直放站基本原理课件.ppt

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1、直放站基本原理及应用（二）,编写：工程服务部生产计划部,武 汉 邮 电 科 学 研 究 院虹信通信技术有限责任公司,2,编写与学习原则急用先学活学活用学习目标初步了解重点掌握,3,内 容 概 要,直放站基本工作原理 直放站关键指标介绍直放站产品系列介绍设备原理及调测小结,4,基本原理,5,系统框图（以GZF900-V型为例）,工作原理,6,直放站器件基本概念 LNA的含义 LNA(lower noise amplify)低噪声放 大器 在直放站中的作用 移动通信质量的好坏，主要取决于上、下行信道，要求上、下行放大器的噪声系数很低，否则会因本身引入的噪声过大而使整个系统的信噪比很差，不能满足基站

2、对话音信号信噪比的监测指标，低噪放模块可满足要求。,7,直放站器件基本概念PA的含义PA(power amplify)功率放大 器在直放站中的作用 主要是功率放大，应具备高线性度，否则会造成三阶互调非线性产物太强，占用话音信道，导致手机接通率降低，干扰话音信道，导致话音质量下降，甚至会干扰基站的信令信道，导致整个网络运行失常。,8,直放站器件基本概念 腔体滤波器在直放站中的主要作用 腔体滤波器的主要作用是滤波，增加上、下行之间的隔离度。双工器的主要作用 在接收机输入端接入收信滤波器，以阻止发信功率进如接收机，在发信机输出端接入发信滤波器，以抑制发信频谱造成在收信频带上的噪声功率。用环行器来隔离

3、收、发滤波器，来提高收、发信间的隔离度，是收、发设备双工方式工作时必须使用的。,9,直放站器件基本概念 PIN/FET在直放站中的作用 在光纤传输直放站中，PIN/FET作为光接收的探测器，将光信号转变成电信号 常用的通信光源 通信用光源一般采用LD（激光器）、LED（发光二极管），高速率系统则采用DFB与QW（高速率激光器）。光波长一般为1.31m，1.55m。,10,直放站器件基本概念光发送机、光接收机 光发送机是将电信号转化为光信号，并将生成的光信号注入光纤，光接收机将从光纤输出端接收到的光信号转换回原始的电信号GZF-900型机中，何为点对点？何为一点对多点？一个光发送机对应一个光接收

4、机，称为点对点，一个光发送机对应多个光接收机或一个光接收机对应多个光发送机，称为一点对多点。在GZF900-IV型机中,上行是点对点,下行是一点对多点。,11,直放站工程常用术语及概念ATT、ALC、AGC的含义 ATT(attenuator)：衰减器。主要作用是控制增益 AGC(automatic gain control)：自动增益控制。ALC(automatic level control)：自动电平控制，为了使功放工作于线性区，需要对进行放大的信号（特别是大信号）进行控制。AGC和 ALC的区别：AGC（自动增益控制）是对电路的增益进行控制，但直放站设备中主要采用ALC控制。,12,直

5、放站工程常用术语及概念驻波比反映回波损耗的物理量，由于阻抗匹配部完全一致当信号进入设备以后，除一部分被吸收外，还有一部分被发射回来，驻波比大致等于输入信号与反射信号电平的比值。隔离度直放站输出信号从输出口绕射到其输入口所经过的路径损耗，或从器件一个通道窜到另一通道受到的损耗。自激现象输出信号窜入输入口，且经绕射后，信号大于原输入信号而造成正反馈放大，使输出不断增大而有可能烧毁末级功放。此现象与隔离度密切相关。,13,直放站工程常用术语及概念跳频技术跳频就是用伪码序列构成跳频指令来控制频率合成器，并在多个频率中进行选择的移频键控。基站按帧跳，移动台按时隙跳。跳频周期前者为4.616ms,后者为5

6、77s。,14,常用单位及其换算 dBm常用于功率单位。P(dBm)=10lgP。(W)/1(mW)3010lgP。(W)dBc常用于互调产物单位。无委指标中，互调产物单位为dBm。两者关系如图所示：dB 常用于增益或衰减单位dBi dBd均为天线增益单位。dBi=dBd+2,15,关键指标介绍,16,主要射频指标（GSM）工作频带 三阶互调最大输出功率系统增益输出载噪比上行功率/上行底部噪声带内平坦度 无用发射输入、输出电压驻波比带外抑制噪声系数 传输时延,17,射频指标概念工作频带 设备工作的频率范围，设备可根据实际需要使用工作频带的全部或者部分。三阶互调 三阶交调是指两个或多个信号fa和

7、fb输入直放站后，由于直放站的非线性而在其输出端口产生2fa-fb和2fb-fa的幅度分量。无委规定直放机的三阶交调失真产物不高于36dBm。最大输出功率 最大输出功率是指直放站在线性工作区内所能达到的最大功率。一般以dBm为单位系统增益描叙设备对信号放大能力的物理量，测试时设备应处于线性放大区，单位：dB,18,射频指标概念输出载噪比 输出载噪比是指在一定条件下测得的载波峰值功率和噪声峰值功率的比值 带内平坦度 带内波动是指有效工作频带内最大和最小电平的差值 无用发射 无用发射(包括带外辐射、杂散发射)是指正常工作时无用频率分量的功率辐射输入、输出电压驻波比 输入、输出电压驻波比是指直放站输

8、入端(或输出端)输入信号(或输出信号)与反射信号的比值，体现的是匹配程度带外抑制 带外抑制是指直放站对偏离中心频率以外的信号相对中心频率处的信号的抑制能力,19,射频指标概念噪声系数 噪声系数是指直放站在工作频带范围内，正常工作时输入信噪比与输出信噪比的差值。传输时延 传输时延是指直放站输出信号对输入信号的时间延迟。,20,光路指标概念光波长=1.31m或=1.55m光输出功率 光输出功率是指光端机在线性工作区内所能达到的最大功率 光接收灵敏度 光接收灵敏度是指光端机能够接收的最低电平,21,主要射频指标概念（CDMA）标称最大输出功率自动电平控制（ALC）频率误差增益带内波动噪声系数输入、输

9、出电压驻波比传输时延波形质量因数 杂散发射 互调衰减带外抑制,22,主要射频指标概念（CDMA）标称最大输出功率 标称最大输出功率是指直放站在线性工作区内所能达到的最大功率，此最大输出功率应满足以下条件：(a)输入信号为CDMA信号；(b)增益为最大增益；(c)满足本标准中所有指标要求；(d)在网络应用中不应超过此功率。自动电平控制（ALC）自动电平控制是指当直放站工作于最大增益且输出为最大功率时，增加输入信号电平，直放站对输出信号电平的控制能力。,23,主要射频指标概念（CDMA）频率误差 频率误差是指直放站在工作频带范围内输出频率与输入频率的偏差。波形质量因数 波形质量因数是指实际波形与理

10、想波形之间的归一化相关功率。前向0.950；反向0.960 增益调节步长及误差 增益调节步长是指直放站最小的增益调节量。增益调节步长误差是指实际增益步长与标称增益调节步长的差值。增益调节步长2dB。增益调节步长误差为小于等于1dB/步长；在0-10dB范围内总误差小于等于1dB；10-20dB范围内总误差小于等于1dB；在大于20dB范围内总误差小于等于1.5dB。,24,主要射频指标概念（CDMA）杂散发射 杂散发射是指除去工作载频以及与正常调制相关的边带以外的频率上的辐射。互调衰减 当以工作频带内的两个信号输入直放站后，由于直放站的非线性而在其输出端口产生互调产物。互调衰减是指对这些互调产

11、物的抑制能力。最大增益 最大增益是指直放站在线性工作范围内对输入信号的最大放大能力。增益调节范围是指当直放站具有可调增益时其最大增益与最小增益的差值。,25,直放站产品系列介绍,26,产品系列,GZF900IGSM直放站光纤传输设备GZF900IIIBGSM光纤传输直放站GZF800IIIBCDMA光纤传输直放站GZF900IVA/BGSM室内光纤传输直放机GZF1800IVA/BDCS室内光纤传输直放机GZF800IVA/B CDMA室内光纤传输直放机GZF900VGSM无线传输直放站GZF800V CDMA无线传输直放站GZF900VIA/BGSM室内电缆传输直放机GZF1800 VIB

12、DCS室内电缆传输直放机GZF900VI F-I/II/IIIGSM无线室内覆盖系统GZF800VIA/BCDMA无线接入室内电缆传输直放机,27,GZF900-V型系统框图,28,GZF900-V型指标,频率范围：GSM900频段载频数：同频或选频（18载频）两频三阶互调产物：-36dBm设备口输出功率：3033dBm/2载频输入、输出阻抗：50电接口：N型电源：AC220V20%50Hz或DC-48V功耗：120W环境工作温度：-30+50,29,GZF900-IIIB型系统框图,上行低噪放,IIIB,30,GZF900-III型指标频率范围：GSM900频段载频数：同频两频三阶互调产物：

13、-36dBm设备口输出功率：3033dBm/2载频5.光 波 长：1.31um（1.55um）6.光 纤：G.652单模光纤7.输入、输出阻抗：508.电接口：N型9.电源：AC220V20%50Hz或DC-48V10.功耗：120W11.环境工作温度：-30+50,31,GZF900/1800-IV型系统框图,工作原理,32,GZF900/1800-IV型系统指标,1、光 波 长：1.31um2、光 纤：G.652单模光纤3、频率范围：890915MHz，935960MHz，17101785MHZ，18051880MHz4、输出功率：30dBm/2CH5、输出载噪比：20dB以上6、驻 波

14、比：1.47、电 源：AC220V15%8、功 耗：100W（远端机），50W（近端机）9、环境湿度：室内单元1055C,33,GZF900/1800-VIA/B型系统框图,工作原理,34,GZF900/1800-VIA/B型系统指标,35,GZF800-VIA/B型系统框图,36,直放站监控系统介绍,37,直放站监控系统的主要作用 在机房内就可登录目标直放站，根据整个移动系统的需要，随时修改直放站参数，更新软件，监测直放站的工作情况,38,远程监控有哪几种方式 远程监控有有线和无线方式，有线方式通过Modem和电话线与PC机相联，而无线方式通过无线数据传输模块与PC机进行通信。远程监控方式可

15、使用户在办公室通过远程拨号监视采集、修改设备各模块工作参数和告警信息。,39,监控系统控制量有哪些 包括上、下行低噪声放大器自动衰减控制及增益控制，上、下行功率放大器自动衰减控制及输出功率控制。上、下行信道选择控制,40,监控系统监测量有哪些 包括上、下行低噪放测试点电压值，上、下行功放测试点电压值，上、下行选频模块信道锁定监测，电源电压值，激光器工作点电压，激光接收器组件工作点电压，激光器工作寿命等。当采集告警数据超过设置的告警级别时，将产生告警。,41,监控系统断电保护和安全保密的作用 断电保护功能可在来电后自动恢复各项参数设置值 安全保密设置可通过注册用户名和口令进行登录，口令可由用户修

16、改,42,监控系统界面,43,直放站设备调测,44,注意事项 仪表的放置要平稳、无振动 仪表必须使用接地良好的三相电源线和电源，首先要对电源线和供电电压进行检测 仪表工作电压可以在110V和230V选择，开机以前要确认选择电压是否和供电电压一致 所测设备对信号源输出口的反向输入信号要小于0dBm，频谱仪的输入电平要小于10dBm,以免烧坏仪表.,仪表使用,45,操作步骤 接通电源，按下仪表前面的电源开关（POWER）键 等待仪表进行内部检测（约5秒钟），自检完后按一下频率设置键（FREQUENCY）然后设置所需测量的中心频率数字和单位输出电平的设置，按一下电平设置键（AMPLITUDE），然后

17、设置所需输出电平的数字和单位射频（RF）的输出和关闭之间的切换可以用按（RF ON/OFF）键来实现要改变输出频率，按（FREQUENCY）；要改变输出电平，按（AMPLITUDE）,信号源仪表使用,46,操作步骤 接上电源，按下仪表前面的电源开关（POWER）键；等待仪表进行内部检测（约5秒钟），自检完后按一下频率设置键（FREQUENCY），然后设置所需测量的中心频率数字和单位；显示频率带宽的设置，按一下带宽设置键（SPAN），然后设置所需显示频率带宽的数字和单位；,频谱仪仪表使用,47,操作步骤 仪表内部衰减电平的调节，先按一下电平设置键（AMPLITUDE），然后可以用增加键和减小键调

18、节仪表的衰减值，使信号的峰值显示在第一格内峰值功率的读取，可以按一下峰值键（PEAK），光标将自动移到信号的顶点，仪表将显示此时的读数互调的读取，按一下峰值键（PEAK），然后按一下功能键（MARKER），再按两下下一个峰值键（NEXT），此时仪表将显示峰值和互调产物之间的差值，即互调,频谱仪仪表使用,48,操作步骤 仪表的取平均，先按一下功能键（BW），然后再按一下平均键（VID AVG），此时仪表将自动取平均最大值保持，先按一下功能键（TRACE），然后再按最大保持键（MAX HOLD A），此时仪表显示的波形为各点的最大峰值；,频谱仪仪表使用,49,主要调测指标,输出功率三阶互调载噪比,

19、50,信号源 频谱仪 矢量网络分析仪 噪声系数测量仪 光功率计,调测常用仪表,51,30dB衰耗器 功分器 合路器 光分（合）路器 射频跳线 尾纤 转接头 隔离器 50W负载,调测常用器件,52,三阶互调、输出功率、载噪比调测步骤按图所示连接测试系统,PC机,53,1、将信号发生器1的频率设置为该直放站工作频带范围内的中心GSM指配频率，电平为-45dBm.2、将信号发生器2的频率设置为比该直放站工作频带范围内的中心GSM指配频率高；电平为-45dBm.3、调节直放站增益（ATT、ALC），直至直放站达到所要求的输出功率值；4、用频谱分析仪测量互调产物达到所要求指标要求值。5、将信号发生器1、

20、2的电平设为-60dBm，看频谱分析仪测量的输出功率值基本不变。注意：LNA、PA之间增益平衡。ATT、ALC分手调和电调二种。,输出功率、三阶互调调测步骤,54,1、将信号发生器1的频率设置为该直放站工作频带范围内的中心GSM指配频率，电平为-45dBm.2、将信号发生器2的频率设置为比该直放站工作频带范围内的中心GSM指配频率高；电平为-85dBm.3、频谱分析仪中心频率为信号发生器2的频率，限带200KHz。此时频谱分析仪上测得的值为载噪比,载噪比调测步骤,55,光纤IV型调测连接测试系统,注意：测试光收、发功率。射频测试方法基本一样。,56,光分路器,下行,上行,测试方法,57,小 结,直放站基本工作原理 直放站关键指标介绍直放站产品系列介绍设备原理及调测小结,58,辅助教材：1、虹信公司编写的移动通信直放站原理及应用及各产品作业指导书2、虹信公司直放站系列产品介绍3、虹信公司内部培训教材,Thanks!,