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1、1室内分布系统的工程参数和干扰专题分析室内分布系统的工程参数和干扰专题分析21 1、前言、前言室内覆盖工程在移动网络的建设中占据主要的位置，直接影响到整体的网络品质和用户的满意度，室内通话行为在整个用户通信行为中占据主导地位。室内覆盖工程中的直放站和干放调试不好，不仅仅会导致建筑物室内的信号覆盖和质量不好，同时对主网也产生较严重的影响。室内分布系统中直放站和干放工作参数的取值大小将直接影响网络的掉话率和接通率指标，因此有必要对室内分布系统中直放站信号源和干放的工作参数作深入的分析，尤其是针对 CDMA 无线同频直放站信号源。 直放站在移动通信覆盖网络中的基本作用是对前向和反向信号的再放大，是设
2、置在基 站和移动终端之间的双向放大器。直放站的前向输出功率和反向级联噪声系数系数以及上 行增益是影响网络通话质量的主要工作参数。反向级联噪声系数的大小不仅与直放站的反 向覆盖距离有关，还与基站的反向覆盖有关，而上行增益的取值又决定了反向级联噪声系 数的大小。前向输出功率的大小关系到直放站的前向覆盖距离以及前向和反向的平衡，影 响到网络的通话质量。下文将着重讨论这三个参数的取值方法，以及它们之间的相互关系。2 2、反向级联噪声系数与上行增益关系、反向级联噪声系数与上行增益关系直放站工作系统是由基站、直放站以及基站与直放站之间的射频链路三部分组成，如图（1） （a）所示。就反向链路而言，直放站工作
3、系统可视为基站接收放大器与直放站反向放大器的级联，在二级放大器之间串接一个链路损耗，如图（1） （b）所示，当直放站与基站以级联方式工作时，在基站接收。放大器的输入端会引进一个附加噪声NFBTS，在直放站反向放大器输入端会等效增加噪声系数增量NFREP。下文分析可知基站噪声增量NFBTS和直放站噪声增量NFREP分别与基站、直放站的设备噪声系数 NFBTS、NFREP和直放站的上行增益 GREP以及基站与直放站之间的链路损耗 LBTS-REP有关。BTS NFBTS直放站 NFREP链路综合传输损耗 LBTS-REPANTANTANT(a)(b)NFBTS+NFBTSNFREP+NFREPAN
4、T空空间间传传播播BTS接收 放大器直放站 G GR RE EP PPREP -NoisePREP-Noise 3图（图（1 1） 直放站工作系统框图直放站工作系统框图2.1.2.1. 直放站对施主基站的噪声影响直放站对施主基站的噪声影响由于电子器件存在热噪声，直放站在正常工作时不可避免会有噪声电平输出，其输出的噪声电平为P PREP-NoiseREP-Noise=10=10 loglog（K KT TB B）+NF+NFREPREP+G+GREPREP（dBdB） （1 1）式中： PREP-Noise 直放站上行输出噪声电平K波尔兹曼常数（1. 3810-23） T环境温度，可取 295（
5、绝对温度）BCDMA 载波信号带宽，1.23MHzNFREP直放站设备噪声系数（dB）GREP直放站上行增益（dB）直放站上行输出的噪声电平 PREP-Noise经过上行路径损耗后发送到基站，结果在基站接收机输入端引入了直放站的噪声，引入到基站的这部分噪声我们用 PREP-Inj表示,其噪声电平为：P PREP-INjREP-INj =P=PREP-NoiseREP-Noise L LBTS-REPBTS-REP （dBdB 值）值） （2 2） L LBTS-REPBTS-REP 从直放站上行输出端口到基站接收端口的路径损从直放站上行输出端口到基站接收端口的路径损耗（耗（dBdB）由于直放站
6、噪声的引入，在基站输入端的总输入噪声将是基站噪声与引入的直放站噪声功率之和，如下式所示：P PBTS-Noise-TotalBTS-Noise-Total= = P PBTS-NoiseBTS-Noise + + P PREP-INjREP-INj （线性值）（线性值） （3 3）其中：P PBTS-NoiseBTS-Noise=10=10 loglog（KTBKTB）+NF+NFBTSBTS（dBdB） ，为基站输入端等效，为基站输入端等效4NFREP-NFBTS+GREP- LBTS-REP 10NFBTS=10 log 1+10 （dB） （6）Nrise 10=10 log 1+10
7、（dB） （7）噪声电平噪声电平 （4 4）NFNFBTSBTS 为基站的噪声系数（为基站的噪声系数（dBdB）由上式可知，直放站对施主基站的噪声影响表现在基站接收机输入端增加了噪声电平 PREP-INj，这种噪声增加量用 dB 值表示为：将 PBTS-Noise 和 PREP-INj代入上式，则在基站输入端由直放站引入的噪声增量为：N Nriserise = = (NF(NFREPREP-NF-NFBTSBTS ) ) + + (G(GREPREP- - L LBTS-REP0BTS-REP0) ) （dBdB） （8 8）Nrise定义为噪声增量因子噪声增量因子，由上式可知：噪声增量因子噪
8、声增量因子 N Nriserise = =直放站与基站的噪声系数差直放站与基站的噪声系数差+ +上行增益与路径损耗差上行增益与路径损耗差噪声增量因子 Nrise可以0 或0，其数值越大，基站的噪声增量就越大，对基站的影响就越大；其数值越小，对基站的影响就越小。在工程设计中，直放站和基站的噪声系数是已知的常数，因此噪声增量因子的变量是直放站上行增益GREP和直放站与基站间的路径损耗。一旦直放站安装完毕，进入开通调试时，上行路径损耗的值在一定时间内是相对稳定的，此时上行增益是决定噪声增量因子的唯一变量。显然上行增益越大，引入基站的噪声增量就越大；上行增益越小，引入基站的噪声增量也就越小。这就是为什
9、么将直放站上行增益调得太大会影响基站的原因。当基站引入直放站工作后，施主基站接收机输入端的噪声系数将变为级联10PBTS-Noise （ （dB） ） 1010PREP-INj （ （dB） ） 10+10PBTS-Noise （ （dB） ） 10=10 log （5）PBTS-Noise+PREP-INj PBTS-NoiseNFBTS =10 log （dB）5噪声系数 NFBTS-cascade，基站端的级联躁声将由基站设备噪声系数 NFBTS和由直放站引入的噪声系数增量成分NFBTS组成，其表达式为：基站级联噪声系数：NFNFBTS-cascadeBTS-cascade = = NF
10、NFBTSBTS +NF+NFBTSBTS=NF=NFBTSBTS+10log1+10+10log1+10Nrise/10Nrise/10 （9 9）式中： NriseNrise = = (NF(NFREPREP-NF-NFBTSBTS)+(G)+(GREPREP-L-LBES-REPBES-REP) )，通常，基站设备噪声系数与直放站设备噪声系数相近，因此，可视 NFREP-NFBTS为零，则有NriseNrise = = G GREPREP -L-LBES-REPBES-REP2.2.2.2. 直放站反向级联噪声系数与上行增益关系直放站反向级联噪声系数与上行增益关系在实际工程中我们会注意到
11、，如果将直放站上行增益调得太小会减小直放站的上行覆盖距离。应用级联放大器噪声系数的分析方法可知，直放站上行增益的变化可以等效为直放站输入端级联噪声系数的变化，而直放站系统级联噪声系数的大小又决定了反向允许的最大路径损耗，因此，上行增益的变化自然会影响上行的覆盖距离。可以证明，直放站反向级联噪声系数同样可以用（8）式的噪声增量因子来表示：直放站反向级联噪声系数： NFREP-cascade = NFREP +NFREP=NFREP+10log1+10-Nrise/10 （10）式中： NFREP =10 log1+10-Nrise/10NFREP 为直放站噪声增量，这一噪声增量成份事实上是上行链
12、路损耗在直放站输入端的反映。比较（9）式和（10）式可知，基站端的级联噪声系数与直放站端的级联噪声系数都是用噪声增量因子来表征，只不过基站级联噪声系数与噪声增量因子 Nrise成正比，而直放站级联噪声系数与噪声增量因子成反比，如图 2 所示。在工程应用中，Nrise 是由反向增益 GREP决定，下面我们来看反向增益 GREP的几个取值对噪声系数的影响。当 GREP=LBTSREP时，基站和直放站的噪声系数均在原有数值上增加了 3dB，对上行覆盖范围的影响是相同的。 10101log10REPREPBTSGL6当 GREPLBTSREP0 时，基站的噪声增量将3dB，GREP小于 LBTSREP
13、越多，对基站的噪声影响就越小，例如，当 GREPLBTSREP = -10 dB 时，NFBTS只有 0.4 dB，这时对基站的覆盖范围不会有影响，但是当 GREP小于 LBTSREP越多时，对直放站的噪声影响就越大。当 GREP小于 LBTSREP = -10 dB 时，直放站的噪声系数将增加 10.4 dB，这意味着直放站的覆盖距离要缩短一倍以上。当 GREP小于 LBTSREP0 时，基站的噪声增量将3 dB，直放站的噪声增量将 3 dB，GREP比 LBTSREP 越大，基站的覆盖范围距离就越小，而直放站的覆盖距离就越大。图图 2 2 基站、直放站系统噪声增量曲线图基站、直放站系统噪声
14、增量曲线图2.3.2.3. 引入多台直放站时的级联噪声系数引入多台直放站时的级联噪声系数2.1 和 2.2 所讨论的级联噪声系数仅仅是 1 个施主基站配置 1 台直放站的情况，在 实际应用中，经常会需要 1 个施主基站配置多台直放站。基站引入多台直放站的应用形式主要有三种：星形、串联形及星形与串联形混合。大多数的应用属星形，后两者也会有应用。对于这三种应用形式，我们只需讨论星形和串联形的级联噪声系数，混合形的级联噪声系数可以从星形和串联形的结果中得到。2.3.1.2.3.1. 星形结构多台直放站级联噪声系数与上行增益星形结构多台直放站级联噪声系数与上行增益由多个直放站与基站组成的星形无线覆盖网如图 3 所示。- 1 0024681012(dB)噪声增量 NF-1 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 (dB)直放站噪声增量 NFBTS-rise =lolog1+10Nris/10直放站级联噪声增量 NFREP-rise =lolg1+10-Nrise/10Nrise= GREPLBTSREP噪声增量因子 Nrise=GREP-
