塔顶低噪声放大器在优化小区覆盖中的作用.doc

《塔顶低噪声放大器在优化小区覆盖中的作用.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、塔顶低噪声放大器在优化小区覆盖中的作用蜂窝移动通信网络的规划和优化过程一般分为二个相对独立的部分：一是无线网络的规划和优化；二是传输网络的规划与优化。前者又可分为确立业务量模型和小区规划，在统筹兼顾用户业务负荷、控制信令负荷、频谱利用率、覆盖概率、传输质量的条件下，尽可能降低建设成本和运营成本。本文旨在论述塔顶放大器在优化小区覆盖过程中的作用：消除小区上、下行系统增益不平衡，增大覆盖面积；消除原覆盖区的室内、外盲区，提高小区覆盖概率；改善上行覆盖质量，降低通话中的掉话率；提高始发呼叫、终接呼叫和位置更新的成功率；扩大来、去向越区切换范围，减少切换过程因小区边缘上行信号电平低而出现的掉

2、话；在业务量密度较低的地区和具有业务负荷吸收能力的高业务量密度地区，以最少的基站覆盖尽可能大的服务区，增大每小区的用户数和/或业务量，以降低建设成本和运营成本。一、蜂窝系统空中口上下行链路的增益不平衡问题一般说来，各种蜂窝移动通信系统中空中接口(Um口)上下行链路的系统增益是不平衡的。然而，这类系统又是全双工（FDD或TDD）通信系统，因此，小区覆盖范围及小区内的覆盖概率受限于系统增益较低的链路，控制信令成功率、通话质量和中断率问题也都受限于系统增益低的链路。统增益是表征数字无线电通信系统的一个最重要的参数，它定义为在规定的比特(或帧、码字、符号)差错率指标的条件下，发射机最大输出功

3、率与对端接收机最小接收功率的比值，通常以分贝表示，即系统增益As为，As=10Log(PTmax/PRmin)－D(dB)。(1.1)式中，PTmax为发射机最大输出功率(W或mW),PRmin为接收机最小接收功率。D为其它因素引起的信号恶化的修正值(dB)。在一定比特差错率前提下(质量要求)，可接受的最小接收功率又叫做门限功率，它主要取决于接收机噪声功率电平，即按质量要求解调消息数据信号和控制数据信号所需要的信号/噪声比。系统存在许多恶化因素，诸如超量的噪声带宽、信号的失真、互调、码间干扰、载波恢复的偏移、定时误差、抖动、干扰噪声等，而馈送、耦合和/或混合以及滤波的损耗也是衰减信号

4、和/或增加噪声的因素。现以GSM900蜂窝移动通信系统总规范规定的标称基本参数为例分析空中接口上、下行链路的增益不平衡问题。从中不难发现，安装塔顶低噪声放大器后，可以增加上行链路增益，克服不平衡，从而大大改善小区覆盖。因为塔顶低噪声放大器既不改善也不恶化本站的载波/干扰比，分析上、下行链路系统增益不计及上、下行链路干扰噪声影响不会改变分析的正确性。为了方便起见，将基站收发信机的性能指标都折合到天线跳线电缆的下端，也不影响计算的正确性。在移动台(MS)与基站（BS）之间的下行链路增益可由BS发射机最大输出功率(标称或实测)和MS灵敏度求出，前者通常为20W(43dBm)，假定双工器、合

5、路器和馈线损耗LFT为3dB，则折合到馈线顶端(天线跳线电缆下端)的最大发射功率PBSTmax为40dBm；MS的标称灵敏度为-102dBm。所以小区或扇区的下行链路系统增益为40dBm－(-102dBm)=142dB。在上行链路，规定的MS最大输出功率为2W(33dBm),规定的BS接收机灵敏度为-104dBm。由于基站采用空间分集接收，理论上分集增益为3dB，但受限于天线塔的环境，实际只能增加2dB左右，这相当于MS发射功率增加2dB,所以MS发射功率相当于35dBm。为了将BS灵敏度换算到馈线上端口最小接收功率，我们必须作些变换，为此将式(1.1)改写为AS=10Log(PTm

6、ax/KT0BxNFxS/N)-D(dB)(1.2)式中K为波尔兹曼常数，其值为1.38×10-23J/0K·Hz,T0为以绝对温度表示的环境噪声温度，若环境温度取200C，则绝度温度为2930K,B为接收带宽，GSM取2×105Hz,假定BS和MS的D值大体相同，可以不予考虑。S/N为按一定质量要求解调消息信号所需的载波信号功率与噪声功率之比，它不同于消息信号每比特能量与噪声密度之比Eb/N0,其关系取决于调制解调方式。显然，在规定比特差错率条件下，基站接收机最小接收电平可以表示为PRmin=10LogKT0+10Log(B)+NFBS+S/N(1.3)规定的基站接收机灵敏度为-1

7、04dBm,解调门限功率通常为9dB，近似认为S/N=9dB。据此，可以计算出基站接收机噪声系数NFBSR=8dB。然后根据Friis定理将基站接收机NFBSR换算为馈线上端口的噪声系数，Friis公式为，NFS=NF1+L1(NF2-1)/G1+…。(1.4)式中，NFS为所论系统的总噪声系数，NF1、NF2分别为系统第一级和第二级的噪声系数，L1、G1为第一级的增益或损耗。自然还可以计及第三级、第四级，但系统的总噪声系数主要取决于前面几级。应当指出的是