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光纖直放站在移動(dòng)通信網(wǎng)的應用論文
摘要：隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的極速發(fā)展，移動(dòng)通信消費群體對于網(wǎng)絡(luò )使用的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。曾經(jīng)風(fēng)靡的2G、3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )已不再滿(mǎn)足現在的需求，隨著(zhù)5G網(wǎng)絡(luò )的問(wèn)世，網(wǎng)絡(luò )覆蓋的重點(diǎn)也逐漸從城市的室內覆蓋向山區、高速公路等高難度覆蓋去域轉移，但無(wú)論是選擇何種類(lèi)型的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )方式，其覆蓋的區域依然會(huì )存在不同程度的盲區與弱信號區，尤其是在一些偏遠的區域。而且由于基站架設安裝復雜且成本太高，相應的回報率較低，尋求一種低成本、周期短且回報率低的解決方式已迫在眉睫。光纖直放站以其靈活簡(jiǎn)易的特點(diǎn)，不僅可以解決這些問(wèn)題，也為運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )覆蓋提供經(jīng)濟高效的解決方案。本文將通過(guò)結合其工作原理，分析光纖直放站在通信網(wǎng)絡(luò )中的應用，并闡述如何降低加入光纖直放站后帶來(lái)的干擾。
關(guān)鍵詞：光纖直放站；移動(dòng)通信；應用；干擾
1．光纖直放站的工作原理及應用
1.1光纖直放站系統構成
光纖直放站的構成主要包括近端單元、遠端單元、光纖線(xiàn)等。通過(guò)把射頻信號轉換到數字信號，通過(guò)數字光纖傳輸到遠端，經(jīng)過(guò)遠端設備將數字信號還原為射頻信號。光纖直放站本質(zhì)上是一種同頻放大的設備，它是可以對無(wú)線(xiàn)傳輸的信號起到增強作用的中轉設備。從功能上來(lái)講，光纖直放站是一種功率增強器，對存在無(wú)線(xiàn)覆蓋信號弱的地區實(shí)現低成本增強的作用，并達到優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )信號的目的。光纖直放站可分為模擬光纖直放站和數字光纖直放站，當前市場(chǎng)應用以數字光纖直放站為主。本文以數字光纖直放站為例，研究其在移動(dòng)通信中的應用。
1.2.光纖直放站的工作原理
通常近端機被置于基站機房，從基站的射頻信號發(fā)出后，利用雙工器來(lái)濾除相應模塊的射頻功能。在射頻功能模塊中，可以根據射頻信號的功率大小來(lái)調整增益情況，然后利用光模塊來(lái)實(shí)現電信號與光信號之間的轉變，并將光纖線(xiàn)路轉送到遠端機中。遠端機會(huì )將模塊中的光信號繼續轉變?yōu)殡娦盘�，利用雙工器來(lái)實(shí)現天線(xiàn)重發(fā)，以此達到區域覆蓋的目的。
1.3.光纖直放站的應用
光纖直放站相對于其他的直放站來(lái)說(shuō)本身有一定的優(yōu)勢。光纖直放站是在光纖的基礎上進(jìn)行傳輸，并通過(guò)光信號的接收與轉換來(lái)將其與偏遠的地區建立連接，并且由于信號源相對穩定，使得最終的覆蓋效果也較為理想，降低產(chǎn)生同頻干擾的可能性，提高信號的增益，也有利于其信號功率發(fā)射的增強。光纖直放站的使用不會(huì )受到地理條件和天氣的約束，并且也能夠有效擴大其覆蓋范圍，對于地形復雜或者城鎮處于較偏遠的地區來(lái)說(shuō)較為有用，因此光纖直放站在構成中的應用比較廣泛。
2．干擾情況分析
2.1.基站干擾
由于電子器件本身存在熱噪聲，直放站在正常工作時(shí)不可避免都會(huì )有噪聲電平輸出，對于系統來(lái)講，噪聲越小越好，但是從實(shí)際角度出發(fā)，這點(diǎn)很難實(shí)現。在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )中加入光纖直放站設備之后，手機與基站會(huì )逐步增加其噪聲，相應的也會(huì )影響到基站自身的敏感度，因此減少其應用的范圍。下面通過(guò)對基站干擾的分析，來(lái)了解相應的降低干擾的可行性的方法。（1）基站接收端的噪音基站接收站在沒(méi)有加入光纖直放站的情況下其噪聲（pbN（dBm））一般是基站的噪聲系數（fbN（dB））與熱噪聲（NP（dBm））相加的總和，如下公式（1）所示。（2）直放站引入之后所形成的噪音變化在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )系統中引入光纖直放站之后，基站的噪聲除了原本的噪聲之外還需要加上直放站所帶來(lái)的噪聲（prN（dBm）），即：（4）為了降低因光纖直放站引入而帶來(lái)的噪聲影響，需要對pbN做一定的調整，即減小其噪聲增量。從噪聲增量的各部分組成來(lái)看，pbN與直放站的上行增益有著(zhù)密切的聯(lián)系。而光纖直放站產(chǎn)生的噪聲功率是其噪聲系數、熱噪聲以及實(shí)際增益相加的總和，即：p（5）信號從基站的發(fā)射機傳送到光纖直放站的近端機的過(guò)程中，在路徑中消耗的噪音為L(cháng)p。因此，噪聲增量與其路徑消耗、直放站增益等有著(zhù)較為密切的聯(lián)系。而從其路徑的消耗來(lái)看，其所有的損耗便是耦合器中所產(chǎn)生的耦合損耗。在實(shí)際的工程應用過(guò)程中，為盡可能的讓直放站輸入的信號在0dB，一般選擇具有較高耦合比的耦合器，路徑消耗值會(huì )處于50dB，而即便是設置為60dB的上行增益，也不會(huì )影響原來(lái)基站的靈敏度。還可將基站接收到直放站噪音與其底噪音疊加來(lái)進(jìn)行計算，采用多個(gè)直放站同時(shí)并聯(lián)來(lái)達到預期的覆蓋信號目的，以此達到最佳的耦合效果�？傮w來(lái)說(shuō)，主要需要考慮的是其基站與直放站產(chǎn)生的路徑損耗以及其投入的直放站數量?jì)身椧�，�?lái)盡可能的降低對基站正常運作所帶來(lái)的影響。
2.2.對覆蓋區形成的干擾
�。�1）光纖直放站裝置條件：A..光中繼端到掩蓋區遠端，需一對閑暇或已占用但有閑暇窗口的光纖，或一條有兩個(gè)閑暇窗口的單模光纖。B.光纖中繼間隔不得大于20公里：受時(shí)延要求，最大（直射）掩蓋間隔為T(mén)A=63=31.5（公里）；因為光在光纖中是以折射的辦法傳輸，實(shí)踐光路要比實(shí)踐光纖長(cháng)度長(cháng)1.5倍。因而要求實(shí)踐的光纖長(cháng)度為：31.5/1.5=21（公里）。為穩妥起見(jiàn)，給出必定余量。（2）解決攪擾問(wèn)題的辦法：因為光纖直放站的引進(jìn)，無(wú)線(xiàn)端設備的運用與基站之間發(fā)生的噪音與雜閉會(huì )逐步添加，而這些攪擾因素的添加也往往會(huì )對其掩蓋區域周邊的頻道構成影響，乃至包括其正常的通訊。雜散信號的界說(shuō)首要是在除了其主信號遠端機發(fā)生的其他攪擾信號。光纖直放站中，因為自身信號源相對純凈，因而雜散信號首要包括三次諧波等。之所以會(huì )發(fā)生諧波信號，是因為放大器在運作過(guò)程中存在的非線(xiàn)性現象。當新頻率重量進(jìn)入到通帶內，那么便會(huì )對其他載波信號構成形象，而如果在通帶之外，則也會(huì )對其他的通訊頻道構成攪擾。為了進(jìn)一步下降諧波對其掩蓋區構成的攪擾可能性，我們會(huì )經(jīng)過(guò)對遠端機的下行功率放大器以線(xiàn)性處理的辦法來(lái)進(jìn)行。常見(jiàn)的處理辦法首要包括預失真、功率回退以及前饋三種。功率回退是其作業(yè)原理首要是經(jīng)過(guò)將大功率的管子來(lái)作為小功率管來(lái)進(jìn)行應用，經(jīng)過(guò)犧牲直流功率的辦法來(lái)添加其線(xiàn)性度，因為較為簡(jiǎn)略而且簡(jiǎn)單完成，因而操作過(guò)程中也不需求添加相關(guān)的附加設備，相關(guān)于其他辦法來(lái)說(shuō)有著(zhù)較大的便利，是諧波處理中較為常見(jiàn)的辦法，也是放大器線(xiàn)性度調整的較為有用的辦法。預失真是經(jīng)過(guò)在非線(xiàn)性電路置于放大器錢(qián)的辦法，來(lái)到達補償其非線(xiàn)性失真的意圖。其優(yōu)勢在于不會(huì )發(fā)生不穩定的問(wèn)題，具有很大的信號頻帶，而且這種辦法所耗費的本錢(qián)一般不會(huì )太高。前饋技能的處理首要包括兩項環(huán)路，這些環(huán)路經(jīng)過(guò)功分器、耦合器等組合構成。在輸入相應的射頻信號之后，體系的功分器會(huì )將輸入的信號細分為兩路，其間一路會(huì )被置于到功率放大器中。因為非線(xiàn)性失真現象存在的原因，除了需求放大器主信號之外，還需求對三階交調攪擾歸入到考慮范圍。經(jīng)過(guò)對主功放里輸出的信號做部分耦合處理，利用環(huán)路來(lái)抵消信號，剩下的就是三階交調攪擾所發(fā)生的部分。從全體的運作原理來(lái)說(shuō)，三階交調會(huì )被輔佐的放大器做放大處理，然后經(jīng)過(guò)第二個(gè)環(huán)路來(lái)對其非線(xiàn)性交調重量進(jìn)行抵消，以此來(lái)到達線(xiàn)性度改進(jìn)的意圖�？偟膩�(lái)說(shuō)，前饋技能的優(yōu)勢在于其校準精度相對精確，而且也不會(huì )受到帶寬與不穩定性的限制。關(guān)于功率放大器能夠正常處理的線(xiàn)性化技能，經(jīng)過(guò)線(xiàn)性度的提高，能夠很好的下降并改進(jìn)其對掩蓋區構成的攪擾。而在光纖直放站被引進(jìn)到所需區域之后，會(huì )在GSM體系中發(fā)生鄰頻攪擾，CDMA體系也會(huì )發(fā)生PN混淆等攪擾問(wèn)題。事實(shí)上，這些發(fā)生的攪擾現象與光纖直放站自身并沒(méi)有較大的聯(lián)絡(luò )，其首要的原因是與光纖直放站在進(jìn)行掩蓋之前，當地的掩蓋信號強弱有關(guān)。因而，在運用光纖直放器時(shí)，還需求做好掩蓋區域信號強度的規劃，才干進(jìn)一步下降因直放器的投入而發(fā)生的影響。
3結束語(yǔ)
隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量有了較為明顯的改善，對網(wǎng)絡(luò )的需求也是空前的上升。而由于很多地區地形、經(jīng)濟狀況等因素的影響，網(wǎng)絡(luò )信號分布的不均勻給當地人們的生活帶來(lái)了一定的影響，這也使得直放站在實(shí)際的應用中越來(lái)越被頻繁的使用。本文在介紹光纖直放站的基礎上，探討了其產(chǎn)生干擾的因素，這其中包括覆蓋區的信號強度、光纖直放站所形成的干擾類(lèi)型等。為了更好的提升光纖直放站在被投入后的性能指標，應當在直放站開(kāi)通以及工程設計的所有環(huán)節中進(jìn)行有效全面的規劃，降低因直放站的引入而造成的各類(lèi)信號的干擾，才能從根本上達到直放站網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化應用的目的，為處于網(wǎng)絡(luò )信號較弱地區的居民提供更為便捷的網(wǎng)絡(luò )支持，進(jìn)一步提升其生活質(zhì)量。
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