直放站噪声系数的影响

hld7

摘要：直放站在移动通信中的应用越来越广，许多人都希望选用大功率输出的直放站来扩大覆盖范围，但往往造成基站覆盖范围的减小，主要原因是直放站的噪声引入到基站后降低了基站接收机的接收灵敏度，本文就这方面进行了分析并给出计算公式。
    关键词：直放站，噪声系数，基站接收机接收灵敏度
    直放站由于造价低、安装简便、安装周期短，对安装环境要求不高等优点在移动通信网络中得到广泛应用，特别是在联通新时空正在进行的CDMA网络建设中，直放站的应用数量甚至超过了基站，这对联通新时空在短期内迅速建成覆盖全国的网络起到至关重要的作用，但是如果直放站参数设置不当同样会严重影响施主基站的性能，降低网络运行质量。下面我仅对直放站的噪声对施主基站的影响做一下分析。
    直放站的噪声系数对施主基站的影响主要是指直放站的上行噪声引入施主基站，从而降低施主基站接收机的接收灵敏度，减小了施主基站的覆盖范围。
    直放站是一个有源设备，一般性能较好的直放站上下行的噪声系数都应小于5dB，我们以此值作为讨论的基础。
    首先介绍两个概念：KT(热噪声密度) 和 EDoPL(有效路径损耗)。
    KT(热噪声密度)为设备内部电子热运动引起的噪声，是所有设备都固有的，它只和温度有关。K为波滋曼常数，T为绝对温度。在温度为20℃时KT(热噪声密度)为：－174dBm/Hz。
    EDoPL(有效路径损耗) 就是指基站输出口到直放站的输入口的总的路径损耗。无论信号是通过空中传播或通过光纤传输。

                    
     直放站的噪声经过放大（直放站的上行增益）和有效路径损耗后进入基站，和基站接收机的噪声叠加就会提高接收机噪声电平。
     直放站的噪声到达基站接收机输入端的等效热噪声电平Nin：
       Nin=K*T*B + NF rep ＋ G rep － EDoPL
              K*T: 热噪声密度              B:系统信道带宽
        NF rep ：直放站噪声系数      G rep ：直放站增益        EDoPL：有效路径损耗
    基站接收机等效热噪声电平：
        Nbts＝K*T*B + NFbts
       K*T:热噪声密度      B:系统信道带宽      NFbts:基站接收机噪声系数
    基站接收机等效热噪声电平升高ROT（Raise  Over  Thermal）
       ROT=10Log【（10Nin/10+10Nbts/10）/10Nbts/10】
    设噪声注入裕量NIM (Noise Injection Margin)
            NIM=10Log （10Nbts/10/10Ni/10）
       ROT=10Log（1＋10-NIM/10）

  

    例一：设EDoPL为90dB, 直放站增益设为90dB（这时直放站下行输出功率和基站一样），直放站和基站的噪声系数5dB, 为保持上下行链路平衡，上下行增益设置一样。利用前边的公式可以得出:   ROT=3dB
  
结论：直放站的引入使基站噪声电平提高3dB，接收机灵敏度的降低3dB，施主基站覆盖范围缩小20－30％，同样直放站的覆盖范围也要相应减小。

   例二：设EDoPL为90dB,  直放站增益设为85dB（直放站下行输出功率比基站小5dB），直放站和基站的噪声系数5dB, 为保持上下行链路平衡，上下行增益设置一样。利用前边的公式可以得出:   ROT=0.8dB

结论：直放站的引入使基站噪声电平提高0.8dB，接收机灵敏度的降低0.8dB，施主基站覆盖范围缩小较小。

   通过以上两例可以看出，当直放站增益设置比有效路径损耗小直放站的噪声系数时，直放站对基站的影响比较小（如果在此基础上在留5dB的余量，直放站对基站影响将会更小：<0.3dB），此时直放站的输出功率比基站功率低。  如：  施主基站输出43dBm(20W), 直放站噪声系数5dB, 在使用直放站时最大输出功率应小于38dBm. 光纤直放站也要遵循同样原则。