无线通信中的直放站：定义、优点与限制

（一）直放站的定义

直放站属于同频放大设备，是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。

（二）直放站的作用

直放站的作用就是一个射频信号功率增强器。使用直放站作为实现“小容量、大覆盖”目标的必要手段之一，主要是由于使用直放站能在不增加基站数量的前提下保证网络覆盖，另外是其造价远远低于有同样效果的微蜂窝系统。

直放站是解决通信网络延伸覆盖能力的一种优选方案。它与基站相比有结构简单、投资较少和安装方便等优点，可广泛用于难于覆盖的盲区和弱区，如商场、宾馆、机场、码头、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、海岛等各种场所。

（三）直放站的组成与种类

直放站的结构主要由施主天线、低噪放大器、频段选择器、滤波器、功放和覆盖天线组成，如图3-25所示。

图3-25　直放站的结构组成

根据直放站的构成不同，可以分为以下几种：

（1）同频直放站，下行从基站接收信号，经放大后向用户方向覆盖；上行从用户接收信号，经放大后发送给基站。为了限带，加有带通滤波器，如图3-26所示。

图3-26　同频直放站工作方式

（2）选频式直放站：为了选频，将上、下行频率下变频为中频，进行选频限带处理后，再上变频恢复上、下行频率。

（3）移频传输直放站：将收到的频率上变频为微波，传输后再下变频为原先收到的频率，放大后发送出去，如图3-27所示。

图3-27　移频直放站工作方式

（4）光纤传输直放站：将收到的信号，经光电变换变成光信号，传输后又经电光变换恢复电信号再发出，如图3-28所示。

图3-28　光纤直放站工作方式

（5）室内直放站：室内直放站是一种简易型的设备，其要求与室外型机是不一样的。

（四）直放站的应用

直放站为各种信号盲区提供良好的解决方案，其具体的应用有以下几种：(www.xing528.com)

1.公路的覆盖

某郊区一基站东侧，有一主要交通干道，在基站东侧14 km处安装一直放站，服务天线高度约55 m。直放站服务天线的输出口接一个3∶1的功率分配器，分别接两个16 dBi的板状天线，信号小的天线向西辐射（指向基站），信号大的天线向东辐射。未装直放站时，直放站所在地信号在－100 dBm左右，通信时通时断，效果非常不好。直放站开通后，直放站西侧一段约3～5 km公路信号明显改善，直放站东侧使通信距离又延伸8～10 km。

2.郊区重点村镇居民区的覆盖

某一村镇离基站5～6 km，由于该镇经济条件较好，手机用户较多。无直放站时，地面信号在－90～－95 dBm左右，室外通信正常但无法保证室内通信。安装直放站后，服务天线在30 m高左右，采用全向天线，地面接收的基站信号电平提高约20 dB，可以解决半径在500～800 m内的室内覆盖（指一般居民楼）。

3.“L”型覆盖

某一风景区位于山谷中，距离基站不到4 km，但由于被山脉阻挡，手机根本无法工作。在山脉的尽头安装一直放站，由于直放站接收信号的方向和发射信号的方向成一定的角度，相当于基站的电波在直放站处转了一个弯。依靠山体的阻挡，直放站的施主天线和服务天线分别放在山体的两侧，隔离度很大，直放站的性能可以充分发挥，不但很好地解决了该风景区用户的通信问题，还使该基站的通信距离向山谷里延伸了6 km。

4.临时性会议地点的应急覆盖

某北京郊区某宾馆组织重要会议，由于信号较弱，在会议室和宾馆底层房间均不能通信。由于时间紧迫，在该宾馆安装闭路分布系统已不可能。经现场考察，在宾馆顶层信号较强，且信号单一，安装直放站不会引起导频混乱。服务天线放楼群中间，利用楼体的隔离可以有效地控制直放站的覆盖，因宾馆面积不大，直放站的增益设置较小，使直放站工作很稳定。直放站半天即安装完毕，马上收到效果，不但会议室内信号明显增加，而且地下室也可以正常通信。

5.开阔地域的覆盖

人口分布较少的开阔地域是使用直放站进行覆盖的典型场合。当直放站采用全向天线时，只要有一定的铁塔高度，在直放站工作正常的情况下，3 km内可以明显地感觉到直放站的增益作用。但距离超过5 km以后，直放站的增益作用就迅速消失，用手机进行基站接收信号电平测试，无论直放站是否工作，接收电平都没有明显变化。这是因为在平原开阔地区，房屋建筑和地形地貌造成的传输衰耗相对较小，而随空间距离的增加，电波按32.45+20logf （MHz）+20logD（km）的规律衰减；即距离每增加一倍，电波衰减6 dB。由此可见，想利用直放站组成大面积的覆盖是不现实的。当然，要想在局部方向获得较大的覆盖（如公路沿线），则必须有更高的铁塔和高增益的定向天线，这样可以在单一方向延伸覆盖10 km左右。

（五）直放站的优缺点

1.直放站的优点

（1）同等覆盖面积时，使用直放站投资较低。

（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。

（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。

（4）由于不需要土建和传输电路的施工，建网迅速。

2.直放站的缺点

（1）不能增加系统容量。

（2）引入直放站后，会给基站增加约3 dB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）如果直放站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。