无线传输直放站实例
1概述
众所周知，我国移动通信在近几年得到迅猛飞速的发展。移动通信网络要继续扩大信号覆盖范围，除了增加基站之外，利用直放站也是一种较为有效和经济的手段。直放站接收移动台、基站的信号进行中继放大后发射，从而达到覆盖盲区、阴影区的目的，因而，在用户密度较低的区域、高速公路、会议中心、隧道、旅游区等一些特殊区域得到广泛的应用。
目前，直放站的品种种类较多，从移动通信系统制式方面来看，可分为模拟直放站、GSM直放站、集群直放站。从传输方式来看，可分为无线传输直放站、光纤传输直放站及微波传输直放站。在各种特定的环境里，它们都得到广泛的应用。就无线传输直放站来说，由于其造价低、相应的技术复杂系数较小、使用条件简单而得到广泛的应用。其工作原理框图(GSM)如图1：
2无线传输直放站工程要求

直放站使用要取得良好的效果，必须满足两个方面的要求，第一是设备内部要有上下行链路的高度隔离和良好的三阶互调性能。第二是设备外部上下行天线的隔离。因此，在无线传输直放站使用过程中， 对站址的安装条件有着严格的设计要求，如何选址将显得至关重要。以下是站址选择的基本要求：
(1)对覆盖区域能视通；
(2)施主基站、站址和覆盖区域要尽可能保证“三点一线”，即上下行天线“背靠背”；
(3)尽量使下行信号电平(接收施主基站信号强度)≥–70dBm；
(4)在同一方位上没有比施主基站更强的信号；
(5)充分利用实际条件，保证上下行天线的良好隔离。
一般来说，若有铁塔，对基站的天线(采用抛物面天线)安装在较低位置，对移动台天线(采用角形或板状天线)安装在较高位置。两类天线之间应依现场条件，尽量拉开垂直距离和水平距离，以便保证足够的垂直和水平隔离。实际工程作业中，垂直隔离要比水平隔离效果好得多，一般水平隔离应大于10米，垂直隔离应大于6米。同时充分利用建筑物进行隔离，往往有意想不到的良好效果。

3覆盖范围的预测

直放站的覆盖范围主要是由以下几个因素决定：
(1)主机下行输出功率的大小。主机增益能开到多大，除本身功率大小外，还取决于上下行天线之间的隔离度。
(2)对移动台的天线之架设高度。高度越高，传播的相对距离越远。
(3)电波传播的实际环境。
(4)施主基站信道数。基站信道数越多，直放站输出功率分配到每个信道上的功率越小，反之，信道数越少，分配到每个信道上的功率越大。
由于直放站是用来弥补基站盲区的，因此在实际工程中，盲区主要分布点是已知的，可根据其覆盖要求，如扇形覆盖、条形覆盖等特点，选择合理的下行天线。充分利用天线具有波束的赋形能力，合理地分配无线电波能量，使之有效地覆盖服务区。
另一方面，可根据以上各方面的实际情况，采取一站多址的选址原则，选择1-2个地址，再根据各地地址的地形、地貌与高层建筑布局综合考虑。应用OKMURA模型，进行无线覆盖估算。已知无线增益、安装高度、直放站功率、通信概率、馈线损耗、信道数、手机灵敏度等，根据有关手册，估算出其通信距离，看是否与所要求的相符。反过来，根据覆盖区到预选址的距离也可估算到所需天线的高度或直放站所需功率。
经过以上几方面的分析，综合经济与技术方面的因素，便可确定最佳位置。

4几个典型的工程实例

在直放站工程实测中，按一般工程步骤都能决问题。但我国地理环境十分复杂，每一地区的基站网络配置也有其各自的特点，因此，在工程设计中，应根据各地的具体情况灵活处理，从经济上、技术上都达到较满意的结果。以下是几个较特殊的例子。
4．1某海滨浴场
要求从海滨浴场雷达站三楼高的位置接收来自市区沙头角基站的无线信号，在安装点测试基站下行信号电平为-78dBm。而浴场在山坳中被山阻挡，浴场及公路均无法通信。基站信号方向与要覆盖的方向夹角只有约45°，见图2。需覆盖范围长2.0km，宽0.8km。该工程充分利用建筑物的阻挡来提高上下行天线的隔离，板状天线置于三楼楼顶，距海平面高度约30m，抛物面天线置三楼阳台，直放站主机功率上行／下行为15W/20W。主机下行增益调节电位器置于“7”刻度处，上行增益调节电位器置于“4”刻度处，工程完工后用HP8560频谱分析仪测试，上、下行信号频谱干净，无自激信号，在浴场及邻近弯道公路上用手机测试，手机话音清晰，无掉话现象。
4.2某市覆盖小镇的直放站工程
南方某市旺铺镇地形为丘陵地带，小镇距市中心基站约7km，小镇四周一平方公里内均无信号，只在镇旁山上及6层楼高屋顶收到来自市区的GSM信号，场强为-90dB——95dB。经比较，确定在镇旁小山上安装直放站如图3，水平隔离30m，垂直隔离无，上下行天线夹角约170°。工程完工后经测试，发现天线隔离较差，在上下行天线之间增加隔离屏蔽山，主机下行功率25W，因上下行信号隔离问题，上行只开到6格，下行只开到5格(满格10格，增益可95dBm以上)。以镇周围2km范围内公路、街道、室外，手机信号满格，通话正常，话音清晰，达到了客户要求。

4．3某高速公路颉家河、太安驿工程
某高速公路开通后，为保证公路通信的无缝覆盖，在高速公路的盲区建立直放站工程，其中颉家河太安驿的地形为图示4：
根据实际情况在A1(颉家河)放一直放站，接收辛家庄基站信号，输入电平为—58dBm。采用一上行天线二个下行天线方式，主要覆盖484—489路段和489—492路段，由于T2方向与上行天线夹角小于90°，故必须充分考虑上下行信号的隔离，由于下行天线为两个天线，两天线所覆盖区域基本视通，因此，选用15W下行功放，5W上行功放即可满足，直放站开通后，上行增益91dBm，下行增益为94dBm，484—489和489—492路段覆盖效果良好。下行天线T1、T2均采用30°板状天线。A2(太安驿)直放站的上行天线接收来自A1(颉家河)的下行天线T1传来的信号，要求覆盖481—484路段3km的距离。在太安驿放站安装点接收的下行信号电乎为—60m，工程竣工后，上下行增益均达到95dBm，覆盖效果良好。

5其他
(1)隔离补充措施：在直放站工程中，常常遇到上下行天线隔离不够而产生自激的问题，除了增加垂直距离和水平距离及利用建筑物作阻挡外，还可以采用建屏蔽山的办法，即在栅状抛物面的后面使用网眼为10×10(mm)的铁丝网覆盖，捆扎结实，网眼不能太小以免兜风。
(2)防雷保护：当天线安装的高度明显超过周围建筑物或地面物的平均高度时，都应考虑天线及设备的防雷击问题。虽然设备都有接地线，且铁塔及高层建筑均有避雷装置，但为了万无一失，可在馈线两端上馈线防雷接地夹。这样，铁塔(建筑物)、避雷馈线接地夹、设备地线三位一体，均可确保直放站系统的设备安全。
(3)结构安装：在沿海地带及多风地区还应考虑大风对天线和铁塔的影响。一般应按最大风速160KM／H考虑，天线和铁塔在这一风速下应不被损坏。同时，须保证在工程施工中所确定的天线的方向方位角也不偏移，为此，常采用三点固定，即在水平面上选三点固定，且这三点应有足够大的距离，如栅状抛物面天线除在固定夹处夹紧牢固外，在栅状抛物面外沿左右各选一点作固定点，用铁丝牵拉，形成力偶形式，防止天线因强风吹刮而旋转，影响通信性能，铁塔同时也应考虑腐蚀的影响。