无线直放站底噪对基站干扰的分析

mengxzh

在无线网络建设初期，无线直放站以其众多优点得到了大量应用，比如建站方便快捷，不需要光纤等传输煤质，无需机房，建设成本低廉等等。随着无线网络的不断建设完善，大功率无线直放站在网络中的应用越来越少，小功率无线直放站逐渐增多，主要应用于室内覆盖环境，有效解决了室内覆盖信源引入问题，成为解决室内小区域覆盖的一种有效手段。

在实际工程应用中，我们要注意该类型设备的应用特点，否则就会遇到很多问题导致不能开通，比如自激，对基站产生上行干扰等。然而，这些并不能说明设备自身存在质量问题，往往都是存在应用层面的问题。
     自激一般是设备开通过程中施主天线和重发天线之间的空间隔离度不够所导致。无线直放站在应用中，必须要保证施主天线和重发天线之间的空间隔离度比设备开通增益大15dB以上，才能避免自激的出现。
    对基站产生上行干扰在网络应用中比较突出，主要有如下几点原因：设备出现了自激现象，设备上行开通增益太大，基站扇区下安装无线直放站数量太多等等。如下，我们作详细分析。

如上图所示，设定基站输出功率为PBTS，空间链路损耗为L，无线直放站下行链路增益为Gd，上行链路增益为Gu，直放站下行输入功率为Pin，直放站下行输出功率为Pout，直放站上行噪声系数为NFREP，基站接收机噪声为NFBTS，则有如下关系：
Pin=PBTS-L；
Gd=Pout-Pin；
单台无线直放站上行底噪达到基站的信号强度为：
-174 +Gu+NFREP+10lgBW-L；
设定上下行链路平衡，Gu=Gd，则上式表示为：
-174 +Pout-（PBTS-L）+NFREP+10lgBW-L=-174+NFREP+10lgBW+（Pout-PBTS）
     而基站接收灵敏度为：-174+ NFBTS+10lgBW

如果基站的一个扇区下安装有N台无线直放站，则达到基站的系统上行底噪为：-174+NFREP+10lgBW+（Pout-PBTS）+10lgN。

     我们知道，系统上行到达信源基站的底噪对基站接收灵敏度的影响如下表：

引入底噪（小于接收机灵敏度的差值）	对接收机灵敏度的恶化
16dB	0.1dB
6.9dB	0.8dB
0dB	3dB
-4.7dB（大于接收机灵敏度4.7dB）	6dB

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若要求系统底噪对基站接收机灵敏度的恶化小于0.1dB，则:

[ -174+ NFBTS+10lgBW] -[-174+NFREP+10lgBW+（Pout-PBTS）+10lgN] ≥16

设定NFREP= NFBTS，则有： 10lgN
≤PBTS -Pout -16，即N ≤

例如，假设无线直放站输出功率Pout=10dBm, PBTS=40dBm，则N≤101.4≈25

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若要求系统底噪对基站接收机灵敏度的恶化小于0.8dB，则:

[ -174+ NFBTS+10lgBW] -[-174+NFREP+10lgBW+（Pout-PBTS）+10lgN] ≥6.9

设定NFREP= NFBTS，则有： 10lgN
≤PBTS -Pout -6.9，即N ≤

例如，假设无线直放站输出功率Pout=10dBm, PBTS=40dBm，则N≤102.51≈204

l
若要求系统底噪对基站接收机灵敏度的恶化小于3dB，则:

[ -174+ NFBTS+10lgBW] -[-174+NFREP+10lgBW+（Pout-PBTS）+10lgN] ≥0

设定NFREP= NFBTS，则有： 10lgN
≤PBTS -Pout -0，即N ≤

例如，假设无线直放站输出功率Pout=10dBm, PBTS=40dBm，则N≤103=1000

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若要求系统底噪对基站接收机灵敏度的恶化小于6dB，则:

[-174+NFREP+10lgBW+（Pout-PBTS）+10lgN]-[ -174+ NFBTS+10lgBW] ≤4.7

设定NFREP= NFBTS，则有： 10lgN
≤PBTS -Pout +4.7，即N ≤

例如，假设无线直放站输出功率Pout=10dBm, PBTS=40dBm，则N≤103.47≈2951

另外，如果在链路平衡上作一些牺牲，则N值可以更大。假设上行链路增益比下行链路增益小MdB，即Gu=Gd-M。
则到达基站的上行底噪为：-174+NFREP+10lgBW+（Pout-PBTS）-M

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若要求系统底噪对基站接收机灵敏度的恶化小于0.1dB，则:

[ -174+ NFBTS+10lgBW] -[-174+NFREP+10lgBW+（Pout-PBTS）+10lgN-M] ≥16

设定NFREP= NFBTS，则有： 10lgN
≤PBTS -Pout -16+M，即N ≤

例如，假设无线直放站输出功率Pout=10dBm, PBTS=40dBm，

M=1，则N≤101.5≈31

M=2，则N≤101.6≈39

M=3，则N≤101.7≈50

M=4，则N≤101.8≈63

M=5，则N≤101.9≈79

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若要求系统底噪对基站接收机灵敏度的恶化小于0.8dB，则:

[ -174+ NFBTS+10lgBW] -[-174+NFREP+10lgBW+（Pout-PBTS）+10lgN-M] ≥6.9

设定NFREP= NFBTS，则有： 10lgN
≤PBTS -Pout -6.9+M，即N ≤

例如，假设无线直放站输出功率Pout=10dBm, PBTS=40dBm，

M=1，则N≤101.6≈39

M=2，则N≤101.7≈50

M=3，则N≤101.8≈63

M=4，则N≤101.9≈79

M=5，则N≤102.0≈100

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若要求系统底噪对基站接收机灵敏度的恶化小于3dB，则:

[ -174+ NFBTS+10lgBW] -[-174+NFREP+10lgBW+（Pout-PBTS）+10lgN-M] ≥0

设定NFREP= NFBTS，则有： 10lgN
≤PBTS -Pout -0+M，即N ≤

例如，假设无线直放站输出功率Pout=10dBm, PBTS=40dBm，

M=1，则N≤103.1≈1258

M=2，则N≤103.2≈1584

M=3，则N≤103.3≈1995

M=4，则N≤103.4≈2511

M=5，则N≤103.5≈3162

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若要求系统底噪对基站接收机灵敏度的恶化小于6dB，则:

[-174+NFREP+10lgBW+（Pout-PBTS）+10lgN-M]-[ -174+ NFBTS+10lgBW] ≤4.7

设定NFREP= NFBTS，则有： 10lgN
≤PBTS -Pout +4.7+M，即N ≤

例如，假设无线直放站输出功率Pout=10dBm, PBTS=40dBm，

M=1，则N≤103.57≈3715

M=2，则N≤103.67≈4677

M=3，则N≤103.77≈5888

M=4，则N≤103.87≈7413

M=5，则N≤103.97≈9332

通过以上分析，我们知道，无线直放站在应用中，除了要避免自激外，还要考虑无线直放站输出功率、直放站数量、直放站增益平衡等因素对基站产生上行干扰的影响。同时，我们也可以看出，只要注意无线直放站在网络应用中的特点，合理加以利用，对基站的上行干扰是可以完全可以控制的。