塔放在GSM网络中的作用及故障分析

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1、上海贝尔阿尔卡特股份有限公司ASBSSM-ISE工程服务部塔放在GSM网络中的作用及故障分析南京欣网胡其全一、概述随着我国移动通信事业的飞速发展，移动通信用户量正在不断地增加，以至在城区蜂窝小区规划越来越小，基站位置越来越低；另一方面，随着城市建设的高层化，高层建筑正不断涌现，由于无线传播的阴影效应，在这些高层建筑的背后或中间常形成移动通信信号的盲区。对于GSM网络覆盖而言，在农村地区，基站的覆盖与容量之间的关系存在突出的矛盾。主要表现在容量有余而覆盖不足，导致大量的农村地区采用单载频基站，由于农村地区地域广阔

2、，基站往往采用高架（杆）塔方式，导致基站建设成本增加。另外，天线高架以后也导致RF传输线损耗加大，天线输出的功率进一步下降，基站的覆盖也进一步下降。根据上述特点，GSM基站的覆盖特性也向着两个方向发展。一是GSM基站向着小范围覆盖方向发展。这类基站主要集中在城市或用户量大的区域，主要工程反映在微蜂窝基站及室内分布系统的建设。二是GSM基站向着大范围覆盖方向发展。这类基站主要集中在农村或边远山区，主要存在面临广覆盖、低话务、投资低等特点，提高基站发射功率无疑是农村及山区覆盖的最佳选择。此时塔顶放大器正是在这样一种

3、前提下提出的有效解决基站大范围的一种有效方案。二、覆盖原理塔顶放大器简称塔放，原先的塔放主要是通过在接收系统前端（天线端）增加塔顶放大器来提高基站上行接收灵敏度，同时达到降低基站上行噪声、提升上行增益，改善基站接收性能的目的。由于上行链路的改善，上行链路损耗会明显降低（相对于下行的链路损耗），导致了上下行链路的不平衡；为了改善这个问题，现在塔放主要由两部分组成，GSM基站覆盖延伸系统（基站双放系统）由基站功率放大器和塔顶放大器组成，它的实现是通过在基站机房内加装大功率超线性选频功率放大器来放大下行信号，提高信号

4、对遮挡物的穿透性，加深基站下行信号覆盖范围，以到达扩大基站覆盖区域的目的，解决基站上下行链路平衡。根据自由空间电磁传播理论，自由空间中电波传播损耗只与工作频率f和传播距离d有关，当f或d增大一倍时，电波传播损耗将分别增加6dB。Lfs(dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中，Lfs为自由空间电波传播损耗。但是在实际应用中，由于传播路径引起的信号损耗是非常明显的。应综合考虑传播路径中的地形修正因子引起的信号强度非正常衰减。为了防止因衰落（包括快衰落和慢衰落）引起的通信中断，在信道设计中，

5、必须使信号的电平留有足够的余量，以使掉话率小于规定值。这种电平余量称为衰落储备。衰落储备的大小决定于地形、地物、工作频率及要求的通信可ASB2005GSM001移动通信经验交流汇编1/7上海贝尔阿尔卡特股份有限公司ASBSSM-ISE工程服务部靠性（接通率）指标。基站功率放大器系统在不改变基站原有设备的基础上，使基站的发射功率由20～40W左右增加至200W，这样就大幅提高了基站电平的衰落储备，使原有服务区域内的用户可以更加自由的进行移动通信。同时，根据自由空间电波传播损耗，衰落储备的增加，在频率f不变的情况下

6、，使覆盖距离d增加。以基站原覆盖半径7km为例，若下行信号增加4dB，由以下计算可得：安装前：Lfs(dB)=32.44+20lg7(km)+20lg900(MHz)=108dB22覆盖面积S1=#R1=154km（理想状态下）安装后，下行信号如果增加4dB，则相应的传播信道衰落储备增加4dB，达到112dB，22由计算可得，d=10.56km。安装前后覆盖距离扩大了3.56km，覆盖面积S2=#R2=351km（理想状态下）覆盖面积增加了128%。即安装基站功率放大器后，原基站覆盖范围增加了一倍以上，如图1所

7、示。图1基站功率放大器安装前后基站覆盖范围示意图（理想状态下）三、系统组网模式根据对载频发射功率进行放大的目的，目前在双向塔放系统组网方式中存在两种组网模式。1．在BTS设备内接TRE板，通过功放设备后经AN级进行放大的模式。这种方式简单的利用发射功率放大的原理，设备要求不高，是最初期的一种功放模式。由于存在原基站设备部分性能缺失，改变并降低原设备性能的缺点，目前业内不建议采用此种方式。其连接示意图如下：2/7移动通信经验交流汇编ASB2005GSM001上海贝尔阿尔卡特股份有限公司ASBSSM-ISE工程服务

8、部2．在不改变原设备性能的基础上，在设备之外，从AN接入，通过塔放及功放设备进行放大的模式。由于不影响原基站设备的性能，目前普遍采用。其连接示意图如下：四、系统优点：1.扩大信号覆盖的范围2.提高信号穿透深度，改善弱信号或无信号地区的信号强度3.降低手机发射功率，改善电磁环境4．降低掉话率，改善通话质量5．增加话务量，节省费用，提高经济效益，增加收益6.工程周期短，见效快7.提高运营商