技術(shù)專(zhuān)題二：上下行鏈路平衡及噪聲分析

上、下行鏈路平衡及

噪聲分析專(zhuān)題二：確定室內(nèi)天線(xiàn)端輸出的下行功率，或驗(yàn)證衰減余量足夠保證可通率 上、下行鏈路平衡計(jì)算是驗(yàn)證鏈路的衰減余量是否足夠，對(duì)一個(gè)無(wú)源系統(tǒng)，當(dāng)覆蓋區(qū)邊緣場(chǎng)強(qiáng)確定以后，僅需驗(yàn)證室內(nèi)天線(xiàn)至移動(dòng)臺(tái)的上行和下行功率電平即可；對(duì)于一個(gè)有源系統(tǒng)（帶直放站），還需增加必要的噪聲分析。一、下行鏈路計(jì)算 通常下行鏈路計(jì)算的目的是： 上、下行鏈路平衡及噪聲分析室內(nèi)天線(xiàn)端口輸出功率PB2(dBm)室內(nèi)電波傳播損耗Lp(dB)移動(dòng)臺(tái)人體影響-3dB到達(dá)覆蓋區(qū)邊緣的功率電平Pmin1=PB2-Lp–3(dBm)要求覆蓋區(qū)邊緣的功率電平Amin1(dBm)當(dāng)Pmin1≥Amin1PASS上、下行鏈路平衡及噪聲分析

對(duì)于室內(nèi)電波傳播損耗的計(jì)算可以有多種模式，其附加損耗也應(yīng)視阻擋物或墻體結(jié)構(gòu)而異。本人推薦的計(jì)算模式來(lái)自于“RadioCoverageinBuildings”byMotleyanKeenan,BritishTelecomTechnologyJournal,Vol8,Ne.1,Jan,1990

Lp

=L+40logd+KF L:與f(MHz)有關(guān)，對(duì)900MHz頻段 10<L<25(dB) d:接收點(diǎn)距離（m） K:穿透樓層或墻面的次數(shù)

F:樓層或墻面的衰減5.5<F<15(dB)

當(dāng)?shù)玫搅耸覂?nèi)天線(xiàn)端口輸出下行功率PB2以后，我們可以根據(jù)施主天線(xiàn)輸出功率PB1來(lái)設(shè)計(jì)安排中間部分的衰耗量。上、下行鏈路平衡及噪聲分析在設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮： 1.最遠(yuǎn)端的信號(hào)最弱的樓層先計(jì)算 2.近端樓層適當(dāng)安排附加衰耗以避免功率太強(qiáng)或不必要的干擾施主天線(xiàn)輸出功率PB1(dBm)No1.饋線(xiàn)長(zhǎng)度及衰耗L1(dB)合路器損耗H1(dB)No2.饋線(xiàn)長(zhǎng)度及衰耗L2(dB)環(huán)形器損耗Y1(dB)+M1

No3.饋線(xiàn)長(zhǎng)度及衰耗L3(dB)電纜接頭附加插耗C1(dB)室內(nèi)天線(xiàn)增益G2(dB)PB1-M1+G2=PB2+3dB

-0dB上、下行鏈路平衡及噪聲分析二、上行鏈路計(jì)算 上行鏈路計(jì)算的目的是：驗(yàn)證衰減余量足夠保證可通率，同時(shí)求得與下行鏈路的平衡，通常上、下行鏈路的不平衡度不應(yīng)超過(guò)3dB。

通常的室內(nèi)環(huán)境，用于固定基站端的天線(xiàn)環(huán)境惡化量將小于移動(dòng)收信端。上、下行鏈路平衡及噪聲分析移動(dòng)臺(tái)發(fā)信功率Pm(dBm)移動(dòng)天線(xiàn)增益Gm(dB)移動(dòng)臺(tái)受人體影響衰耗-3(dB)室內(nèi)傳播衰耗（根據(jù)互易定理，同下行鏈路）Lp(dB)室內(nèi)收信天線(xiàn)增益Gb2(dB)中間部分附加損耗M2(dB)施主收信天線(xiàn)增益Gb1(dB)到達(dá)施主收信機(jī)功率電平Pmin2

Pmin2=Pm+Gm-3-Lp+Gb2-M2+Gb1≥Amin2

上、下行鏈路平衡及噪聲分析 當(dāng)Pmin1

≥Amin1時(shí)表明 下行鏈路能保證覆蓋區(qū)可通率 當(dāng)Pmin2

≥Amin2時(shí)表明 上行鏈路也能保證覆蓋區(qū)可通率 當(dāng)|(Pmin1-Amin1)-(Pmin2-Amin2)|≤3dB時(shí)表示 上、下行鏈路達(dá)到平衡

上、下行鏈路平衡及噪聲分析三、噪聲分析 當(dāng)系統(tǒng)引入有源器件，例如直放站時(shí)，需對(duì)增加的噪聲進(jìn)行計(jì)算分析，以排除噪聲對(duì)接收信號(hào)的干擾。

施主基站接收端的噪聲 直放站輸出的噪聲功率

N’prep=10lg[KTB]+Nfrep+Grep

=-121dBm+Nfrep+Grep

則到達(dá)施主基站接收端的噪聲功率電平應(yīng)為

Nprep=N’prep-Lprep

(Lp:直放站至施主基站的傳播損耗) =-121dBm+Nfrep+Grep-Lprep直放站熱噪聲直放站的噪聲系數(shù)直放站的增益上、下行鏈路平衡及噪聲分析 也就是說(shuō)，引入直放站后，基站接收端的總噪聲功率電平(Np)T應(yīng)為基站底噪聲NpBTS

和直放站產(chǎn)生的Nprep

的疊加，即 (Np)T=10lg[10NpBTS/10+10Nprep/10]

其中NpBTS

=-121dBm+NfBTS

Nprep

=-121dBm+Nfrep

+Grep

-Lprep

∴(Np)T=NpBTS+10lg[1+10Nfrep–NfBTS+Grep–Lprep

/10] =-121dBm+NfBTS+ΔNBTS

ΔNBTS=10lg[1+10Nfrep–NfBTS+Grep–Lprep

/10]

稱(chēng)為噪聲增量。上、下行鏈路平衡及噪聲分析

對(duì)于一個(gè)二元制的編碼系統(tǒng)，當(dāng)要求（字）誤碼率低于10-3時(shí)，其載噪比

C/N=Eo/No?R/B

Eo/No：為比特能量每Hz噪聲，對(duì)應(yīng)10-3誤碼率應(yīng)為15dB R：傳輸速率

B：帶寬 對(duì)GSM系統(tǒng)而言

∴C/N=15dB+10lg(271KHz/200KHz)≈16.3dB

這個(gè)數(shù)據(jù)表明，接收機(jī)輸入端載噪比必須≥16.3dB才能得到低于10-3的字誤碼率要求。

上、下行鏈路平衡及噪聲分析（1）當(dāng)未引入直放站時(shí)

C/NpBTS

≥16.3dB C≥10lg[KTB]+N

fBTS

+16.3 =-121dBm+N

fBTS

+16.3dB =-104.7dBm+N

fBTS

也就是說(shuō)，當(dāng)接收靈敏度達(dá)到-104dBm時(shí)，基站接收機(jī)的噪聲系統(tǒng)已經(jīng)趨近其極限值了。 但是，由于實(shí)際通信環(huán)境中，到達(dá)接收端的信號(hào)電平遠(yuǎn)高于其靈敏度指標(biāo)值（約高15dB左右），因此，對(duì)噪聲的指標(biāo)要求是能夠達(dá)到的。 上、下行鏈路平衡及噪聲分析（2）當(dāng)系統(tǒng)中引入直放站時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足

C/(Np)T

≥

16.3dB C≥

NpBTS

+ΔNBTS+16.3dB =-104.7dBm+NfBTS

+ΔNBTS

其中，ΔNBTS=10lg[1+10Nfrep–

NfBTS+

Grep–

Lprep

/10]

上述計(jì)算公式表明，噪聲增量主要受直放站增益，和施主基站到直放站的路徑損耗的影響。上、下行鏈路平衡及噪聲分析

在工程實(shí)際中，通常設(shè)定Nfrep

=4dB,NfBTS

=2dB,則：

Grep

-

Lp

=3dB時(shí) ΔNBTS

=6dB

當(dāng)Grep

-Lp

=-2dB時(shí) ΔNBTS＝3dB

Grep

-Lp

=-8dB時(shí) ΔNBTS=0.97dB

也就是說(shuō)，當(dāng)直放站增益Grep

比基站到直放站的傳播損耗Lprep

小8dB時(shí)，