浅谈直放站引入对WCDMA室分系统底噪的影响.docx

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浅谈直放站引入对WCDMA室分系统底噪的影响

全军通信与信息系统管理专业自学考试

毕业论文

浅谈直放站引入对WCDMA室分系统底噪的影响

导师姓名

作者姓名胡良

准考证号111408185011

作者单位武汉通信指挥学院

完成时间二零一零年六月二十八日

中国人民解放军通信与信息系统管理专业高等教育自学考试委员会制

院系武汉通信指挥学院专业通信与信息系统管理

年级姓名胡良

题目浅谈直放站引入对WCDMA室分系统底噪的影响

指导教师

评语

指导教师（签章）

评阅人

评语

评阅人（签章）

成绩

答辩委员会主任（签章）

2010年月日

摘要

室内分布系统中，直放站及其下联干放是在信源基站和移动台之间串入的一类有源设备，噪声积累效应即底噪抬升直接影响施主信源或整个覆盖小区的覆盖效果、话务容量及高速数据业务等。

直放站有光纤直放站、无线直放站及移频直放站三类，本文以光纤直放站为例，且信源为室分中的微蜂窝信源，从工程实际角度，浅谈直放站对信源信源基站及分布系统影响，并尝试对其影响进行消减。

关键词：

室内分布；直放站；底噪抬升；消减。

目录

摘要3

第1章前言2

第2章光纤直放站底噪的原因及影响3

2.1光纤直放站工程技术3

2.1.1光纤直放站原理3

2.1.2光纤直放站应用4

2.2底噪产生原因4

2.2.1底噪定义4

2.2.2底噪产生原因5

2.3底噪对分布的影响6

2.3.1对容量和覆盖的影响6

2.3.2对上行高速数据业务的影响7

第3章工程实际中底噪的消减8

3.1室分方案设计过程中的控制8

3.1.1直放站的选型8

3.1.2直放站的耦合及连接模式8

3.2设备开通及维护过程中的调整8

3.2.1调整直放站下联干放的上行底噪8

3.2.2调整所有并连直放站的上行增益9

3.2.3调整直放站之间的链路损耗9

结论10

致谢11

参考文献12

第1章前言

室内分布系统中，直放站及其下联干放是在信源基站和移动台之间串入的一类有源设备，噪声积累效应即底噪抬升直接影响施主信源或整个覆盖小区的覆盖效果、话务容量及高速数据业务等。

直放站有光纤直放站、无线直放站及移频直放站三类，本文以光纤直放站为例，且以室分中的微蜂窝作信源，从工程实际角度，浅谈直放站对信源信源基站及分布系统影响，并尝试对其影响进行消减。

3G的魅力在于高速数据与多媒体业务，而视频电话、视频流、游戏等高速数据业务一般都发生在舒适的室内环境中，这些业务功能都需要较大的系统容量和良好的网络质量。

3G时代60%-70%的数据业务将发生在室内。

解决室内覆盖的主要方法是建设室内覆盖分布系统，室内分布系统的基本原理是将室外信号通过有线方式引入到室内，再通过小型天线将信号发送出去，均匀的分布到各个天线及建筑物内部，从而提高室内覆盖水平。

建设室内分布系统目的不仅仅是为了解决建筑物内部的信号盲区、弱区，解决建筑物内部信号杂乱造成的通话质量差，而分担室内话务量、改善网络拥塞，提供静态高速数据业务及多媒体业务更是重中之重，是运营商战略发展的需要。

WCDMA是3G三大主流技术之一，WCDMA室内分布系统的建设将是一个热点，

本文将从底噪产生的原因，对分布系统的影响，到最后的工程应用中尝试消减这一思路一一讨论。

第2章光纤直放站底噪的原因及影响

2.1光纤直放站工程技术

2.1.1光纤直放站原理

直放站基本有光纤直放站、无线直放站及移频直放站三类，在WCDMA系统中，在光缆资源许可条件下，优先选用光纤直放站，以光纤直放站为例具备一般性。

图

（1）

光纤直放站的主要特点是其信号的引入采用基站直接耦合方式（BSdirectcoupling），即通过采用大功率耦合器（Coupler）从基站收发信机（BTS）引出信号的方式，（也可采用空间耦合方式）。

从基站引出的信号经过光中继端机完成电/光（E/O）转换后，经过空闲光纤将光信号传输到光远端机，由光远端机完成光/电（O/E）转换后，将信号经天线发射出去。

当然，信号的传输是双向的，也是透明的。

所以，光纤直放站是由光近端机（Opticalrepeater或Mainunit）和光远端机（Remoteunit）两部分组成的，而且，一个光中继端机可连接多个远端机，同时覆盖多个区域。

其传输距离可达20km，主要用于覆盖无法接收到空间信号且离基站较远的村镇、旅游区、公路等地区，达到扩大基站覆盖范围的目的。

设备安装不存在收发天线的隔离问题，选点方便，主要考虑从中继端机到远端机之间有没有空闲光纤或是否可布放光缆。

2.1.2光纤直放站应用

现今WCDMA分布系统中，信源已经很少采用光纤直放站，而是以微蜂窝BBU+RRU的形式作信源，光纤直放站为微蜂窝的下联设备，并在有需要的情况下，在光纤直放站后连接干线放大器以达到覆盖区域内比较均匀的信号强度。

于是就存在信源基站下存在“一拖几”的问题，还有下联干线放大器并入直放站系统，这里光纤直放站均采用并联模式。

或者信源RRU下直接连接干线放大器，其对于底噪的抬升及处理方式可以光纤直放站为例。

如下图：

图

（2）

2.2底噪产生原因

2.2.1底噪定义

光纤直放站的上行低噪分两部分，一部分是远端机通过光纤传送到近端机的底噪声，一部分是近端机光模块内上行射频链路的底噪声，两者的功率和为整个光纤直放站的上行噪声。

如果光盘的底噪声是-82dBm/200KHz，在增益30dB的情况下，测出噪声系数为8dB。

在多个光远的情况下，把多个光远的底噪声加上光近的底噪声（功率和不是电平和）就是近端底噪。

有关系如下：

光纤站上行底噪=远端机底噪-光路损耗+近端机增益-耦合器（接近端）

式

（1）

光纤直放站的近端机耦合的射频信号一般在-5~+5dBm左右，线路综合损耗在40dBm左右，因此控制近端机的上行输出噪声在-80dBm左右（根据实际情况定，可通过接入衰减器或调节近端机的上行增益等手段来控制底噪）

2.2.2底噪产生原因

引入直放站后基站接收端噪声的变化：

基站接收端接收到直放站的噪声电平与直放站的上行增益有关，下面看一看直放站上行增益对基站输入端噪声的影响。

先从无线直放站引出相关的计算，直放站输出的噪声功率Np'rep为直放站的热噪声N加上直放站的噪声系数Nfrep再加上直放站的增益Grep,即：

Np'rep=10Lg[KTB]＋Nfrep＋Grep,

式

（2）

把从基站发射机至直放站的所有损耗计为路径损耗Lp，则直放站产生，在基站接收端的噪声电平Nprep为：

Nprep=Np'rep-Lp=10Lg[KTB]＋Nfrep＋Grep-Lp=-121＋Nfrep＋Grep-Lp

式（3）

引入直放站后，基站接收端的总噪声（NP）total为基站底噪声Nbts和直放站在基站接收端产生的噪声Nrep的叠加，即：

（NP）total=10Lg[10Npbts+10Nprep]=NPbts+10Lg[1+10Nfrep-Nfbts+Grep-Lp]

式（4）

令10Lg[1+10Nfrep-Nfbts+Grep-Lp]=ΔNbts

则：

（NP）total=Npbts+ΔNbts

式（5）

从以上推算可以看到，引入直放站以后，基站接收端的噪声电平比无直放站时增加了ΔNbts，这个值为噪声增量。

噪声增量与基站、直放站的噪声系数、直放站的增益、基站发射机至直放站的路径损耗有关。

根据式（4）计算：

当Nfrep-Nfbts+Grep-Lp＝0时，基站接收端的噪声增量ΔNbts为3dB；当Nfrep-Nfbts+Grep-Lp＝－6时，基站接收端的噪声增量为ΔNbts降为0.97dB，也就是说基站的灵敏度下降了0.97dB。

这时，可以认为直放站引入基本上对基站的无影响。

一般，基站噪声系数Nfbts为2dB，那么，按公式

（1）计算直放站在基站接收端产生的噪声电平Nprep为－125dBm。

在工程实际中，基站和直放站的噪声系数一定，噪声增量主要受直放站增益和基站发射机至直放站的路径损耗的影响。

基站噪声系数Nfbts为2dB，直放站噪声系数Nfrep为4dB，那么，直放站的增益Grep应比基站发射机至直放站的路径损耗Lp小8dB，才能把基站接收端的噪声增量控制在1dB以内。

多台直放站并联使基站上行噪声增量：

式（6）

2.3底噪对分布的影响

2.3.1对容量和覆盖的影响

WCDMA是扩频系统，其扩频增益可以达到几十dB，有用信号电平在解扩前可以比噪声电平小几十dB，因此WCDMA直放站的上行输出与GSM直放站的上行输出有很大的不同

小区呼吸是WCDMA中的一个重要特征。

小区呼吸即指小区的覆盖随着网络用户数的增加，网络负载增大而减小。

因此，容量和覆盖规划在WCDMA中不再是两个分开的任务，而是很大程度上交织在一起，需要平衡后综合考虑

　　信源基站底噪抬升后对上行实际容量有影响。

信源基站总接收噪声上升3dB时，即，上行负荷已经达到50％，上升6dB时达到75%，但底噪抬升对容量的影响与自干扰功率攀升对容量的影响是不同的。

自干扰引起功率攀升是在功率控制机理下，比如一个新用户接入增加了干扰，已经接入的用户为了满足原来的QoS而增加功率，以克服新用户接入的干扰，这是一个交替攀升的过程，理论和仿真结果证明，在功控收敛的条件下功率攀升不会无休止进行下去，将达到一个新的平衡点。

功控收敛条件与功控算法、无线环境和链路时延等有关。

　　底噪抬升3dB并不意味上行容量降低了50％。

底噪抬升是指在背景热噪声基础上，用户不断接入产生自干扰使信源基站宽带接收总功率RTWP上升；底噪抬高后，RTWP更快接近最大限制值，即对容量有影响

图（4）

2.3.2对上行高速数据业务的影响

案例：

某W商用网室内分布站点业务测试时，发现其中一个小区覆盖下，HSUPA速率较低，处于300Kb/s左右，而正常情况下，此速率必须达到1Mb/s以上。

原因分析：

1、无线环境差，信号不好；

2、站点存在IPPATH告警信息等；

3、业务是否建立在H信道上；

4、上行是否存在干扰；

5、基站CE资源是否受限；

6、电脑的CPU负荷是否过重；

7、小区内同时使用的用户数过多

处理过程：

1、测试发现当前位置的RSCP处于-60dbm左右，EC/IO处于-5db左右，信号电平和质量都很好，排除此因素引起的速率低；

2、检查站点的告警信息，发现没有IPPATH及相关的告警信息；

3、检查业务是否建立在H信道上，通过测试用的PROBE软件，打开HSUPA状态监控窗口，可以看到当前的上传速率等信息，说明当前占用的是H信道；

4、在RNC侧监控此小区的当前用户数，发现仅有当前的用户，没有其他用户存在；

5、检查电脑当前的CPU负荷，仅占用在10%左右，处于正常范围；

6、监测当前小区的RTWP值，发现统计值处于-103dbm左右，偏高，由于是室分系统受外界干扰影响的因素较小，因此首先从内部着手，从基站拓扑图看到同一光口下挂两个级联的RRU，覆盖不同的楼层，当前的测试位置处于后一级RRU的覆盖范围，经咨询，当RRU级联时，后一级RRU的底噪会抬升3db,也即RTWP值处于-106+3=-103。

查看当前小区的底噪背景噪声