wcdma设备底噪研究-9

设备联合组网对上行噪声的影响

工程服务部2/4/20231在WCDMA系统中引入直放站后，必然会引起整个系统噪声的恶化。网络运营商一般都希望在直放站引入后不对原有网络造成很大的影响，一般情况下，都要求基站受到的直放站噪声抬高影响尽可能小，但关键是在传输链路无法改变的情况下如何保证，要弄清楚这一点，我们必须对直放站的噪声传输过程有一个清醒的认识。同时，在认识到直放站噪声的产生以及传输的基础上总结出一个可以通用的计算方法，并将之能够具体的指导实践。2/4/20232工程中常用的组网方式并联组网串联组网混联组网2/4/20233并联组网方式一2/4/20234并联组网方式二2/4/20235并联组网方式三2/4/20236我们可以根据相关的理论知识知道，并联设备的总上行底噪就是单台设备上行底噪的一个累加的过程，也即是功率的累加。下面我们先以两台设备的累加为例来进行说明，并通过两台设备的并联来推出N台设备并联的情况。

2/4/20237两台设备并联时，其上行底噪的功率累加过程如下：假设设备1的上行底噪为AdBm，设备2的上行底噪为BdBm。首先将单位进行换算，即把dBm转化为Watt2/4/20238那么设备1的上行底噪功率为W1(mw)设备2的上行底噪功率为W2（mw）2/4/20239叠加之后的功率为转换称为dBm之后得到2/4/202310同样的道理，如果N台设备并联，那么上行底噪累加的过程也是一致的。假设，直放站1、2…….n-1、n的上行底噪分别为A1、A2、……..An-1、An。直放站1、2……n-1、n到最后输出的线路损耗分别为L1、L2…….Ln-1、Ln。

2/4/202311则累加的总的上行底噪Ptotal（dBm）为：2/4/202312混联方式所谓混联方式就是在系统中既有直放站串联的情况，也有直放站并联的情况。

探讨混联方式下的直放站噪声，我们也不妨可以从最简单的入手从而推出任何混联情况下直放站噪声的计算。2/4/202313下面以最简单的GZF2100-V拖两台GZF2100-VIB为例来进行说明，如图所示2/4/202314假设直放站VIB1、VIB2所产生的上行底噪分别为A、B，那么根据并联直放站的上行底噪计算公式可以得到在两台VIB所产生的上行底噪叠加以后的总的上行底噪为：注：A、B均为在功分器输入端测得的单台直放站上行底噪

2/4/202315则，两台并联的直放站所产生的上行底噪到达无线站上行入口处的上行底噪为：

则，无线站上行入口的总上行底噪为：其中：C为GZF2100-V自身天馈所产生的上行底噪传输至上行入口时的值2/4/202316那么系统总的上行底噪为：其中：Ga为GZF2100-V的上行增益

f为直放站GZF2100-V的噪声系数

D为直放站GZF2100-V自身所产生的上行底噪2/4/202317WCDMA直放站上行底噪测试

直放站上行噪声主要是上行底噪，只要上行底噪满足基站要求则其他一般可以忽略，而直放站信源引入有两种方式：从施主基站直接耦合、空间耦合。因此我们选取了工程上使用较多的10W无线直放站、10W光纤直放站以及10W干线放大器进行了上行底部噪声的测试，并分析其上行增益对上行底噪的影响。2/4/202318测试设备型号

GZF2100-V（40W11JW01）一端GZF2100-IVA（W00JC01K1）一端GZF2100-IVB（40W11）JC01K2一端GZF2100-VI（40W00）JC01K2三端2/4/202319WCDMA干放并联测试

2/4/202320只开第一台干放只开第二台干放同时开两台干放上行底噪-65.50dBm-66.04dBm-63.78dBm按照上一章节论述的并联方式下的底噪计算公式，第一台设备的上行底噪功率为:式中，W1表示的一台设备上行底噪的功率

同理：第二台设备上行底噪功率为2/4/202321两台设备的上行底噪功率相加得：转化称为dBm得：可以看出此计算结果与实际测试值相差0.38dB。这其中还存在频谱仪读数不稳定所产生的误差。

2/4/202322WCDMA无线站带干放混联测试2/4/202323上行增益（dB）上行底部噪声(dBm)95-10.0190-14.8085-20.1780-24.9675-30.2370-34.89可以看出底噪变化跟增益接近与一个线性的关系，当增益变化在5个dB的时候，底噪变化也是接近5个dB左右。

2/4/202324GZF2100-V拖带一台GZF2100-VI上行增益（无线直放站）上行增益（干放）（dB）上行底部噪声(dBm)9545-9.2540-9.7435-10.0130-10.089045-14.1840-14.6135-14.7730-14.858545-19.4540-20.0635-20.2830-20.348045-24.3740-24.9635-25.1930-25.242/4/202325在引入一台干线放大器后，对底噪影响并不大，在干放增益达到最大45dB时，底噪抬升有-9.25-(-10.01)=0.76dB。在干放增益降到35dB，无线站增益最大时，基本同单台无线站满功率输出是一样的，底噪都是-10.01dBm。同时，还可以从表中看出，两台设备串联时，底噪受最前一级的设备影响最大，基本保持一个接近线性的关系。2/4/202326上行增益（无线站）上行增益（干放1）上行增益（干放2）上行底部噪声(dBm)954545-8.7040-9.2335-9.3830-9.484040-9.7835-9.9330-10.013535-10.0930-10.163030-10.24904545-13.1040-13.5635-13.7130-13.754040-14.5335-14.6830-14.753535-14.8830-14.933030-14.97GZF2100-V拖带两台GZF2100-VI2/4/202327854545-18.9040-19.4235-19.5330-19.624040-19.9735-20.1230-20.183535-20.2830-20.353030-20.38804545-24.0440-24.6135-24.7330-24.814040-25.0835-25.2730-25.333535-25.4130-25.453030-25.52GZF2100-V拖带两台GZF2100-VI2/4/202328在引入两台并联的干线放大器后，可以看到，在两台干放增益都达到最大45dB时，底噪抬升有-8.7-(-10.01)=1.31dB。在一台干放增益降到30dB，一台降到40dB，无线站增益最大时，基本同单台无线站满功率输出是一样的，底噪都是-10.01dBm，可见，只要将干放的上行增益设置合理，是可以很好控制底噪的。同时，还可以从表中看出，拖带两台并联设备时，底噪依然是受最前一级的设备影响最大，基本保持一个接近线的关系。

2/4/202329按照上一章节论述的混联方式下的底噪计算公式，两台GZF2100-VI的上行底噪功率为-70.50dBm和-71.04dBm，两台设备经过三功分和衰耗器进入无线站上行入口，中间损耗(三功分，衰耗器，线损)=5.5+40+4.5=50dB。

则，两台并联的直放站所产生的上行底噪到达无线站上行入口的上行底噪为：

2/4/202330那么系统总的上行底噪为：其中：Ga为GZF2100-V的最大上行增益95dBf为GZF2100-V的噪声系数，在这里取5dBD为GZF2100-V自身所产生的上行底噪，由测得的值取-10.01dBm。

得到

可以看出此计算结果与实际测试值相差0.72dB。这其中还存在频谱仪读数不稳定以及器件损耗所产生的误差。2/4/202331下面介绍GZF2100-V拖带三台GZF2100-VI的情况：2/4/202332上行增益（无线站）（dB）上行增益（干放1）（dB）上行增益（干放2）（dB）上行增益（干放3）（dB）上行底部噪声(dBm)95454545-6.3740-6.9535-7.2030-7.25404040-8.4335-8.6630-8.78353535-9.2830-9.34303030-9.6390454545-11.2440-11.9035-12.1530-12.18404040-13.2835-13.5430-13.68353535-14.0430-14.10303030-14.402/4/20233385454545-16.3640-16.9935-17.1030-17.18404040-18.3435-18.5830-18.62353535-19.1030-19.22303030-19.4180454545-21.3640-21.8435-21.9930-22.07404040-23.6535-23.8830-23.97353535-24.3830-24.51303030-24.772/4/202334在引入三台并联的干线放大器后，可以看到，在三台干放增益都达到最大45dB时，底噪抬升有-6.37-(-10.01)=3.64dB。在无线站和另两台干放增益不变情况下，单台干放在15dB的变化范围内，对系统底噪的影响不到1dB。在最前一级的无线站满输出不变的情况下，三台干放都下降15dB时，系统底噪变化保持在3dB-3.5dB之间。同时，还可以从表中看出，拖带三台并联设备时，底噪依然是受最前一级的设备影响最大，基本保持一个接近线性的关系。2/4/202335WCDMA光纤站带干放混联测试2/4/202336上行增益（dB）上行底部噪声(dBm)57-62.1254-65.0151-67.8448-70.5345-73.0442-75.1139-76.47GZF2100-IVA+GZF2100-IVB的连接方式：2/4/202337上行增益（光纤直放站）上行增益（干放）（dB）上行底部噪声(dBm)5545-62.0240-62.9135-63.2630-63.345045-66.6640-67.4135-67.8030-67.884545-71.1540-71.9835-72.2430-72.304045-74.6540-75.1035-75.2330-75.36GZF2100-IV拖带一台GZF2100-VI的连接方式2/4/202338上行增益（无线站）上行增益（干放1）上行增益（干放2）上行底部噪声(dBm)554545-60.7840-61.4235-61.7330-61.764040-62.3035-62.5230-62.653535-62.9530-62.963030-63.06504545-65.5840-66.2335-66.4530-66.554040-67.3535-67.6030-67.713535-67.8630-67.953030-68.05GZF2100-IV拖带两台GZF2100-VI2/4/202339454545-70.2840-70.9335-71.0830-71.184040-71.5635-71.8330-71.943535-72.0930-72.203030-72.28404545-73.9340-74.3635-74.5630-74.584040-74.9035-75.0630-75.113535-75.2430-75.333030-75.34GZF2100-IV拖带两台GZF2100-VI2/4/202340上行增益（光纤站）上行增益（干放1）（dB）上行增益（干放2）（dB）上行增益（干放3）（dB）上行底部噪声(dBm)55454545-60.4940-61.0635-61.2330-61.28404040-62.4235-62.7030-62.80353535-63.2030-63.30303030-63.5150454545-65.2240-65.3635-66.5530-66.62404040-67.0835-67.3130-67.39353535-67.7530-67.88303030-68.09GZF2100-IV拖带三台GZF2100-VI2/4/20234145454545-69.8940-70.4235-70.4630-70.60404040-71.5635-71.6730-71.83353535-72.1230-72.27303030-72.4240454545-73.4840-73.8335-73.9730-73.02404040-74.7435-74.8830-74.98353535-75.2130-75.30303030-75.42GZF2100-IV拖带三台GZF2100-VI2/4/202342结论根据以上的公式和测试，实际测试所得数据和理论所得数据相差不大。在无线站或光纤站后面所有设备产生的上行底噪经过最前一端设备放大以后的上行底噪值远远大于无线站或光纤站自身产生的底噪，由相关的理论我们可以知道，第一级设备下行输入端所能接收的上行底噪是由这一级设备本身产生的上行底噪与后面所有的设备传输上来的上行底噪相叠加的一个结果，其叠加过程即是功率的相加过程，由于一般来说第一级设备上行输入口所接收的上行底噪经设备上行放大后的功率相比设备自身产生的上行底噪大得多，因此在计算过程中设备自身产生的上行底噪基本上可以忽略不计。因此要弄清楚串连设备上行底噪的叠加关键点就在后面所有设备产生的上行底噪到达第一级设备后是怎样的一个放大过程。从上面的测试数据可以看出，第一级设备上行输入端的上行底噪与上