1 引言
在移動(dòng)通信" target="_blank">移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中,，由于各種原因的影響,，網(wǎng)絡(luò)不可能達(dá)到完全的無縫隙覆蓋。對(duì)于運(yùn)營商來說，有時(shí)出于成本,、傳輸條件等考慮,，在一些覆蓋盲區(qū)很難建設(shè)開通基站" target="_blank">基站。這時(shí),，通常采用直放站" target="_blank">直放站作為基站覆蓋的輔助手段,。由于直放站在擴(kuò)大通信覆蓋范圍的同時(shí)可對(duì)不同基站的話務(wù)量進(jìn)行有效的調(diào)配，因此使用直放站仍是實(shí)現(xiàn)“小容量,、大覆蓋”目標(biāo)的重要手段之一,。由于直放站設(shè)備本身的特性，引入直放站設(shè)備不可避免地對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一些負(fù)面作用,。在工程實(shí)踐中,，如何根據(jù)直放站的設(shè)備特性，靈活地運(yùn)用無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃方法,，最大限度地發(fā)揮直放站設(shè)備的性能,，解決網(wǎng)絡(luò)問題是通信設(shè)計(jì)人員需要面對(duì)的課題。
2 直放站的定義與分類
直放站是一種能同時(shí)放大基站和移動(dòng)臺(tái)信號(hào)的雙向放大器,，也稱中繼站,。直放站在下行鏈路中,，從施主天線現(xiàn)有的覆蓋區(qū)域中拾取信號(hào),，通過帶通濾波器對(duì)帶外的信號(hào)進(jìn)行極好的隔離，將濾波的信號(hào)經(jīng)功率放大器放大后再次發(fā)射到待覆蓋區(qū)域,。在上行鏈路中,，覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)信號(hào)以同樣的工作方式由上行放大鏈路處理后發(fā)射到相應(yīng)基站，從而實(shí)現(xiàn)基站與移動(dòng)臺(tái)信號(hào)的傳遞,。
直放站的分類方法有很多,，根據(jù)傳輸方式的不同，直放站可分為光纖直放站和射頻直放站兩種,。根據(jù)信道帶寬的不同,，直放站可分為信道選擇型和寬帶型直放站。根據(jù)信號(hào)接入方式的不同,，可分為GSM,、CDMA、WCDMA和TD-SCDMA直放站等,。根據(jù)安裝場(chǎng)景的不同,，可分為室外型直放站和室內(nèi)型直放站。
3 直放站的應(yīng)用特點(diǎn)
3.1 直放站的特點(diǎn)及應(yīng)用原則
在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中,，根據(jù)直放站的設(shè)備類型和不同的應(yīng)用場(chǎng)景,，解決方案是不同的。
射頻直放站利用無線傳輸方式，建設(shè)周期短,，投資小,，對(duì)傳輸要求低，但對(duì)信號(hào)的隔離要求高,。無線直放站是從空間接收信號(hào),，勢(shì)必要求空間信號(hào)盡可能純凈，而在基站較為密集的區(qū)域,，分離不同基站或扇區(qū)信號(hào)的難度將大大增加,，容易增加直放站對(duì)基站的干擾。所以在基站較為密集區(qū)域,，建議盡量采用光纖直放站,。在不具備采用光纖直放站條件的場(chǎng)所，只能采用無線直放站,，但其施主天線必須具有足夠的方向選擇性,。
光纖直放站采用光纖作為傳輸媒介，傳輸損耗小,，傳輸距離遠(yuǎn),，但需要架設(shè)光纖，在投資方面與采用微蜂窩或室外型一體化基站相比沒有優(yōu)勢(shì),。直放站能起到擴(kuò)大覆蓋,，吸收話務(wù)的作用，可以顯著提高一些基站的總話務(wù)量,，進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率,。
無論是光纖直放站還是射頻直放站，在應(yīng)用時(shí)都要注意直放站服務(wù)區(qū)域的半徑加上直放站到施主基站的距離不得超過TA（時(shí)間提前量）的限制,。對(duì)于普通直放站,，該距離不得超過35 km，對(duì)碼分多址系統(tǒng),，最好不要超過10 km,。
在做直放站的建設(shè)規(guī)劃時(shí)，要重視3個(gè)問題：
（1）總體原則
在不影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的情況下合理地使用直放站,。
（2）保證服務(wù)小區(qū)的信號(hào)起主導(dǎo)作用
施主天線宜采用高增益,、水平方向?yàn)檎ㄊ奶炀€。
（3）防止自激
由于直放站的收發(fā)是同頻的,，極易造成自激,，從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成干擾。一般要求施主天線和覆蓋天線的隔離度比整機(jī)增益（含天線）大15 dB以上,。在實(shí)際操作時(shí),，一方面,，盡量選用高度不同的天線；另一方面,，兩副天線之間應(yīng)盡量有高屏蔽的障礙物或拉開一定的距離,。
針對(duì)不同的地物地貌環(huán)境，建議參考以下建設(shè)原則：
（1）密集城區(qū)
在密集城區(qū)常使用室內(nèi)直放站作為室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號(hào)源,，在某些需要覆蓋的建筑物分布比較集中的地方,，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)基站配置多臺(tái)直放站的情況。
密集城區(qū)無線環(huán)境十分復(fù)雜,，室外型直放站的應(yīng)用會(huì)給網(wǎng)絡(luò)帶來干擾,，造成導(dǎo)頻污染、同頻干擾等問題,，因此在密集城區(qū)一般不建議使用室外直放站,，確實(shí)需要使用的，應(yīng)使用低功率（最好是1 w以下）的直放站,。
（2）城市邊緣
城市邊緣基站數(shù)量往往比較少,，但新興的居民小區(qū)和開發(fā)區(qū)又有覆蓋需求，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)問題主要體現(xiàn)在信號(hào)覆蓋方面,。在該區(qū)域可采用功率為10 w左右的直放站設(shè)備,。
（3）郊區(qū)、鄉(xiāng)村
郊區(qū),、鄉(xiāng)村主要是解決覆蓋問題,。在鋪設(shè)光纖的地區(qū)最好采用大功率光纖直放站（10/20 W）擴(kuò)大覆蓋范圍。
對(duì)于無光纖資源但又能收到基站信號(hào)的地區(qū),，可采用無線直放站解決覆蓋問題,。特殊情況下,，還可采用移頻直放站來增加覆蓋距離,。
3.2 直放站的主要用途
（1）盲區(qū)覆蓋
直放站作為基站覆蓋的延伸，將基站信號(hào)接收放大后傳送到更大范圍的區(qū)域,，為原信號(hào)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(duì)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(diǎn)提供覆蓋。
（2）室內(nèi)覆蓋
在一些深層的建筑物（如商場(chǎng),、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。
（3）話務(wù)平衡
利用直放站的延伸特點(diǎn)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(gè)系統(tǒng)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)話務(wù)平衡,。
（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(hào)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(hào)狀況,。
3.3直放站和室外型小基站的對(duì)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(diǎn),。
（1）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(jiǎn)便靈活,。
（2）直放站可以用來吸收話務(wù),，當(dāng)某個(gè)小區(qū)空閑時(shí)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?，分?dān)周邊基站的話務(wù)壓力,。
（3）采用室外小基站需要分配新的頻點(diǎn)或PN碼,，這在有些時(shí)候會(huì)顯得比較困難,，而直放站不需要分配新的頻點(diǎn)或PN碼，但是需要控制其對(duì)其他小區(qū)產(chǎn)生的干擾,。 4 直放站的典型應(yīng)用
4.1密集市區(qū)室內(nèi)覆蓋信號(hào)源
直放站用作室內(nèi)覆蓋信號(hào)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(gè)基站甚至一個(gè)扇區(qū)配置多個(gè)直放站的情況，但引入過多的直放站,，一方面會(huì)對(duì)施主基站信號(hào)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(huì)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(huì)對(duì)施主基站造成更嚴(yán)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(hào)源不可避免的問題,。
例如，某運(yùn)營商在某城市的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中發(fā)現(xiàn)有些區(qū)域普遍存在比較嚴(yán)重的反向干擾告警,，由此引起網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降及用戶投訴,，經(jīng)調(diào)查分析，認(rèn)為造成上述問題的原因均是在這些區(qū)域原有宏蜂窩引入了過多的光纖直放站,。
經(jīng)過分析論證,，為解決上述問題,，可單獨(dú)使用一套基站設(shè)備作為室內(nèi)覆蓋光纖直放站的施主基站，該設(shè)備不做室外覆蓋使用,，與該區(qū)域某宏蜂窩基站共站址,、電源、傳輸及配套設(shè)備,。實(shí)施該方法后,，網(wǎng)絡(luò)原先存在的反向告警消失，其他各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)均有不同程度的提高,。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn),，該方法能較好地解決各種制式的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（GSM、CDMA,、WCDMA等）中存在的類似問題,。
4.2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(yùn)營商從建設(shè)成本、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標(biāo)以及運(yùn)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(shí)難以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，容易引起用戶投訴,。
考慮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(shì),，但能有效地提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和資源利用率,。
4.3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(diǎn),。在這些區(qū)域,，建筑物低層和道路覆蓋始終是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的難點(diǎn)，建設(shè)單個(gè)宏基站難以達(dá)到預(yù)期的覆蓋效果,，建設(shè)多個(gè)基站不僅投資大,，還會(huì)因?yàn)檎揪噙^小而破壞網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量,。此時(shí)可以考慮使用直放站。
在這些區(qū)域,，通常情況下樓頂信號(hào)較強(qiáng)且信號(hào)單一,，可選擇功率合適的直放站安裝在樓頂，服務(wù)天線放在樓群中間,，利用樓體的隔離可以有效地控制直放站的覆蓋,。這種應(yīng)用方式可以看作是街道微小區(qū)的一種建設(shè)方式，但是這種建設(shè)方式中發(fā)射功率的設(shè)定以及天線安裝位置的選定復(fù)雜,，當(dāng)信號(hào)從微小區(qū)中泄漏時(shí),，容易對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量造成破壞。
4.4公路的覆蓋
某公路上有一路段距離附近基站較遠(yuǎn),，信號(hào)微弱,，通信時(shí)通時(shí)斷，效果非常不好,。由于該站點(diǎn)前后道路較平直,，所以可在該路段選擇合適的站點(diǎn)安裝一光纖直放站，并配以前后比較小,、增益較大的天線,，主瓣方向背向基站，背瓣方向朝向基站,，使用一面天線即可滿足該路段的覆蓋需求,。
4.5曲折地形的覆蓋延伸
在山區(qū)經(jīng)常會(huì)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(hào)無法到達(dá),。這時(shí),，可沿山谷走勢(shì)，在拐點(diǎn)處選擇合適的位置安裝一直放站,。由于直放站接收信號(hào)的方向和發(fā)射信號(hào)的方向成一定的角度,，相當(dāng)于基站信號(hào)在直放站處轉(zhuǎn)了一個(gè)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。
5 結(jié)束語
在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中,，合理地使用直放站設(shè)備可以起到擴(kuò)展基站覆蓋范圍,，吸收話務(wù)，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率的作用,。在工程實(shí)踐中需要根據(jù)直放站的特性,，避免或減小直放站對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成的負(fù)面影響,。