直放站設計要點.

1、Comba Telecom Systems1/64Comba Telecom Systems2/64 課程安排一、一、 各類直放站的作用、原理及關鍵技術各類直放站的作用、原理及關鍵技術二、二、 直放站系統(tǒng)設計中的關鍵技術及分析和應用直放站系統(tǒng)設計中的關鍵技術及分析和應用三、三、 直放站系統(tǒng)設計中常用的計算與分析直放站系統(tǒng)設計中常用的計算與分析Comba Telecom Systems3/64 講座內(nèi)容1. 從上、下行分離形式分類從上、下行分離形式分類2. 從應用形式分類從應用形式分類Comba Telecom Systems4/64 Comba Telecom Systems5/64 無線載波

2、選頻直放站無線載波選頻直放站 無線頻段選頻直放站無線頻段選頻直放站 光纖直放站光纖直放站 移頻直放站移頻直放站 干線放大器干線放大器 基站放大器基站放大器Comba Telecom Systems6/64 特點：特點： 只轉(zhuǎn)發(fā)所需頻點的只轉(zhuǎn)發(fā)所需頻點的RF信號信號 收發(fā)天線隔離度要求高收發(fā)天線隔離度要求高 一般采用獨立載頻放大技術，交調(diào)指標高一般采用獨立載頻放大技術，交調(diào)指標高 結(jié)構(gòu)復雜，成本高結(jié)構(gòu)復雜，成本高RF關鍵技術：關鍵技術： 載頻選頻模塊設計如：相互串擾的抑制、結(jié)構(gòu)密集設計載頻選頻模塊設計如：相互串擾的抑制、結(jié)構(gòu)密集設計 功放的效率功放的效率Comba Telecom Systems

3、7/64 特點：特點： 對所選頻帶信號轉(zhuǎn)發(fā)，有所需信號，也可能有其它無關信號對所選頻帶信號轉(zhuǎn)發(fā)，有所需信號，也可能有其它無關信號 收發(fā)天線隔離度要求高收發(fā)天線隔離度要求高 結(jié)構(gòu)簡單、相對成本低高，但交調(diào)指標不如載頻選頻獨立功放結(jié)構(gòu)簡單、相對成本低高，但交調(diào)指標不如載頻選頻獨立功放 BTS改變工作頻率不需要重新設置工作載頻改變工作頻率不需要重新設置工作載頻 RF關鍵技術：關鍵技術： 大動態(tài)選頻模塊大動態(tài)選頻模塊 功放的線性化設計功放的線性化設計 選頻的高矩形系數(shù)選頻的高矩形系數(shù)Comba Telecom Systems8/64 Comba Telecom Systems9/64 特點：特點： 利

4、用光纖傳輸，室內(nèi)：布線方便，頻帶寬。利用光纖傳輸，室內(nèi)：布線方便，頻帶寬。 室外：遠距離傳輸一般可達室外：遠距離傳輸一般可達20km 收發(fā)天線隔離度要求不高收發(fā)天線隔離度要求不高 可與可與BTS直接耦合，保證信源純凈直接耦合，保證信源純凈 一般可用于一拖多遠端場合一般可用于一拖多遠端場合 Comba Telecom Systems10/64 RF關鍵技術：關鍵技術： 光收發(fā)技術光收發(fā)技術 中繼與遠端機之間的監(jiān)控數(shù)據(jù)傳送中繼與遠端機之間的監(jiān)控數(shù)據(jù)傳送實現(xiàn)分集功能實現(xiàn)分集功能 多遠端的實現(xiàn)多遠端的實現(xiàn) 多遠端噪聲電平和增益控制及中繼端噪聲電平控制多遠端噪聲電平和增益控制及中繼端噪聲電平控制 光端機

5、高輸出寬頻噪聲電平的控制光端機高輸出寬頻噪聲電平的控制舉例：假設光端機噪聲系數(shù)舉例：假設光端機噪聲系數(shù)NF=40dB，增益，增益=1dB則則100MHz噪聲底：噪聲底：L=-174+10lg100106+40=-54dBm 很容易阻塞后級放大器。很容易阻塞后級放大器。Comba Telecom Systems11/64 特點：特點： 移頻轉(zhuǎn)發(fā)，收發(fā)天線隔離度要求不高，選址容易移頻轉(zhuǎn)發(fā)，收發(fā)天線隔離度要求不高，選址容易 占用頻點比同頻直放站高一倍占用頻點比同頻直放站高一倍 技術復雜、難度大技術復雜、難度大RF關鍵技術：關鍵技術： 移頻選頻單元設計（低相噪鎖相源、組合雜散防止、低頻差和相差）移頻選

6、頻單元設計（低相噪鎖相源、組合雜散防止、低頻差和相差） 恒溫晶振恒溫晶振Comba Telecom Systems12/64 特點：特點： 用于室內(nèi)分布系統(tǒng)，補償電纜分支分配損耗用于室內(nèi)分布系統(tǒng)，補償電纜分支分配損耗RF關鍵技術：關鍵技術： 上、下行功放設計上、下行功放設計 上行噪聲電平控制上行噪聲電平控制 下行低噪聲系數(shù)的實現(xiàn)下行低噪聲系數(shù)的實現(xiàn)Comba Telecom Systems13/64 Comba Telecom Systems14/64 特點：特點： 三種形式：三種形式： 塔頂雙向功放、塔頂上行放大、基站功率放大器塔頂雙向功放、塔頂上行放大、基站功率放大器 補償補償BTS天線電

7、纜損耗，在天線口恢復發(fā)射功率及恢復天線電纜損耗，在天線口恢復發(fā)射功率及恢復接收靈敏度接收靈敏度RF關鍵技術：關鍵技術： 大功率下行功放大功率下行功放 低噪聲上行放大低噪聲上行放大 可靠的旁路技術可靠的旁路技術 Comba Telecom Systems15/64 講座內(nèi)容1. 上、下行隔離度考慮上、下行隔離度考慮2. 雙工器選擇考慮雙工器選擇考慮3. 增益調(diào)節(jié)（增益調(diào)節(jié)（ATT）技術）技術4. 自動電平控制（自動電平控制（ALC）技術）技術5. 中頻中頻SAW濾波及選頻技術濾波及選頻技術6. 線性化技術及指標線性化技術及指標7. 射頻分合路技術射頻分合路技術8. 電源技術電源技術9. EMC設

8、計特別注意設計特別注意Comba Telecom Systems16/64 講座內(nèi)容10. 上、下行隔離度考慮上、下行隔離度考慮11. 監(jiān)控技術監(jiān)控技術12. 系統(tǒng)和系統(tǒng)和RF部件結(jié)構(gòu)設計理念部件結(jié)構(gòu)設計理念13. 其它技術其它技術Comba Telecom Systems17/64 )2、1 、0(n 2n(dB) 0)R(RGGR1UR2D21UDComba Telecom Systems18/64 舉例：舉例： 假設直放增益為假設直放增益為97dB，雙工器插損，雙工器插損2dB，雙工，雙工 器上行隔離度器上行隔離度90dB則：則：GD=GU=97dBGD+GU-(R1+R2)=(297)

9、-(290)=1400 此狀態(tài)有可能自激，僅靠此狀態(tài)有可能自激，僅靠90dB90dB雙工器不行，而雙工器不行，而90dB90dB雙工器雙工器已是比較好指標。解決方案是在上下行鏈路串入濾波器加大隔已是比較好指標。解決方案是在上下行鏈路串入濾波器加大隔離度。離度。 Comba Telecom Systems19/64 高增益直放站僅靠雙工器實現(xiàn)上、下行支路隔離不夠高增益直放站僅靠雙工器實現(xiàn)上、下行支路隔離不夠 ，需在上、下行鏈路串接濾波器?？梢杂弥蓄l，需在上、下行鏈路串接濾波器?？梢杂弥蓄lSAWSAW或或RFRF濾波濾波器來實現(xiàn)。器來實現(xiàn)。 Comba Telecom Systems20/64 對

10、于時分雙工直放站，由于收發(fā)開關隔離度較低（如對于時分雙工直放站，由于收發(fā)開關隔離度較低（如30dB30dB），也要靠中間串接開關實現(xiàn)。），也要靠中間串接開關實現(xiàn)。 如如:直放站增益直放站增益30dB30dB，而收發(fā)開關隔離度只有，而收發(fā)開關隔離度只有30dB30dB，則需，則需在鏈路中加開關，以加大收發(fā)隔離。在鏈路中加開關，以加大收發(fā)隔離。 Comba Telecom Systems21/64 注意上下行過渡帶自激產(chǎn)生，濾波器上下行過渡帶外注意上下行過渡帶自激產(chǎn)生，濾波器上下行過渡帶外抑制要有要求，不僅僅是上、下行隔離度夠就抑制要有要求，不僅僅是上、下行隔離度夠就OKOK。 Comba Tel

11、ecom Systems22/64 上行信號分離：充分保證上、下行隔離度足夠，保證上行信號分離：充分保證上、下行隔離度足夠，保證上、下行及過渡帶不自激。如果仍不能保證要串接濾波器上、下行及過渡帶不自激。如果仍不能保證要串接濾波器 帶外不同頻點特別抑制：如帶外不同頻點特別抑制：如CDMA的的885MHz抑制，抑制，遠端抑制遠端抑制Comba Telecom Systems23/64 防止過大上（下）行功放信號進入上（下）行低噪放防止過大上（下）行功放信號進入上（下）行低噪放引起低噪放飽和。引起低噪放飽和。 防止寬帶噪聲譜落入上（下）行低噪放，使噪聲系數(shù)防止寬帶噪聲譜落入上（下）行低噪放，使噪聲系

12、數(shù)惡化。惡化。后兩種情況對于大功率直放站（如塔放）應引起重視。后兩種情況對于大功率直放站（如塔放）應引起重視。Comba Telecom Systems24/64 假設計假設計PA的增益的增益G=65dB，PA的噪聲系數(shù)為的噪聲系數(shù)為10dB，雙，雙工器隔離度工器隔離度=70dB，低噪聲放大器噪聲系數(shù)為，低噪聲放大器噪聲系數(shù)為2dB則：則：PA的輸出寬帶噪聲底的輸出寬帶噪聲底(200kHz ) ：Nout=-121dBm+10+65 =-46dBm經(jīng)過雙工器衰減后落入上行噪聲信號為經(jīng)過雙工器衰減后落入上行噪聲信號為 ：NPA=-46-70 =-116dBm而低噪放的輸入噪聲底：而低噪放的輸入噪

13、聲底：NLNA=-121+2=-119dBmNPANLNA，因此這時等效噪聲系數(shù)會急劇惡化。，因此這時等效噪聲系數(shù)會急劇惡化。 Comba Telecom Systems25/64 型號型號FD-U830D875B10SC811D工作頻段（工作頻段（MHz）825835870880帶寬（帶寬（MHz）1010插損（插損（dB）1.31.9回波損耗（回波損耗（dB）2020波動（波動（dB）0.60.6帶外抑制（帶外抑制（dB）870 MHz :90800 MHz :80960 MHz :50835 MHz :90885 MHz :528757.5 MHz :25耦合度（耦合度（dB）30承受功

14、率（承受功率（W）100W （CDMA信號）信號）工作溫度（工作溫度（）-40+85 室外天線用戶端室外天線用戶端CDMA雙工器主要指標雙工器主要指標Comba Telecom Systems26/64 工作頻段（工作頻段（MHz）890915935960帶寬（帶寬（MHz）2525插損（插損（dB）0.80.8回波損耗（回波損耗（dB）2020帶內(nèi)波動（帶內(nèi)波動（dB）0.40.4帶外抑制（帶外抑制（dB）60 DC800MHz60 960MHz3G60 DC800MHz60 1050MHz3G收發(fā)隔離（收發(fā)隔離（dB）DT端口：端口： 70；、；、 MT端口：端口：80耦合度（耦合度（dB

15、）755 5特別注意：由于塔頂功放靠近特別注意：由于塔頂功放靠近BTSBTS，耦合比遠小于無線直放站。，耦合比遠小于無線直放站。 塔頂功放雙工器主要指標塔頂功放雙工器主要指標 Comba Telecom Systems27/64 視不同應用場合調(diào)節(jié)直放站增益和輸出功率。視不同應用場合調(diào)節(jié)直放站增益和輸出功率。 調(diào)節(jié)直放站輸出噪聲電平，防止對基站干擾及直放調(diào)節(jié)直放站輸出噪聲電平，防止對基站干擾及直放站串并聯(lián)時噪聲平衡。站串并聯(lián)時噪聲平衡。 防止過大信號進入上、下行鏈路，引起非線性或飽防止過大信號進入上、下行鏈路，引起非線性或飽和工作。和工作。 A AT TT T作作用用 Comba Teleco

16、m Systems28/64 Comba Telecom Systems29/64 Comba Telecom Systems30/64 Comba Telecom Systems31/64 Comba Telecom Systems32/64 保證直放站以額定功率輸出，不會因當直放站達到額定功率保證直放站以額定功率輸出，不會因當直放站達到額定功率時，隨輸入功率增加而輸出功率再增加。時，隨輸入功率增加而輸出功率再增加。 保護功放（不超出額定功率）和設備（不至于過熱和過載）。保護功放（不超出額定功率）和設備（不至于過熱和過載）。作作用用 主要指標主要指標 起控起控10dB后，保證交調(diào)、雜散、線性

17、等指標后，保證交調(diào)、雜散、線性等指標Comba Telecom Systems33/64 典典型型電電路路 積分常數(shù)積分常數(shù)R5C3Comba Telecom Systems34/64 特特別別注注意意 采用標準電路，不用移動制式，采用標準電路，不用移動制式，R、C取值不一樣，不要取值不一樣，不要隨便改動隨便改動 對脈沖信號起控示意圖對脈沖信號起控示意圖 系統(tǒng)設計應綜合考慮系統(tǒng)設計應綜合考慮ALC，及，及ALC的副作用的副作用ALC越靠近上、下行支路末級，對前線動態(tài)要求越高，有時越靠近上、下行支路末級，對前線動態(tài)要求越高，有時采用二級采用二級ALCComba Telecom Systems35

18、/64 1 1）由于中頻）由于中頻SAWSAW矩形系數(shù)好等特點，可實現(xiàn)近帶外高抑制度。矩形系數(shù)好等特點，可實現(xiàn)近帶外高抑制度。2 2）實現(xiàn)可變工作頻帶。）實現(xiàn)可變工作頻帶。3 3）有載頻選頻、頻段選頻、帶寬可變及移頻四種形式。）有載頻選頻、頻段選頻、帶寬可變及移頻四種形式。 下面分別介紹實現(xiàn)四種形式的電路。下面分別介紹實現(xiàn)四種形式的電路。Comba Telecom Systems36/64 載波選頻：只有合適頻率信號才能通過載波選頻：只有合適頻率信號才能通過 頻段選頻：一頻段信號可通過，其它信號被抑制頻段選頻：一頻段信號可通過，其它信號被抑制 Comba Telecom Systems37/6

19、4 頻帶可變：通過設置不同中心頻點和帶寬實現(xiàn)頻帶可變：通過設置不同中心頻點和帶寬實現(xiàn) 應用靈活，可針對不同應用場合使用應用靈活，可針對不同應用場合使用。 Comba Telecom Systems38/64 移頻方式：將工作載頻搬移到其它頻點，減少收、發(fā)移頻方式：將工作載頻搬移到其它頻點，減少收、發(fā)天線隔離度天線隔離度 Comba Telecom Systems39/64 SpecificationMinimumTypicalMaximum* Center Frequency(MHz)79.8758080.125Insertion Loss(dB)28.2-2dB帶寬帶寬(MHz)2525.0

20、8-20dB帶寬帶寬(MHz)25.7825.8-30dB帶寬帶寬(MHz)25.9426.2-40dB帶寬帶寬(MHz)26.0526.6Ultimate Rejection4550* Passband Variation1.52.0* Absolut delay(s)4.8* Ripple* Temperature coefficient of frequency-0.045ppm/k2* Operating Temperature-25+85* 特別注意指標及影響，特別注意指標及影響，f(Hz)=Tcf(ppm/k2)(T) 2 f0 (MHz)Comba Telecom Systems

21、40/64 本振本振/ /射頻（工作頻段）射頻（工作頻段）/ /中頻（工作頻段）中頻（工作頻段） 混頻損耗混頻損耗 本振與射頻、本振與中頻隔離度本振與射頻、本振與中頻隔離度 本振功率本振功率 輸入輸入IPIP3 3 注注1：當本振功率沒有達到額定功率時，混頻插入損耗影響較大。：當本振功率沒有達到額定功率時，混頻插入損耗影響較大。注注2：當本振功率達到額定功率時，混頻損耗相對穩(wěn)定：當本振功率達到額定功率時，混頻損耗相對穩(wěn)定 主主要要指指標標 Comba Telecom Systems41/64 特特性性 Comba Telecom Systems42/64 F F1 1、F F2 2的作用：抑制

22、本振，防止帶外組合雜散泄漏的作用：抑制本振，防止帶外組合雜散泄漏A A3 3、A A4 4的主要作用：防止輸入、輸出及中頻信號通過本振源串擾。的主要作用：防止輸入、輸出及中頻信號通過本振源串擾。 注意：要保證頻帶范圍及全工作范圍，混器頻足夠的本振功率，否則造成高注意：要保證頻帶范圍及全工作范圍，混器頻足夠的本振功率，否則造成高低溫情況，增益及波動變差。低溫情況，增益及波動變差。Comba Telecom Systems43/64 1 1）直放站要不失真轉(zhuǎn)發(fā)信號，因而直放站上、下行）直放站要不失真轉(zhuǎn)發(fā)信號，因而直放站上、下行RFRF支路任一電路支路任一電路都要工作于線性狀態(tài)，都要工作于線性狀態(tài)，

23、2 2）低噪放、混頻器和中小信號放大器線性保證）低噪放、混頻器和中小信號放大器線性保證主要是通過功率回退主要是通過功率回退實現(xiàn)的，而功放為保證效率和成本，不能僅通過功率回退實現(xiàn)。實現(xiàn)的，而功放為保證效率和成本，不能僅通過功率回退實現(xiàn)。如如 單載波單載波GSMGSM信號要求沒有信號要求沒有CDMACDMA信號嚴格信號嚴格 功放線性化技術有功放線性化技術有3 3）RFRF線性主要指標：線性主要指標：三階交調(diào)三階交調(diào)IMIM3 3、三階截獲點功率、三階截獲點功率IPIP3 3、1dB1dB壓縮點功率壓縮點功率P P-1-1及鄰道抑制及鄰道抑制A ALPRLPR。Comba Telecom Syste

24、ms44/64 Comba Telecom Systems45/64 Comba Telecom Systems46/64 特別注意：已定型監(jiān)控接口電平和電路不要隨意改變，以保證新老設備兼容。特別注意：已定型監(jiān)控接口電平和電路不要隨意改變，以保證新老設備兼容。Comba Telecom Systems47/64 參數(shù)指標參數(shù)指標輸入電壓范圍155285VAC短路保護（指標略）各組分別短路輸入頻率5010%監(jiān)控告警信號輸入供電在線600負載測試，高ALM：3.153.5V 低OK： 1直流輸出+26V/8A2626.5V，紋波50mV直流輸出在線+9V/6A9.159.3V，紋波30mV+26V

25、開關機+5V、CMOS、高OFF+5V/1.5A4.955.15V，紋波30mVModem開關機Modem/1.5A2427.5V，紋波60mV鋰電池保護功率因數(shù)220V/200W0.97絕緣電壓輸入地輸出地輸入輸出1.5kVAC/5m/1min無擊穿和飛弧最小負載+26/0.3A過流限制+26V1314A輸入220V各組分別限流測試+9V89A+5V22.5A高低溫-40+85外殼溫度80%負載正常工作Modem23AComba Telecom Systems48/64 Comba Telecom Systems49/64 Comba Telecom Systems50/64 Comba T

26、elecom Systems51/64 Comba Telecom Systems52/64 Comba Telecom Systems53/64 直放站是一種直放站是一種RF功率放大器，首先進行充分熱設計。功率放大器，首先進行充分熱設計。設設計計理理念念 直放站是一種含低、中、高頻及數(shù)字信號的系統(tǒng)，直放站是一種含低、中、高頻及數(shù)字信號的系統(tǒng)，RF系統(tǒng)系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設計時應注意及結(jié)構(gòu)設計時應注意EMC設計。設計。 “五化五化”模塊通用化、成本最小化、連接無線化、結(jié)模塊通用化、成本最小化、連接無線化、結(jié)構(gòu)密集化、外形易變化。構(gòu)密集化、外形易變化。Comba Telecom Systems54/64

27、話務量統(tǒng)計技術話務量統(tǒng)計技術其它技術其它技術 自激告警及自動消除技術自激告警及自動消除技術 RF故障檢測技術故障檢測技術Comba Telecom Systems55/64 講座內(nèi)容1. 增益電平分配圖增益電平分配圖2. IP3的計算的計算3. 級聯(lián)噪聲系數(shù)級聯(lián)噪聲系數(shù)4. 混頻器雜散分析與計算混頻器雜散分析與計算5. MTBF計算計算6. 降額設計降額設計Comba Telecom Systems56/64 Comba Telecom Systems57/64 各級的最大輸出功率是起控各級的最大輸出功率是起控10dB后的輸出功率（有后的輸出功率（有10dB起控起控要求）。要求）。 輸出輸出IP3是是ALC起控起控10dB后計算結(jié)果，后計算結(jié)果，要注意到起控級增益要要注意到起控級增益要減去減去10dB計算計算IP3（有（有10dB起控要求）起控要求） 。 整機的輸入噪聲系數(shù)是最小增益的噪聲系數(shù)（有最小增益的整機的輸入噪聲系數(shù)是最小增益的噪聲系數(shù)（有最小增益的噪聲系數(shù)要求）噪聲系數(shù)要求） 。Comba Telecom Systems58/64 舉例：舉例：末級未起控：末級未起控： IP3=37dBm40dBm，因輸入各級，因輸入各級IP3的裕量的裕量末級起控末級起控10dB：IP3=29.59dBm40dB