移動通信基站輔助技術(shù)探討

楊榮麗

（中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司長春市分公司，吉林 長春 130031）

直放站也被稱作中繼站，在本質(zhì)上是一種雙向的放大器，能夠?qū)拘盘柡鸵苿优_信號同時進行放大。在下行鏈路中直放站通過獲取施主天線覆蓋范圍內(nèi)的信號，然后帶通濾波器隔離帶外的信號，最后通過功率放大器將經(jīng)過濾波之后的信號進行放大之后發(fā)射到一定的區(qū)域。直放站通過上行鏈路拾取覆蓋范圍內(nèi)的移動臺信號，濾波之后的信號經(jīng)過放大處理后向相應(yīng)的基站進行發(fā)射，這樣移動臺和基站之間就實現(xiàn)了信號傳遞。直放站根據(jù)安裝的環(huán)境的差異，通常有室外直放站和室內(nèi)直放站兩種。

1 直放站的特點

1.1 直放站的特點及應(yīng)用原則

直放站在移動通信網(wǎng)絡(luò)中所應(yīng)該采取什么樣的解決方案主要取決于當(dāng)時的應(yīng)用環(huán)境以及直放站設(shè)備的類型。例如，射頻直放站，以無線的方式進行傳輸，因而具有建設(shè)時間短、成本低，同時對于傳輸?shù)囊笠膊皇呛芨?，但是需要較高的信號隔離要求。而無線直放站其信號來源直接來自空間，對信號的要求較高，在基站比較多的地方，空間的信號往來十分的復(fù)雜，很難對其進行分離，基站往往受到直放站的干擾。一般情況下，光纖直放站比較適合用在基站數(shù)量較多的地方。如果只能選擇無線直放站的話，那么應(yīng)該注意其施主天線的方向。

光線直放站和射頻直放站在使用的過程中都要保證直放站到施主基站之間的距離再加上直放站覆蓋區(qū)域的半徑的距離要在時間提前量規(guī)定的范圍之內(nèi)。一般來說距離應(yīng)該在35公里以內(nèi)，而對于碼分多址系統(tǒng)來說，這個距離應(yīng)該控制在10公里范圍之內(nèi)。直放站建設(shè)時，要對以下三個方面多加注意：

直放站的使用最基本的原則就是對現(xiàn)有無線通信網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量沒有負面的影響。選擇窄波束的水平天線和高增益天線，從而保證服務(wù)小區(qū)的信號起主導(dǎo)作用。直放站采用同頻的方式進行信號的接收和發(fā)送，容易導(dǎo)致自激，最終干擾網(wǎng)絡(luò)，因此要要防止自激。為此要保證覆蓋天線與施主天線的隔離度至少要大于整機增益15dB.在實際的操作過程中，在天線的選擇時，應(yīng)該盡量保持其高度差異。此外，在天線之間設(shè)置屏蔽作用好的障礙物或者兩個天線之間應(yīng)該保持足夠的距離。天線建設(shè)時要從當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況出發(fā)，靈活的采用一下的一些原則：

第一，密集城區(qū)。在人口密度大、相對空間小的城區(qū)，室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號源大多采用室內(nèi)直放站，有些覆蓋地區(qū)的建筑物分布過于密集，那么一個基站往往需要搭配幾個直放站。由于人口比較密集的城區(qū)的空間信號環(huán)境十分的復(fù)雜，而室外直放站有可能干擾無限通信網(wǎng)絡(luò)，一般來說室外直放站在密集城區(qū)不提倡使用。如果必需使用的話，也應(yīng)該采用功率較低的直放站。

第二，城市邊緣。隨著我國城市化的進程不斷加快很多地方出現(xiàn)了逆城市化，大量的小區(qū)都建設(shè)在城市的邊緣，而相對于城區(qū)來說，城市邊緣的基站數(shù)量較少，因此必須擴大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，在城市邊緣可以采用高功率的直放站。

第三，郊區(qū)、鄉(xiāng)村。城市的郊區(qū)還有鄉(xiāng)村地區(qū)由于基站數(shù)目較少，因此可以采用大功率的光纖直放站，擴大信號的覆蓋。有些偏遠地區(qū)沒有光纖通過，可以使用無線直放站改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

1.2 直放站的主要用途

1.2.1 盲區(qū)覆蓋

直放站作為基站覆蓋的延伸，將基站信號接收放大后傳送到更大范圍的區(qū)域，為原信號覆蓋不佳的地區(qū)提供服務(wù)。這也是目前直放站最普遍的應(yīng)用方式，多用于為對話務(wù)需求不高的邊緣鄉(xiāng)鎮(zhèn)、交通干線、室外特殊地形和旅游景點提供覆蓋。

1.2.2 室內(nèi)覆蓋

在一些深層的建筑物（如商場、寫字樓）或陰影地區(qū)（如隧道、地下室等）設(shè)置直放站也可以收到很好的效果。

1.2.3 話務(wù)平衡

利用直放站的延伸特點將空閑基站的服務(wù)引入繁忙基站的覆蓋區(qū)域之內(nèi)，可以起到疏導(dǎo)的作用，幫助整個系統(tǒng)進一步實現(xiàn)話務(wù)平衡。

1.2.4 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

由于各種原因，在某些服務(wù)區(qū)之間的局部區(qū)域尚存在信號微弱的情況，由于區(qū)域面積較小或無高話務(wù)需求，所以再建設(shè)基站并不合適，可以利用直放站改善該區(qū)域的信號狀況。

1.3 直放站和室外型小基站的對比

室外型小基站主要是指室外微蜂窩和一體化小基站。直放站和室外型小基站相比，各有特點。

建設(shè)室外型小基站的投資和工程周期都比較大，而直放站投資小，安裝簡便靈活。

直放站可以用來吸收話務(wù)，當(dāng)某個小區(qū)空閑時可以用直放站引入的話務(wù)來提高設(shè)備的利用率，而室外型小基站可以增加系統(tǒng)的總?cè)萘浚謸?dān)周邊基站的話務(wù)壓力。

采用室外小基站需要分配新的頻點或PN碼，這在有些時候會顯得比較困難，而直放站不需要分配新的頻點或PN碼，但是需要控制其對其他小區(qū)產(chǎn)生的干擾。

2 直放站應(yīng)用技術(shù)

2.1 密集市區(qū)室內(nèi)覆蓋信號源

直放站用作室內(nèi)覆蓋信號源是常見的使用方法，但在密集城區(qū)，由于建筑物數(shù)量很大，需要的直放站數(shù)量也比較多，容易出現(xiàn)一個基站甚至一個扇區(qū)配置多個直放站的情況，但引入過多的直放站，一方面會對施主基站信號造成比較大的干擾，另一方面增大了施主基站的話務(wù)量，會造成施主基站接入困難等情況。在碼分多址網(wǎng)絡(luò)中，由于系統(tǒng)的自干擾特性，引入過多的直放站會對施主基站造成更嚴重的破壞。這是密集市區(qū)使用直放站作為室內(nèi)覆蓋信號源不可避免的問題。

2.2 將光纖直放站納入網(wǎng)管系統(tǒng)

在農(nóng)村、交通道路等要求廣覆蓋、低容量的地區(qū)，運營商從建設(shè)成本、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標(biāo)以及運營效益等方面出發(fā)，經(jīng)常使用大功率直放站來滿足覆蓋需求。通常情況下，這些直放站沒有納入網(wǎng)管系統(tǒng)，而且直放站設(shè)備的穩(wěn)定性往往低于室外型微蜂窩或一體化基站，在發(fā)生故障時難以被及時發(fā)現(xiàn)，容易引起用戶投訴?？紤]到光纖直放站的特性，在工程建設(shè)中，可以將一些重要的光纖直放站納入網(wǎng)管系統(tǒng)，并適當(dāng)增配UPS或小容量蓄電池、室外開關(guān)電源等配套設(shè)備。雖然增加了建設(shè)成本，相比建設(shè)室外微蜂窩或一體化小基站沒有了投資方面的優(yōu)勢，但能有效地提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和資源利用率。

2.3 密集城區(qū)街道微小區(qū)

在密集城區(qū)的一些區(qū)域，地物地貌往往呈現(xiàn)多（高）層建筑密集，建筑物之間間隔很小的特點。在這些區(qū)域，建筑物低層和道路覆蓋始終是移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的難點，建設(shè)單個宏基站難以達到預(yù)期的覆蓋效果，建設(shè)多個基站不僅投資大，還會因為站距過小而破壞網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。此時可以考慮使用直放站。

2.4 曲折地形的覆蓋延伸

在山區(qū)經(jīng)常會碰到這樣的情況，覆蓋目標(biāo)位于山谷中，距離基站直線距離非常近，但由于被山脈阻擋，信號無法到達。這時，可沿山谷走勢，在拐點處選擇合適的位置安裝一直放站。由于直放站接收信號的方向和發(fā)射信號的方向成一定的角度，相當(dāng)于基站信號在直放站處轉(zhuǎn)了一個彎。直放站的施主天線和服務(wù)天線分別放在山體的兩側(cè)，利用山體形成天然的屏障，直放站的性能可以得到充分發(fā)揮。

[1]王書旺.中國移動通信的發(fā)展與現(xiàn)狀[J].科技資訊,2009,(22).

[2]孫立偉.移動通信基站天線技術(shù)的展望[J].科技資訊,2009,(05).

[3]陳允升.WCDMA網(wǎng)絡(luò)的基站天線系統(tǒng)監(jiān)控與管理[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2010,(17).