GSM網(wǎng)絡(luò)室外直放站的設(shè)計

    1．直放站的穩(wěn)定性分析   

    直放站實際上是一種特殊的放大器，在下行鏈路上，其輸入端就是放大器的上行天線接口，輸出端就是下行天線接口。在上行鏈路上恰與此相反。同時它又是一種上下行天線之間存在信號耦合的反饋放大器，根據(jù)放大器的穩(wěn)定性理論，要使放大器穩(wěn)定須滿足幅度平衡條件：AF＜1式中A為放大器的開環(huán)增益，F(xiàn)為放大器反饋系數(shù)，同時還要滿足反饋信號與輸入信號同相，這稱之為相位平衡條件。 
下面對直放站的穩(wěn)定性進行分析。直放站是上下行信號都放大的雙向放大器，一般上行增益要比下行增益小幾dB，只要下行放大器穩(wěn)定就能保證整個直放站的穩(wěn)定，直放站的穩(wěn)定性分析實際上就是下行鏈路的穩(wěn)定性分析。由于無線信號的多徑傳播，直放站系統(tǒng)中的重發(fā)信號經(jīng)過反饋路徑總有某些信號分量與輸入信號同相，要使系統(tǒng)穩(wěn)定必須從幅度平衡條件考慮。將AF＝1表示為dB形式： 

    G－L=0或G＝L      （1） 

    G為放大器的開環(huán)增益即直放站主設(shè)備兩天線接口之間的增益，L為反饋路徑的損耗，信號從下行天線接口至上行天線接口之間的損耗。 

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    直放站開通的最終目標是滿足覆蓋需要，在設(shè)計過程中對設(shè)備的覆蓋情況進行預測是十分必要的。 

    5.1 Okumura/Hata公式 

　　Okumura/Hata模型是應(yīng)用較為廣泛的覆蓋預測模型，它是以準平滑地形的市區(qū)作基準，其余各區(qū)的影響均以校正因子的形式出現(xiàn)。Okumura/Hata模型市區(qū)的基本傳輸損耗模式為： 

    Lb＝69.55＋26.16lgf－13.82lghb－α(hm)＋（44.9－6.55lghb）lgd  （10） 

    Lb：市區(qū)準平滑地形電波傳播損耗中值（dB） 

    f：工作頻率（MHz） 
    hb：基站天線有效高度（m） 
    hm：移動臺天線有效高度（m） 
    d ：移動臺與基站之間的距離（km） 
    α(hm)：移動臺天線高度因子 
    s(a)：建筑物密度因子         （11） 
   
    其中a為建筑物密度。 

    一般可取手機天線有效高度為1.5米，則在GSM900系統(tǒng)中，α(hm)約為0。上式可表達為： 
Lb=146.833-13.82lghb+（44.9-6.55lghb）lgd-s(a)     
     
　　對于郊區(qū)采用如下修正辦法： 

    Lbs＝ Lb（市區(qū)）－2[lg（f/28）]2-5.4       （12） 

    對于鄉(xiāng)村采用如下修正辦法 

    Lbs＝ Lb（市區(qū)）－[lg（f/28）]2-2.39(lgf)2+9.17lgf-23.17    （13） 

    對于開闊地采用如下修正辦法 

    Lbq= Lb（市區(qū)）－4.78（lg f）2＋ 18.33lg f－40.94    （14） 

    5.2 Okumura/Hata公式在直放站覆蓋估測中的應(yīng)用 

    在應(yīng)用Okumura/Hata公式之前要對覆蓋區(qū)建筑特點進行認真分析，不能盲目運用，要根據(jù)具體情況選擇合適的修正方法。 

    對于農(nóng)村如果采用鄉(xiāng)村模型預測結(jié)果將與實際結(jié)果差別較大。我國現(xiàn)階段的村莊分布零散不均勻，村與村之間多為開闊地（農(nóng)田），村莊面積較小，村內(nèi)建筑物往往高度較小，建筑屏蔽較小，但是十分密集，其密集程度不亞于大城市的建筑物。建筑物絕大部分為民宅，公共建筑物占很小比例。街道狹窄，不利于信號傳播。一般情況下，村內(nèi)信號強度要比村外低10-30dB。在丘陵和山地，村莊往往處于地勢較低的洼地或山谷之中，村莊之間是高地或大山。嚴重影響信號的傳播。鑒于我國現(xiàn)階段農(nóng)村建筑物特點可以采用市區(qū)修正方法對農(nóng)村覆蓋進行預測。建筑物密度可通過下式計算獲得： 

    a＝戶數(shù)