TD-SCDMA直放站对网络性能的影响

老米

    TD-SCDMA直放站是用于TD-SCDMA移动通信网的全双工、线性射频放大的设备。按传输方式可分为干线放大器、无线传输直放站和光纤传输直放站。按信道方式可以分为宽带直放站和选频直放站。

    2G时代的直放站在优化补盲和室内覆盖中发挥了重要作用，人们期望TD直放站在3G发展中也能占有一席之地。但与以往的直放站相比，TD直放站具有一些新的特点，所以在其正式入网前，需要对它的网络适应性进行充分的研究和验证，在其入网后还要根据实际情况不断对其进行优化。

    目前，各直放站厂商基本上都已开发出各自的TD直放站产品与方案，且部分产品已经在试验网中得到了应用。2006年4月，泰尔实验室、各系统厂商和各直放站厂商共同努力，完成了TD直放站标准的初稿。中国普天积极参与TD-SCDMA直放站标准的制定和完善工作，并与各直放站厂商开展广泛的合作，在促进TD-SCDMA直放站产业的快速发展方面做了大量细致的工作。

    一、TD直放站的特点

    TD直放站与其它系统直放站的主要区别是同步的时分双工模式。TD直放站正常工作的前提是能够和NodeB取得同步。

    众所周知，TD-SCDMA是一个时分双工系统，每个子帧包括7个常规时隙、3个特殊时隙和2个时隙转换点。为使上下行信号顺利地通过直放站，TD-SCDMA直放站必须与NodeB保持同步关系，以进行准确的收发转换。如果TD-SCDMA直放站和NodeB不同步，会使UE不能正确解调信号、NodeB间出现交错时隙，将导致整个网络瘫痪。

    1.同步方式

    目前，TD-SCDMA直放站和NodeB保持同步的方式主要有以下三种。

    检波同步方式：通过对基站的下行信号进行检波，获得与基站的同步。

    GPS同步方式：使用GPS时钟模块，参考GPS时钟，自动调整或人工配置时间偏移。

    终端同步方式：使用TD终端模块，解下行导频码，同步过程与UE的小区选择过程相同。

    2.转换点的设置

    针对不同的直放站同步方式，上下行转换点的设置是可以不同的，设置的出发点还是使信号顺利地通过。

    对于检波同步方式，在检测到下行导频信号的下降沿后就可以切换到接收状态，第二个转换点可以通过理论推算获得。

    对于GPS同步方式，由于时间精度很高，在根据与基站的距离设置好时间偏移值后，可以与NodeB很好地同步，所以两个上下行转换点可以设置在理想的转换点上。

    对于终端同步方式，第一个转换点可以放在下行导频信号的下降沿后，第二个转换点可以通过读BCH信道或理论推算获得。

    3.时隙比例的自动调整

    TD系统的慢速DCA能够自动调整业务时隙的上下行比例，使上下行传输能力和业务上下行负载的比例关系相匹配，避免因资源单向受限造成容量损失。

    在网络侧调整了时隙比例后，需要直放站能够检测出这种变化，并且自动地调整收发转换开关。对于终端同步方式，由于可以监听广播的消息，所以比较容易实现调整。

    二、TD直放站对网络性能的影响

    直放站自身的一些特性，如传输时延、线形度等等，或多或少的会对网络侧造成一定的影响。

    1.对NodeB接收机灵敏度的影响



引入干放的反向链路

    考虑如图1所示的反向链路，假设在干放输入口A处的热噪声为N,干放的噪声系数为NFRep，NodeB的噪声系数为NFNB，从干放输出到B点的馈线和无源器件的插入损耗之和为L，干放的上行增益为G。

    由Friis方程可以知道

    不接入干放时，接收端噪声系数NF=NFNB+L

    接入干放后，接收端噪声系数



    若令NFNB=5dB，NFRep=4dB，L=30dB，G=40dB，则NF=35dB，NF’=4.5dB。

    可见，直放站的引入改善了NodeB接收端的噪声系数，从而改善了NodeB的接收机灵敏度。

    2.对底噪的影响

    直放站是一种有源放大设备，它的引入会带来底噪的抬升。这里我们仍然以图1为例谈干放对NodeB底噪的影响。在B点基站接收机热噪声为：

    不接干放时为N+NFNB

    引入干放后为N+G+NF’–L

    所以，底噪变化为ΔN=G–L-(NFNB-NF’)

    假设NFNB=5dB，NFRep=4dB，通过计算可以得出：

    如果需要ΔN<2dB，则需要L>G+2dB；

    如果需要ΔN<1dB，则需要L>G+5dB；

    如果需要ΔN<0.1dB，则需要L>G+15dB。

    同时，试验结果也表明：当上行链路路径损耗大于直放站上行增益10dB以上时，直放站对底噪的影响可以忽略不计。可见，影响底噪提升的因素主要是上行增益和上行链路路径损耗的差值，所以在进行室内覆盖设计时，要考虑合理的干放上行增益和上行链路路径损耗。