光纖直放站在移動通信網(wǎng)的應用論文
摘要：隨著網(wǎng)絡的極速發(fā)展，移動通信消費群體對于網(wǎng)絡使用的質(zhì)量要求也越來越高。曾經(jīng)風靡的2G、3G移動通信網(wǎng)絡已不再滿足現(xiàn)在的需求，隨著5G網(wǎng)絡的問世，網(wǎng)絡覆蓋的重點也逐漸從城市的室內(nèi)覆蓋向山區(qū)、高速公路等高難度覆蓋去域轉(zhuǎn)移，但無論是選擇何種類型的無線網(wǎng)絡方式，其覆蓋的區(qū)域依然會存在不同程度的盲區(qū)與弱信號區(qū)，尤其是在一些偏遠的區(qū)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易的特點，不僅可以解決這些問題，也為運營商的網(wǎng)絡覆蓋提供經(jīng)濟高效的解決方案。本文將通過結(jié)合其工作原理，分析光纖直放站在通信網(wǎng)絡中的應用，并闡述如何降低加入光纖直放站后帶來的干擾。
關(guān)鍵詞：光纖直放站；移動通信；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(tǒng)構(gòu)成
光纖直放站的構(gòu)成主要包括近端單元、遠端單元、光纖線等。通過把射頻信號轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號，通過數(shù)字光纖傳輸?shù)竭h端，經(jīng)過遠端設備將數(shù)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，它是可以對無線傳輸?shù)男盘柶鸬皆鰪娮饔玫闹修D(zhuǎn)設備。從功能上來講，光纖直放站是一種功率增強器，對存在無線覆蓋信號弱的地區(qū)實現(xiàn)低成本增強的作用，并達到優(yōu)化網(wǎng)絡信號的目的。光纖直放站可分為模擬光纖直放站和數(shù)字光纖直放站，當前市場應用以數(shù)字光纖直放站為主。本文以數(shù)字光纖直放站為例，研究其在移動通信中的應用。
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，利用雙工器來濾除相應模塊的射頻功能。在射頻功能模塊中，可以根據(jù)射頻信號的功率大小來調(diào)整增益情況，然后利用光模塊來實現(xiàn)電信號與光信號之間的轉(zhuǎn)變，并將光纖線路轉(zhuǎn)送到遠端機中。遠端機會將模塊中的光信號繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘�，利用雙工器來實現(xiàn)天線重發(fā)，以此達到區(qū)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說本身有一定的優(yōu)勢。光纖直放站是在光纖的基礎(chǔ)上進行傳輸，并通過光信號的接收與轉(zhuǎn)換來將其與偏遠的地區(qū)建立連接，并且由于信號源相對穩(wěn)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(zhèn)處于較偏遠的地區(qū)來說較為有用，因此光纖直放站在構(gòu)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不可避免都會有噪聲電平輸出，對于系統(tǒng)來講，噪聲越小越好，但是從實際角度出發(fā)，這點很難實現(xiàn)。在移動通信網(wǎng)絡中加入光纖直放站設備之后，手機與基站會逐步增加其噪聲，相應的也會影響到基站自身的敏感度，因此減少其應用的范圍。下面通過對基站干擾的分析，來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(shù)（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網(wǎng)絡系統(tǒng)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的噪聲（prN（dBm）），即：（4）為了降低因光纖直放站引入而帶來的噪聲影響，需要對pbN做一定的調(diào)整，即減小其噪聲增量。從噪聲增量的各部分組成來看，pbN與直放站的上行增益有著密切的聯(lián)系。而光纖直放站產(chǎn)生的噪聲功率是其噪聲系數(shù)、熱噪聲以及實際增益相加的總和，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程中，在路徑中消耗的噪音為Lp。因此，噪聲增量與其路徑消耗、直放站增益等有著較為密切的聯(lián)系。而從其路徑的消耗來看，其所有的損耗便是耦合器中所產(chǎn)生的耦合損耗。在實際的工程應用過程中，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，路徑消耗值會處于50dB，而即便是設置為60dB的上行增益，也不會影響原來基站的靈敏度。還可將基站接收到直放站噪音與其底噪音疊加來進行計算，采用多個直放站同時并聯(lián)來達到預期的覆蓋信號目的，以此達到最佳的耦合效果。總體來說，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(shù)量兩項要素，來盡可能的降低對基站正常運作所帶來的影響。
2.2.對覆蓋區(qū)形成的干擾
�。�1）光纖直放站裝置條件：A..光中繼端到掩蓋區(qū)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：受時延要求，最大（直射）掩蓋間隔為TA=63=31.5（公里）；因為光在光纖中是以折射的辦法傳輸，實踐光路要比實踐光纖長度長1.5倍。因而要求實踐的光纖長度為：31.5/1.5=21（公里）。為穩(wěn)妥起見，給出必定余量。（2）解決攪擾問題的辦法：因為光纖直放站的引進，無線端設備的運用與基站之間發(fā)生的噪音與雜閉會逐步添加，而這些攪擾因素的添加也往往會對其掩蓋區(qū)域周邊的頻道構(gòu)成影響，乃至包括其正常的通訊。雜散信號的界說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。之所以會發(fā)生諧波信號，是因為放大器在運作過程中存在的非線性現(xiàn)象。當新頻率重量進入到通帶內(nèi)，那么便會對其他載波信號構(gòu)成形象，而如果在通帶之外，則也會對其他的通訊頻道構(gòu)成攪擾。為了進一步下降諧波對其掩蓋區(qū)構(gòu)成的攪擾可能性，我們會經(jīng)過對遠端機的下行功率放大器以線性處理的辦法來進行。常見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)過將大功率的管子來作為小功率管來進行應用，經(jīng)過犧牲直流功率的`辦法來添加其線性度，因為較為簡略而且簡單完成，因而操作過程中也不需求添加相關(guān)的附加設備，相關(guān)于其他辦法來說有著較大的便利，是諧波處理中較為常見的辦法，也是放大器線性度調(diào)整的較為有用的辦法。預失真是經(jīng)過在非線性電路置于放大器錢的辦法，來到達補償其非線性失真的意圖。其優(yōu)勢在于不會發(fā)生不穩(wěn)定的問題，具有很大的信號頻帶，而且這種辦法所耗費的本錢一般不會太高。前饋技能的處理首要包括兩項環(huán)路，這些環(huán)路經(jīng)過功分器、耦合器等組合構(gòu)成。在輸入相應的射頻信號之后，體系的功分器會將輸入的信號細分為兩路，其間一路會被置于到功率放大器中。因為非線性失真現(xiàn)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(diào)攪擾歸入到考慮范圍。經(jīng)過對主功放里輸出的信號做部分耦合處理，利用環(huán)路來抵消信號，剩下的就是三階交調(diào)攪擾所發(fā)生的部分。從全體的運作原理來說，三階交調(diào)會被輔佐的放大器做放大處理，然后經(jīng)過第二個環(huán)路來對其非線性交調(diào)重量進行抵消，以此來到達線性度改進的意圖。總的來說，前饋技能的優(yōu)勢在于其校準精度相對精確，而且也不會受到帶寬與不穩(wěn)定性的限制。關(guān)于功率放大器能夠正常處理的線性化技能，經(jīng)過線性度的提高，能夠很好的下降并改進其對掩蓋區(qū)構(gòu)成的攪擾。而在光纖直放站被引進到所需區(qū)域之后，會在GSM體系中發(fā)生鄰頻攪擾，CDMA體系也會發(fā)生PN混淆等攪擾問題。事實上，這些發(fā)生的攪擾現(xiàn)象與光纖直放站自身并沒有較大的聯(lián)絡，其首要的原因是與光纖直放站在進行掩蓋之前，當?shù)氐难谏w信號強弱有關(guān)。因而，在運用光纖直放器時，還需求做好掩蓋區(qū)域信號強度的規(guī)劃，才干進一步下降因直放器的投入而發(fā)生的影響。
3結(jié)束語
隨著社會經(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)絡的需求也是空前的上升。而由于很多地區(qū)地形、經(jīng)濟狀況等因素的影響，網(wǎng)絡信號分布的不均勻給當?shù)厝藗兊纳顜砹艘欢ǖ挠绊懀@也使得直放站在實際的應用中越來越被頻繁的使用。本文在介紹光纖直放站的基礎(chǔ)上，探討了其產(chǎn)生干擾的因素，這其中包括覆蓋區(qū)的信號強度、光纖直放站所形成的干擾類型等。為了更好的提升光纖直放站在被投入后的性能指標，應當在直放站開通以及工程設計的所有環(huán)節(jié)中進行有效全面的規(guī)劃，降低因直放站的引入而造成的各類信號的干擾，才能從根本上達到直放站網(wǎng)絡優(yōu)化應用的目的，為處于網(wǎng)絡信號較弱地區(qū)的居民提供更為便捷的網(wǎng)絡支持，進一步提升其生活質(zhì)量。
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