浅析PHS三信道移频直放站原理和应用
发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:606
目前,phs(个人手提电话系统,俗称小灵通)网络已基本覆盖我国的大部分城市和乡镇,而phs本身因为其低辐射环保和价格低廉,深受广大民众的喜爱,用户数已达到8 900万户,并持续增长。在这样的环境下,phs网络质量的重要性越发显著,网络优化建没工作也成了重中之重。
由于phs技术特点的原因,基站容量和覆盖范围有限,基站之间的容量分摊缺乏灵活性,部分地区由于信号覆盖不好而导致的用户增长缓慢和用户投诉率高。比如:基站场强偏低,手机通话不稳定或无法拨通;或者处于不同基站覆盖的边缘,信号重叠,手机频繁切换甚至掉话;因建筑物等遮挡而造成的阴影区;个别地区容量不够导致手机无法上线;某些地区距离局端过远无法安装基站,或者某些活动的应急通信无法及时安装基站导致的覆盖欠缺或空白。这些问题的存在极大地影响了phs的竞争力甚至导致部分用户流失。phs智能型三信道直放站正是解决这类问题的利器,而且它安装方便,应用面广,受到了运营商的重视,是一种有特色的高性价比产品。
文中介绍了phs工作原理,并结合phs网络优化过程中需要考虑的覆盖、优化及抗干扰等问题,详细说明了phs三信道移频直放站的用途、使用环境和注意事项。
1 工作原理
phs智能型移频直放站的工作原理是:下行时它以手机的身份和宿主基站通信,如图1所示,接收基站的信号并解调,将解调后的信号再调制,并以新的cs-id在新的时隙和频点发送给手机,这个过程称为转时隙发送。同理,上行也是如此。由于直放站自己产生新的cs-id,手机在通信过程中并不直接接收基站的信号,而是与直放站建立链接。
值得一提的是,直放站的引入不会提高基站的噪声电平,并且因为信号是解调后再由直放站调制发射的,所以实现了对信号的恢复,排除原来传递过程中的失真和干扰;在同样情况下,可以有效改善信号质量和减小再接收时的误码率。
直放站、基站与手机之间的空中接口遵循rcrstd-28协议,按协议规定,空中接口以tdd(时分双工)/tdma(时分多址)方式工作,每一帧提供4个信道,分成1个cch(控制信道)和3个tch(业务信道)。cch负责呼叫控制和tch信道分配,tch完成手机接人网络和通信过程。直放站工作原理如图2所示。
当手机进入直放站覆盖区域时,可显示直放站场强,处于测试模式的手机可以看到直放站产生的cs-id。若手机不进行通信,则直放站不占用宿主基站的信道,若只有1台手机通信,直放站只占用基站1个tch。同理,超过3台手机同时通信,因直放站信道占满而直接接入基站或其他信源。
移频直放站与基站之间或者多台移频直放站之间,不会互相干扰导致自激,根据不同的需要,多台直放站可接人同一宿主基站。
2 上下行链路平衡
对于实现双向通信的系统来说,上下行链路平衡是十分重要的,是保证在两个方向上具有同等的话务量和通信质量的主要因素,也关系到小区的实际覆盖范围。合理地确定phs移频直放站的最大输出功率和接收灵敏度决定了它的上下行链路的性能和平衡度,从而使系统工作在最佳状态,在切换和呼叫建立期间,移动通话性能更好。接收灵敏度是指在确保ber(误比特率)不超过某一特定值的情况下,在天线接收端口测得的最小接收功率,这里取ber=10-3。接收灵敏度可以用下列方法推导得出。根据噪声系数fn的定义,输入信噪比rsnr应为:
式中:rsnro为噪声门限。
输入噪声功率为:
当rsnro为满足ber<10-3时(即噪声门限),则输入信号的功率si即为接收灵敏度:
式中:k为波尔兹曼常数(1.38×10-23 j/k);t为绝对温度(k);b为噪声带宽(hz);fnb为收信机噪声系数。
由于k、t为常数,故接收机灵敏度以对数形式表示,则有:
phs采用的π/4-dqpsk(差分编码正交相移键控)有3种解调方式:基带差分检测、中频差分检测、鉴频器检测。可以证明这3种非相干解调方式是等价的,在具有理想传输特性的稳态高斯信道,解调的ber曲线如图3实线所示,由图可以查出在ber=10.3的情况下,系统可以正确解调的信噪比门限
目前,phs(个人手提电话系统,俗称小灵通)网络已基本覆盖我国的大部分城市和乡镇,而phs本身因为其低辐射环保和价格低廉,深受广大民众的喜爱,用户数已达到8 900万户,并持续增长。在这样的环境下,phs网络质量的重要性越发显著,网络优化建没工作也成了重中之重。
由于phs技术特点的原因,基站容量和覆盖范围有限,基站之间的容量分摊缺乏灵活性,部分地区由于信号覆盖不好而导致的用户增长缓慢和用户投诉率高。比如:基站场强偏低,手机通话不稳定或无法拨通;或者处于不同基站覆盖的边缘,信号重叠,手机频繁切换甚至掉话;因建筑物等遮挡而造成的阴影区;个别地区容量不够导致手机无法上线;某些地区距离局端过远无法安装基站,或者某些活动的应急通信无法及时安装基站导致的覆盖欠缺或空白。这些问题的存在极大地影响了phs的竞争力甚至导致部分用户流失。phs智能型三信道直放站正是解决这类问题的利器,而且它安装方便,应用面广,受到了运营商的重视,是一种有特色的高性价比产品。
文中介绍了phs工作原理,并结合phs网络优化过程中需要考虑的覆盖、优化及抗干扰等问题,详细说明了phs三信道移频直放站的用途、使用环境和注意事项。
1 工作原理
phs智能型移频直放站的工作原理是:下行时它以手机的身份和宿主基站通信,如图1所示,接收基站的信号并解调,将解调后的信号再调制,并以新的cs-id在新的时隙和频点发送给手机,这个过程称为转时隙发送。同理,上行也是如此。由于直放站自己产生新的cs-id,手机在通信过程中并不直接接收基站的信号,而是与直放站建立链接。
值得一提的是,直放站的引入不会提高基站的噪声电平,并且因为信号是解调后再由直放站调制发射的,所以实现了对信号的恢复,排除原来传递过程中的失真和干扰;在同样情况下,可以有效改善信号质量和减小再接收时的误码率。
直放站、基站与手机之间的空中接口遵循rcrstd-28协议,按协议规定,空中接口以tdd(时分双工)/tdma(时分多址)方式工作,每一帧提供4个信道,分成1个cch(控制信道)和3个tch(业务信道)。cch负责呼叫控制和tch信道分配,tch完成手机接人网络和通信过程。直放站工作原理如图2所示。
当手机进入直放站覆盖区域时,可显示直放站场强,处于测试模式的手机可以看到直放站产生的cs-id。若手机不进行通信,则直放站不占用宿主基站的信道,若只有1台手机通信,直放站只占用基站1个tch。同理,超过3台手机同时通信,因直放站信道占满而直接接入基站或其他信源。
移频直放站与基站之间或者多台移频直放站之间,不会互相干扰导致自激,根据不同的需要,多台直放站可接人同一宿主基站。
2 上下行链路平衡
对于实现双向通信的系统来说,上下行链路平衡是十分重要的,是保证在两个方向上具有同等的话务量和通信质量的主要因素,也关系到小区的实际覆盖范围。合理地确定phs移频直放站的最大输出功率和接收灵敏度决定了它的上下行链路的性能和平衡度,从而使系统工作在最佳状态,在切换和呼叫建立期间,移动通话性能更好。接收灵敏度是指在确保ber(误比特率)不超过某一特定值的情况下,在天线接收端口测得的最小接收功率,这里取ber=10-3。接收灵敏度可以用下列方法推导得出。根据噪声系数fn的定义,输入信噪比rsnr应为:
式中:rsnro为噪声门限。
输入噪声功率为:
当rsnro为满足ber<10-3时(即噪声门限),则输入信号的功率si即为接收灵敏度:
式中:k为波尔兹曼常数(1.38×10-23 j/k);t为绝对温度(k);b为噪声带宽(hz);fnb为收信机噪声系数。
由于k、t为常数,故接收机灵敏度以对数形式表示,则有:
phs采用的π/4-dqpsk(差分编码正交相移键控)有3种解调方式:基带差分检测、中频差分检测、鉴频器检测。可以证明这3种非相干解调方式是等价的,在具有理想传输特性的稳态高斯信道,解调的ber曲线如图3实线所示,由图可以查出在ber=10.3的情况下,系统可以正确解调的信噪比门限