选频直放站工作原理

4.1.2　GSM选频直放站工作原理

移动通信直放站是对移动通信信号直接放大的一种同频中继站。它不改变原信号的频率，也不对信号所携带的信息作任何处理。当然它会引起一些波形畸变和相位偏移。在正常情况下这对通信没有明显的影响，但这也正是直放站要避免的问题，尽量使波形畸变更小和相位偏移更小。

GSM通信由上行信号和下行信号组成，又因为上行信号和下行信号的频段与方向不同，所要求的信号强度也不同，因此直放机必须具备对上下行信号分别进行处理的能力。GSM选频直放站工作原理如图4－1所示。

图4－1　GSM选频直放站工作原理

1.整个直放站系统分为3个部分和两个接口

第一部分是基站（微蜂窝）。它的功能是提供下行信号，接收上行信号，并对信号作一定处理。

第二部分是直放机。它是直放站系统的核心设备。它的功能是对上下行信号作放大处理。

第三部分是目标覆盖区域。在系统未开通前，目标覆盖区域为移动通信盲区，或目标覆盖区域通话效果很差。

第一个接口是基站（微蜂窝）与直放机的接口。该接口担负基站与直放机之间的通信任务。基站的下行信号经过该接口到达直放机；手机的上行信号经过该接口传到基站。根据实际情况，该接口可以是无线接口也可以是有线接口。无线接口是通过基站收发天线与直放机收发天线之间的通信实现的。直放机收发天线通常是收发合一的，一般由高增益的定向天线来担任，如八木天线、平板天线、栅格天线等。有线接口则是通过电缆将微蜂窝与直放机直接相连而成。

第二个接口是直放机与目标覆盖区域的接口。该接口只能是无线接口。它通过重发天线将下行信号发射到空间，供手机接收；同时收集手机上行信号送至直放机。

2.直放机的工作原理

施主天线（或通过电缆）接收基站下行信号，然后通过环形双工器送入下行滤波器，下行滤波器将滤除下行信号中的部分带外噪声。之后下行信号进入下行低噪放，下行低噪放具有抑制带内噪声，提升有用信号电平的功能。低噪放具有60dB的增益。低噪放的输出再通过下行滤波器滤除带外噪声后由下行功放放大。如果信号不经滤波器、下行低噪放而直接进入功放放大，则噪声也会一起被放大，导致波形畸变严重，信号误码率上升，通信效果变差。下行功放具有60dB增益（若功放前级串有推放，则推放与功放的整体增益可达110dB以上）。

（1）下行低噪放具有ATT及ALC自动控制功能

·ATT（自动衰减控制）。它的功能是对放大后的信号进行衰减，相当于一个安装在功放内的可调衰减器，根据设定值衰减信号。

·ALC（自动电平控制）。由于低噪放的输出信号过强时会影响系统指标，所以使用ALC限定最大输出值。当输出信号过强时，它反馈信号给低噪放，低噪放将减小增益使输出信号不超出限定值。调节ALC旋钮（或用监控方式联机调整）则可设定下行低噪放输出电平的最大值。

（2）下行功放具有ATT及AGC自动控制功能

·ATT（自动衰减控制）。同下行低噪放ATT功能一样，通过对下行信号电平的自动衰减来稳定下行功放的输入电平。

·AGC（自动增益控制）。AGC功能是通过自动控制下行功放增益来调整输出电平。调节AGC旋钮（或用监控方式联机调整）则可调整基准增益大小。

（3）ATT、ALC与AGC的联合调整

在现场工程开通中，根据实际情况有时需对ATT、ALC及AGC作一定的调整。ATT值越小系统的增益愈大；ALC、AGC值越大则系统输出电平越大，覆盖的范围也越广。必须注意到，功放对有用信号放大时对噪声同样有放大作用，因此增大ALC、AGC提高覆盖能力的同时也会增大噪声对系统的干扰。在实际应用中，应反复耐心地边调整边测试，以求达到最佳效果。

（4）根据实际情况系统可增加选频功能

选频功能由选频模块完成。选频模块串接在低噪放与功放之间。选频模块接在低噪放之后，是因为低噪放能提高带内信号电平，这有力于提高选频模块的鉴频能力。选频模块的选频值可由手工拨号设定（或由监控系统联机设定），设定之后，选频模块只允许通过特定的频率，其他频率的信号将被抑制。对非选定频率的抑制能力与选频模块的抑制度这一参数有关。选频模块主要有二选频、四选频、八选频等几种型号。

同理，上行信号的处理与下行相似。上行信号的电平值较之下行信号要低，上行低噪放和功放的增益要小，功率也较低。

（5）直放站选装监控系统

为了便于直放站的使用与维护，还可为直放站选装监控系统。监控功能主要由一个监控模块来完成。监控系统可实现如下功能：

①低噪放、功放的参数设置；

②低噪放、功放的输出电平监测；

③选频参数设置；

④过载、空载报警；

⑤故障自动记录。

（6）接地措施

为了防止电源故障或其他意外情况对人员和设备造成损坏，设备应有良好的接地措施。接地措施应严格按照国家有关标准执行。

（7）避雷措施

如果施主天线、重发天线安装在室外，因为它们一般都安装在野外较高处或建筑物的屋顶，易遭受雷击。为避免因雷击而引起人员或设备损坏，至少应采取如下避雷措施：

①施主天线与直放机的连接电缆三点接地。天线处接地、电缆中部接地及设备接地。按照技术要求，用专用刀或锋利电工刀轻巧地剥去馈线的外塑料皮，约6～7cm长，不可碰伤内部波纹铜皮，然后用铜丝编织带缠紧，确保与波纹铜皮紧牢接触，再用胶泥胶带封严缠紧。另一端与地牢固地接在一起。用于固定的螺栓、螺母应作防锈处理。还应注意接地端高度应低于接馈线端，这有利于将电流引向地。

②连接天线进入设备处串接避雷器。避雷器可有效引流浪涌电流。

③天线接头密封。建议先对系统加电，待电平测试正常后再作接头密封。上接头前先清洁接头内腔，并检查电缆头芯子长度、位置是否正常，然后拧紧密封。