[科普中国]-远程站

远程站，通信术语，指通信网络中，与用户终端连接的远程通信站。

远程IO站的设计与实现在分析国内外远程I/O控制的现状和发展趋势的基础上，针对企业对控制系统分散化的强烈需求，提出了独到的远程I/O控制系统的框架体系结构和稳定可靠的软件实施方案，实现了远程I/O站与集散控制系统的通讯功能。1

远程I/O站的硬件设计远程I/O控制系统是基于sunyTDc9200集成控制系统的平台上，在分析国内外远程I/O技术的现状和发展趋势的基础上，针对国内远程I/O系统技术研究的匿乏的事实，在原有的集散控制系统基础之上，提出了独到的远程I/O控制系统的框架体系结构和稳定可靠的实施方案。远程I/O系统是一种解决当用户工程的I/O分布距离较远(当距离大于300米，最远可达1000米)时，缩短工程布线，提高信号质量的理想解决方案。此远程I/O控制系统不仅可用于新项目的建设，也可以用于老项目的技术改造，特别是技术改造项目，采用了远程I/O系统后，因其较强的可扩展性，使得系统变得更加安全可靠。建设新项目时应用远程I/O系统，通过对测控点精心安排与设置，可设计出I/O前端的最佳配置方案，所建成的系统具有较高的安全可靠性及明显的经济效益。可以预见，随着远程I/O系统的进一步发展和完善，将成为分布式控制系统的有效实现方式，具有良好的应用和市场前景。1

远程I/O站的工作原理远程I/O模板和控制模板(控制室内)主要是通过远程I/O站进行通讯的。远程I/O站的主要作用是将远程I/O模板虚拟为本地I/O模板，使控制模板可以对远程I/O模板进行读写和组态操作。远程I/O站对控制模板来说是透明的，控制模板不知道远程I/O站的存在，不能够区分所操作I/O模板是远程的还是本地的。在控制模板与主模板进行通讯时，主模板模拟远程I/O模板对控制模板的命令进行应答。从模板与远程I/O模板通讯时，从模板模拟控制模板对远程I/O模板进行数据的读写操作。1

主从模板主程序的实现远程拍站能否实现正常有效地通讯主要靠主从模板主程序的实现。所以如何更好地实现系统主程序，影响到整个远程I/O系统的安全性与可靠性。1

北电网络的超远程基站中国手机用户总数已经突破1亿，移动通信网络已覆盖全国主要城镇。但在一些偏远山区和沿海岛屿，由于特殊的地理条件和地形位置，网络覆盖不易实现。北电网络的BOOMERCELL正是针对这种特殊的地理环境而专门设计的超远程基站。一个超远程基站在陆地上通常能够覆盖到100km的范围，在一些比较特殊的地理位置上甚至可以覆盖得更远，小区覆盖半径最大可达250km。

覆盖增强小区的覆盖范围主要取决于系统的链路预算，特别是反向链路限制了小区的覆盖，这是因为相对于基站，手机的发射功率要小得多。

(1)反向链路

提高反向链路的链路预算只能通过增强接收机的灵敏度或提高手机的发射功率来实现。超远程基站系统中所使用的接收机灵敏度比普通基站的灵敏度提高了4dB，达到-126dB。另外，反向链路预算还可以通过使用低噪声塔顶放大器(TTLNA)来改善。TTLNA能够降低噪声系数，提高接收机的灵敏度。灵敏度的增强就能容许更大的传播损耗，换个说法就是具有更大的反向覆盖。

(2)前向链路

对应反向链路预算的改善前向链路也必须与之相适应。基站提供话务信道功率可以用反向链路预算同样的方法计算得到。在反向链路使用TTLNA的结果相当于把基站灵敏度参考点向天线方向移动，并且TTLNA的增益也降低了反向链路的电缆损耗。在前向链路中却无法补偿这部分电缆损耗。因此必须提高基站的发射功率用来克服这部分额外的电缆损耗满足反向链路的链路损耗计算。所以在超远程基站里采用100W的功率放大器来补偿这部分损耗。2

提高容量(1)反向链路

在话务量对反向链路性能的影响方面，超远程基站与其它CDMA产品没有任何区别。在基站接收机端，任何一部手机的信号对其它的手机都是干扰，因此由于干扰造成的噪声抬高与话务负载是成比例的。这个噪声的抬高意味着一部手机要保持与基站的联系就需要提高它的发射功率，这样反向链路的容量与设计时的链路余量有直接关系。一旦干扰造成的噪声提高超过这个余量，新的手机就无法再接入系统，系统性能也会因此受到影响。

超远程基站通常都安装在比较偏僻或人烟稀少的地方。在这种环境下系统可接入性并不显那么重要。在链路预算的设计时，超远程基站采用的系统误帧率一般为10%，而不是常规情况下的2%。这样可以提高系统的容量。

(2)前向链路

由于Walsh码的正交特性，前向链路信道相互之间并无太大干扰。因此对一个孤立的小区，前向链路预算主要受限于手机的噪声水平和单个话务信道能分配的最大功率。这样对基站功率放大器的功率要求与用户数目成正比。这与常规基站的情况不同，常规基站前向链路能支持的最大用户数主要取决于系统干扰水平。在容量已经达到极限时，功率放大器还有余量，系统容量与功率放大器的最大值几乎没有关系。由于与系统容量有直接的关系，超远程基站功率放大器的大小就变得非常关键。所以在超远程基站中采用100W的功率放大器来代替常规基站的25 W放大器。2

增强范围除了链路预算的限制之外，基站的覆盖范围还和定时有很大的关系，这对任何数字系统都是一样的。CDMA在处理这个问题上比其它TDMA系统来得更加灵活，在TDMA系统中，手机的发射必须调整到一个固定的时隙上;在CDMA系统中，限制主要来自解调器的设计。

由于CSM在设计时就限定了搜索器的最大的搜索窗宽度为512chip，对应距离125km。因为手机的参考时间是从参考基站上得到的，手机的参考时间本身就带有相对于基站的传播时延，那么在基站这边再收到手机信号就有两倍的传输时延，这就是RTD。所以常规基站能检测与跟踪到手机的最大距离是125km的一半，也就是62.5km。超远程基站的扩展信道单元通过偏移输入到CSM的耦秒信号来克服这个限制。有了定时及偏移，CSM就可以跟踪62.5km之外的手机信号。2

限制用户数目决定了供给远程站的终端或其他设备的数目。2

发展前景计算机网应为远程站提供多种灵活性和处理能力，以方便远程站的广大用户。2

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徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学