TD-SCDMA干線放大器的增益設(shè)計(jì)

TD-SCDMA干線放大器在工程開(kāi)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(wú)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(kāi)發(fā)大功率的有源放大設(shè)備解決覆蓋功率不足的問(wèn)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(wèn)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(guò)飽和，上下行鏈路平衡等問(wèn)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(guò)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(lái)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(wú)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(kāi)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(kāi)通調(diào)試時(shí)需要考慮TS0與總功率的關(guān)系問(wèn)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(guò)飽和后可能產(chǎn)生的意外問(wèn)題，干放開(kāi)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(kāi)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(guò)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。
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(lái)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(méi)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(guò)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(guò)多后功放過(guò)飽和對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響，工程開(kāi)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。