，直放站也必然仍将扮演着重要的角色。2.2从传输带宽来分有宽带直放站和选频（选信道）直放站2.2.1GSM移动通信宽带直放站的主要特点：高的系统增益且增益连续可调；采用先进的数字滤波技术，带外抑制特别好；全双工工作，很高的上/下行隔离度；两端口标准设计，安装极为方便；内置电源且设计有电源保护系统和免维护备用电源接口；采用ALC技术，输出电平连续可调，稳定可靠；可选智能监控，故障自动报警及远程维护；高线性功放，性能稳定等。2.2.2GSM移动通信频带选择直放站的主要特点：高的系统增益且增益连续可调；全双工工作，很高的上/下行隔离度；中心频率和带宽任意可调，满足不同客户要求，带外抑制好，不同营运商之间的信号不会产生相互干扰；内置电源且设计有电源保护系统和免维护备用电源接口；两端口标准设计，安装极为方便；采用PLL控制技术的选频模块，性能稳定可靠，噪声系数低等。2.3从传输方式来分有无线直放站、光纤直放站和移频传输直放站2.3.1无线传输直放站下行从基站接收信号，经放大后向用户方向覆盖；上行从用户接收信号，经放大后发送给基站。为了限带，加有带通滤波器2.3.2光纤传输直放站更多文章将收到的信号，经光电变换变成光信号，传输后又经电光变换恢复电信号再发出。2.3.3移频传输直放站将收到的频率上变频为微波，传输后再下变频为原先收到的频率，放大后发送出去。3直放站的应用直放站可以扩大服务范围，消除覆盖盲区，如高山，建筑物，树林等阻挡物而形成的信号盲区；在郊区能够增强场强，扩大郊区站的覆盖；沿高速公路架设，增强覆盖效率；还可以解决室内覆盖，如大型建筑物内信号衰减信号盲区、地下商城、遂道等衰减信号盲区；另外，将空闲基站的信号引到繁忙基站的覆盖区内，实现疏忙等。3.1公路、郊区重点农村的覆盖随着社会的发展，高速公路逐渐增多，公路的覆盖成为一个很大难题，为了有效节约资源，直放站在这里得到了广泛应用。，某条高速公路如果全部利用宏基站覆盖，共计需要15个宏基站，采用宏基站带直放站方式，只需要8个宏基站，在很大程度上节约了成本。3.2“L”型覆盖某一风景区位于山谷中，距离基站不到4公里，但由于被山脉阻挡，根本无网络信号。在山脉的尽头安装一直放站，由于直放站接收信号的方向和发射信号的方向成一定的角度，相当于基站的电波在直放站处转了一个弯。依靠山体的阻挡，直放站的施主天线和服务天线分别放在山体的两侧，隔离度很大，直放站的性能可以充分发挥，很好地解决了该风景区用户的通信问题，还使该基站的通信距离向山谷里延伸了6公里。3.3开阔地域的覆盖共2页:上一页12下一页人口分布较少的开阔地域是使用直放站进行覆盖的典型场合。当直放站采用全向天线时，只要有一定的铁塔高度，在直放站工作正常的情况下，3公里内可以明显地感觉到直放站的增益作用。但距离超过5公里以后，直放站的增益作用就迅速消失，用手机进行基站接收信号电平测试，无论直放站是否工作，接收电平都没有明显变化。这是因为在平原开阔地区，房屋建筑和地形地貌造成的传输衰耗相对较小，而随空间距离的增加，电波按32.45+20logf(MHz)+20logD(公里)的规律衰减；即距离每增加一倍，电波衰减6dB。4直放站的优点及不足4.1直放站的优点4.1.1同等覆盖面积时，使用直放站投资较低。在平原地区室外一个全向基站可以有10km覆盖半径；一个全向直放站可以有4km覆盖半径；就覆盖面积而言，六个直放站约相当于一个基站。六个直放站的设备价约为一个基站的80%。但考虑到机房租用和装修、交直流电源、空调、传输系统和电路租金等费用，六个直放站的费用只相当于于一个基站的50%，甚至更低。4.1.2覆盖更为灵活。一个基站基本上是圆形覆盖，多个直放站可以组织成多种覆盖形式。如“一”字型排开，可以覆盖十几至几十公里的路段。也可以组织成“L”型、“N”型和“M”型覆盖，特别适合于山区组网。4.1.3在组网初期，由于用户较少，投资效益较差，可以用一部分直放站代替基站。用户发展起来后现更换为基站，替换下来的直放站再进一步放置在更边缘的地区，这样一步步地滚动发展。4.1.4由于不需要土建和传输电路的施工，建网迅速。4.2直放站的不足不能增加系统容量。4.2.1引入直放站后，会给基站增加约3dB以上的噪音，使原基站工作环境恶化，覆盖半径减少。所以一个基站的一个扇区最好带两个以下的直放站工作。4.2.2直放站只能频分不能码分，一个直放站往往将多个基站或多个扇区的信号加以放大。引入过多的直放站后，导致基站短码相位混乱导频污染严重，优化工作困难，同时加大了不必要的软切换。4.2.3直放站的网管功能和设备检测功能远不如基站，当直放站出现问题后不易察觉。4.2.4由于受隔离度的要求限制，直放站的某些安装条件要比基站苛刻的多，使直放站的性能往往不能得到充分发挥。4.2.5如果直放让自激或直放站附近有干扰源，将对原网造成严重影响。由于直放站的工作天线较高，会将干扰的破坏作用大面积扩大。参考文献[1]CDMA扩频通信原理，A.J.维特比著、李世鹤等译，人民邮电出版社，1997年1月，北京。[2]蜂窝移动通信--射频工程，苏华鸿等编著，人民邮电出版社，北京，2005年1月。[3]WCDMA无线网络工程，杨峰义等编著，人民邮电出版社，北京，2004年4月共2页:上一页12下一页1.绪论1.1研究背景网络被认为是互联网发展的第三阶段。网络的设计和实施能够带来切身实际的利益，城域网、企业网、局域网、家庭网和个人网络都是网络发展的体现。网络发明的初衷并不仅仅是表现在它的规模上，而是互联互通，资源共享，消除资源访问的壁垒，让生活更加方便、快捷、高效。随着网络技术的发展，网络在应用方面也体现出了很大的潜力，能够共享和调度成千上万的计算设备协同并发工作，能汇聚数百万计的信息资源加以归类、分析和发布，还可以让世界每一个角落的人们实时沟通交流。在现代高速发展的社会里，企业与企业之间的联系日益密切，大量的、复杂的信息交流显得由为重要。随着电子科技的高速发展，那些如何复杂大量的信息，通过网络技术帮助下，就可以轻而易举的从某一地方传送到另一地方，而且简单、快速、准确，给人们带来了很大的方便。而在现代企业中，网络技术在管理中的应用，已显得举足轻重。随着企业信息化进程的进一步深入和发展，计算机在企业中的应用越来越广泛，而企业对计算机的依赖越来越强。随着网络应用的日益丰富以及人们在日常生活中对网络依赖的日渐紧密，那么对于网络吞吐量，网络延时，网络链路的稳定性以及网络服务的多样性就会产生新的要求，同时也希望网络应用的花销能更加低廉，这样针对电信网络运营商所提供的服务将会产生巨大的挑战，本实时通信系统的成功应用将会给运营商们提供更加方便，快捷，稳定，并且低廉的网络运营成本，本实时通信系统帮助企业实现巨大的商业价值的同时也为用户带来的更加高效，快速，稳定并且廉价的网络服务资源。1.2选题理论1.2.1需求分析方法在软件的设计和开发过程中，需求分析是一个重要的阶段，是项目开发的基本要素，是项目实现和实行的关键。软件工程的需求分析指的是了解用户需求，在软件的功能上和客户沟通并且达成一致，评估软件的风险系数和项目需要付出的代价，最终形成一个完善设计实现的复杂过程。目前比较流行的软件需求分析方法有：结构化分析方法和面向对象的分析方法。1.结构化分析结构化分析方法给出一组帮助系统分析人员产生功能规约的原理与技术。它一般利用图形表达用户需求，使用的手段主要有数据流图、数据字典、结构化语言、判定表以及判定树等。结构化分析的步骤如下：①分析当前的情况，做出反映当前物理模型的DFD;②推导出等价的逻辑模型的DFD;③设计新的逻辑系统，生成数据字典和基元描述;④建立人机接口，提出可供选择的目标系统物理模型的DFD;⑤确定各种方案的成本和风险等级，据此对各种方案进行分析;⑥选择一种方案;⑦建立完整的需求规约。2.面向对象分析面向对象是在结构化设计方法出现很多问题的情况下应运而生的。从结构化设计的方法中，我们不难发现，结构化设计方法求解问题的基本策略是从功能的角度审视问题域。它将应用程序看成实现某些特定任务的功能模块，其中子过程是实现某项具体操作的底层功能模块。在每个功能模块中，用数据结构描述待处理数据的组织形式，用算法描述具体的操作过程。面对日趋复杂的应用系统，这种开发思路逐渐暴露了一些弱点。那么面向对象的分析首先根据客户需求抽象出业务对象;然后对需求进行合理分层，构建相对独立的业务模块;之后设计业务逻辑，利用多态、继承、封装、抽象的编程思想，实现业务需求;最后通过整合各模块，达到高内聚、低耦合的效果，从而满足客户要求。1.4.2系统开发设计方法软件的开发设计模型是将软件开发的整个过程、事件以及任务提取汇总而成的结构化框架。软件的开发包括了需求分析、系统设计、编码实现以及单元、系统测试等阶段，有时也会有一部分的后期维护阶段。软件的开发设计模型能够更加清晰、直观地反应出软件设计开发的全部过程，明确定义了开发过程中所需要完成的事件和任务。常见的软件设计模型有：边做边改模型、瀑布模型、原型模型、增量模型、螺旋模型、演化模型、喷泉模型、智能模型、混合模型等，下面将列举并介绍其中比较常用的两种模型。第2章实时通信系统的需求分析2.1客户业务需求分析网络如今已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分，无论是个人娱乐还是工作拓展，以及将来的智能生活和办公需求，都需要网络的承载，随着网络应用发展的突飞猛进，人们对网络的承载能力，业务种类的多样性，以及网络的稳定性提出了更高，更多的要求。本通信系统针对自己的核心客户需求给出了不同的定