技术专题二：上下行链路平衡及噪声分析

上、下行链路平衡及

噪声分析专题二：确定室内天线端输出的下行功率，或验证衰减余量足够保证可通率 上、下行链路平衡计算是验证链路的衰减余量是否足够，对一个无源系统，当覆盖区边缘场强确定以后，仅需验证室内天线至移动台的上行和下行功率电平即可；对于一个有源系统（带直放站），还需增加必要的噪声分析。一、下行链路计算 通常下行链路计算的目的是： 上、下行链路平衡及噪声分析室内天线端口输出功率PB2(dBm)室内电波传播损耗Lp(dB)移动台人体影响-3dB到达覆盖区边缘的功率电平Pmin1=PB2-Lp–3(dBm)要求覆盖区边缘的功率电平Amin1(dBm)当Pmin1≥Amin1PASS上、下行链路平衡及噪声分析

对于室内电波传播损耗的计算可以有多种模式，其附加损耗也应视阻挡物或墙体结构而异。本人推荐的计算模式来自于“RadioCoverageinBuildings”byMotleyanKeenan,BritishTelecomTechnologyJournal,Vol8,Ne.1,Jan,1990

Lp

=L+40logd+KF L:与f(MHz)有关，对900MHz频段 10<L<25(dB) d:接收点距离（m） K:穿透楼层或墙面的次数

F:楼层或墙面的衰减5.5<F<15(dB)

当得到了室内天线端口输出下行功率PB2以后，我们可以根据施主天线输出功率PB1来设计安排中间部分的衰耗量。上、下行链路平衡及噪声分析在设计中，应考虑： 1.最远端的信号最弱的楼层先计算 2.近端楼层适当安排附加衰耗以避免功率太强或不必要的干扰施主天线输出功率PB1(dBm)No1.馈线长度及衰耗L1(dB)合路器损耗H1(dB)No2.馈线长度及衰耗L2(dB)环形器损耗Y1(dB)+M1

No3.馈线长度及衰耗L3(dB)电缆接头附加插耗C1(dB)室内天线增益G2(dB)PB1-M1+G2=PB2+3dB

-0dB上、下行链路平衡及噪声分析二、上行链路计算 上行链路计算的目的是：验证衰减余量足够保证可通率，同时求得与下行链路的平衡，通常上、下行链路的不平衡度不应超过3dB。

通常的室内环境，用于固定基站端的天线环境恶化量将小于移动收信端。上、下行链路平衡及噪声分析移动台发信功率Pm(dBm)移动天线增益Gm(dB)移动台受人体影响衰耗-3(dB)室内传播衰耗（根据互易定理，同下行链路）Lp(dB)室内收信天线增益Gb2(dB)中间部分附加损耗M2(dB)施主收信天线增益Gb1(dB)到达施主收信机功率电平Pmin2

Pmin2=Pm+Gm-3-Lp+Gb2-M2+Gb1≥Amin2

上、下行链路平衡及噪声分析 当Pmin1

≥Amin1时表明 下行链路能保证覆盖区可通率 当Pmin2

≥Amin2时表明 上行链路也能保证覆盖区可通率 当|(Pmin1-Amin1)-(Pmin2-Amin2)|≤3dB时表示 上、下行链路达到平衡

上、下行链路平衡及噪声分析三、噪声分析 当系统引入有源器件，例如直放站时，需对增加的噪声进行计算分析，以排除噪声对接收信号的干扰。

施主基站接收端的噪声 直放站输出的噪声功率

N’prep=10lg[KTB]+Nfrep+Grep

=-121dBm+Nfrep+Grep

则到达施主基站接收端的噪声功率电平应为

Nprep=N’prep-Lprep

(Lp:直放站至施主基站的传播损耗) =-121dBm+Nfrep+Grep-Lprep直放站热噪声直放站的噪声系数直放站的增益上、下行链路平衡及噪声分析 也就是说，引入直放站后，基站接收端的总噪声功率电平(Np)T应为基站底噪声NpBTS

和直放站产生的Nprep

的叠加，即 (Np)T=10lg[10NpBTS/10+10Nprep/10]

其中NpBTS

=-121dBm+NfBTS

Nprep

=-121dBm+Nfrep

+Grep

-Lprep

∴(Np)T=NpBTS+10lg[1+10Nfrep–NfBTS+Grep–Lprep

/10] =-121dBm+NfBTS+ΔNBTS

ΔNBTS=10lg[1+10Nfrep–NfBTS+Grep–Lprep

/10]

称为噪声增量。上、下行链路平衡及噪声分析

对于一个二元制的编码系统，当要求（字）误码率低于10-3时，其载噪比

C/N=Eo/No•R/B

Eo/No：为比特能量每Hz噪声，对应10-3误码率应为15dB R：传输速率

B：带宽 对GSM系统而言

∴C/N=15dB+10lg(271KHz/200KHz)≈16.3dB

这个数据表明，接收机输入端载噪比必须≥16.3dB才能得到低于10-3的字误码率要求。

上、下行链路平衡及噪声分析（1）当未引入直放站时

C/NpBTS

≥16.3dB C≥10lg[KTB]+N

fBTS

+16.3 =-121dBm+N

fBTS

+16.3dB =-104.7dBm+N

fBTS

也就是说，当接收灵敏度达到-104dBm时，基站接收机的噪声系统已经趋近其极限值了。 但是，由于实际通信环境中，到达接收端的信号电平远高于其灵敏度指标值（约高15dB左右），因此，对噪声的指标要求是能够达到的。 上、下行链路平衡及噪声分析（2）当系统中引入直放站时，应满足

C/(Np)T

≥

16.3dB C≥

NpBTS

+ΔNBTS+16.3dB =-104.7dBm+NfBTS

+ΔNBTS

其中，ΔNBTS=10lg[1+10Nfrep–

NfBTS+

Grep–

Lprep

/10]

上述计算公式表明，噪声增量主要受直放站增益，和施主基站到直放站的路径损耗的影响。上、下行链路平衡及噪声分析

在工程实际中，通常设定Nfrep

=4dB,NfBTS

=2dB,则：

Grep

-

Lp

=3dB时 ΔNBTS

=6dB

当Grep

-Lp

=-2dB时 ΔNBTS＝3dB

Grep

-Lp

=-8dB时 ΔNBTS=0.97dB

也就是说，当直放站增益Grep

比基站到直放站的传播损耗Lprep

小8dB时，