直放站常用指标优化方案：详解直放站常用指标

一个人的工作水平有两个境界：一是达到了“做得到”的境界；二是达到了“做得好”的境界。衡量“做得到”的方法是看他的核心工作是否会做，衡量“做得好”的方法是看工作的质量、效果。

直放站的核心工作是放大无线信号，实现无线信号的中继转发。衡量直放站是否能够“做得到”自己的核心工作的指标是最大输出功率是多少（决定了直放站的覆盖范围），额定增益是多少，它的工作频段和工作带宽是多少。衡量直放站“做得到”的指标称为直放站工作指标。

直放站在完成核心工作的时候，尽量不要引入新的噪声、不要对网络性能造成影响，这就要求直放站的核心工作要“做得好”，完成得漂亮。衡量直放站是否能优质地完成工作的指标有：杂散辐射水平、交调抑制能力、带外抑制水平、噪声系数等指标。衡量直放站“做得好”的指标称为直放站性能指标。

（1）直放站工作指标

最大输出功率，是决定直放站覆盖特性的最重要的指标，是直放站线性范围的最大工作点所对应的输出功率。

直放站最核心的组成部分是功放。功放最重要的使用特性是必须在线性范围内工作，超出了线性范围，将逐渐进入饱和区，这样功放的输出不能线性地反应输入的变化，存在一定的信号失真。

如何找到直放站的线性范围？

一般是远离饱和区的一个范围。准确地定义这个范围需要了解两个概念：1dB压缩点和功率回退。

随着输入信号功率的增加，输出信号功率也线性地增加；当输入信号增加到一定程度的时候，直放站离开线性范围，输出信号功率增长的幅度比按线性规律增长的幅度要小一些，逐渐进入直放站的饱和区。

当输出信号功率增长幅度比按线性规律增长的幅度小1dB的时候，正式进入饱和区，这一点叫做1dB压缩点。1dB压缩点可以看成是线性范围和饱和区的临界点。

但是直放站最好不要工作在这个临界点，因为输入信号稍微变化，输出信号就进入饱和区，导致信号失真。最好的方法是远离这个临界点，即功率回退。

直放站最大输出功率可以定义为直放站1dB压缩点功率回退6～11dB的点。举例来说，室外宽带直放站最大输出功率一般在33dBm（2W）；GSM制式的室外选频直放站两个选频信道时，每载波的输出功率一般在30～33dBm（1～2W）之间；4个选频信道时，每载波的输出功率会降低3dB；室内宽带直放站最大输出功率一般不大于17dBm（50mW）（我国无线电管理委员会和信息产业部的室内电磁环境健康标准）。

额定增益，是指直放站在线性范围内，最大输出电平对最大输入电平的放大程度。

假若直放站的额定增益为G（dB），直放站的输入功率为P_in（dBm），输出功率为P_out（dBm），则有下式：

G=P_out-P_in （2-1）

额定增益达到最大值时的直放站输出，称为满增益输出。

直放站额定增益分上行增益和下行增益，两个增益可以分开调节，一定要保证上下行无线链路的平衡。

额定增益不能太低，也不能太高。太低了，输出功率无法满足覆盖要求；太高了，会产生过多的噪声，影响施主基站的覆盖质量。

一般来说，GSM室外射频直放站的额定增益一般在80～95dB之间；室内射频直放站的额定增益一般比室外射频直放站设置得低一些，在50～70dB之间。GSM室外光纤直放站的传输损耗较小，容易得到较高的输出功率，额定增益可以比室外射频直放站设置得低一些，设在45～65dB之间便可。

工作频段，是指直放站发挥信号放大和信号中继作用的频率范围。直放站无失真地放大、转发这个频率范围内的信号，对这个频率范围外的信号进行过滤或抑制。直放站的工作频段也分上下行。如某移动GSM直放站的上行工作频段为890～909MHz，下行工作频段为935～954MHz。

工作带宽，是指直放站在实际工作中，并不是在整个频段内都保持一样的增益，而是在和无线信号带宽相匹配的频率范围内保持一定的增益。一般是无线信号的中心频点处增益最大，越往无线信号的中心频点的两侧，增益越低；在无线信号的带宽之外，增益迅速降低，从而保证带宽范围内的无线信号被放大，而无线信号带宽范围外的干扰被有效抑制。(www.xing528.com)

准确地定义一下，直放站的工作带宽（Band Width，BW）是指增益比中心频率的峰值下降3dB时所对应的频率范围。中心频率可在工作频段内变动，但工作带宽不能超出工作频段的范围。有些直放站的中心频率和工作带宽可以根据需要在工作频段内变动。

宽频直放站的工作带宽一般在2～19MHz之间，GSM选频直放站的工作带宽，即GSM载波信号的带宽为200kHz。

（2）直放站性能指标

杂散辐射水平，是指直放站在工作过程中，由于系统的非线性，产生了影响系统工作的电磁辐射，一般都是工作带宽范围外的电磁谐波分量。这样的杂散辐射越小越好。举例来说，根据相关标准，GSM900MHz的射频直放站，带外杂散辐射水平要小于-36dBm；GSM1800MHz的射频直放站，带外杂散辐射水平要小于-30dBm。

互调抑制比，是指载波信号的功率与系统产生的互调干扰信号的功率电平之比，是衡量直放站抑制互调干扰能力的指标。

两个或多个频率的无线信号，由于直放站的非线性，相互调制可以产生互调干扰（InterModulation）。一般来说，互调产物主要是三阶互调产物（IM3）。

假若载波信号功率为P₀（dBm），三阶互调产物的功率为IM3（dBm），互调抑制比为IMD（dBc），如图2-8所示，则有下式：

IMD=P₀-IM3 （2-2）

图2-8 互调抑制比

根据相关要求，当额定增益调到最大时，GSM900MHz的直放站，带内IMD大于70dBc；GSM1800MHz的直放站，带内IMD大于50dB。

带外抑制度，是指直放站对工作带宽外无线信号的抑制程度。如图2-9所示，中心频率为f₀，此处对应的直放站增益为G；中心频率两侧直放站增益下降3dB的频率范围（下限f₁，上限f₂）就是工作带宽（BW）；直放站在工作带宽外的某处（f₁-Δf，f₂+Δf）的增益为G′。那么，带外抑制度=G-G′。

图2-9 带外抑制度

举例来说，GSM直放站的增益G为90dB，假设Δf=5MHz，根据相关直放站的规范要求，在带外5MHz处的抑制度应大于60dB。也就是说，在f₁-Δf和f₂+Δf处的增益G′＜（G-60）dB=30dB。

无线信号通过直放站后，直放站本身产生的噪声会使原无线信号的信噪比变差。噪声系数（Noise Factor，NF），是衡量无线信号通过直放站后信噪比变差程度的指标。

直放站输入端的信噪比（S/N）i与输出端信噪比（S/N）o的比值，就是噪声系数。用dB表示的NF如下：

理想情况下，噪声系数NF（dB）为0。现实情况是任何直放站都会产生噪声，所以NF（dB）一般大于0。根据直放站的相关规范，要求直放站的噪声系数小于4dB。