毕业论文-直放站的应用与安装.doc

毕业论文毕业论文论论文文题题目：目：直放站的应用与安装直放站的应用与安装专专业业班班级：级：学学生生姓姓名：名：指指导导教教师：师：设设计计时时间：间：20122012年年55月月1414日日20122012年年66月月88日日重庆工程职业技术学院重庆工程职业技术学院第2页共32页重庆工程职业技术学院毕业论文任务书重庆工程职业技术学院毕业论文任务书任务下达日期：论文题目：论文主要内容和要求：教研室主任签字：指导教师签字：年月日年月日重庆工程职业技术学院毕业设计（论文）指导教师评语重庆工程职业技术学院毕业设计（论文）指导教师评语第3页共32页评语：成绩：指导教师签名：年月日重庆工程职业技术学院毕业设计（论文）答辩记录重庆工程职业技术学院毕业设计（论文）答辩记录第4页共32页学生姓名系别专业班级设计（论文）题目直放站的应用与安装说明书共32页，图纸共23张答辩情况回答问题提出问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误回答不清12345678答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任：年月日第5页共32页目录直放站的应用与安装直放站的应用与安装.331.1.绪论绪论.331.1直放站的定义.31.21.2直放站的种类与类型直放站的种类与类型.322直放站的构成直放站的构成.332.1直放站的应用.33.3.直放站的安装直放站的安装.333.1直放站的设计流程.33.2安装准备.33.3直放站安装流程.34.4.直放站的调试直放站的调试.334.1调试设备的要求.34.2调测流程.34.2.1调试内容及方法.35.5.网络覆盖测试网络覆盖测试.33毕业设计总结：毕业设计总结：.33参考文献参考文献.33第6页共32页直放站的应用与安装重庆工程职业技术学院专业名称：xxx年级：xxx班别：xx学生姓名：xxx指导教师：xxx摘要：摘要：直放站（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。直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。直放站在下行链路中，由施主天线现有的覆盖区域中拾取信号，通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。在上行链接路径中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站，从而达到基地站与手机的信号传递。使用直放站作为实现“小容量、大覆盖”目标的必要手段之一，主要是由于使用直放站一是在不增加基站数量的前提下保证网络覆盖，二是其造价远远低于有同样效果的微蜂窝系统。直放站是解决通信网络延伸覆盖能力的一种优选方案。它与基站相比有结构简单、投资较少和安装方便等优点，可广泛用于难于覆盖的盲区和弱区，如商场、宾馆、机场、码头、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、海岛等各种场所，提高通信质量，解决掉话等问题。关键字：关键字：直放站、移频直放站、同频直放站、直放站维护、放大器第7页共32页1.绪论无线直放站最初是用于调频广播通信及消防无线设备信号接收转发，进入90年代以来，随着移动通信的蓬勃发展，由于用户对移动通信服务质量及运营商之间的竞争也越来越激烈，但移动信号覆盖不可避免会出现大量大大小小的盲区，如果全部用基站进行覆盖不仅没有必要而且耗费巨大，因此移动通信直放站应运而生，国内第一台GSM移动通信直放站是由福建省邮电科学研究所（现为福建电信科学技术研究院）于1991年研制成功。现在直放站及室内分布覆盖已经发展为移动通信产业的一环，为移动通信发展做出了自己的贡献。1.1直放站的定义直放站（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。直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。直放站在下行链路中，由施主天线现有的覆盖区域中拾取信号，通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。在上行链接路径中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站，从而达到基地站与手机的信号传递。直放站是一种中继产品，衡量直放站好坏的指标主要有，智能化程度（如远程监控等）、低噪声系数(NF)、整机可靠性、良好的技术服务等。1.2直放站的种类与类型直放站的种类与类型1、射频直放站下行信号通过施主天线接收基站信号，经低噪放放大后到下行选带模块进行滤波，然后把信号进行放大，经过双工器，通过重发天线向用户方向覆盖；第8页共32页上行从移动用户接收信号，经放大后发送给基站。为了限带，加有带通滤波器。其基本工作原理图如图1：2、选频式直放站为了选频，将上、下行频率下变频为中频，进行选频限带处理后，再上变频恢复上、下行频率。其基本工作原理图如图2：双工器低噪放下行中频选带单元下行功放放双工器低噪放上行中频选带单元上行功放放电源单元控制单元MODEM图1WHRS900B5、WHRS900B10原理框图接施主天线接重发天线双工器低噪放下行中频选频单元1（二信道）下行功放双工器低噪放上行功放电源单元控制单元MODEM图2WHRS900C5、WHRS900C10原理框图接施主天线接重发天线合路器下行中频选频单元2（二信道）上行中频选频单元2（二信道）上行中频选频单元1（二信道）合路器第9页共32页3、光纤传输直放站从基站直接耦合收到的信号，经低噪放放大进入光模块，将射频信号转变为光信号，通过光纤将信号传到从机，进入光模块，再将光信号变为射频信号，放大后通过重发天线向用户方向覆盖信号再发出；上行信号从移动用户发出，经低噪放进入光模块，把射频信号变为光信号，传到主机光模块进行转变，经选带滤波，再进行放大，上传到基站，其基本工作原理图：基站下行低噪放上行中频选带单元电源单元控制单元MODEM图3WHRS900FB2FB5FB10主机原理框图光模块PPM02和从机相连光纤放大器下行中频选带单元下行功放双工放低噪放接重发天线光模块OPS02光纤和主机相连电源单元控制单元图4WHRS900FB2FB5FB10从机原理框图第10页共32页4、移频直放站前向信号通道如下：通过施主天线口（ToBTS），直放站接收来自基站的前向信号f1、f2，经双工器滤波、低噪放放大后，送入各个前向移频单元对信号进行滤波，其滤波带宽为1.23MHz，滤波后的信号频率为f3、f4，经合路后，送入前向功放放大，最后经双工器滤波，从重发天线口（ToService）的天线将前向信号发往直放站覆盖区；移频直放站也可以直接从基站耦合信号。反向信号通道是前向信号通道的逆过程。5、室内直放站图5射频型CDMA无线移频直放站的实际工作原理ToService近端机远端机前向：f1f2前向：f3f4前向：f3f4前向：f1f2ToBTS双工器低噪放前向中频移频单元1前向功放双工器低噪放反向功放电源单元控制单元MODEM图6射频型CDMA移频直放站（二信道）原理接施主天线接重发天线合路器前向中频移频单元2反向中频移频单元2反向中频移频单元1合路器第11页共32页室内直放站是一种简易型的设备，其要求与室外型机是不一样的。主要用于室内分布系统2直放站的构成移动通信直放站的构成因种类而异。(1)直放式直放机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)选频式直放站为了选频，将上、下行频率下变频为中频，进行选频限带处理后，再上变频恢复上、下行频率。(3)光纤传输直放站将收到的信号，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。(4)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。(5)室内直放站室内直放站是一种简易型的设备，其要求与室外型机是不一样的。2.1直放站的应用1、直放站的应用原则根据直放站系列产品的特点和移动通信网络的需求，不同的地理环境及应用场合，系统的解决方案是不同的，这需要认真分析，区别对待。对于无线直放站来说，信号的隔离显得尤为重要。无线直放站是从空间接收信号，势必要求空间信号尽可能纯净；而在基站较为密集区域，分离不同基站或扇区信号的难度将大大增加，容易使直放站增加对基站干扰。所以在基站第12页共32页较为密集区域，建议尽量采用有线信号的引入方式，比如光纤直放站。在不具备使用光纤直放站条件的场所，只能采用无线直放站，但其施主天线必须具有足够的方向选择性。针对各类地区及应用场所，由于基站的密集性、用户话务量等不同，建议采用如下直放站的应用原则：城市密集区由于用户量大，基站数量较多，一般不存在大范围的信号盲区，直放站只是用于解决小范围区域的补盲以及建筑物内的信号覆盖。在光纤到楼尚未普及的情况下，需采用无线直放站。随着建筑物的增多，所需的直放站数量也会随之增加，就会出现一个基站配置多台直放站的情况。但直放站的引入必然对基站产生干扰，干扰会随着直放站数量的增多而加大，特别是大功率直放站的引入，会使系统干扰明显加剧。因此，在城市密集区应当采用小功率（1以下）直放站。城市边缘在CDMA网络建设初期，由于基站数量较少，可以采用大功率的无线或光纤直放站。城市边缘地区，主要是解决信号覆盖问题。在已铺设光纤的地区最好采用输出功率为10的光纤直放站。无光纤资源时，可利用无线直放站进行延伸覆盖。采用方向性好的施主天线提取较为纯净的源信号，输出功率为510，等同于基站的输出，达到较好的覆盖效果率。郊区、乡村郊区、乡村主要是解决覆盖问题。在铺设光纤的地区最好采用大功率光纤直放站（1020）扩大覆盖范围。对于无光纤资源但又能收到基站信号的地区，可采用无线直放站解决覆盖问题。特殊情况下，还可采用移频直放站来增加覆盖距离。2、直放站的应用场合GSM、CDMA和光纤直放站和室内覆盖系统为各种信号盲区可提供不同的详细解决方案，其适应范围如下：扩大服务范围，消除覆盖盲区，如高山，建第13页共32页筑物，树林等阻挡物而形成的信号盲区；在郊区增强场强，扩大郊区站的覆盖；沿高速公路架设，增强覆盖效率；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、地铁、遂道等衰减信号盲区；将空闲基站的信号引到繁忙基站的覆盖区内，实现疏忙；其它因屏蔽不能使信号直接穿透之区域等。3.直放站的安装3.1直放站的设计流程地形，地貌，地物勘测，导频信号强度和质量的测试施主基站和直放站覆盖区的话务量分析RF干扰分析站址确定；直放站设备，天馈线选择计算直放站输入端的主导频接收功率，预算直放站前向主导频覆盖范围直放站对施主基站噪底抬高分析，估算直放站反向输出噪声电平，反向覆盖范围预算。确定施主和重发天线的安装位置，安装方式并估算隔离度第14页共32页图7系统功能模块图3.2安装准备1、供电电源准备：根据现场条件，准备好AC220V电源（光纤主机交、直流电源都可以使用）。2、接地系统准备：根据现场条件，准备好大地连线。3、天馈线安装准备：根据工程安装要求，先准备好安装天馈线的辅料。4、直放机安装位置准备：主机安装位置的空间必须大于1.0mX0.8mX0.5m(高X宽X厚)，必须具有良好的通风条件。5、直放机安装准备：根据工程安装要求必须准备好挂式或落地安装的辅料；若落地安装，必须选用公司规定设计的落地安装支架。3.3直放站安装流程1、直放站主机的安装（1）安装位置规范安装位置应无强电、强磁和强腐蚀性设备的干扰；安装位置应保证主机便于调测、维护和散热需要；主机在条件允许情况下尽量安装在室内。对于室外安装的主机，须防雨水溅湿主机箱体底部，还要采取防晒、防破坏的措施；对于室内安装的主机，室内不得放置易燃物品。室内的温度、湿度不能超过主机正常工作温度、湿度的范围；对于室内安装的主机，如果主机固定在墙壁上，机壳和墙面间距要大于20mm，以便散热，机箱底部距离地面要大于0.5m。2、机架固定安装于室外的主机需配备机架，机架的安装位置应符合设计方案的要求，须垂直、牢固。保证机架底部距离地面有一定距离。如图8所示第15页共32页图8直放站室外机架安装示意图3、直放站主机的安装直接把主机挂于已安装完毕的直放站机架并用螺丝固定即可。如图9所示第16页共32页图9直放站主机安装示意图4、外部电缆连接（1）电源线：连到主机架的电源线独立；（2）射频线：当馈线需要弯曲时，弯曲角须保持圆滑，其弯曲曲率符合以下规范：射频线弯曲曲率规范线径二次弯曲的半径一次性弯曲的半径38”150mm50mm12”210mm70mm78”360mm120mm（3）所有与设备相连的电缆接触良好，无松动现象。（4）12接头的做法如图10所示。图1012接头形状示意图第一步：将12的电缆外护皮剥去35毫米。如图11所示图11第17页共32页第二步：将12电缆的外导体及泡沫介质剥去11毫米，露出内导体。如图12所示图12第三步：将12接头的底套套在电缆的外导体上，并将内导体端部锉成45圆角。如图13所示图13第四步：将12接头底套推至与内套圈及12电缆外导体平齐处用毛刷清洁电缆.内导体及附件不能有铜屑、灰尘、毛刺等。如图14所示第18页共32页图14第五步：将12接头底套与外壳体用扳手拧紧。如图15所示图155、天线的安装天线分多种天线，安装方法也不唯一。在此用的是八目天线。施主天线一般选用八木天线，主要因为这种天线波束窄、方向性好、重量轻、易安装。将八木天线对准直放站所要接收的基站，阵子为垂直状态，固定即可。如图16所示第19页共32页图166、GPS天线的安装GPS天线需要安装在楼顶或者比较空旷的地方，向上45范围内没有遮挡。7、接地的安装（1）主机设备接地采用截面积为10平方毫米的接地线接地。（2）馈线接地：室外馈线必须接地，每条馈线都应用接地件和截面积为6平方毫米的接地线接地，并且接地点应在近直放站一端；馈线的接地线要求顺着馈线下行的方向进行接地，不允许向上走线；为了减少馈线的接地线的电感，要求接地线的弯曲角度大于90度，曲率半径大于130毫米。（3）天线支撑件等室外设施都要求接地，并且要求接地电阻小于5欧姆。（4）主机保护地、馈线、天线支撑件的接地点应分开。每个接地点要求接触良好，不得有松动现象，并作防氧化处理（加涂防锈漆、银粉、黄油等）。（5）所有接地线应用线码或扎带固定，固定间距为0.3米，外观应平直美观。（6）避雷针：避雷针要求电气性能良好，接地良好；室外天线都应在避雷针的450保护角之内。8、电源的安装（1）主机电源插板至少有两芯及三芯插座各一个，工作时放置于不易触摸到的安全位置，以防触电；（2）要求提供稳定的交流电输入，其输入电压允许波动范围为AC220V+20%；（3）交流供电采用2.5平方毫米的供电电缆，并用防水热缩管作防水处理。若电源走线较长，应用线码固定，固定间距为0.3米，走线外观要平直美观。9、安装注意事项及要求（1）馈线的布放要求整齐美观，不得有交叉、扭曲、裂损的情况；第20页共32页（2）馈线和室外跳线的接头要接触良好并作防水处理，若主机安装在室内，在馈线从馈线。（3）进入室内之前，要求有一个“滴水弯”，以防止雨水沿着馈线渗入室内；（4）馈线应用扎带、馈线座或走线梯、馈线夹加以牢固固定。固定间距符合下表规范：馈线固定间距规范12”线径馈线12”线径馈线馈线水平走线时1.0米1.5米馈线垂直走线时0.8米1.0米（5）室外跳线要求沿天线支撑件固定，并且要求馈线的布放长度适当，以避免室外跳线形成多余的弯曲；（6）每根馈线都要贴有标签，注明此根馈线的起始点和终止点；（7）严禁馈线沿建筑物避雷线捆扎。（8）在建站前期的勘查工作中应仔细斟酌天馈系统的架设位置，要求两天线间应有足够的垂直落差或水平距离，中心夹角一般应大于900，有时可利用施工现场的建筑阻挡物来选择天线安装位置，以提高整个系统的安装隔离度，最小收发天线隔离度直放站增益+10dB；（9）在实际开机调试中如发现主机的增益受限，线性功率未能全部输出，可将天线重新定位或加上屏蔽装置；（10）馈线部分在调机完毕后用专用夹子夹紧在适当的支架上，以免晃动；（11）天线的指向：覆盖天线和施主天线应使用方向性天线，其指向和俯仰角要符合设计方案的要求。施主天线的指向可以在设计方案的基础上进行微调，使接收到的施主小区的信号最强。第21页共32页4.直放站的调试当直放站设备、天馈、电源、防雷接地等安装完毕后，就进入到直放站调试阶段。4.1调试设备的要求调试直放站时，至少应具备以下仪器及工具：频谱仪1台、信号发生器1台、笔记本电脑1台、测试手机1台、天馈驻波比测试仪1台、万用表1个、指北针1个、对讲机1对、扳手、安全带。4.2调测流程调测过程中应把握以下几条基本原则：(1)系统的隔离度应比直放站增益大15dB以上。(2)直放站产生的上行底部噪声到达基站机顶后应小于-120dBm。(3)上下行链路要保持平衡。直放站的一般调测流程如下图所示：第22页共32页第23页共32页NNYY输出功率是否满足设计要求隔离度减直放站增益是否大于15dB依据链路平衡原则及下行覆盖要求，设置下行增益。开始调测测算下行链路损耗，确定直放站上行输出底躁上限根据底躁上限，调整上行增益，最后确定上行增益。确认直放站各参数拨打测试完成微调施主天线方向角及俯仰角、重发天线方向角及下倾角，天线后加隔离网等措施加大隔离度。如仍不满足，就要修改设计方案。测试隔离度查找原因，检查直放站设置参数或基站参数。测试天馈系统驻波比调试施主天线，使接收到的施主信号EcIo最优，功率达到设计要求。路测YYNN第24页共32页4.2.1调试内容及方法1、天馈系统驻波比测试使用驻波比测试仪测试施主、重发天馈系统的驻波比。测得施主天馈系统和重发天馈系统的驻波比最大值应小于1.5。若不满足，应重新检查天馈系统，直至达到要求。2、调试施主天线，获取满足要求的施主信号。（1）首先将施主天线通过馈线连接到测试手机的外接天线端口，测试手机通过专用线缆连接到笔记本电脑的串口上。如图18所示。图18（2）在笔记本电脑上运行路测软件就会显示在施主天线处收到的信号场强及各PN码的EcIo值。（3）调整施主天线的水平方向角及俯仰角，使设计要求的施主信号PN码的EcIo最大，并满足EcIo-7，其它PN码的EcIo值小于-15。（4）调试满足要求后，将施主天线在水平方向及垂直方向固定好。测试手机笔记本施主天线第25页共32页3、测试直放站施主端口的下行接收功率。（1）按图连接好设备如图19所示。图19（2）在频谱仪上将中心频率设置为878.49MHzspan设为5MHz信道带宽设置为1.23MHz测量进入施主端口的信号功率，记为Pdonor，检查Pdonor是否满足设计要求。例如：直放站下行增益最大为90dB设计要求直放站下行输出功率为37dBmPdonor必须大于-53dBm如果不满足，则必须重新调整施主天线。4、隔离度测试隔离度是指直放站输入端口信号对输出端口信号的抑制度（衰减度）。为防止直放站自激，要求直放站的隔离度大于等于直放站增益15dB即：LISO=Grep+15dGrep为直放站增益。第26页共32页图20（1）将施主天线连接到CDMA信号发生器上，重发天线连接到频谱仪上。如图20所示。（2）在CDMA信号发生器上产生频率为830.00MHz，输出功率为PA=10dBm的CDMA信号。在频谱仪上设置中心频率830.00MHz，信道带宽设置为1.23MHz，测量频谱仪上收到的信号功率，记为PB。（3）隔离度LISO（dB）=PA-PB例：频谱仪读数为-80dBm，则LISO=10dBm-（-80dBm）=90dB5、测算下行有效路径损耗（1）基站机顶到直放站施主端口之间的下行有效路径损耗等于基站机顶的发射功率减去直放站施主端口收到的功率。用公式表示为：LD-link=PBTS-Pdonor。假设:基站最大发射功率20W，开销功率占20%，则机顶发射功率PBTS=20W20%=4W=36dBm施主天线重发天线频谱分析仪信号发生器第27页共32页下行有效路径损耗LD-link=36-Pdonor预算直放站施主端口输出的最大上行底部噪声功率因为上、下行链路频率相差不大，可近似认为上行有效路径损耗=下行有效路径损耗考虑到直放站到达基站机顶的上行输出底噪不能大于-120dBm可以测算出直放站施主端口输出的最大上行底部噪声功率=LD-link-120dBm调整上行增益使直放站施主端口输出的最大上行底部噪声功率=LD-link-120dBm。按图21所示连接设备。将频谱仪接到直放站的施主端口上，开启上行功放。图21（2）频谱仪上设置中心频率为833.49MHzspan设为10MHz信道带宽设为1.23MHz测出上行底噪功率，记为Pnoise。图22为某宽带直放站上行底躁频谱图。笔记本直放站频谱分析仪第28页共32页图22（3）调整上行增益直到Pnoise=LD-link-120dBm为止，从而确定上行增益。设置下行增益测试下行输出功率。按图23所示连接好设备。将下行增益初始设置为与上行增益相同，即Gdown=Gup如果由于覆盖要求须增大下行功率，下行增益减上行增益不能超过5dB(室外直放站)或10dB（室内直放站）。测试直放站下行功率，测试时注意使用衰减器或耦合器。-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30824826828830832834836838840842RefLevel:-30.0dBmdBDiv:10.0dBM1SpectrumAnalyzerDZ3Model:MS2711BSerial#:00209018Date:04232002Time:16:43:25RBW:1MHzVBW:30kHzDetection:Pos.PeakCF:833.5MHzSPAN:20.0MHzAttenuation:0dBdBmFrequency(823.5-843.5MHz)M1:-50.84dBm829.966MHz第29页共32页图236、调整隔离度检验LISO-Grep是否大于等于15dB如果不满足，则可试行以下步骤，加大系统隔离度。微调施主天线水平方向角。微调施主天线俯仰角。微调重发天线水平方向角。微调重发天线下倾角。在天线后面增加隔离网。直放站频谱分析仪施主天线重发天线30dB耦合器笔记本第30页共32页如果经过以上调整后，隔离度仍不能满足要求，则必须修改设计方案。例如增加施主、重发天线之间的垂直或水平距离，更换前后比更好的施主天线或重发天线，有效利用现场的障碍物等措施来加大隔离度。5.网络覆盖测试1、网络测试的目的：在直放站建成和开通运行后，必须对其进行严格的网络测试。通过测试来验证直放站能否在网络中安全、有效、稳定地运行。2、要求测试工具：路测设备（至少包括GPS、电脑、前后台分析软件、测试手机等）。3、测试项目：主要的测试项目有上下行覆盖、前反向误帧率FER、接入失败率、掉话率、导频PN情况、越区切换、反向寻呼测试、接续时长、对施主基站的影响等。4、上下行覆盖测试下行覆盖范围主要用主导频的EcIo及手机接收电平RX来衡量。要求在90%的预期覆盖区域内主导频的强度EcIo-12dBRxpower-95dBm；上行覆盖主要用手机的发射功率Tx_power衡量。要求手机的TXpower20dBm。并且正常情况下手机的Rxpower+TXpower值在-73-83dBm之间。5、前反向误帧率FER的测试这项测试的目的是检验在覆盖区域和测试路线上的前向链路和反向链路的平均FER是否达到要求。第31页共32页在前向和反向链路上，至少90%的预期覆盖区域内的测试路线上的平均误帧率FER2%。反向误帧率是通过基站的数据中心得到的。6、接入失败率的测试失败率的定义是:由移动台发起的呼叫中失败的呼叫次数与总的呼叫次数的比值。是测试整个系统的呼叫失败率。沿着指定的测试路线至