淺析TD-SCDMA干線放大器的增益調整設計

TD-SCDMA干線放大器在工程開通時要在保證鏈路平衡的基礎上合理掌握增益調整和基站影響的關系，正確調試干線放大器，在TD-SCDMA網絡大規(guī)模建設時干線放大器也將發(fā)揮其最大的作用。

隨著TD-SCDMA網絡的建設，大量的TD-SCDMA室內覆蓋系統(tǒng)隨之建設。高質量的TD-SCDMA室內覆蓋系統(tǒng)對于提升TD-SCDMA整體網絡質量、提高用戶對新的3G網絡的認同感對移動運營商尤為重要。

TD-SCDMA網絡工作在2GHz頻段，電磁波的無線鏈路傳播損耗以及射頻電纜的傳播損耗相對較大，TD-SCDMA室內覆蓋必須開發(fā)大功率的有源放大設備解決覆蓋功率不足的問題。干線放大器在2G移動通信系統(tǒng)網絡優(yōu)化覆蓋中發(fā)揮了重要的作用，是解決室內覆蓋的最有效的手段和最重要的有源功率放大設備。因為TD-SCDMA網絡和系統(tǒng)設備自身的特點，TD-SCDMA干線放大器在TD-SCDMA室內覆蓋的應用更加迫切。

TD-SCDMA干線放大器的工程應用和2G干放基本一樣，除了特有的同步問題需要單獨考慮外，應用上最關注的幾個因素是：功率的利用率，輸入功率控制，避免輸出過飽和，上下行鏈路平衡等問題。

TD-SCDMA干放增益設置

干放的增益通常設計成跟干放到基站的路徑損耗相當?shù)牡燃?。當干放覆蓋的區(qū)域下行輸入功率特別小（即干放到基站的路徑損耗特別大）的時候，干放的增益不能變得很大，干放的覆蓋范圍將會縮小。而當干放覆蓋的區(qū)域下行輸入功率較大時，干放應該可以適當控制其增益，即干放要有增益調節(jié)的功能。

當干放到基站的路徑損耗一定時，干放的上行增益越高，干放的噪聲對基站噪聲的影響就越大。一個明顯的例子是，當干放的上行增益跟干放到基站的路徑損耗相等，干放的噪聲系數(shù)跟基站接收機的噪聲系數(shù)也相等時，干放的熱噪聲疊加到基站輸入端將導致基站的熱噪聲被抬高3dB。如果干放的增益高于干放到基站的路徑損耗，那么干放熱噪聲的影響會更大。此外，干放增益過高會使干放的輸出底噪很高，而導致干放的雜散高于指標要求。另外，干放的增益如果太低，那么實際運用中很可能干放不能滿功率輸出，這會導致干放的覆蓋能力降低。干放的增益設置必須結合多種因素綜合考慮。

設計時干放輸出功率考慮

TD-SCDMA基站系統(tǒng)總功率為2W，PCCPCH功率配比一般為29dBm或26dBm?；究偣β孰S負載的多少而變化，但PCCPCH功率幾乎不變，所以我們均以PCCPCH功率來計算系統(tǒng)的覆蓋范圍和用于室內覆蓋鏈路預算。

干線放大器是一種透明傳輸?shù)闹欣^設備，無法識別系統(tǒng)接收到的是PCCPCH功率還是業(yè)務功率。干放開通時采用頻譜按照5ms時域范圍內讀出的穩(wěn)定的功率信號為整個TS0的輸出，所以干放開通調試時需要考慮TS0與總功率的關系問題。下表為2W室內RRU典型TS0功率配置。

根據(jù)以上配置TS0滿功率約為30.6dBm，滿功率2W的RRU當全碼道、滿功率占用時TS4、TS5、TS6的最大輸出功率均為33dBm，故TS0的輸出功率比基站額定功率小2.4dB，雖然干線放大器具備ASLC（自動時隙電平控制）功能，但是為了避免干放輸出功率過飽和后可能產生的意外問題，干放開通的輸出功率應和基站本身TS0與額定功率的比例保持一致，即干放輸出的TS0功率比額定功率小2.4dB（如TS0功率配置不同，此值會變化，由于室內容量規(guī)劃一般考慮為75%，所以TS0功率配置產生1.2dB以內的變動對干放的正常使用不會產生影響）。

干放開通調試時上行增益設置

干放上行增益設置主要需要考慮對施主基站的影響。干放的使用會抬高施主基站的底部噪聲電平值，從而影響基站的接收靈敏度和上行容量，怎么樣才能使得對基站影響很小呢？

基站本身的底部噪聲電平：

PNode=KTB+NFNodeB=-113+5=-108dBm

（KTB高斯環(huán)境噪聲；基站系統(tǒng)噪聲系數(shù)NFNodeB=5dB。）

干放熱噪聲經過放大和傳輸路徑損耗后，到達基站接收機輸入端的熱噪聲電平：

PIN=KTB+NFrep+Gu-PLoss

（NFrep干放上行噪聲系數(shù)；Gu干放上行增益；Ploss干放到基站路徑衰減值。）

基站熱噪聲電平升高ROT（RiseOverTher-mal）：ROT=10log［（10PNode/10+10PIN/10）/10PNode/10］

可以得知，干放對基站噪聲抬高主要由干放上行噪聲系數(shù)、上行增益、路徑損耗等因素決定，因為上行噪聲系數(shù)和路徑損耗通常為定值，唯一的變量是上行增益Gu。當干放功率等于基站功率時，干放下行增益設計等于路徑損耗；干放功率大于基站功率時，下行增益設計則大于路徑損耗同樣的范圍。當干放下行為滿增益額定輸出時，下行增益為Gd，干放噪聲系數(shù)為5dB。

我們希望干放對基站熱噪聲貢獻盡可能小，這種情況隨著干放的上行增益的減小基站噪聲抬高的程度越來越小直至可以忽略，此時需要考慮上下行鏈路平衡與之的關系。另外，干放對基站底噪抬升影響和干放功率的關系是：在同等條件下，干放功率越高，達到額定輸出的增益或路徑損耗量發(fā)生變化，導致對基站的影響增加。

干放上下行增益與鏈路平衡

在所要求的覆蓋區(qū)域內，保證上、下鏈路正常傳輸，基站和終端分別接收的信號可以解調，從而保證雙向通信的正常建立。我們認為在這些區(qū)域內系統(tǒng)是平衡的。

簡單的考慮室內鏈路平衡如下：

2W基站發(fā)射功率（PCCPCH）：29dBm

邊緣場強設計（PCCPCH）：-85dBm

下行鏈路損耗29-（-85）=114dB

UE最大發(fā)射功率：24dBm

到達基站功率：24-114=-90dBm

基站接收靈敏度：-110dBm

上行增益可調整余量：20dB

考慮到整體網絡的優(yōu)化，UE的發(fā)射功率留有一定余量，干放的上行增益比下行增益降低10dB，也可完全滿足上下行平衡的要求，在室內覆蓋采用干放時可以適當調節(jié)減小干放的上行增益，在達到覆蓋要求的同時盡量避免對基站的干擾。

干放用在室內覆蓋時，由于有邊緣場強限制，只要室內（綠色）區(qū)域內上下行都能通信就認為上下行平衡。而在室外時，沒有邊緣場強限制，我們希望上下行覆蓋范圍差距（紅色區(qū)域）越小越好。

通過以上分析可知，TS0的輸出比例應和信源基站保持一致，避免在接入用戶過多后功放過飽和對網絡產生影響，工程開通時要在保證鏈路平衡的基礎上合理掌握增益調整和基站影響的關系，正確調試干線放大器，在TD-SCDMA網絡大規(guī)模建設時干線放大器也將發(fā)揮其最大的作用。