TD-SCDMA干線放大器增益設(shè)計(jì)

TD-SCDMA干線放大器在工程開通時(shí)要在保證鏈路平衡的基礎(chǔ)上合理掌握增益調(diào)整和基站影響的關(guān)系，正確調(diào)試干線放大器，在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模建設(shè)時(shí)干線放大器也將發(fā)揮其最大的作用。

隨著TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，大量的TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)隨之建設(shè)。高質(zhì)量的TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)對(duì)于提升TD-SCDMA整體網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、提高用戶對(duì)新的3G網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)同感對(duì)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商尤為重要。

TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)工作在2GHz頻段，電磁波的無線鏈路傳播損耗以及射頻電纜的傳播損耗相對(duì)較大，TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋必須開發(fā)大功率的有源放大設(shè)備解決覆蓋功率不足的問題。干線放大器在2G移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化覆蓋中發(fā)揮了重要的作用，是解決室內(nèi)覆蓋的最有效的手段和最重要的有源功率放大設(shè)備。因?yàn)門D-SCDMA網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)設(shè)備自身的特點(diǎn)，TD-SCDMA干線放大器在TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋的應(yīng)用更加迫切。

TD-SCDMA干線放大器的工程應(yīng)用和2G干放基本一樣，除了特有的同步問題需要單獨(dú)考慮外，應(yīng)用上最關(guān)注的幾個(gè)因素是：功率的利用率，輸入功率控制，避免輸出過飽和，上下行鏈路平衡等問題。

TD-SCDMA干放增益設(shè)置

干放的增益通常設(shè)計(jì)成跟干放到基站的路徑損耗相當(dāng)?shù)牡燃?jí)。當(dāng)干放覆蓋的區(qū)域下行輸入功率特別小(即干放到基站的路徑損耗特別大)的時(shí)候，干放的增益不能變得很大，干放的覆蓋范圍將會(huì)縮小。而當(dāng)干放覆蓋的區(qū)域下行輸入功率較大時(shí)，干放應(yīng)該可以適當(dāng)控制其增益，即干放要有增益調(diào)節(jié)的功能。

當(dāng)干放到基站的路徑損耗一定時(shí)，干放的上行增益越高，干放的噪聲對(duì)基站噪聲的影響就越大。一個(gè)明顯的例子是，當(dāng)干放的上行增益跟干放到基站的路徑損耗相等，干放的噪聲系數(shù)跟基站接收機(jī)的噪聲系數(shù)也相等時(shí)，干放的熱噪聲疊加到基站輸入端將導(dǎo)致基站的熱噪聲被抬高3dB。如果干放的增益高于干放到基站的路徑損耗，那么干放熱噪聲的影響會(huì)更大。此外，干放增益過高會(huì)使干放的輸出底噪很高，而導(dǎo)致干放的雜散高于指標(biāo)要求。另外，干放的增益如果太低，那么實(shí)際運(yùn)用中很可能干放不能滿功率輸出，這會(huì)導(dǎo)致干放的覆蓋能力降低。干放的增益設(shè)置必須結(jié)合多種因素綜合考慮。

設(shè)計(jì)時(shí)干放輸出功率考慮

TD-SCDMA基站系統(tǒng)總功率為2W，PCCPCH功率配比一般為29dBm或26dBm?；究偣β孰S負(fù)載的多少而變化，但PCCPCH功率幾乎不變，所以我們均以PCCPCH功率來計(jì)算系統(tǒng)的覆蓋范圍和用于室內(nèi)覆蓋鏈路預(yù)算。

干線放大器是一種透明傳輸?shù)闹欣^設(shè)備，無法識(shí)別系統(tǒng)接收到的是PCCPCH功率還是業(yè)務(wù)功率。干放開通時(shí)采用頻譜按照5ms時(shí)域范圍內(nèi)讀出的穩(wěn)定的功率信號(hào)為整個(gè)TS0的輸出，所以干放開通調(diào)試時(shí)需要考慮TS0與總功率的關(guān)系問題。下表為2W室內(nèi)RRU典型TS0功率配置。

根據(jù)以上配置TS0滿功率約為30.6dBm，滿功率2W的RRU當(dāng)全碼道、滿功率占用時(shí)TS4、TS5、TS6的最大輸出功率均為33dBm，故TS0 的輸出功率比基站額定功率小2.4dB，雖然干線放大器具備ASLC(自動(dòng)時(shí)隙電平控制)功能，但是為了避免干放輸出功率過飽和后可能產(chǎn)生的意外問題，干放開通的輸出功率應(yīng)和基站本身TS0與額定功率的比例保持一致，即干放輸出的TS0功率比額定功率小2.4dB(如TS0功率配置不同，此值會(huì)變化，由于室內(nèi)容量規(guī)劃一般考慮為75%，所以TS0功率配置產(chǎn)生1.2dB以內(nèi)的變動(dòng)對(duì)干放的正常使用不會(huì)產(chǎn)生影響)。

干放開通調(diào)試時(shí)上行增益設(shè)置

干放上行增益設(shè)置主要需要考慮對(duì)施主基站的影響。干放的使用會(huì)抬高施主基站的底部噪聲電平值，從而影響基站的接收靈敏度和上行容量，怎么樣才能使得對(duì)基站影響很小呢？

基站本身的底部噪聲電平：

PNode=KTB+NFNodeB=-113+5=-108dBm

(KTB高斯環(huán)境噪聲；基站系統(tǒng)噪聲系數(shù)NFNodeB=5dB。)

干放熱噪聲經(jīng)過放大和傳輸路徑損耗后，到達(dá)基站接收機(jī)輸入端的熱噪聲電平：

PIN=KTB+NFrep+Gu-PLoss

(NFrep干放上行噪聲系數(shù)；Gu干放上行增益；Ploss干放到基站路徑衰減值。）

基站熱噪聲電平升高ROT(RiseOverTher-mal)：ROT=10log[(10PNode/10+10PIN/10)/10PNode/10]

可以得知，干放對(duì)基站噪聲抬高主要由干放上行噪聲系數(shù)、上行增益、路徑損耗等因素決定，因?yàn)樯闲性肼曄禂?shù)和路徑損耗通常為定值，唯一的變量是上行增益 Gu。當(dāng)干放功率等于基站功率時(shí)，干放下行增益設(shè)計(jì)等于路徑損耗；干放功率大于基站功率時(shí)，下行增益設(shè)計(jì)則大于路徑損耗同樣的范圍。當(dāng)干放下行為滿增益額定輸出時(shí)，下行增益為Gd，干放噪聲系數(shù)為5dB，則基站熱噪聲電平升高與干放上行增益的關(guān)系如圖1。

我們希望干放對(duì)基站熱噪聲貢獻(xiàn)盡可能小，這種情況隨著干放的上行增益的減小基站噪聲抬高的程度越來越小直至可以忽略，此時(shí)需要考慮上下行鏈路平衡與之的關(guān)系。另外，干放對(duì)基站底噪抬升影響和干放功率的關(guān)系是：在同等條件下，干放功率越高，達(dá)到額定輸出的增益或路徑損耗量發(fā)生變化，導(dǎo)致對(duì)基站的影響增加。

干放上下行增益與鏈路平衡

在所要求的覆蓋區(qū)域內(nèi)，保證上、下鏈路正常傳輸，基站和終端分別接收的信號(hào)可以解調(diào)，從而保證雙向通信的正常建立。我們認(rèn)為在這些區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)是平衡的。

簡(jiǎn)單的考慮室內(nèi)鏈路平衡如下：

2W基站發(fā)射功率(PCCPCH)：29dBm

邊緣場(chǎng)強(qiáng)設(shè)計(jì)(PCCPCH)：-85dBm

下行鏈路損耗29-(-85)=114dB

UE最大發(fā)射功率：24dBm

到達(dá)基站功率：24-114=-90dBm

基站接收靈敏度：-110dBm

上行增益可調(diào)整余量：20dB

考慮到整體網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，UE的發(fā)射功率留有一定余量，干放的上行增益比下行增益降低10dB，也可完全滿足上下行平衡的要求，在室內(nèi)覆蓋采用干放時(shí)可以適當(dāng)調(diào)節(jié)減小干放的上行增益，在達(dá)到覆蓋要求的同時(shí)盡量避免對(duì)基站的干擾。

干放用在室內(nèi)覆蓋時(shí)，由于有邊緣場(chǎng)強(qiáng)限制，只要室內(nèi)(綠色)區(qū)域內(nèi)上下行都能通信就認(rèn)為上下行平衡。而在室外時(shí)，沒有邊緣場(chǎng)強(qiáng)限制，我們希望上下行覆蓋范圍差距(紅色區(qū)域)越小越好。

通過以上分析可知，TS0的輸出比例應(yīng)和信源基站保持一致，避免在接入用戶過多后功放過飽和對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響，工程開通時(shí)要在保證鏈路平衡的基礎(chǔ)上合理掌握增益調(diào)整和基站影響的關(guān)系，正確調(diào)試干線放大器，在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模建設(shè)時(shí)干線放大器也將發(fā)揮其最大的作用。