CDMA直放站介绍(培训教材)

1、京信通信系统CDMA直放站原理及工程技术应用培训教材1目 录CDMA直放站的原理及分类.3CDMA直放站的使用原则及信源选取.4CDMA直放站对施主基站的影响.5CDMA直放站工程参数的确定. 25 CDMA直放站室内覆盖的技术问题.412CDMA直放站原理及分类 CDMA直放站是用来扩大CDMA系统基站的覆盖范围,主要用于覆盖盲区,调配小区业务,强化主导频 根据环境和条件的不同,CDMA直放站主要有以下几个类弄: 无线直放站光纤直放站移频直放站干线放大器3CDMA直放站的使用原则及信源选取一、直放站的使用原则： a、根据覆盖要求选择不同输出功率的CDMA直放站和天线b、根据不同场合选择直放站

2、类型二、CDMA信源选取的原则： a、 信号源纯净，接收场强要强稳定 主导频 Ec/Io -7dB ，场强-40-65dBm 第二导频 Ec/Io一定小于主导频 68dB b、 施主天线位置要低 c、 施主天线方向性要好4CDMA直放站对施主基站的影响5CDMA直放站对施主基站影响的分析基站与直放站连接原理61个BTS+1个直放站直放站对施主基站的影响NFBTS=10log 1+ 10 10 NriseNFrep=10log 1+10 10 -Nrise其中：Nrise= NFrep - NFBTS + Grep -LBTS-rep 基站噪声增量：直放站噪声增量：Nrise 噪声增量因子7基站

3、、直放站系统等效噪声系数与直放站上行增益曲线图直放站对施主基站噪声的影响噪声增量NF (dB)噪声增量因子Nrise当NFBTS-rep=NF-rep时，Nrise=Grep-LBTS-rep(dB)NFBTS=10Log1+10 NFrep=10Log1+10 10Nrise10Nrise-81个BTS带N个直放站直放站对施主基站的影响基站噪声增量: NFBTS=10log 1+ n 10 10 Nrise直放站噪声增量: NFrep=10log n+10 10 -Nrise噪声增量因子: Nrise= NFrep - NFBTS + Grep -LBTS-rep 9(dB)1个基站带n个直

4、放站时，基站、直放站系统等效噪声系数曲线图直放站上行输出噪声功率对基站的影响(dB)噪声增量NF 噪声增量因子 Nrise (当NFBTS-rep=NF-rep时，Nrise=Grep-LBTS-rep)n=1,2,3.15n=1,2,3.15基站噪声增量NFBTS 直放站噪声增量NFrep10CDMA直放站对施主基站影响的分析一个施主基站带多个直放站的上行增益的确定一、星形结构： 上行增益的调节应使得每个直放站到达基站的上行噪声电平相同，即：BTSG1G2GnL1L2Ln.L1- G1 = L2- G2 = . = Ln- Gn = LBTS-Rep- GRep 11CDMA直放站对施主基站

5、影响的分析一个施主基站带多个直放站的上行增益的确定二、串联结构： 从第2个直放站到达第n个直放站，其上行增益应等于与前一个直放站之间的路径损耗数值，即：L1- G1 =0， L2- G2 =0 ，L3- G3 =0 . Ln- Gn =0BTSL1 L2 Ln. . . . . . . . .G1G2GnLBTS-Rep = L1+ L2+ . +LnnGRep = G1+G2+ . +Gnn 串联直放站到达基站的上行噪声电平由第一个直放站的上行增益来控制。12直放站对施主基站的影响分析方法附件一131、1个BTS1个直放站直放站对施主基站噪声的影响(NF)rep直放站噪声系数输入端噪声基底电

6、平：10logK T B+(NF)rep= -113dBm+(NF)repBTSLBTS-Rep综合传输损耗直放站上行增益Grep输出噪声基底： (NF)rep =-113dBm+(NF)rep+Grep(NP)rep(NF)BTS(NP)total=-113dBm+(NF)BTS+10Log 1+10(NF) rep -(NF) BTS +Grep-LBTS-rep10=- 113dBm+(NF)BTS+(NF)BTS噪声增量(NF)BTS= 10Log 1+10 (NF)rep -(NF)BTS +Grep -LBTS-rep10BTS自身噪声基底：NPBTS=-113dBm+(NF)BT

7、S(NP)BTS总噪声基底电平NP：(NP)total=10Log10NPBTS10NPrepep10+10NPNFBTS直放站贡献的噪声基底电平：(NP)rep=-113dBm+(NF)rep+Grep-Ld附件一14直放站对施主基站噪声的影响 由直放站引起的基站噪声增量为:噪声增量(NF)BTS= 10Log 1+10 = 10Log 1 + 10 (NF)rep -(NF)BTS +Grep -LBTS-rep10 Nrise10噪声增量因子 Nrise= NFrep- NFBTS + Grep- LBTS-rep 附件一15直放站对基站噪声的影响Grep-Ld10直放站对基站噪声基底的

8、影响数据表设(NF)BTS=(NF)rep附件一16直放站对基站噪声的影响直放站对基站噪声基底的影响曲线图基站噪声 增量NFBTS (dB)噪声增量因子： Nrise(dB)当 NFrep=NFBTS 时，Nrise=Grep- LBTS-rep附件一171个直放站与基站级联时直放站的系统等效噪声系数直放站系统等效噪声BTSLBTS-rep传输损耗(NF)BTS(NF)rep-total系统等效噪声系数G2=10 G1=Grep线性值 NF3=10(NF)BTS10Grep第一级第二级第三级(NF)repdB值 NF3=(NF)BTSNF2=LBTS-repG2=-LBTS-repNF2=10

9、LBTS-rep10LBTS-rep10-NF1=(NF)repNF1=10G1=10(NF)rep10Grep10(NF) rep-total=NF1+NF2-1G1级联等效噪声系数： NFrep-total =(NF)rep+10Log 1+10 10(NFrep- NFBTS)+(Grep-LBTS-rep)- 直放站噪声增量： =(NF)rep+ (NF)rep(NF)rep=10Log1+10 10Nrise-NF3-1G1G2附件一18基站、直放站系统等效噪声系数直放站系统等效噪声基站等效总噪声系数 NFBTS=NFBTS+10Log1+10 直放站等效总噪声系数 NFrep=NF

10、rep+10Log1+10 Ld(NF) rep-total= NF rep +NF repGrep(NF)repNFBTS-total =NFBTS +NFBTS(NF)rep(NF)BTSBTS10Nrise10Nrise-噪声增量因子 Nrise=NFrep- NFBTS + Grep- LBTS-rep附件一19基站、直放站系统等效噪声系数与直放站上行增益Grep的数值表直放站对基站噪声的影响设(NF)BTS=(NF) rep附件一201个基站带多个（n）直放站的上行噪声分析基站接收机输入端传输直放站Ld1Ld2LdnG=1(NF)BTS(NF)BTS-totalGrep1Grep2G

11、repn(NF)rep1(NF)rep2(NF)repn(NF)rep-total设：1、所有直放站与基站有相同的NF：(NF)BTS=(NF)rep1=(NF)rep2=(NF)repn 2、 所有直放站到达基站的噪声电平均相同 即有：Gr1-Ld1=Gr2-Ld2=Grn-Ldn=Grep-LBTS-repGrep=nGr1+Gr2+GrnLBTS-rep=nLd1+Ld2Ldn直放站对施主基站噪声的影响BTS附件一211个基站带多个（n）直放站的上行噪声分析基站接收机输入端传输直放站Ld1Ld2LdnG=1(NF)BTSGrep1Grep2Grepn(NF)rep1(NF)rep2(NF

12、)repn(NF)rept直放站对施主基站噪声的影响BTS 基站总噪声系数 (NF)BTS-total=(NF)BTS+10log1+n.10 Nrise10每个直放站级联系统噪声系数(NF)rep-total=(NF)rep+10logn+10 Nrise10-(NF)BTS-total 增量因子Nrise=NFrep-NFBTS+Grep-LBTS-rep附件一22CDMA直放站对施主基站的影响n个直放站串联时的噪声分析 各直放站有相同的噪声系数NFrep，则基站端的总噪声系数NFBTS-total为：设 L2- G2 =L3- G3 = . =Ln- Gn =0dBBTS损耗 损耗 损耗

13、 损耗 . . . . . . . . .直放站1直放站2直放站nNFBTS LBTS-Rep Grep1 L2 Grep2 Ln Gn 每个直放站的系统噪声系数NFRep-total为：基站总噪声系数 (NF)BTS-total=(NF)BTS+10log1+n10 NFRep-NFBTS +GRep-LBTS-Rep10-每个直放站系统噪声系数(NF)rep-total=(NF)rep+10logn+10 NFRep-NFBTS +GRep-LBTS-Rep10附件一23直放站工程参数的确定24直放站覆盖链路距离限制 受上行噪声增量的限制 -允许的最大上行路径损耗 受搜索窗长度的限制 -允

14、许的最大路径传播时延(RTD) 25直放站参数的设置 直放站主要的工程参数： 上行噪声系数：NFrep+NFrep 上行增益： Grep-上行 下行输出功率：Prep-TX 下行增益： Grep-下行 上行输出功率 工作频率 路径传播时延26直放站参数的设置27直放站工程参数设计一、综合考虑用户容量、覆盖区域大小、传输距离，搜索窗宽度等因素来合理配置直放站。二、根据覆盖距离的重要程度，合理分配基站与直放站的等效噪声(NF)指标。三、根据分配到的NF，计算上行允许最大路径损耗，预测上行最大覆盖 距离是否满足需要。四、应用上下行平衡因子，计算出直放站所需的下行输出功率，依次选择所需的直放站。五、依

15、据分配给直放站的NF和所需的输出功率，通过工程测量基站与直放站之间的传输损耗Ld及下行接收信号电平，便可确定直放站的上、下行增益。28 Pm： 移动台功放输出功率 GBTS：小区天线增（包括馈线损耗） Gm： 移动台天线增（包括馈线损耗） SNRmin： 基站接收最小信号噪声功率比 SNRmin+处理增益=(E/N0)min （E/N0）min=7dB 处理增益GP=21dB SNRmin=-14dB （N0W）BTS：基站接收机热噪声基底功率=-108dBm（5dB噪声系数） X：小区负荷因子 X= = M 小区用户数MMAX 小区最大用户数反向链路允许最大传输损耗LMAX=Pm(dBm)+

16、GBTS(dB)+Gm(dB)-SNRmin(dB)-(N0W)BTS+10log1-x29反向链路允许最大传输损耗 计算举例移动台输出功率Pm=23dBm基站天线增益GBTS=14dB移动台天线增益0dBSNRmin=-14dB基站接收机噪声系统NF=5dB小区负荷因子 x=80%（N0W）=-174dBn+NF+10log（1.2288*106)=-108dBm10log(1-x)=10log1-0.8=-7dBLmax=Pm(dBm)+GBTS(dB)+Gm(dB)-SNRmin(dBm)-N0W)BTS+10log10(1-x)Lmax=23+14+0-(-14)-(-108)+(-7

17、) =152dB30 反向链路最大传输损耗 最大反向链路损耗与小区载荷之间的关系图31CDMA网络规划(三)链路预算计算模板链路预算计算模板：边界阴影衰落的标准偏差6dB。： L： 路径损耗 L=113+ 10log(d)+ ；Im=10log( 1- ) ：负荷因数 当 =50%时， Im =3dB f：800MHz1 32前向链路允许最大传输损耗（以导频信道计算） PBTS ：基站输出功率 GBTS：基站天线增益，含馈线损耗 Gm： 移动台天线增益，含馈线损耗 P： 发射功率分配给导频的部分， P =1520% Ec/No.T： 移动台所需最小导频chip能量和噪声功率谱之比值， Ec/N

18、o.T =-13dB Io.oc/ Io.sc： 移动台在小区边缘，其它小区干扰对本小区干扰的比值， =2.5dB=1.78 （NoW）m ： 移动台接收机热噪声功率, （NoW）m =-174dBm+NFm+10log1.2288106Io.oc Io.scLmax=PBTS(dBm ) +GBTS(dB) +Gm(dB)+10logP-(Ec/N)(1+I/ I) (Ec/N) (dB) (NoW) m(dBm) 33上行链路平衡平衡因子B： B=L下行max- L上行max =(SNRm-( )+NFBTS-NFm+PBTS-Pm+10log10平衡条件： B=0pEcN ()(1+II

19、)1-EcNo.T34上下行链路平衡 举例计算在由1个基站带1个直放站的系统里，设对基站的噪声影响控制在2dB以内。直放站端的等效噪声系数NFrep为9dB。其它参数为： 下行： EC/N=7-21=-14dB I / I NFm=8dB p=10% 上行： Pm=200mW=23dBm SNR=-15dB 载荷=70% NFrep=9dB求在上下行链路平衡条件下，直放站下行需输出多大功率Prep O=(SNR)-(Ec/N)+NFrep-NFm+Prep-Pm+10Log10ECN o.t(1+)p-Io.ocIo.sc1- B=L下行max-L上行max0.1-10-1.5(1+100.2

20、5)1 -0.7O=-14+15+9-8+Prep-23+10Log 直放站输出功率：Prep=35dBm35CDMA直放站室内覆盖技术问题上下行链路平衡 当下行链路太强上行链路太弱时 B小区的移动台会为A小区较强的导频信号而试图进行越区。 然而越区极可能引起掉话，因为移动台很有可能不具备足够的功率与A小区保持可靠的反向链路通信。 如果越区后建立了反向链路，会因移动台的反向输出功率较大对原（B）小区产生极强的干扰。36CDMA直放站室内覆盖技术问题上下行链路平衡当上行链路太强下行链路太弱时下行链路覆盖区域中的移动台在此区边缘将具有较差的前向链路质量。前向链路覆盖区域反向链路覆盖区域小区A的链路

21、不平衡小区B的链路是平衡的在这个区域内不会产生从B向A的越区，因此小区B中的移动台必然会对小区A产生过多的干扰前向链路过弱或反向链路过强的概念37上下行平衡时直放站输出功率表对施主基站影响1dB的情况条件：移动台输出功率Pm=23dB，直放站天线增益Ga=14dB，移动台天线增益0dB,SNRmin=-14dB, 小负荷因子x80，路径损耗L1133.6 10Log10dkm+, =6dB(边界阴影衰落标准偏差）设直放站NF5dB，N直放站配置数38上下行平衡时直放站输出功率表对施主基站影响2dB的情况条件：移动台输出功率Pm=23dB，直放站天线增益Ga=14dB，移动台天线增益0dB,SN

22、Rmin=-14dB, 小负荷因子x80，路径损耗L1133.6 10Log10dkm+, =6dB(边界阴影衰落标准偏差）设直放站NF5dB，N直放站配置数39CDMA直放站室内覆盖技术问题40CDMA直放站室内覆盖技术问题 CDMA直放站与现有GSM分布系统的兼容 对相邻两个小区间重叠区域的控制 谨防信号外泄41C网与G网兼容室内覆盖的技术问题 C网与G网共用天馈系统 C网与G网的合路方式 C网对G网的干扰问题 天线端口C网所需功率计算方法 42C网与G网共用天馈系统 天馈系统的工作带宽应包括:824960MHz C网加入后不应影响G网原有的覆盖效果 C网加入后不造成对G网的干扰43C网与

23、G网的合路方式 利用功分器合路 利用双频滤波器合路插 损：3dB，隔离度：20dB (1#2#)插 损：1dB，隔离度：4060dB (1#2#)44C网对G网的干扰问题 G网微蜂窝、基站接收频带内允许的 最大上行干扰： Imax-125dBm 45GSM基站接收机允许的外来带内杂散干扰分析规范YD/T883-1999在节对参考灵敏度的要求 参考灵敏度必须小于：-104dBm，对应BER：10-5 BER=10-5 时GMSK解调器Eb/N0 理论值：10dB 解调器设备损耗：3dB 允许的噪声电平：-117dBm 10log K T B：-121dBm 允许的噪声系数：4dB46GSM基站接

24、收机允许的外来带内杂散干扰分析考虑外来杂散干扰后，接收机输入端的噪声杂散总和为：噪声杂散总和= 噪声N+杂散I0 = 10-117/10 + 10-I/10建议：到达GSM接收机输入端的杂散干扰为-125dBm47GSM基站接收机允许的外来带内杂散干扰分析 如果CDMA直放站在890915MHz内的杂散发射满足规范13.6.6的要求： -98dBm/100kHz(-95dBm/200kHz) ，则CDMA直放站与GSM基站之间的隔离度要求为： -95dBm-(-125dBm)=30dB 。由水平隔离公式： L=31.5+20logd(m)-GT-GR (F=900MHz) 当GT+GR=20dB，两天线正对时，d9m，隔离度L 30dB； 当GT+GR=30dB，两天线正对时，d27m，隔离度L 30dB。京信公司CDMA直放站产品在890915MHz内的杂散辐射满足规范13.6.6的要求： -98dBm/100kHz48GSM基站接收机允许的外来带内杂散干扰分析C网天线与G网天线的距离要求： 水平