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移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用直放站可以經(jīng)濟(jì)、迅速、有效的填補(bǔ)盲區(qū)，改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)可觀經(jīng)濟(jì)效益，因此在網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛的應(yīng)用。但是直放站本身是有源設(shè)備，它自身的噪聲系數(shù)和產(chǎn)生的雜散、互調(diào)信號(hào)如果控制不好會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生干擾，降低網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)癱瘓。為了保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量，需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中合理使用，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作，將影響降低到合理的范圍內(nèi)。
一、直放站的噪聲系數(shù)對(duì)GSM網(wǎng)絡(luò)的影響及解決方法
直放站的噪聲系數(shù)對(duì)施主基站的影響，主要表現(xiàn)在直放站的上行噪聲引入施主基站，從而降低施主基站接收機(jī)的接收靈敏度，減小了施主基站的覆蓋范圍，甚至引起掉話率和誤碼率的上升。
1影響分析
直放站是有源設(shè)備，直放站內(nèi)部有較多非線性有源器件，性能較好的直放站上下行的噪聲系數(shù)都應(yīng)小于5dB，下面就以以此值作為討論的條件。
首先介紹兩個(gè)概念：KT(熱噪聲密度)和EDoPL(有效路徑損耗)。
KT(熱噪聲密度)為設(shè)備內(nèi)部電子熱運(yùn)動(dòng)引起的噪聲，是所有設(shè)備都固有的，它只和溫度有關(guān)。
K為波滋曼常數(shù)，T為絕對(duì)溫度。
如在溫度為17℃時(shí)，KT(熱噪聲密度)為：－174dBm/Hz。
EDoPL(有效路徑損耗)就是指基站輸出口到直放站的輸入口的總的路徑損耗，無(wú)論信號(hào)是通過(guò)空中傳播或通過(guò)光纖傳輸。如下圖中：
EdoPL=OUT-IN=40-(-50)=90
直放站的噪聲經(jīng)過(guò)放大（直放站的上行增益）和有效路徑損耗后進(jìn)入基站，和基站接收機(jī)的噪聲疊加就會(huì)提高接收機(jī)噪聲電平。
設(shè)直放站的噪聲到達(dá)基站接收機(jī)輸入端的等效熱噪聲電平為Nin，則：
Nin=K*T*B+NFrep＋Grep－EdoPL
K*T:熱噪聲密度 B: 系統(tǒng)信道帶寬
NFrep:直放站噪聲系數(shù) Grep: 直放站增益
EDoPL：有效路徑損耗
設(shè)基站接收機(jī)等效熱噪聲電平為Nbts,則：
Nbts＝K*T*B+NFbts
K*T:熱噪聲密度 B:系統(tǒng)信道帶寬
NFbts：基站接收機(jī)噪聲系數(shù)
基站接收機(jī)等效熱噪聲電平升高ROT（RaiseOverThermal），則
ROT=10Log【（10Nin/10+10Nbts/10）/10Nbts/10】
設(shè)基站噪聲注入裕量NIM(NoiseInjectionMargin)，則
NIM＝10Log（10Nbts/10/10Nin/10）
可得：
ROT=10Log（1＋10-NIM/10）
例一：設(shè)EDoPL為90dB,直放站增益設(shè)為90dB（設(shè)此時(shí)直放站下行輸出功率和基站一樣），直放站和基站的噪聲系數(shù)5dB，為保持上下行鏈路平衡，上下行增益設(shè)置一樣。利用前邊的公式可以得出:
ROT=3dB
結(jié)論：直放站的引入使基站噪聲電平提高3dB，接收機(jī)靈敏度降低3dB，施主基站覆蓋范圍縮小20－30％，同樣直放站的覆蓋范圍也要相應(yīng)減小。
例二：設(shè)EDoPL為90dB,直放站增益設(shè)為85dB（直放站下行輸出功率比基站小5dB），直放站和基站的噪聲系數(shù)5dB,為保持上下行鏈路平衡，上下行增益設(shè)置一樣。利用前邊的公式可以得出:
ROT=0.8dB
結(jié)論：直放站的引入使基站噪聲電平提高0.8dB，接收機(jī)靈敏度降低0.8dB，施主基站覆蓋范圍縮小較少。
2解決方法
通過(guò)以上兩例可以看出，影響上行輸出噪聲功率的因素有兩個(gè)：噪聲系數(shù)和整機(jī)功率。當(dāng)直放站增益設(shè)置比有效路徑損耗小時(shí)，直放站躁聲系數(shù)對(duì)基站的影響比較小（如果在此基礎(chǔ)上再留10dB左右的余量，直放站對(duì)基站影響將會(huì)更小：<0.3dB）。選擇噪聲系數(shù)盡可能小的直放站，合理調(diào)整直放站的增益，嚴(yán)格控制直放站的發(fā)射功率，才能避免上行躁聲給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的不利影響。
二、直放站的互調(diào)干擾對(duì)GSM網(wǎng)絡(luò)的影響及解決辦法
互調(diào)干擾是指幾個(gè)不同頻率的信號(hào)通過(guò)非線性電路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生與有用信號(hào)頻率相同或相近的頻率組合，而對(duì)通信系統(tǒng)構(gòu)成的一種干擾。根據(jù)IS95規(guī)范和國(guó)家無(wú)委的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，GSM直放站產(chǎn)生的雜散和互調(diào)信號(hào)在9KHz-1GHz時(shí)小于-36dBm，在1GHz-12.75GHz時(shí)小于-30dBm。
1影響分析
在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，互調(diào)產(chǎn)生的原因有三方面：發(fā)信機(jī)互調(diào)、接收機(jī)互調(diào)和外部效應(yīng)引起的互調(diào)。
直放站的雜散和互調(diào)的產(chǎn)生主要來(lái)自于直放站內(nèi)部的功放模塊。發(fā)射機(jī)互調(diào)是由于直放站在多個(gè)發(fā)信機(jī)（載波）同時(shí)工作時(shí)，因合路器系統(tǒng)的隔離度不夠而導(dǎo)致信號(hào)相互耦合，干擾信號(hào)侵入發(fā)射機(jī)末級(jí)功率放大器，從而與有用信號(hào)之間合成互調(diào)產(chǎn)物，并隨有用信號(hào)發(fā)射，造成干擾。接收機(jī)互調(diào)主要是由高放級(jí)及第一混頻級(jí)電路的非線性所引起。外部效應(yīng)引起的互調(diào)主要是由于發(fā)射機(jī)饋線、高頻濾波器等無(wú)源電路接觸不良，以及由于異種金屬的接觸部分非線性等原因，使強(qiáng)電場(chǎng)的發(fā)散信號(hào)引起互調(diào)，產(chǎn)生干擾源。
當(dāng)有多個(gè)頻率信號(hào)通過(guò)非線性電路時(shí)，便會(huì)相互調(diào)制產(chǎn)生互調(diào)失真，以二階和三階失真幅度為最大，階數(shù)越高失真越小。二階互調(diào)fa+fb、fa-fb等，因其頻率遠(yuǎn)離主導(dǎo)信號(hào)頻率fa、fb，可不考慮：三階互調(diào)的兩種模型2fa-fb、fa+fb-fc，因其頻率接近或等于主導(dǎo)信號(hào)頻率，對(duì)通信的影響最大；三階以上互調(diào)失真幅度較小，均可不考慮。移動(dòng)通信設(shè)備主要考慮三階互調(diào)的影響。
�。�1）互調(diào)干擾對(duì)系統(tǒng)的影響：
對(duì)其它運(yùn)營(yíng)商的影響：當(dāng)一個(gè)運(yùn)營(yíng)商(移動(dòng)或聯(lián)通)開(kāi)通了一臺(tái)雜散和互調(diào)較高的直放站時(shí)，互調(diào)和雜散信號(hào)落在本運(yùn)營(yíng)商的頻帶外，會(huì)對(duì)附近另一個(gè)運(yùn)營(yíng)商的下行信號(hào)造成同頻干擾。
如：運(yùn)營(yíng)商A欲在一四層樓上安裝一臺(tái)直放站，雜散和互調(diào)為-36dBm（滿足無(wú)委指標(biāo)），雜散和互調(diào)信號(hào)和有用信號(hào)一起通過(guò)17dBi的業(yè)務(wù)天線發(fā)射，那么雜散和互調(diào)信號(hào)在天線正面的輸出強(qiáng)度為-18dBm，根據(jù)自由空間無(wú)線信號(hào)傳播公式可知，相距10米衰減大約50dB，相距100米衰減大約70dB，相距1公里大約衰減90dB；可以算出對(duì)其它運(yùn)營(yíng)商的下行信號(hào)帶來(lái)的同頻干擾。在無(wú)阻擋環(huán)境下天線正前方100米以內(nèi)同頻干擾大于-88dBm，這時(shí)如果另一運(yùn)營(yíng)商的信號(hào)強(qiáng)度低于-79dBm，使得載波干擾比低于9，就會(huì)造成無(wú)法接通的情況發(fā)生。因此，在做室內(nèi)或室外直放站工程時(shí)，控制各運(yùn)營(yíng)商的設(shè)備及天線的距離，對(duì)避免干擾非常重要。
（2）對(duì)相鄰基站小區(qū)的影響：
在使用大功率寬帶直放站時(shí)，互調(diào)指標(biāo)比較高，由于帶寬選擇直放站所有的信道都共用一個(gè)功放模塊，而后級(jí)的濾波器是一個(gè)寬帶濾波器，對(duì)通帶內(nèi)的互調(diào)信號(hào)沒(méi)有抑制作用，因此很難滿足IS95規(guī)范對(duì)互調(diào)信號(hào)的要求。如果恰好能接收到附近本運(yùn)營(yíng)商基站的同頻信號(hào)，輸出時(shí)后級(jí)寬帶濾波器對(duì)它們不產(chǎn)生任何抑制，那么會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的同頻干擾。
假設(shè)直放站輸出功率10W，一般三階互調(diào)40dBc，三階互調(diào)實(shí)際輸出電平（0dBm），如施主基站使用80、84兩個(gè)載波，三階互調(diào)信號(hào)就回落在76和89兩個(gè)載波上，通過(guò)17dBi的天線向外發(fā)射，那么在業(yè)務(wù)天線前方使用76和89載波的基站就會(huì)受到不同程度的同頻干擾，造成掉話率升高，切換失敗率提高等問(wèn)題。
（3）對(duì)自身上行信號(hào)的影響:
直放站下行功放產(chǎn)生的雜散和互調(diào)信號(hào)通過(guò)直放站內(nèi)部的雙工器進(jìn)入上行信道，如果此信號(hào)過(guò)高就會(huì)嚴(yán)重干擾上行信號(hào)，造成直放站的覆蓋范圍降低。
如：直放站的雜散和互調(diào)為-36dBm（滿足無(wú)委指標(biāo)），雙工器的隔離度為70dB，下行功放產(chǎn)生的雜散和互調(diào)對(duì)上行信道的干擾為-106dBm，再加上直放站的噪聲系數(shù)5dB，噪聲電平達(dá)到-101dBm，為保證GSM要求的最小載干比9dB，所需最小上行信號(hào)電平應(yīng)大于-92dBm。假如直放站輸出功率每載波5W（37dBm），手機(jī)最大輸出功率2W（33dBm），那么直放站實(shí)際覆蓋距離是下行信號(hào)電平為-87dBm，低于此電平值，手機(jī)用戶將會(huì)因?yàn)樯闲墟溌沸旁氡炔粔蚨鵁o(wú)法通話。
2解決方法
通過(guò)上述分析可知，影響上行輸出的互調(diào)因素有兩個(gè)：設(shè)備本身的線性度和ALC控制電平。為避免產(chǎn)生三階互調(diào)，可采用下面的辦法：
(1)選擇適當(dāng)?shù)念l點(diǎn)組合。拉開(kāi)頻距選用無(wú)三階互調(diào)頻道點(diǎn)組工作，使三階互調(diào)不會(huì)落在所使用的頻點(diǎn)內(nèi)；
(2)采用自動(dòng)增益（功率）控制(APC)技術(shù)，實(shí)時(shí)減小發(fā)射功率以減低互調(diào)電平，使其不至于落入有源器件的非線性區(qū)。
(3)提高收信機(jī)前端的選擇性，抑制干擾信號(hào)；改善收信機(jī)輸入級(jí)的線性度，提高互調(diào)抗拒比；提高功放的選擇性。
在GSM網(wǎng)絡(luò)中，引入直放站設(shè)備控制小區(qū)無(wú)線覆蓋范圍，協(xié)調(diào)好全網(wǎng)的頻道干擾，在工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)當(dāng)中，應(yīng)根據(jù)工程的具體情況選擇適當(dāng)?shù)目垢蓴_方法（如設(shè)備的選型、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整）。直放站覆蓋好壞主要體現(xiàn)在使用效果、設(shè)備性能指標(biāo)、穩(wěn)定性、不影響網(wǎng)絡(luò)參數(shù)上，不能單純追求下行的大功率，應(yīng)盡量設(shè)在相對(duì)隔離區(qū)域，選擇合適的基站作為信號(hào)源，以免產(chǎn)生無(wú)線干擾。
----《通信世界》
