直放站对cdma系统容量影响探讨

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1、一、引言　　直放站是在基站和移动台之间串入的一个模拟有源设备，噪声积累效应直接影响施主基站的覆盖和容量。　　当直放站上行增益与上行链路损耗相等、噪声系数与基站相等时，1个直放站将使施主基站底噪抬升3dB，影响施主基站的上行覆盖范围；由于宏基站的上行覆盖先受限，因此需要降低施主基站底噪的抬升量，往往采用直放站上行增益低于上行链路损耗的措施来降低抬升量。　　直放站对施主基站的容量也有影响。直放站和干放等模拟设备产生的噪声是积累的，无法通过信号再生方法消除。因此，引入直放站将降低信号的信噪比（EVM恶化），降低系统的解调性能，直接降

2、低WCDMA系统的容量。另外，直放站增加了传输时延和设备处理时延，对快速功控的收敛带来一定的影响，也会直接导致施主基站的容量下降。由于直放站上行和下行均进行放大，对双向链路的容量均产生影响。　　二、对上行容量的影响　　在没有周围基站小区干扰的条件下，CDMA系统单业务条件下单小区的上行容量表达式为：　　（1）　　式中M表示CDMA系统的信道数（同时接入的最多用户数），是业务的处理增益，是背景热噪声在通信带内（3.84MHz）的功率，是每个业务信号到达基站接收端的功率， 是业务在一定业务质量QoS（主要是误块率等）下，接收机解调

3、所需的信噪比。　　由公式（1）可见，CDMA系统上行容量取决于处理增益和系统性能（解调所需的）。　　不考虑底噪影响时的容量表达式（时的极限或者极点容量）：　　（2）　　CDMA是自干扰系统，自干扰引起功率攀升导致基站总接收噪声（宽带接收总功率RTWP，包括底噪和自干扰噪声）上升，基站小区负荷提高，基站小区上行负荷公式：　　（3）　　式中是小区上行负荷，是基站总接收噪声上升量。　　单业务上行容量模型不失一般性，结论可以作为依据。由于话音业务粒度小，比较容量变化误差相对较小，下面将话音业务作为例子探讨。　　1．底噪抬升对上行容量和

4、覆盖的影响　　从公式（3）可以看到，基站总接收噪声上升3dB时，即，上行负荷已经达到50％，上升6dB时达到75%。　　从公式（1）可以看到，基站底噪抬升后对上行实际容量有影响。但底噪抬升对容量的影响与自干扰功率攀升对容量的影响是不同的。自干扰引起功率攀升是在功率控制机理下，比如一个新用户接入增加了干扰，已经接入的用户为了满足原来的QoS而增加功率，以克服新用户接入的干扰，这是一个交替攀升的过程，理论和仿真结果证明，在功控收敛的条件下功率攀升不会无休止进行下去，将达到一个新的平衡点。功控收敛条件与功控算法、无线环境和链路时延等

5、有关。　　底噪抬升3dB并不意味上行容量降低了50％。底噪抬升是指在背景热噪声基础上，用户不断接入产生自干扰使基站宽带接收总功率RTWP上升；底噪抬高后，RTWP更快接近最大限制值，即对容量有影响。下图是底噪抬升与自干扰功率攀升示意图：图1不同底噪的自干扰功率攀升示意图点击此处查看全部新闻图片　　底噪抬升直接降低上行接收灵敏度，上行覆盖半径直接缩小，覆盖半径缩小的百分比与传播模型有关，室外传播模型可以使用距离衰减系数3.53作为参考。　　底噪抬升对上行覆盖半径缩小比例见下表1：　　CDMA系统是一个自干扰系统，干扰增加即容量下

6、降；信号本身就是干扰，增加发射功率意味着干扰增加，容量下降。　　组网时必然存在多小区，干扰增加，组网后每个基站小区的容量比单小区容量下降，下降比例取决于干扰的增加量。　　根据3GPP协议【3】，多运营商和多小区时干扰噪声上升，将引起容量的损失，以容量下降前的容量作为比较基础，则容量下降（损失）比例为：　　（4）　　是单小区（或单运营商）的干扰，是多小区（或多运营商）的干扰。按照增加干扰的情况，由（4）式得：　　（5）　　式中为增加的干扰比例。　　或者按照干扰增加的dB值计算得出容量的下降比例：　　（6）　　根据参考文献【6】、

7、【7】结论，Qualcomm公司进行的模拟实验表明，来自其它基站小区的干扰为基站收到的本小区内部干扰的35%，组网后多小区容量比单小区容量下降，按照（5）式计算，相对下降前的容量，下降比例为：　　（7）　　直放站引起基站底噪抬升，上行接收灵敏度降低，上行覆盖半径变小，在相同数量移动台的情况下，基站之间的干扰增加。这是因为其它基站下的移动台在相同地点增加了发射功率，到达本基站形成干扰的增加，相当于其它基站下移动台同发射功率的等效平均距离减小。　　当底噪抬升dB时，假设室外宏小区传播模型的距离衰减系数＝3.53，则覆盖半径缩小比例

8、为：　　（8）　　同发射功率的等效平均距离减小导致干扰增加，其比例与（7）式相同。　　比如底噪抬升3dB，灵敏度降低3dB，室外宏小区传播模型的距离衰减系数＝3.53，则小区半径缩小17.77%。从式（5）得周围小区对本小区的干扰引起容量降低比例为：　　（9）　　可见，底噪抬