摘要　由于直放站（repeater）造价低，建设周期短，使用灵活，成为CDMA网络中解决特定区域信号覆盖的有效手段。但引入直放站后，如果处理不当，全网性能会急剧下降。如何使直放站既充分发挥作用，又不对全网造成不利影响。就应该特别注意CDMA直放站的设计和优化。影响直放站使用效果的因素有很多。就直放站的应用中，对系统参数影响最大的前反向搜索窗设置以及对上下行底部噪声干扰提升进行了深入分析，为下一阶段的网络建设及第三代移动通信系统的建网提供切实有效的参考依据。

随着网络发展日趋成熟，用户对通信质量要求逐步提高，直放站系统的不稳定性、对网络质量的影响等缺点开始凸现出来。针对特定区域和特殊环境，合理使用直放站仍然是解决网络信号覆盖的一个重要手段[1]。应该根据网络的实际情况，通过对直放站使用进行深入的分析，综合评估直放站使用的优、缺点，同时加强直放站设备的监控和维护力度，使其发挥最大的效益，确保网络高水平的通信质量，提升网络竞争能力。

1、直放站引入的干扰分析[2]

1.1　直放站引入的上行底部噪声干扰分析

上行底部噪声是指空间的白噪声和直放站的噪声通过直放站上行链路放大以后，输出到天线端的噪声，如果过大将会影响或干扰基站。

对于CDMA系统，直放站等效于干扰源。即使所覆盖区域没有用户使用，它也会向基站发出干扰噪声，导致基站热噪声电平升高，使基站接收机的灵敏度降低，从而影响所有处于本基站覆盖区的用户（不影响直放站覆盖区的用户）。从下面的计算分析可以进一步分析此种噪声的影响。

直放站作用于基站接收前端的热噪声电平为
　　　　（1）
　　基站接收前端的等效热噪声电平为
　　　　（2）
　　式（1）（2）中：kT为热噪声密度，k为波尔兹曼常数，T为环境温度；B为系统信道带宽；Fn,rep为直放站噪声系数；Grep为直放站增益；LEdoPL为有效路径损耗；Fn,bts为基站接收机噪声系数。
　　为了衡量基站接收端的噪声电平变化量，引入参数噪声注入裕量NIM，NIM=10lg（Pn,bts/Pn,rep）。基站接收机等效热噪声电平升高量ROT可表示为
　　　　（3）
　　从图1可以看出，NIM的值决定了直放站对施主基站上行链路的影响。每增加1 dB，就意味着该施主基站的上行链路功率减少1 dB，或所允许的基站到手机的空间路径损耗减少1 dB；对小区覆盖范围来讲，会引起上行覆盖半径减小；对基站覆盖区的用户来讲，手机的发射功率会相应增大，或者处在小区边缘的用户发生单通或上行话音质量下降、掉话等现象。

图1　NIM与ROT的量化关系

从以上的分析可以看出，在直放站和基站位置确定的情况下，可以通过调整直放站上行增益Grep或增大路径损耗LEdoPL来控制对其施主基站的影响。

任何直放站接入基站均会对CDMA网络产生干扰，即对施主基站引入一定的噪声，引起基站的灵敏度降低。众所周知，在CDMA制式下，我们希望接入基站接收机入口的噪声功率小于-113 dBm。这就要求在链路预算和直放站调测过程中，通过调整直放站的上行增益来减小对基站的影响。应调整上行增益并计算此噪声经有效路径损耗后到达基站接收机的噪声功率是否控制在-113 dBm以内。只要控制好上行噪声，直放站就不会对基站形成干扰。

1.2　直放站引入的下行干扰分析

通常下行干扰发生在无线同频直放站。当施主天线和重发天线隔离度小于直放站的下行增益G时，施主天线从施主基站接收频率为ƒ的下行信号，经过下行增益为G的直放站放大后，由重发天线发出去。一部分信号再经过重发天线的后瓣（副瓣）耦合到施主天线的后瓣（副瓣），再由直放站放大。这样无线同频直放站就形成一个潜在的正反馈环路，产生自激，带来下行干扰。直放站自激时，轻则是直放站的覆盖区通话音质变差，接通率下降，掉话率上升；严重时使施主基站和其周围的基站发生瘫痪。

在实际工程中，一般采用下面简化公式对隔离度进行估算。

图2是在建筑物上架设的直放站天线，此时天线的隔离度（isolation）为
　　　（4）
　　其中：F/Bo为直放站施主天线的前后比；Lw为隔离物带来的损耗；F/Bp为直放站重发天线的前后比；Lp为自由空间传播损耗。

图2　直放站天线隔离度示意图

可以看出，影响直放站施主天线与重发天线隔离度的因素主要有以下几种：

天线前后比，由天线本身决定的；
施主天线与重发天线之间自然或人为障碍引起的衰减；
施主天线与重发天线间的距离及高度差引起的空间传输损耗。
　　因此，无线同频直放站在应用时，可以采取下列方法，增大施主天线和重发天线间的隔离度：

采用前后比和旁瓣抑制比大的天线；
增大两天线间的安装距离；
两天线尽量采用背对背安装；
利用建筑物隔离（如：穿过30 cm厚水泥墙可提高隔离度约10dB）；
微调天线的方位角和倾角，在两天线间安装隔离网；
选择具有抗震性能的无线直放站（具有输入和输出干扰抵消技术）。
　　2、直放站对系统参数设置的影响[3]

在直放站的应用中，系统参数受影响最大的是前反向搜索窗的设置。搜索窗的设置与直放站引起的时延大小有关。直放站与信号源基站之间存在着一定的时延，因此在设计其覆盖范围时，要同时考虑多径引起的时延和固有时延，使之不超过一个码片时间长度，才不会引起码间串扰；时延大时，应该增加搜索窗设置值；时延小时，应减小搜索窗的设置值。

在直放站的应用中，时延来自于几个方面，与具体的环境密切相关。以光纤直放站为例，由于光纤施工的特殊性，基站到直放站的实际光纤度一般大于直线距离，即使从运营商得到光纤长度，也因光纤的熔接质量等原因，真实的时延和理论值相差较大。最理想的方法是使用路测设备，准确测量信号延后，再计算各个窗口的修正值，从而对原基站的搜索窗口进行调整。实际上，一般采取理论计算，加上一定余量确定信号时延的方法。

2.1　时延对前向搜索窗的影响

时延对前向搜索窗的影响主要包括激活集、邻区集和剩余集对应的搜索窗。

2.1.1　激活集搜索窗的设置

手机搜索激活集中每一个导频时，以每个导频最早到达的多径为搜索中心，激活集搜索窗的设置主要取决于当地多径的复杂情况，取决于各多径信号之间的相对时延。当直放站与施主基站之间没有交叠覆盖区时，直放站的使用基本不影响多径条件，激活集搜索窗设置可以保持不变。当直放站与施主基站的无线传播环境不一致时，可能导致两个覆盖区域的多径扩展时延有较大差异，此时应根据较大的多径扩展时延设置激活集搜索窗。

2.1.2　相邻集搜索窗的设置

手机搜索相邻集导频时，以当前激活集中参考导频最早到达的多径为参考点，确定搜索窗中心。为了保证相邻导频能落在搜索窗内，要求相邻集搜索窗大小为相邻集导频与参考导频间最大可能达到的相对时延的2倍。如果直放站周边没有邻区，则相邻集搜索窗不必更改。

2.1.3　剩余集搜索窗设置

在网络开通初期，剩余集搜索窗的设置一般与邻区集一致，或大于邻区集的搜索窗。当网络得到良好优化后，该值可以设置为0。

2.2　对反向搜索窗设置的影响

引入直放站后，反向搜索性能可能受影响的主要参数有反向接入信道捕获窗口和反向业务信道搜索窗口。在反向链路中，根据业务连接的不同阶段，基站用不同的机制搜索手机信号。在手机接入阶段，基站用接入信道捕获搜索窗捕获接入信道；在业务信道捕获阶段，采用的搜索窗与接入信道一致；在捕获业务信道后，用业务信道搜索窗解调业务信道。在参数配置中，对应于反向接入搜索的参数为最大小区半径，单位为km。该参数决定接入信道搜索窗大小。对应于业务信道解调搜索的参数为反向业务信道搜索窗。

在规划调测过程中，一般都会注意到前向搜索窗口调整。但经常遇到的手机发射功率过高、掉话等现象，常都是因反向搜索窗口的设置偏小造成的，因为在解过程中由于定时的原因，手机的发射功率到达基站的分没有得到完全解调，被基站误认为是手机的发射功不足，而其他的功率则作为噪声对基站形成了干扰。所以，搜索窗口的调整要进行前向和反向两方面的调整。

3、结论

除了上文谈到的直放站优化工程中需要关注的重点因素外，CDMA直放站系统的调整参数还有很多，如：直放站施主天线的高度、方向；直放站的覆盖范围；直放站输出功率以及衰减（ATT）量、增益控制（ALC）量；直放站的放大增益等等。

尽管传统的直放站已具备监控功能，直放站的智能化水平也越来越高，但仍需要深入了解直放站的各项技术性能，合理设置各项参数。这样，才可以使直放站的加入既不影响网络的正常运行，又能起到预期的疏忙、扫盲和提高网络利用率的作用。

参考文献：
　　[1]　赵璇.直放站在移动通信系统中的应用研究[J].引进与咨询，2005,（5）：48-50.
　　[2]　朱泽健.直放站对移动通信网络的干扰分析[J].中国无线电，2005,（9）：45-49.
　　[3]　胡晓丹.CDMA直放站及其对网络性能的影响[J].电信快报，2004，（10）：34-36.