果测量仪器的动态范围不够,可以采用点频法测试。 (3) 谐波、交调和杂散发射的测试 交调测试、杂散发射测试
谐波测试信号发生器1接通,信号发生器2关闭,频率f1调到被测直放站中心频率,电平调到被测直放站输入电平Lin再加10dB,在直放站增益调到最大时,用频谱分析仪测2f1、3f1......的电平。
交调测试两个CW信号发生器的频率f1、f2在被测直放站带内设置并接通,其间隔在测带内交调时应充分得小,保证交调产物2f1 - f2和/或2f2 - f1落在带内,在测带外交调时,f1、f2的间隔应充分得大,保证交调产物落在带外。在直放站增益调到最大时用频谱分析仪的标记功能读出交调产物的幅度。 测试GSM直放站时,总输入电平应提高10dB;测试CDMA直放站时,总输入电平应为Lin。 杂散发射测试
信号发生器调制方式分别调到GSM或CDMA(视被测直放站种类而定),频率调到被测直放站中心频率,电平调到Lin(dBm),在直放站增益调到最大时用频谱分析仪测量9kHz~12.75GHz内除工作频带外的杂散发射电平。 在谐波、交调和杂散发射测试中,应充分考虑直放站输出到频谱分析仪输入之间所有衰耗的影响。
(4) 波形质量恶化量的测试
CDMA信号发生器频率调在被测直放站中心(信道)频率,用波形质量测试仪测出CDMA信号发生器的
波形质量RhoG,调CDMA信号发生器电平到Lin,在被测直放站增益调到最大时,按实线连接,用波形质量分析仪测出这时的波形质量RhoA,则被测直放站传输CDMA信号时波形质量恶化量为:△Rho = RhoG - RhoA (4)
(5) 传输时延的测试 示波器测量传输时延 通常用矢网分析仪测试,测试成本很高。若用示波器测量传输时延,与矢网测得的结果相比,几乎没有差别。
将信号发生器用≥50kHz的信号作幅度或脉冲调制,在高频数字存储示波器上观测CH2的信号包络对CH1的信号包络的延迟时间,用示波器上的标记可以很准确地读出CH2信号和CH1信号之间的时间差,即为传输时延。 (6) 电压驻波比的测试
用矢网和标网都可以测试,我们用带跟踪发生器的频谱分析仪测试。
在频谱分析仪上,接通跟踪源,调中心频率为被测直放站中心频率,调扫频宽度为被测直放站的工作带宽,调跟踪源输出电平到反射桥测试端口有被测直放站的最大输入电平。以开路/短路的反射为参考,测出被测直放站天线端口的回波损耗值。 源输出驻波的测试始终没有解决好,只能在无输出信号或断电状态下测试。输入驻波测试要考虑被测直放站的承受力,如果双工器前有隔离器,则可以均在断电情况下测试。 (7) 噪声系数测试
用噪声系数测试仪测量噪声系数是非常简单的,但对GSM选频直放站来说,由于仪器带宽远大于被测带宽,所以测试起来非常困难,这时干脆用人工测试。 人工噪声系数测试
被测直放站增益调到最大,在噪声源接通时,从功率计上读功率Ph(mW或μW);在噪声源切断时,从功率计上读功率Pc(mW或μW)。 如果噪声源在被测频率上的超噪比为ENR(dB),则被测直放站噪声系数为: NF = ENR - 10lg(Y-1) (5)
移动通信直放站看起来似乎简单,其实不然,对其中关键部件要求还是较高的。因此,建议运营商选购经质量认证厂商并经质检机构检测合格的产品,否则其结果将可能是不理想的。
1.5. 直放站与基站的优劣性比较
直放站与基站相比较,其优点主要体现在如下几个方面:
(1)同等覆盖面积时,使用直放站投资较低。在平原地区室外一个全向基站可以有10km覆盖半径;一个全向直放站可以有4km覆盖半径;就覆盖面积而言,六个直放站约相当于一个基站。六个直放站的设备价约为一个基站的80%。但考虑到机房租用和装修、交直流电源、空调、传输系统和电路租金等费用,六个直放站的费用只相当于于一个基站的50%,甚至更低。
(2)覆盖更为灵活。一个基站基本上是圆形覆盖,多个直放站可以组织成多种覆盖形式。如“一”字型排开,可以覆盖十几至几十公里的路段。也可以组织成“L”型、“N”型和“M”型覆盖,特别适合于山区组网。 (3)在组网初期,由于用户较少,投资效益较差,可以用一部分直放站代替基站。用户发展起来后现更换为基站,替换下来的直放站再进一步放置在更边缘的地区,这样一步步地滚动发展。 (4)由于不需要土建和传输电路的施工,建网迅速。 但直放站与基站相比也有明显的不足,主要表现在: (1)不能增加系统容量。
(2)引入直放站后,会给基站增加约3dB以上的噪音,使原基站工作环境恶化,覆盖半径减少。所以一个基站的一个扇区只能带两个以下的直放站工作。
(3)直放站只能频分不能码分,一个直放站往往将多个基站或多个扇区的信号加以放大。引入过多的直放站后,导致基站短码相位混乱导频污染严重,优化工作困难,同时加大了不必要的软切换。 (4)直放站的网管功能和设备检测功能远不如基站,当直放站出现问题后不易察觉。
(5)由于受隔离度的要求限制,直放站的某些安装条件要比基站苛刻的多,使直放站的性能往往不能得到充分发挥。
(6)如果直放让自激或直放站附近有干扰源,将对原网造成严重影响。由于直放站的工作天线较高,会将干扰的破坏作用大面积扩大。CDMA是一个同频系统,周边的基站均有可能受到堵塞而瘫痪。 根据相关资料,有引起国家直放站和基站的安装比例高达2比1以上;由于我国的人口密度很大,直放站和基站的安装比例不应过大,如果没有光纤直放站,只对射频耦合型室外直放站而言,这一比值应不大于1。在规划时,直放站作为滚动发展的过渡设备,一次性安装直放站的比率应进一步减少。在大中城市的市区和通话密度较高的地区应不使用射频耦合型室外直放站。
直放站不能增加系统容量,却可以弥补CDMA系统基站的覆盖不足,由于价格低、安装方便、在CDMA系统中采用直放站不失为网络优化的一种较好的解决方案。
另外由于CDMA系统的频率复用率为1,直放站在CDMA系统和GSM系统中的使用存在着差异。直放站的使用将与整个系统的性能相关,而在GSM系统中直放站的使用仅与几个相关的通道性能有关。因而,合理的规划直放站网络,严格的工程勘测及施工对提高CDMA网络的性能是十分必要的。
有关移动通信直放站主要指标的测试应当考虑测试的准确性,也应当考虑测试的成本和使测试简单易操作。 (1) 额定输出功率、最大增益、增益调节范围和AGC范围的测试。
--- 被测直放站增益调到最大,从低向高调信号发生器加给被测直放站的输入电平,使测得的直放站输出达到厂家声明的输出电平Lout(dBm),记录这时直放站的输入电平Lin(dBm),则直放站的最大增益为:Gmax = Lout - Lin(dB) (1)
--- 改变输入电平到Lin′(dBm)和Lin″(dBm)使直放站输出Lout变化不超过规定值△Lout(如1dB或0.5dB),则:AGC = Lin′ - Lin″(dB) (2)
Lin′为Lout + △Lout时的输入电平,Lin″为Lout - △Lout时的输入电平。
--- 输入电平回到Lin(dBm),减小直放站增益到最小,读直放站这时的输出电平Loutmin(dBm),直放站的增益调节范围为:△G = Lout - Loutmin(dB) (3)
测量额定输出功率时应考虑直放站输出端口到功率计输入端口的衰耗。
其它有很多指标都是在厂方声明的功率上测试的,因此,厂方声明最大输出功率时,应考虑对其它指标(如交调、杂散发射等)的影响。 (2) 带宽、带内波动和带外抑制的测试
应尽量采用扫频测试,采用网络分析仪(矢网、标网),也可以采用带跟踪源的频谱分析仪,建议推荐后者,因为它的动态范围较大,还可以减少测试仪器品种,节约成本。
接通跟踪源,中心频率调到被测直放站的中心频率,扫频宽度调到被测直放站带宽的3~7倍(视被测带宽而定,带宽窄时倍数高),输出电平调到被测直放站输入电平为Lin。频谱分析仪参考电平调到使被测指标接近顶刻线。在频谱分析仪屏幕上出现滤波器的响应曲线,用标记可以读到-3dB的带宽、带内波动和带外抑制。
在测量带内波动时,建议减小输入电平Lin,以充分暴露带内的波动。在测量带外抑制时如果测量仪器的动态范围不够,可以采用点频法测试。 (3) 谐波、交调和杂散发射的测试 交调测试、杂散发射测试
谐波测试信号发生器1接通,信号发生器2关闭,频率f1调到被测直放站中心频率,电平调到被测直放站输入电平Lin再加10dB,在直放站增益调到最大时,用频谱分析仪测2f1、3f1......的电平。
交调测试两个CW信号发生器的频率f1、f2在被测直放站带内设置并接通,其间隔在测带内交调时应充分得小,保证交调产物2f1 - f2和/或2f2 - f1落在带内,在测带外交调时,f1、f2的间隔应充分得大,保证交调产物落在带外。在直放站增益调到最大时用频谱分析仪的标记功能读出交调产物的幅度。 测试GSM直放站时,总输入电平应提高10dB;测试CDMA直放站时,总输入电平应为Lin。 杂散发射测试
信号发生器调制方式分别调到GSM或CDMA(视被测直放站种类而定),频率调到被测直放站中心频率,电平调到Lin(dBm),在直放站增益调到最大时用频谱分析仪测量9kHz~12.75GHz内除工作频带外的杂散发射电平。
在谐波、交调和杂散发射测试中,应充分考虑直放站输出到频谱分析仪输入之间所有衰耗的影响。 (4) 波形质量恶化量的测试
CDMA信号发生器频率调在被测直放站中心(信道)频率,用波形质量测试仪测出CDMA信号发生器的波形质量RhoG,调CDMA信号发生器电平到Lin,在被测直放站增益调到最大时,按实线连接,用波形质量分析仪测出这时的波形质量RhoA,则被测直放站传输CDMA信号时波形质量恶化量为:△Rho = RhoG - RhoA (4) (5) 传输时延的测试 示波器测量传输时延
通常用矢网分析仪测试,测试成本很高。若用示波器测量传输时延,与矢网测得的结果相比,几乎没有差别。
将信号发生器用≥50kHz的信号作幅度或脉冲调制,在高频数字存储示波器上观测CH2的信号包络对CH1的信号包络的延迟时间,用示波器上的标记可以很准确地读出CH2信号和CH1信号之间的时间差,即为传输时延。
(6) 电压驻波比的测试
用矢网和标网都可以测试,我们用带跟踪发生器的频谱分析仪测试。
在频谱分析仪上,接通跟踪源,调中心频率为被测直放站中心频率,调扫频宽度为被测直放站的工作带宽,调跟踪源输出电平到反射桥测试端口有被测直放站的最大输入电平。以开路/短路的反射为参考,测出被测
直放站天线端口的回波损耗值。
源输出驻波的测试始终没有解决好,只能在无输出信号或断电状态下测试。输入驻波测试要考虑被测直放站的承受力,如果双工器前有隔离器,则可以均在断电情况下测试。 (7) 噪声系数测试
用噪声系数测试仪测量噪声系数是非常简单的,但对GSM选频直放站来说,由于仪器带宽远大于被测带宽,所以测试起来非常困难,这时干脆用人工测试。 人工噪声系数测试
被测直放站增益调到最大,在噪声源接通时,从功率计上读功率Ph(mW或μW);在噪声源切断时,从功率计上读功率Pc(mW或μW)。
如果噪声源在被测频率上的超噪比为ENR(dB),则被测直放站噪声系数为: NF = ENR - 10lg(Y-1) (5)
移动通信直放站看起来似乎简单,其实不然,对其中关键部件要求还是较高的。因此,建议运营商选购经质量认证厂商并经质检机构检测合格的产品,否则其结果将可能是不理想的。
2. CDMA直放站
采用CDMA 直放站可以扩大CDMA系统基站的覆盖范围,大大节省CDMA网络建设的投资(一个CDMA直放站的投资约为一个CDMA基站的十分之一)。特别是在高层楼宇、地下(如地铁)、盲区等特殊环境下,CDMA 直放站将充分发挥它的优势。CDMA移动通信直放站是为CDMA网而设计的产
品,它的显著特点是采用超线性功放,保证多信道工作无杂波。CDMA直放站应用于CDMA移
动通信网络中,双向中继无线信号延伸无线覆盖区,实现对特殊地形覆盖消除覆盖盲区,调配小区业务,平衡各小区的话务量,在“导频污染”地区强化主导频等等,以达到低成本扩大无线网络覆盖范围、优化网络的目的。由于各地环境和条件的要求不同,所需的CDMA直放站的类型也不同。CDMA直放站的系列产品(射频、微波、光纤、移频、楼宇、小型)会适应和满足各种不同需求。CDMA移动通信直放站主要由施主天线、重发天线、馈缆系统、直放主机、电源及保护系统以及防雷、避雷系统等部分组成。如图2-1所示了CDMA移动通信直放站原理图。
图2-1 CDMA移动通信直放站原理图

