国人通信--WCDMA室内分布系统直放站、干放交流

3G室内分布系统使用直放站、干放问题交流产品行销部•直放站、干放选用考虑•直放站、干放上下行增益设置•直放站、干放对系统影响•信源可带干放数量的考虑•光纤直放站光损耗对链路的影响•3G直放站、干放的监控实现方式交流提纲室内信号分布系统概述及组成•定义：室内信号分布系统是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境差的一种成功方法；•原理：通过室内天线将基站信号均匀分布到室内各处，保证室内有理想的信号覆盖；•应用：在各移动通信运营商中得到了广泛的应用，用来解决建筑物室内盲区、弱区、频繁切换区或容量不足的问题。直放站、干放选用考虑室内分布系统一般由信号源和信号分布系统组成。无源分布方式有源分布方式光纤分布方式泄露电缆分布方式信号源信号分布系统直放站微蜂窝宏蜂窝信号源选取建议分布系统容量考虑不同类型的业务考虑比较复杂，参考信息产业部3G外场测试数据总结如下：1个CS64Kbps等效9-10个12.2K语音用户1个PS64Kbps等效6-7个12.2K语音用户1个PS144Kbps等效9-10个12.2K语音用户1个PS384Kbps等效27-28个12.2K语音用户室内分布系统的信源的选取应综合权衡分布系统容量、室内外频率资源、系统投资回报比、预期覆盖效果等多方面因素。微型建筑物（5000m2以下）对于微型建筑物，如餐饮、娱乐场所、地下停车场、小型车站、商场等，一般采用小功率直放站作为信号源。按系统负载50%考虑，微蜂窝支持64等效语音用户/小区，预测室内覆盖系统的总话务量低于27ErL时，可用微蜂窝或直放站作为信号源。宏蜂窝支持128等效语音用户/小区，当室内覆盖系统的总话务量低于58Erl时可以选用单个宏蜂窝作为信号源。根据建筑物面积大小不同选用信号源建议小型建筑物（5000-10000m2）对于小型建筑物，如超市、办公楼、医院、酒店等，如建筑物内部建筑结构单一，对射频信号的传输衰减较小，宜采用中功率直放站作为信号源。中型建筑物（10000-50000m2）对于中型建筑物，如大型写字楼、中型酒店、大型医院、商场、机场等话务量较高区域，宜采用微蜂窝作为为信号。大型建筑物（50000m2以上）对于大型建筑物，如火车站、大型酒店和综合性楼宇、大型商场等，由于面积较大、用户较多，信源宜采用微蜂窝或宏蜂窝作为信号源。无源分布方式指覆盖面积较小，信号源功率能够满足室内区域信号覆盖边缘场强要求的室内分布系统。有源分布方式指除过信号源外还有其他的中继(干线放大器)或信号重生(RRU)设备的室内分布系统。信号源输出功率无法满足室内区域信号覆盖边缘场强，因此加上3G干线放大器来补充信号强度。信号分布系统光纤分布方式指覆盖面积较大，使用光纤将信号传输至每一个信号源点，然后进行信号分布。泄漏电缆分布方式指使用耦合型或辐射型泄漏电缆进行信号覆盖，主要使用在城市地铁、重要道路隧道中。信号覆盖均匀，但成本偏高。•直放站、干放选用考虑•直放站、干放上下行增益设置•直放站、干放对系统影响•信源可带干放数量的考虑•光纤直放站光损耗对链路的影响•3G直放站、干放的监控实现方式交流提纲直放站、干放上下行增益设置由于WCDMA系统导频功率只占系统总功率的10%，我们衡量系统覆盖功率时均是以导频(RSCP)功率来计算天线覆盖范围。通常基站总功率43dBm，导频功率约33dBm。下行增益考虑基站非满载运行（Ec/Io大于-10dB）时，Ec功率占的比重远超过10%。以导频功率来衡量覆盖范围就可以覆盖的很远。大多数情况下考虑到性能价格比，我们按直放站标称功率的15%到20%来计算Ec功率，标称功率回退8到7dB就是输出的Ec功率。直放站在开通调试时，要考虑施主基站的负载情况:1、基站空载，直放站输出功率应低于标称功率7dB。2、基站满载，直放站输出功率可以等于标称功率。3、基站50%负载，直放站输出功率低于标称功率2.2dB。理论操作指引：直放站在开通调试时，要考虑施主基站实际最大负载(含直放站覆盖区域用户)时的情况:1、基站空载，直放站输出功率应低于标称功率XdB。2、基站最大负载时，直放站输出功率可以等于标称功率。3、基站一定量负载时，直放站输出功率低于标称功率YdB。X＝基站最大负载输出功率－36Y＝基站最大负载输出功率－目前基站的输出功率实际操作指引：国人通信WCDMA干线放大器增益可以达到45dB。所以要使干线放大器满功率输出，输入干放的导频功率应在－5dBm左右。干放增益根据信号源导频功率而定：•信号源为直放站时，干放和直放站回退同样的dB数。•信号源为RRU或宏站时，干放增益设置随施主基站负载大小而定。WCDMA基站本身的底部噪声电平值=KTB+NFNodeB＝-108＋5=-103dBm。要使得直放站、干放对基站底部噪声抬高不多于1dB，KTB+NFREP+GP上-链路损耗L≤-109dBm。上行增益考虑基站满功率Pm－链路损耗L＋GP下＝直放站输出功率Pr其中Pm=43dBmKTB=-108dBmNFREP=5dB可以得出GP上≤GP下＋37－Pr可以得出结论：直放站总功率输出为5W时，直放站上行增益GP上≤GP下时，满足不抬高基站底噪1dB的要求。直放站总功率输出为10W，直放站上行增益GP上≤GP下－3时，满足不抬高基站底噪1dB的要求。在直放站覆盖边缘－90dBm处，终端UE最大发射功率21dBm,到达基站的强度＝21-UE到直放站损耗L1+GP上-直放站到基站损耗L2＝21-(30-(-90))+GP上-(43+GP下-40)＝-99+GP上-GP下-3＝-99dBm完全可以满足上行通信的需要，上下行平衡。根据信产部外场测试结果显示，50％负载时，基站接收灵敏度为－119dBm，也就是说上行增益再降低10dB，还有接收10dB余量。通常在室内分布系统中设置上行增益小于下行增益5-10dB。•直放站、干放选用考虑•直放站、干放上下行增益设置•直放站、干放对系统影响•信源可带干放数量的考虑•光纤直放站光损耗对链路的影响•3G直放站、干放的监控实现方式交流提纲直放站、干放对系统影响直放站的使用，会给施主基站引入一定的噪声，噪声大小由直放站的反向噪声系数、反向增益和施主链路的有效路损耗决定。若反向增益设置过高，会引起上行噪声增加，降低基站的灵敏度，导致其反向覆盖范围减小，用户容量降低。上行噪声问题计算基站接收机输入端等效热噪声电平(基站自身底部噪声电平值)：PNODE=KTB+NFNODENFNODE基站接收机噪声系数直放站热噪声经过放大和传输路径损耗后，到达基站接收机输入端的热噪声电平：PIN=KTB+NFREP+GREP-PLossKTB高斯环境噪声NFREP直放站上行噪声系数GREP直放站上行增益Ploss直放站到基站路径衰减值。基站热噪声电平升高ROT(RiseOverThermal)：ROT=10log[(10PNODE/10+10PIN/10)/10PNODE/10]=10log(1+10-NIM/10)引入噪声注入裕量NIM(NoiseInjectionMargin)：NIM=10log(10PNODE/10/10PIN/10)＝PNODE－PIN基站热噪声电平升高，意味着基站接收机的灵敏度降低。直放站引起的热噪声与NIM的关系024681012-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1012345678910NIMROTrep3G直放站引入的噪声,可从CDMA来估测WCDMA情况。•我们希望直放站对基站热噪声贡献最小，这种情况发生在NIM≥0的时候。–如果直放站引入的噪声电平值等于基站本身的底部噪声电平值，那么会抬高系统底噪3dB。–一般情况下，使NIM大于6dB时，引入的恶化值可控制在1dB之内。•3G直放站的应用，必须在覆盖功率和与噪声恶化量之间取折衷！结论：•直放站、干放选用考虑•直放站、干放上下行增益设置•直放站、干放对系统影响•信源可带干放数量的考虑•光纤直放站光损耗对链路的影响•3G直放站、干放的监控实现方式交流提纲信源可带干放数量的考虑n个直放站热噪声经过放大和传输路径损耗后，到达基站接收机输入端的热噪声电平(每个站到达基站的噪声电平相等)：PINn=KTB+NFREP+GREP-PLoss＋10lgnKTB高斯环境噪声NFREP直放站上行噪声系数GREP直放站上行增益Ploss直放站到基站路径衰减值基站带干放数量考虑基站热噪声电平升高ROT(RiseOverThermal)：ROT=10log[(10PNODE/10+10PINn/10)/10PNODE/10]=10log(1+10-NIM/10)引入噪声注入裕量NIM(NoiseInjectionMargin)：NIM=10log(10PNODE/10/10PINn/10)＝PNODE－PINnn个直放站热噪声经过放大和传输路径损耗后，到达基站接收机输入端的热噪声电平分别是：第一个站到达基站噪声PIN1=KTB+NF+GREP1-PLoss1第二个站到达基站噪声PIN2=KTB+NF+GREP2-PLoss2第三个站到达基站噪声PIN2=KTB+NF+GREP3-PLoss3。。。。。。。基站热噪声电平升高ROT(RiseOverThermal)：ROT=10log[(10PNODE/10+10PIN1/10＋10PIN2/10+10PIN3/10＋。。。)/10PNODE/10]=10log(1+10-NIM/10)引入噪声注入裕量NIM(NoiseInjectionMargin)：NIM=10log(10PNODE/10/(10PIN1/10＋10PIN2/10+10PIN3/10+。。。))为方便计算，引入(下行)系统增益的概念。如下图，直放站系统增益是指基站NODE-B到直放站的输出端，包含基站到直放站间损耗，天线增益及直放站增益。系统增益Gx=PREP-PNODEKTB=-108dBm/3.84MHz，NFNODE=5dB。PNODE=KTB+NFNODE=-108+5=-103dBm基站的输出功率43dBm，使用10W直放站，基站系统上下行链路损耗近似相等。室内分布系统上行增益小于下行增益10dB，直放站噪声系数为5dB，通过上面的公式可以计算出：PIN=（KTB+NFREP）+Gx-10=（-108+5）-3-10=-116dBm单直放站引入后的噪声增量：ΔN=（PNODE+PIN）-PNODE=-102.78-(-103)=0.22dB5个同样地直放站同时使用该基站时，PIN5＝-116＋10lg5＝109dBm此时ΔN=（PNODE+PIN5）-PNODE=0.97dB使用2W直放站。室内分布系统上行增益小于下行增益5dB，直放站噪声系数为5dB，通过前面的公式可以计算出：PIN=（KTB+NFREP）+Gx–10=（-108+5）-10-5=-118dBm单直放站引入后的噪声增量：ΔN=（PNODE+PIN）-PNODE=0.14dB10个同样的直放站同时使用该基站时，PIN5＝-118＋10lg10＝108dBm此时ΔN=（PNODE+PIN5）-PNODE=1.2dB根据以上算法可以得出以下基站直接带直放站或干放的结论：直放站或干放功率2W5W10W上行增益小于下行(dB)051005100510直放站噪声系数NFREP(dB)555555555系统热噪声KTB(dBm)-108-108-108-108-108-108-108-108-108基站功率（dBm）434343434343434343系统增益Gx(dB)-10-10-10-6-6-6-3-3-3到达基站的噪声电平PIN（dBm）1个直放站-113-118-123-109-114-119-106-111-116基站噪声系数（dB）555555555基站底部噪声电平PNODE(dBm)-103-103-103-103-103-103-103-103-103使得基站底部噪声抬高量ΔN(dB)1个直放站0.410.140.040.970.330.111.76