網絡優化中直放站的作用
2019-11-03 09:14:27
供稿：網友
深圳市國人通信有限公司總工程師 丁天文
摘 要
網絡優化一直是移動通信網建設不可分割的重要內容，移動網絡的通信質量，要靠網絡優化持續不斷的工作來保證。在網絡優化的多種手段中，直放站的應用是改善信號弱區盲區的有效方法，本文著重研究了直放站在網優中覆蓋優化的重要作用，并提出保證直放站應用效果的幾個重要調測方法。
關鍵詞：網絡優化 覆蓋優化 直放站
概述
隨著移動通信的飛速發展，GSM和CDMA網絡建設速度一再加快，如GSM網的建設已經發展到第十期，CDMA網絡的建設也在向著第二期、第三期發展。網絡的擴容、基站數量的增加，使得覆蓋更加完整，因此也帶來用戶數量的增加和話務量的飛速遞增。在人們大量使用移動電話的同時，也對網絡的服務質量提出更高的要求。
所有的移動通信網絡，都采用了無線通信的方式傳遞信號，利用分布建設的基站構筑一個無線覆蓋網絡，使手機和基站間能夠通暢的實施通信。為了在一個區域內建立起無縫隙覆蓋的網絡，需要建設一定數量的基站，建設基站需要大量的投入，基站的不斷設立，又為網絡增加了無線信號傳播的復雜性，稍有不慎容易造成相互間的干擾。因此，如何使網絡資源合理的配置和應用，網絡優化工作已經成為移動通信運營商提高服務水平，保障通信質量的重要工作內容。
在網絡建設的過程中，雖然基站的密度一再增加，天線的方位一再調整，仍然還是有一些區域的信號擁塞或者是信號的盲區或弱區，這一方面是基站的話務量被一再突破，另一方面也是基站功率無法隨意加大，同時，也還存在著一些特殊的地形難以覆蓋以及要求室內信號的深度覆蓋。單純的增加基站很難奏效，往往需要使用各種類型的直放站去添補盲區，擴大覆蓋，直放站在網絡中的引入，又出現了一系列新的矛盾如噪聲、干擾等，這也同時向網絡優化提出了新的要求。一般情況下，直放站是作為基站系統的補充而設立的，它的出現的確是在覆蓋上增加了新的手段，也解決了不少實際問題，但是，直放站應用之后也給網絡帶來了噪聲和干擾，如何認識直放站在覆蓋優化中的地位，怎樣才能更好的發揮直放站在網絡優化中的作用，這是本文討論的內容。
網絡優化中覆蓋優化是最重要的
我們知道，網絡優化的主要工作，就是對整個網絡的資源需求和發展的情況進行調整，達到合理的匹配。通過網絡優化的實施過程，逐個的解決網絡運行中所出現的諸如話務擁塞、覆蓋不好、語音質量差、掉話、出現干擾等問題。
網絡優化面對整個網絡，可以動用的資源包括：頻率資源，業務資源、經濟資源等。合理的利用資源，使得網絡優化工作可以隨著網絡的建設不斷進行，也可以使當前的網絡發揮最大的效率。專家的預測認為，對于一個大城市而言，如果做好了網絡優化的規劃工作，即使是在不增加新的通信設備的條件下，也可以使此城市目前的話務量提高好幾個能量級，這使我們看到了網絡優化將會帶來巨大的經濟效益。網絡優化工作的特點，是它建網前的的計劃性和建設中的持續性，只有堅持不斷才能看到成效。
網絡優化工作包含著許多的內容，主要有：
頻率的優化。主要是對有限的頻率資源進行有效的指配使用，對基站的站址進行合理的分布，以降低網內干擾，擴大服務面積?！ I務量的優化。網絡的建設要同業務量的發展相適應，業務量增長快的地方，網絡的建設也要加速，同時，新的業務內容也會拉動業務量的增長，這就要考慮新站址的建立，以及話務量間的調配。
設備的優化。網絡的建設，服務質量的提高，同網內設備的質量是分不開的，無論是基站設備還是直放站設備，以及手機，如果質量不可靠，都可能引起網絡的干擾，因此，保證入網設備的性能指標是網絡優化的一個重要內容，選擇性能優良的設備供應商是移動運營商保證網絡質量的重要舉措。
網絡數據的分析。移動通信網絡建成之后，面對著廣大公眾，由于移動電話的特點，隨時、隨地都會產生話務量，因此，網絡的數據也在不斷的變化，業務量的流向、網絡質量的變化分析等，都是網絡優化中不可缺的部分。
干擾信號分析。對于無線通信而言，由于它的信號的發射和接收都來自于開放的空間，不可避免地會受到來自各個方面的干擾或者對其他的網絡也形成干擾，有網內的，也有網外的，對于出現的干擾，必須及時排除。網絡優化的重要工作之一就是要發現這些干擾信號，一方面是對無線數據的分析，另一個內容就是要利用無線分析儀表不斷監測網內的信號變化。
在網絡優化許多工作中，覆蓋的優化是非常重要的，頻率的優化、業務量的優化，甚至基站站址的設置、直放站的應用，都要通過覆蓋優化來實現，無線干擾信號也要在覆蓋區域內排查。
覆蓋優化涉及到：基站的建設位置，扇區的分配，基站功率的大小，使用天線的類型（全向、定向）天線的方位角，弱區和盲區的消除方法，采用的直放站的類型和覆蓋方式等。從覆蓋的角度看，一個移動通信網絡的好壞，取決于覆蓋的面積，覆蓋的深度（是否有立體覆蓋），覆蓋信號的質量，因此，移動運營商往往非常注意覆蓋的性能指標。
覆蓋優化的手段有：建設新的基站，這往往是新的移動通信網絡多采用的方式，如CDMA網絡的一期建設；根據話務量的分布和覆蓋區的大小、相鄰基站的工作狀態調整發射功率；根據周邊基站的頻率（或導頻碼）應用情況，改變覆蓋區域的頻率（或導頻碼）的配置；改換天線的類型，或者調整天線的覆蓋方位；增加覆蓋的方式，把平面覆蓋過渡為立體覆蓋（高大建筑內部覆蓋采用室內分布的方式）；擴大覆蓋區域，利用直放站延伸并擴大覆蓋，消除弱區及盲區等，可以看出直放站是網絡優化中覆蓋優化的重要手段之一。
直放站的作用
直放站，作為一種利用射頻放大的技術所構成的雙向放大器，它的主要技術包括：線性功率放大、低噪聲信號接收、雜散信號濾波等。直放站在移動通信網的建設中已經發揮了巨大的作用，在目前的GSM網絡，CDMA網絡及PHS網絡中，都可以發現各種直放站的應用。大量的應用表明，直放站在網絡優化中的覆蓋系統中，彌補了基站覆蓋不足的缺陷，形成了新的覆蓋手段。
用于覆蓋優化的直放站有多種類型可以使用，最常見的有：同頻無線直放站、光纖傳輸直放站、移頻直放站、基站延伸覆蓋放大器。
無線同頻直放站。這是最常見的一種直放站，設備成本低易于安裝，尤其是方便搬遷，是補盲、擴大覆蓋區域最簡便的方法，但同頻無線直放站如果調測不當極易造成對基站的干擾，尤其是在CDMA系統中，這種現象更加明顯。因此在接入網絡時，要特別注意。對于采用PHS方式的通信網絡，由于采用了TDD的雙工方式，同頻直放站的上下行方向信號頻率是完全相同的，此時的直放信號需要有時間開關來控制放大的信號，否則就容易產生自激。
光纖直放站。這是目前使用中認為比較穩定的直放站，它需要使用光纖將基站信號連入直放站系統內，信號源比較純凈，一般不容易對大網形成干擾，光纖直放站使用中要控制接入基站的底部噪聲電平。對于室內覆蓋使用時，出現高大建筑物采用光纖接入時，有時為了平衡各扇區間的話務量，還會采用多扇區接入的光纖直放站。
移頻直放站。由于CDMA網絡在使用時，帶內尚有空閑的頻率，當沒有光纖資源時，就有了用移頻方式構成的無線直放站。這種方法在移頻傳輸的過程中，使用的頻率與整個網絡使用的頻率無關，因此，不會增加對大網的干擾信號。最近有一種趨向：就是利用移頻方式來作為解決城市內部室內分布的信號源。移頻從基站引入的信號經變頻后發射，其頻率避開了移動通信網當前的使用頻率，空間不會增加相同的頻率成分，對保證網絡的通信質量顯然是有益的，這種方法，成本增加也不多，應是市區內室內無線信號源推薦采用的信號引入方法。
基站放大器?；痉糯笃饕彩且环N射頻信號直放設備，它一般同基站配接在一起，主要是用來直接擴大基站的覆蓋范圍（放大下行信號），應用時多配接塔頂放大器放大上行信號。這種設備多應用在郊區、偏遠農村，用于話務容量富裕但覆蓋范圍不足的基站。值得指出的是單純的塔項放大往往效果不太理想。
直放站設備應用中的指標調測
直放站可以在網絡優化中發揮作用，現在已是不爭的事實，但是直放站對網絡所造成的影響也是有目共睹的。那么，到底如何在網絡優化中用好直放站，或者說有什么方法可以使得直放站能在網絡優化中既起到有利的作用，又不會對整個網絡造成不利的影響，答案是肯定的。
國人通信經過長期對直放站在GSM、CDMA網絡的應用研究，總結了幾千個直放站在全國各地使用的經驗和教訓，得出了用好直放站幾個重要結論，即：信號引入看純凈度，上行信號調整看底部噪聲，下行信號調整看功放線性。天線安裝看隔離度。
信號引入看純凈度
直放站應用的成功與否，引入信號的質量，或者說純凈度是至關重要的。對于光纖直放站而言，信號直接引自基站，比較純凈，所以使用時也容易成功。對于移頻直放站，如果信號源也是從基站直接引入，移頻傳輸點對點的接收，也能保證信號的純凈度，一般情況下，不采取從空間取信號的方式。對于同頻無線直放站而言，它的特點決定了它只能從空間取信號，在這種情況下，取得純凈的信號源就非常重要了。利用方向性好的天線，利用各種自然屏障、采用多種測試儀器、采用選頻的設備等都可以嘗試去取得純凈的信號源等方法，在同頻無線直放站應用中的設計環節，都是必不可缺的一步，這也說明了使用同頻無線直放站更加復雜、更需要認真對待的原因。
上行信號調整看底部噪聲
對于GSM和CDMA網絡而言，采用的是FDD的雙工方式，因此，信號分為上行（從手機向基站方向）和下行（基站向手機方向）。從對網絡的影響而言，上行信號將進入基站，如果基站受到影響，涉及的一個基站范圍內的擁護，必須慎之又慎。
所有的直放站接入基站均存在著上行通道，我們希望接入到基站接收機入口的噪聲功率要小于-120dBm。這是由設備本身的工作帶內的雜散輻射電平和上行增益共同而決定的。首先，工作帶內的雜散輻射電平要符合相關的標準，如GSM要求帶內雜散小于-36dBm，CDMA要求帶內雜散小于-22dBm，我們也可以稱此為靜態底部噪聲。在實際調測中，需要把重發端的天饋系統或者帶有有源的干放（一般為室內分布系統）均接入，在直放站的施主端口看底部噪聲，此時的噪聲會帶有一些空間的噪聲（又稱動態噪聲），直放站的上行底部噪聲是由靜態噪聲和動態噪聲共同組成的。靜態噪聲是可以由計算得到，動態噪聲只能通過測試得到。調測時應調整上行增益并計算此噪聲經有效路徑損耗（不同的直放站計算有所不同）到達基站接收機的噪聲功率是否控制在-120dBm（有的系統還會另有要求）以內，只有控制住上行噪聲，直放站就不會對基站形成干擾。
下行信號調整看功放線性
下行信號的調整取決于接入信號的功率和下行的增益，只有當下行輸入的信號同增益匹配時，才會使直放站的功放輸出是線性信號。設備在生產制造過程中，直放站設備會按照有關標準檢測三階互調產物的大小，檢測時規定了輸入信號的電平的，如果實際應用中，輸入信號幅度過大，或者增益設置過大，都會造成信號輸出的非線性，而非線性信號的輸出，必然會影響輸出信號的質量，從而導致手機接收信號的質量下降。
天線安裝看隔離度
上述的調測指標，對所有類型的直放站都是非常重要的，對于同頻無線直放站，則還需要注意另一個調測指標：隔離度。
隔離度是由所安裝的施主天線（面向基站）和重發天線（面向手機）的安裝位置、方位角及天線的類型所決定的，隔離度的數值，決定了增益調整上限，也就是說隔離度要比增益的數值大15dB以上，否則就有可能產生自激，而自激一旦產生，對于基站的覆蓋，對于直放站的工作狀態都將造成極壞的影響，是直放站調測中所必須嚴格禁止的，這也是為什么同頻無線直放站經常應用會出一些問題，同時也會引起使用爭議的話題。
隔離度指標雖然非常的重要，也是可以設計和控制的，如我們要保證施主天線和重發天線之間盡量背對背安裝；使用方向性好，前后比大的天線，兩個天線之間保持一定的距離；使用天線的隔離屏；天線方位一旦確定后要確保緊固等。這些措施都可以使隔離度得到保障，一般情況下隔離度至少要達到85dB以上。
結束語
網優工作是隨著網絡的發展而提出來的，直放站的應用為網絡優化提供了一個新的手段。隨著網絡優化的不斷深入，直放站設備的種類在不斷增加，功能在不斷擴充，可靠性穩定性也在提高。但是直放站應用中的主要環節，主要還是工程應用，做一個優良的設計并把好調測關，是用好直放站的關鍵。本文的目的，就是想如何提高使用直放站的成功率，使其成為網絡優化的重要內容，并在網絡建設中擔當重要角色。
摘自 通信市場
