直放站底噪干扰培训

1、 直放站噪声知识培训噪声知识培训 武汉虹信通信技术有限责任公司武汉虹信通信技术有限责任公司 工程服务部技术组工程服务部技术组 培训内容提要培训内容提要直放站系统噪声的来源直放站下行系统噪声对移动通信系统网络的影响基站对直放站上行噪声的要求直放站系统上行噪声对移动通信系统网络影响 的综合考虑直放站噪声的测试及计算方法直放站系统直放站系统噪声的来源噪声的来源 直放站系统的噪声： 是由天线、双工器、滤波器、射频信号放大器、射频信号选择器、光收发器（转换器）等一系列有源和无源器件中的电子随机热运动产生的，是这些有源和无源器件噪声的总和。 噪声的大小与温度有关系，所以又称之为热噪声，根据噪声理论，可以推

2、导出直放站的额定热噪声功率， Ni=KTB ； 热噪声又被称做KTB底噪声。直放站系统直放站系统噪声的来源噪声的来源直放站系统直放站系统噪声的来源噪声的来源额定热噪声功率Ni为：Ni=KTB 其中：Ni为噪声功率（W） K为波尔茨曼常数 1.3810焦耳/K T为直放站环境温度 标准常温时（17） T290KB为直放站工作有效带宽（Hz） GSM信号为200KHz CDMA 信号为 1.23M 每赫兹带宽的单位噪声功率为： Ni /BKT10 1.3810 29010 400.210 （mW） 表示为dBm形式就是：10log（Ni /B）10-18+log(4.002)-174(dBm/1H

3、z) 带宽为B赫兹的无线系统从天线得到的总噪声功率为： -174+10log（B）dBm直放站系统直放站系统噪声的来源噪声的来源直放站系统噪声对移动通信系统网络直放站系统噪声对移动通信系统网络 的影响的影响 以C网为例介绍几个与直放站系统噪声有关的参数：环境热噪声密度电平：-174dBm/Hz； CDMA带宽转换因子：1.23M 时 10lg(1.23MHz/1Hz)=61dBCDMA信号1.23M时热噪声电平：Ni =-174+61=-113 (dBm/1.23MHz)假设到达直放站的信号强度为-80 dBm，当为CDMA信号时，直放站输入端的环境热噪声密度电平为：-174dBm/Hz， 转

4、换成1.23M时，环境热噪声电平为：-113 dBm/1.23M，故S/N=-80-（-113）=33 dB。直放站下行系统噪声对移动通信系统直放站下行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响直放站下行系统噪声对移动通信系统直放站下行系统噪声对移动通信系统网络的影响网络的影响设直放站下行噪声系数为NF为5dB，增益为90dB，经直放站放大后，信号电平为： -80dBm+90dBm=10dBm噪声电平为： -113dBm+90dBm+5dBm =-18dBm，则输出信噪比S/N=10dBm-（-18dBm）=28dB。 直放站的引入使下行S/N比下降了5dB，但28dB的输出信噪比完全足够满

5、足CDMA系统S/N14dB的要求，不会影响系统的通信质量基站对直放站上行噪声的要求基站对直放站上行噪声的要求上行噪声电平小于-120 dBm 直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响设基站接收机输入端的噪声电平为 Nc，即接收机输入端的噪声电平为： Nc= Ni =-113dBm 直放站输入端的噪声电平为：Nc=-120dBm，即基站输入端的噪声电平NBS应为Nc和Nc的叠加，即：NBS= Nc+ Nc=10lg（10+10） =-112.2dBm直放站引入后基站输入端噪声电平升高值（恶化）为NR，即：NR=NBS- Nc=-112.2dBm-（

6、-113dBm）=0.8dB。直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响结论：结论：直放站引入后基站接收灵敏度仅下降了0.8dB，也是为什么直放站开通时要求直放站噪声电平到达基站时为-120(dBm/1.23MHz)的原因。直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响根据上图那么有：120GNFNi取NF5 ，Ni =-113 ，所以有：G12dB 一般情况下耦合器为40dB，线路损耗取2dB 如果进入基站噪声电平要求小于-

7、120dBm，那么设备上行增益为：421230（dB） 考虑到上下行平衡差10dB，所以下行增益可调为：40dB； 直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响假设：直放站方向增益为G， 直放站方向噪声系数为NF =5dB， 直放站到基站的无线路损为LAA =96dB， 直放站热噪声经放大和无线传输后到达基站接收机输入端的噪声电平是Nc，当基站接收机只接收基站覆盖区内用户信号时，接收机输入端的热噪声电平是Nc，直放站引入后基站输入端的噪声电平NBS， 假定G = LA

8、A =96dB，即直放站的方向增益正好与无线路损相抵消，则有： Nc=Nf+G+ LAA +NF= Ni +NF =-113dBm+5dBm=-108dBm当基站接收机只接收基站覆盖区内用户信号时，接收机输入端的热噪声电平是Nc，即： Nc= Ni =-113dBm直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响直放站引入后基站输入端的噪声电平NBS应为Nc和Nc的叠加，即： NBS= Nc+ Nc =10lg（10+10） =-106.8dBm此时，直放站引入后基站输入端噪声电平升高值（恶化）为：NR=NBS- Nc=-106.8dBm-（-113dBm

9、）=6.2dB。即系统的S/N下降6.2dB。 直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响结论：结论：通过以上分析可以知道， 热噪声电平以及路径损耗是一定值， 影响噪声电平大小的是设备系统的增益。 直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响以上例直放站反向增益从96dB降低到88dB，直放站到基站的无线路损和方向噪声系数不变，则有： Nc= Ni +G+NFLAA =-113dBm+88dB+5dB-96dB =-116d

10、Bm。直放站引入后，基站接收机输入端噪声电平为：NBS=10lg（10+10）=-111.24dBm。直放站引入后基站输入端噪声电平升高值（恶化）仅为：NR=-111.24dBm-（-113dBm）=1.76dB。直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响结论：结论：减小直放站反向增益，可以降低基站输入端的噪声恶化程度，但系统上下行平衡难以保证，在保证覆盖范围的情况下，可适当降低下行增益，减小输出功率。如果既要保证系统噪音电平最小，同时保证上下行平衡，那么唯一的解决办法降低设备下行增益（减小下行输出功率）。 直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行

11、系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响干线放大器的引入对通信网络的影响室内分布系统中引入干放后对通信网络的影响直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响设：干放的反向增益GSM干放反=45dB干放的反向噪声系数NF干反=5dB耦合器的耦合度G耦=-20dB则干放反向噪声经放大和耦合后达到直放站反向接收机输入端的噪声电平NA是：NA= NI +GSM干放反+NF干反+G耦=-113+45+5-20=-83dBm。 不接干放时，直放站反向接收机输入端的噪声电平NB是：NB= NI=-113dBm。直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对

12、移动通信系统 网络的影响网络的影响干放引入后直放站反向输入端的噪声电平NR应为NA和NB的叠加，即：NR=NA+NB= 10lg（10+10）-83 dBm干放引入后，直放站反向输入端噪声电平升高30dB。直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响将干放反向增益GSM干放反设为20dB。同时，又将耦合器的耦合度降低为-30dB。干放热噪声在直放站输入端的噪声电平NA是：NA= NI +GSM干放反+NF干反+G耦=-113+20+5-30=-118dBm此种情况下，直放站输入端的噪声电平为：NR=10lg（10+10）=-111.8 dBm此时，直放

13、站输入端噪声电平仅升高1.2dB。直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响结论：结论：从以上的分析中可以看出，干放的引入会对系统的S/N产生明显的影响，为了减小这种影响，就必须严格控制干放的反向增益，干放的反向增益越低，干放对系统的S/N的影响越小。同时，还可以看出，干放对系统的S/N的影响大小，还与干放前面的耦合器的耦合度有明显的关系。只要严格控制干放反方向增益，同时尽量采用耦合度较小的耦合器，就可以把干放的影响大为降低。也就是说，只要现场开通时正确细心地调节干放的反向增益，并采用耦合度小的耦合器，在室内分布系统中是完全可以采用多级干放设备的。直

14、放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响C网和G网合路时，引入干放对通信网络的影响 引入干放时的合路示意图直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响CDMA干放的引入对G网的影响CDMA干放的杂散发射对G网影响设：CDMA干放的带外杂散频率落在G网带内的电平为-47dBm，经合路器70dBm的衰减，到达GSM干放反向输入端D点的杂散电平为： N杂D=-47dBm+(-70dB)=-117dBm直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响设：GSM干放反向输入端原噪声

15、电平为-120 dBm。CDMA干放引入后，GSM干放反向输入端的噪声电平增加到ND=10lg（10+10）=-115.2dBm恶化：-115.2dBm-（-120 dBm）=4.8dB。又设CDMA干放带外杂散落在G网带内的电平仅 为-67 dBm，经相同计算过程，得到CDMA干放杂散发射使得GSM干放反向输入端噪声增加到-119.9dBm，只恶化0.1dB。直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响 CDMA干放的热噪声对G网影响设CDMA干放的前向增益为48dB，CDMA干放的前向噪声系数为10dB。则CDMA干放输出端B点的热噪声电平为N热B

16、，即： N热B=-113dBm+48+5=-55dBmCDMA干放产生的热噪声到达GSM干放反向输入端D点的热噪声电平为N热D，即：N热D=-60dBm-70=-125dBm直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响CDMA干放引入后，GSM干放反向输入端的噪声电平增加到ND=10lg（10+10）= -118.8dBm恶化：-118.8dBm-（-120 dBm）=1.2dB。直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响CDMA干放对G网的综合影响当杂散电平为-47dBm时，ND=10lg（10+10+10

17、）= -114.77dBm 恶化：-114.77dBm-（-120 dBm）=5.23dB。当杂散电平为-67dBm时，ND=10lg（10+10+10）= -118.7dBm恶化：-118.7dBm-（-120 dBm）=1.3dB。直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响使用与以上相同的分析方法，在采用指标较好的GSM干放（带外杂散-47dBm）时，GSM干放对C网的综合影响只使C网噪声恶化1.6dB。 直放站上行系统噪声对移动通信系统直放站上行系统噪声对移动通信系统 网络的影响网络的影响从以上分析中可以看出，在C网和G网合路情况下，无论是C网

18、干放对G网干放的影响，还是G网干放对C网的影响都会较大。但是，若采用电气技术指标较高的干线放大器，如CDMA干放的带外杂散-67dBm，GSM干放的带外杂散-47dBm，再加上高隔离度的合路器，那么引入干放后对通信网络的S/N的影响还是可以接受的。直放站底噪与噪声恶化对照表直放站底噪与干扰对照表直放站底噪与干扰对照表直放站噪声基站噪声叠加引入热噪声恶化120112.20.8118111.81.2116111.21.8114110.52.5112109.53.5110108.24.8直放站系统到基站的底部噪声 CDMA800兆底部噪声-120dBm/1.23MGSM900兆底部噪声-120dBm

19、/200K直放站噪声的测试方法被测直放站系统频谱分析仪1.按图所示连接测试系统；或图：设备底部噪音功率测试2系统开通后，将设备按图2进行连接；3将连接电缆总损耗值作为偏置输入频谱分析仪；4将该直放站工作频率范围内的上行中心频率设为频谱分析仪的中心频率（FREQ）（上 行一般为833.49MHz），将带宽（SPAN）设为5MHz，选择BW，将RBW和VBW设为30KHz5关闭前向链路（测量反向设备底噪）或关闭反向链路（测量前向设备底噪，一般前向 设备底部噪音，工程开通时一般不做测试要求）；6开启设备电源，频谱仪选择功能键（TRACE），选择12 more,取平均（AVGA）；7频谱仪选择基准键（

20、level），调节将仪表显示底噪抬到最高点，选择键ATT AUTOMNL ，调节ATT为0dBm；键，8频谱仪选择功能键（POWER MEASVRE），再选择功能键CHANNEL POWER ，选择带宽键CHBW POSWB ， 将它设为833.49 MHz，选择带宽键CHBW POSWB 将它设为1.23 MHz ， 选择功率键CH POWER ONOFF，读取噪音电平的信道功率。9 计算系统噪音电平：基站系统上行入口噪音电平 （基站下行输出功率设备入口电平）直放站系统噪音电平功率-120dBmCDMACDMA底部噪音测量方法底部噪音测量方法（以（以ADVANTEST R3131AADVANTEST R3131A为例）为例） 1系统开通后，将设备按上图进行连接；2将连接电缆总损耗值作为偏置输入频谱分析仪；3将该直放站工作频率范围内的上行中心频率设为频谱分析仪的中心频率（FREQ） （上行一般设为899.5M