CDMA系统底噪分析

1、1 CDMA直放站对网络性能的影响分析直放站增益设置对基站底噪的影响/ 直放站的引入会使CDMA基站底部噪声电平抬升，建议引入直放站后对 基站底噪的抬升影响应不超过3dB/直放站在开通时结合工程现场情况对上行增益进行衰减调整，调整范围建 议为510dB/为了保证直放站的引入对基站底噪影响过大，直放站不能串联使用。直放站引入与基站底噪的关系直放站的增益通常设计成跟直放站到基站的路径损耗相当的等级。当直放站 覆盖的区域下行输入功率特别小（即直放站到基站的路径损耗特别大）的时候， 直放站的增益不能变得很大，直放站的覆盖范围将会缩小。而当直放站覆盖的区 域下行输入功率较大时，直放站可以适当控制其增益，

2、即直放站要有增益调节的 功能。当直放站到基站的路径损耗一定时，直放站的上行增益越高，直放站的噪声 对基站噪声的影响就越大。一个明显的例子是，当直放站的上行增益跟直放站到 基站的路径损耗相等，直放站的噪声系数跟基站接收机的噪声系数也相等时，直 放站的热噪声叠加到基站输入端将导致基站的热噪声被抬高3dB。如果直放站的 增益高于直放站到基站的路径损耗，那么直放站热噪声的影响会更大。此外，直 放站增益过高会使直放站的输出底噪很高，而导致直放站的杂散高于指标要求。 另外，直放站的增益如果太低，那么实际运用中很可能直放站不能满功率输出， 这会导致直放站的覆盖能力降低。所以，直放站的增益设置必须结合多种因素

3、综 合考虑。直放站上行增益设置主要需要考虑对施主基站的影响。直放站的使用会抬高 施主基站的底部噪声电平值，从而影响基站的接收灵敏度和上行容量。对于CDMA系统，基站本身的底部噪声电平为：Pbts= KTB+ NFBTS = -113 + 5=-108dBm。KTB高斯环境噪声基站系统噪声系数NFBTS=5dB。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-PLossNFrep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(Rise Over Thermal):ROT = 1

4、0log(10PBTS/10+ 10PIN/10)/ 10PBTS/10=10log(1+10-NIM/10)引入噪声注入裕量 NIM(Noise Injection Margin):NIM=10log(10PBTS/10 / 10PIN/10)=PBTSPIN将宙0杰真白6白8 nimA 0隹4O 8107-4-2-45810图2： NIM与系统底噪抬高值关系示意图我们希望直放站对基站热噪声贡献尽可能小，这种情况发生在NIM0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，引入的恶化值控制在1dB之 内。直放站数

5、量与基站底噪之间的关系通常一台直放站或直放站不能满足信号覆盖的需要，这就出现了一个施主基 站要同时带多个直放站的情况。1)基站为信源，可带直放站数量计算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 =10log(10PBTS/10+ 10PIN1/10+ 10PIN2/10 + 10PIN3/10+。)/ 10PB

6、TS/10根据以上分析可以看出，基站低噪的抬升下面几个因素有关：直放站噪声系 数FREP，基站噪声系数!；讨直放站上行增益6响，基站和直放站之间的链路 损耗Ld，直放站的数量n。由于直放站噪声系数NFrep和基站噪声系数NFbts 是定值，基站底噪的抬升主要是有直放站上行增益G与基站和直放站之间的REP链路损耗PLoss差值即Grep-PLoss以及直放站的数量n来决定的。根据以上算法可以得出下面计算公式表格：宜放站并联数量计算方法系统公式数值名注基站总输出功率(dBm)A43基站噪声系数(dB)B5工作带宽(MHz)C1.23系统工作信道带宽基站热噪声电平(dBm)D=-174+10*LOG

7、(C*1000(-108.1基站热噪声电平(dBm)E0.000000000015基站接收电平恶化(dB)F3基站接收电平恶化后热噪声G=D+F-105.1基站接收电平恶化后热噪声 电平(mW)H=10(G/10)0.000000000031盲放站总输出功率(dBm)I37直放站噪声系数(dB)J5基站到直放站之间的链路损 耗(dB)-直放站上行增益(dB)K13直放站热噪声电平(dBm)L-108.1直放站热噪声电平达到基站 接收端后的电平值(dBm)M=L-K-121.1直放站热噪声电平达到基站 接收端后的由平值(mW)N=10(M/10)0.000000000001下行增益-上行增益(d

8、B)O=I-A+L7律议此佰不要招过10并联直放站数量(台)P=(H-D)/N19.9律议往小的取整说明：根据上表计算，可以知道直放站的上行增益与基站到直放站之间链路损耗的关 系。可以通过从方案设计或现场测试获取基站到直放站之间的链路损耗值从而 计算出直放站上行合理的增益。本期案例：CDMA基站的输出总功率43dBm，拟使用20瓦CRRU设备，考虑到基站 配置为两载波，因此载波功率回退3dB以及CDMA码道功率预留3dB，实际单 载波开通功率为37dBm。通过上表的公式可以计算出：当基站热噪声电平升高ROT为3时，只要控制上下行增益差为7时即可支 持并联19个远端设备，完全满足本次设计思路中单

9、个基站连接远端设备的数量， 同时较好的保证了系统的上下行平衡。直放站引入可能对原有基站覆盖造成一定影响直放站的引入同样可能对施主基站的原覆盖区域产生影响，其主要是由于上 行底噪抬升后影响基站接收灵敏度从而使得上行覆盖的减少。其影响程度和基站 底噪的抬升相关，故采用直放站后需要对原基站做一定调整。1.2 直放站对基站上下行容量的影响/ 直放站的引入对基站造成了噪声引入，对CDMA系统的上行容量产生一 定影响；/直放站的引入相当于增加了基站的功率，扩大了覆盖范围，其等效于增加 了基站的下行容量；/直放站开通时要严格按照增益与基站底噪抬升的对应原则/直放站是在基站和移动台之间串入的一个模拟有源设备，

10、噪声积累效应直 接影响施主基站的覆盖和容量。1.2.1 对上行容量的影响底噪抬升对上行容量和覆盖的影响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%。基站底噪抬升后对上行实际容量有影响。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。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

11、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基站宽带接收总功率基站底噪上升；底噪抬 高后，基站底噪更快接近最大限制值，即对容量有影响。底噪抬升直接降低上行接收灵敏度，上行覆盖半径直接缩小，覆盖半径缩小 的百分比与传播模型有关。底噪抬升对上行覆盖半径缩小比例见下表：表1底尿地出对溶豆和型噩的常响上寿皿辛卷壑小的世例0016. 31 如2-12. 23M.17. 77M.1牝22. 9网5】27. 836 -32. 39*?!36. EEA8 4O.E6；944 40V.1047. 91*.1151 20M.12.54.的，度峰槽升上行篌盖乎径维的比恻

12、黑图a谶裁此时E行裂益半础小出例朗我CDMA系统是一个自干扰系统，干扰增加即容量下降；信号本身就是干扰， 增加发射功率意味着干扰增加，容量下降。组网时必然存在多小区，干扰增加，组网后每个基站小区的容量比单小区容 量下降，下降比例取决于干扰的增加量。多运营商和多小区时干扰噪声上升，将引起容量的损失，以容量下降前的容 量作为比较基础。Qualcomm公司进行的模拟实验表明，来自其它基站小区的十扰为基站收到的本小区内部干扰的35%，组网后多小区容量比单小区容量下降。 直放站引起基站底噪抬升，上行接收灵敏度降低，上行覆盖半径变小，在相同数 量移动台的情况下，基站之间的干扰增加。这是因为其它基站下的移动

13、台在相同 地点增加了发射功率，到达本基站形成干扰的增加，相当于其它基站下移动台同 发射功率的等效平均距离减小。当底噪抬升dB时，假设室外宏小区传播模型的距离衰减系数= 3.53，则覆 盖半径缩小比例为：底噪抬升3dB，灵敏度降低3dB，室外宏小区传播模型的距 离衰减系数= 3.53，则小区半径缩小17.77%。底噪抬升3dB增加的干扰导致上行容量下降15.1%。1.2.2 对下行容量的影响衡量基站下行容量比较困难，因为在基站近处，每个用户所需的功率很小， 输出20W功率可以满足超过多个用户的需要，此时是下行码道（信道）之间的 非正交干扰受限和码资源受限，不是功率受限。但在城市环境，基站覆盖半径一般在5Km范围内，下行容量更偏向非正交 干扰受限的情况，直放站主要作为补盲覆盖，覆盖