塔顶放大器对umts网络覆盖的影响分析

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1、塔顶放大器对UMTS网络覆盖的影响分析摘要：本文给出了塔顶放大器对UMTS网络覆盖的影响分析。分析了塔放的基本工作原理和作用，以及在UMTS网络中，如何对网络的覆盖产生影响和根据其影响在WCDMA网络规划的应用。关键词：塔顶放大器；噪声系数；覆盖中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2016)18-0214-021概述UMTS作为3G技术体制中的一种，仍在欧洲、拉丁美洲、亚太等国家广泛运营。在UMTS网络中，塔顶放大器是一种用于放大上行天馈线射频信号的元器件，简称塔放[1]TMA(TowermountedAmplifier)o一般位于塔顶，

2、与基站天线通过跳线连接，以减少天线接收信号衰减，从而降低接收机噪声系数，使网络上行覆盖获得一定增益。网络工程搬迁、扩容、优化时，关注覆盖、容量、成本之间进行均衡，以达到预期的网络规划和优化目标。本文将重点分析，UMTS网络在引入塔放后，对网络覆盖的影响。2塔放原理分析塔放在天馈系统中的位于塔顶，与基站馈线通过一根2m〜3m长的跳线连接。信号先经塔放放大再经馈线衰减，以减少信号的衰减、降低噪声系数，等效于提高基站接收的信号输入电平及降低其噪声系数影响，有利于高质量地解调信号。应用塔放可降低基站接收系统噪声系数，提高基站接收机灵敏度。其中，虚线为基站接收机内部相关设备。N

3、TRX和背板为基站设备中的设备单元；NDDL为低损耗电缆。天线接收的信号首先经双工器滤除带外干扰，后由塔放放大信号，再由低损耗电缆将放大后的信号送入背板。下文将分别给出在天线口、塔放口、机顶口的噪声系数，以计算接收机灵敏度和链路损耗。2.2天线口噪声系数1）不配置塔放：天线口噪声系数=机顶口噪声系数+馈缆损耗+接头连接器损耗+跳线损耗。对于2100频段的UMTS网络，天线口噪声系数默认2.2dB。2）若配置塔放：天线口噪声系数=塔放口噪声系数+塔放口到天线口跳线损耗（默认0.3dB）。2.2塔放口噪声系数首先介绍一下级联放大器噪声系数。基站接收系统有源器件和射频导体中

4、的电子热运动引入了热噪声，使系统接收的信噪比下降、基站接收灵敏度降低。在信号传输中利用级联放大器原理来改善系统热噪声影响，噪声系数通常采用Friis公式P］进行计算：其中，NF:NoiseFigure级联噪声系数；NF1-NF3：分别为级联放大器第一级至第三级噪声系数：G1-G3：级联放大器第一级至第三级增益。上式中Gl、G2若足够大，级联放大器噪声主要取决于第一级的噪声系数NF1。噪声系数等于其损耗值，而增益为其损耗值取倒数。利用级联放大器原理，塔放即为基站接收系统前端（紧靠接收天线下）放置的低噪声放大器，以降低馈缆损耗对接收机灵敏度的影响，改善基站接收性能。根据F

5、riis公式，塔放口噪声系数可按下式计算：2.2机顶口噪声系数信号接收通道为NDDL到天线口这一段信号通过的路径。网络未配置塔放时，接收通道增益一般是固定的；配置塔放后，为使整个接收通道增益维持不变，需要调整NDDL的增益，这使机顶口噪声系数发生变化。计算步骤：①根据馈缆损耗与塔放增益算出调整后的NDDL增益；②NDDL不同增益对应的NDDL噪声系数可查表1，再根据背板和NTRX损耗，按下式计算机顶口噪声系数：③根据公式（2），可计算塔放口噪声系数。机顶口噪声系数计算举例：①假设通道增益需要维持38dB，对于馈缆损耗2dB、塔放增益12dB情况下，NDDL增益为38-

6、12+2=28dB。②此时噪声系数典型值2.3dB，背板和NTRX的损耗为27dB,这时可以计算得出机顶口噪声系数为：③假设馈线系统的损耗为2dB，系统不配置塔放时，查表1，NDDL的噪声系数为1.6dB,机顶口噪声系数为2.2dB，因此馈线系统和NDDL的级联噪声系数为=（2+2.2）=4.2dB；同样假设下配置塔放，馈线系统的损耗为2dB，塔放增益为12dB（规格分12dB和24dB两种），塔放噪声系数为2dB，NDDL的噪声系数为3.96dB，根据等效噪声系数级联公式（2），可以计算出塔放、馈线和NDDL的级联噪声系数为2.48dB。由此可见，有塔放时的噪声系数

7、比无塔放时的噪声系数优1.72dBo取相同NDDL增益，馈缆损耗l-6dB时，计算不同塔放增益情况下噪声系数改善值为0.8〜5.1。2.3接收机灵敏度接收机灵敏=噪声谱密度(dBm/Hz)+带宽(dBHz)+接收系统噪声系数(dB)+C/I(dB)(5)前三者为系统底噪。C/I为空口信噪比要求。UMTS采用扩频通信系统时，由于扩频增益作用，C/I远远小于基带解调性能要求，一般为负数。基站上行在天线口处的接收灵敏(dBm)=-174(dBm/Hz)+101g[1000*带宽(kHz)]+天线口噪声系数(dB)+基站接收机噪声系数(dB)(6)增加塔放后