wcdma設(shè)備底噪研究-9

設(shè)備聯(lián)合組網(wǎng)對(duì)上行噪聲的影響

工程服務(wù)部2/4/20231在WCDMA系統(tǒng)中引入直放站后，必然會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)噪聲的惡化。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商一般都希望在直放站引入后不對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)造成很大的影響，一般情況下，都要求基站受到的直放站噪聲抬高影響盡可能小，但關(guān)鍵是在傳輸鏈路無(wú)法改變的情況下如何保證，要弄清楚這一點(diǎn)，我們必須對(duì)直放站的噪聲傳輸過(guò)程有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在認(rèn)識(shí)到直放站噪聲的產(chǎn)生以及傳輸?shù)幕A(chǔ)上總結(jié)出一個(gè)可以通用的計(jì)算方法，并將之能夠具體的指導(dǎo)實(shí)踐。2/4/20232工程中常用的組網(wǎng)方式并聯(lián)組網(wǎng)串聯(lián)組網(wǎng)混聯(lián)組網(wǎng)2/4/20233并聯(lián)組網(wǎng)方式一2/4/20234并聯(lián)組網(wǎng)方式二2/4/20235并聯(lián)組網(wǎng)方式三2/4/20236我們可以根據(jù)相關(guān)的理論知識(shí)知道，并聯(lián)設(shè)備的總上行底噪就是單臺(tái)設(shè)備上行底噪的一個(gè)累加的過(guò)程，也即是功率的累加。下面我們先以兩臺(tái)設(shè)備的累加為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，并通過(guò)兩臺(tái)設(shè)備的并聯(lián)來(lái)推出N臺(tái)設(shè)備并聯(lián)的情況。

2/4/20237兩臺(tái)設(shè)備并聯(lián)時(shí)，其上行底噪的功率累加過(guò)程如下：假設(shè)設(shè)備1的上行底噪為AdBm，設(shè)備2的上行底噪為BdBm。首先將單位進(jìn)行換算，即把dBm轉(zhuǎn)化為Watt2/4/20238那么設(shè)備1的上行底噪功率為W1(mw)設(shè)備2的上行底噪功率為W2（mw）2/4/20239疊加之后的功率為轉(zhuǎn)換稱為dBm之后得到2/4/202310同樣的道理，如果N臺(tái)設(shè)備并聯(lián)，那么上行底噪累加的過(guò)程也是一致的。假設(shè)，直放站1、2…….n-1、n的上行底噪分別為A1、A2、……..An-1、An。直放站1、2……n-1、n到最后輸出的線路損耗分別為L(zhǎng)1、L2…….Ln-1、Ln。

2/4/202311則累加的總的上行底噪Ptotal（dBm）為：2/4/202312混聯(lián)方式所謂混聯(lián)方式就是在系統(tǒng)中既有直放站串聯(lián)的情況，也有直放站并聯(lián)的情況。

探討混聯(lián)方式下的直放站噪聲，我們也不妨可以從最簡(jiǎn)單的入手從而推出任何混聯(lián)情況下直放站噪聲的計(jì)算。2/4/202313下面以最簡(jiǎn)單的GZF2100-V拖兩臺(tái)GZF2100-VIB為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，如圖所示2/4/202314假設(shè)直放站VIB1、VIB2所產(chǎn)生的上行底噪分別為A、B，那么根據(jù)并聯(lián)直放站的上行底噪計(jì)算公式可以得到在兩臺(tái)VIB所產(chǎn)生的上行底噪疊加以后的總的上行底噪為：注：A、B均為在功分器輸入端測(cè)得的單臺(tái)直放站上行底噪

2/4/202315則，兩臺(tái)并聯(lián)的直放站所產(chǎn)生的上行底噪到達(dá)無(wú)線站上行入口處的上行底噪為：

則，無(wú)線站上行入口的總上行底噪為：其中：C為GZF2100-V自身天饋所產(chǎn)生的上行底噪傳輸至上行入口時(shí)的值2/4/202316那么系統(tǒng)總的上行底噪為：其中：Ga為GZF2100-V的上行增益

f為直放站GZF2100-V的噪聲系數(shù)

D為直放站GZF2100-V自身所產(chǎn)生的上行底噪2/4/202317WCDMA直放站上行底噪測(cè)試

直放站上行噪聲主要是上行底噪，只要上行底噪滿足基站要求則其他一般可以忽略，而直放站信源引入有兩種方式：從施主基站直接耦合、空間耦合。因此我們選取了工程上使用較多的10W無(wú)線直放站、10W光纖直放站以及10W干線放大器進(jìn)行了上行底部噪聲的測(cè)試，并分析其上行增益對(duì)上行底噪的影響。2/4/202318測(cè)試設(shè)備型號(hào)

GZF2100-V（40W11JW01）一端GZF2100-IVA（W00JC01K1）一端GZF2100-IVB（40W11）JC01K2一端GZF2100-VI（40W00）JC01K2三端2/4/202319WCDMA干放并聯(lián)測(cè)試

2/4/202320只開第一臺(tái)干放只開第二臺(tái)干放同時(shí)開兩臺(tái)干放上行底噪-65.50dBm-66.04dBm-63.78dBm按照上一章節(jié)論述的并聯(lián)方式下的底噪計(jì)算公式，第一臺(tái)設(shè)備的上行底噪功率為:式中，W1表示的一臺(tái)設(shè)備上行底噪的功率

同理：第二臺(tái)設(shè)備上行底噪功率為2/4/202321兩臺(tái)設(shè)備的上行底噪功率相加得：轉(zhuǎn)化稱為dBm得：可以看出此計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測(cè)試值相差0.38dB。這其中還存在頻譜儀讀數(shù)不穩(wěn)定所產(chǎn)生的誤差。

2/4/202322WCDMA無(wú)線站帶干放混聯(lián)測(cè)試2/4/202323上行增益（dB）上行底部噪聲(dBm)95-10.0190-14.8085-20.1780-24.9675-30.2370-34.89可以看出底噪變化跟增益接近與一個(gè)線性的關(guān)系，當(dāng)增益變化在5個(gè)dB的時(shí)候，底噪變化也是接近5個(gè)dB左右。

2/4/202324GZF2100-V拖帶一臺(tái)GZF2100-VI上行增益（無(wú)線直放站）上行增益（干放）（dB）上行底部噪聲(dBm)9545-9.2540-9.7435-10.0130-10.089045-14.1840-14.6135-14.7730-14.858545-19.4540-20.0635-20.2830-20.348045-24.3740-24.9635-25.1930-25.242/4/202325在引入一臺(tái)干線放大器后，對(duì)底噪影響并不大，在干放增益達(dá)到最大45dB時(shí)，底噪抬升有-9.25-(-10.01)=0.76dB。在干放增益降到35dB，無(wú)線站增益最大時(shí)，基本同單臺(tái)無(wú)線站滿功率輸出是一樣的，底噪都是-10.01dBm。同時(shí)，還可以從表中看出，兩臺(tái)設(shè)備串聯(lián)時(shí)，底噪受最前一級(jí)的設(shè)備影響最大，基本保持一個(gè)接近線性的關(guān)系。2/4/202326上行增益（無(wú)線站）上行增益（干放1）上行增益（干放2）上行底部噪聲(dBm)954545-8.7040-9.2335-9.3830-9.484040-9.7835-9.9330-10.013535-10.0930-10.163030-10.24904545-13.1040-13.5635-13.7130-13.754040-14.5335-14.6830-14.753535-14.8830-14.933030-14.97GZF2100-V拖帶兩臺(tái)GZF2100-VI2/4/202327854545-18.9040-19.4235-19.5330-19.624040-19.9735-20.1230-20.183535-20.2830-20.353030-20.38804545-24.0440-24.6135-24.7330-24.814040-25.0835-25.2730-25.333535-25.4130-25.453030-25.52GZF2100-V拖帶兩臺(tái)GZF2100-VI2/4/202328在引入兩臺(tái)并聯(lián)的干線放大器后，可以看到，在兩臺(tái)干放增益都達(dá)到最大45dB時(shí)，底噪抬升有-8.7-(-10.01)=1.31dB。在一臺(tái)干放增益降到30dB，一臺(tái)降到40dB，無(wú)線站增益最大時(shí)，基本同單臺(tái)無(wú)線站滿功率輸出是一樣的，底噪都是-10.01dBm，可見，只要將干放的上行增益設(shè)置合理，是可以很好控制底噪的。同時(shí)，還可以從表中看出，拖帶兩臺(tái)并聯(lián)設(shè)備時(shí)，底噪依然是受最前一級(jí)的設(shè)備影響最大，基本保持一個(gè)接近線的關(guān)系。

2/4/202329按照上一章節(jié)論述的混聯(lián)方式下的底噪計(jì)算公式，兩臺(tái)GZF2100-VI的上行底噪功率為-70.50dBm和-71.04dBm，兩臺(tái)設(shè)備經(jīng)過(guò)三功分和衰耗器進(jìn)入無(wú)線站上行入口，中間損耗(三功分，衰耗器，線損)=5.5+40+4.5=50dB。

則，兩臺(tái)并聯(lián)的直放站所產(chǎn)生的上行底噪到達(dá)無(wú)線站上行入口的上行底噪為：

2/4/202330那么系統(tǒng)總的上行底噪為：其中：Ga為GZF2100-V的最大上行增益95dBf為GZF2100-V的噪聲系數(shù)，在這里取5dBD為GZF2100-V自身所產(chǎn)生的上行底噪，由測(cè)得的值取-10.01dBm。

得到

可以看出此計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測(cè)試值相差0.72dB。這其中還存在頻譜儀讀數(shù)不穩(wěn)定以及器件損耗所產(chǎn)生的誤差。2/4/202331下面介紹GZF2100-V拖帶三臺(tái)GZF2100-VI的情況：2/4/202332上行增益（無(wú)線站）（dB）上行增益（干放1）（dB）上行增益（干放2）（dB）上行增益（干放3）（dB）上行底部噪聲(dBm)95454545-6.3740-6.9535-7.2030-7.25404040-8.4335-8.6630-8.78353535-9.2830-9.34303030-9.6390454545-11.2440-11.9035-12.1530-12.18404040-13.2835-13.5430-13.68353535-14.0430-14.10303030-14.402/4/20233385454545-16.3640-16.9935-17.1030-17.18404040-18.3435-18.5830-18.62353535-19.1030-19.22303030-19.4180454545-21.3640-21.8435-21.9930-22.07404040-23.6535-23.8830-23.97353535-24.3830-24.51303030-24.772/4/202334在引入三臺(tái)并聯(lián)的干線放大器后，可以看到，在三臺(tái)干放增益都達(dá)到最大45dB時(shí)，底噪抬升有-6.37-(-10.01)=3.64dB。在無(wú)線站和另兩臺(tái)干放增益不變情況下，單臺(tái)干放在15dB的變化范圍內(nèi)，對(duì)系統(tǒng)底噪的影響不到1dB。在最前一級(jí)的無(wú)線站滿輸出不變的情況下，三臺(tái)干放都下降15dB時(shí)，系統(tǒng)底噪變化保持在3dB-3.5dB之間。同時(shí)，還可以從表中看出，拖帶三臺(tái)并聯(lián)設(shè)備時(shí)，底噪依然是受最前一級(jí)的設(shè)備影響最大，基本保持一個(gè)接近線性的關(guān)系。2/4/202335WCDMA光纖站帶干放混聯(lián)測(cè)試2/4/202336上行增益（dB）上行底部噪聲(dBm)57-62.1254-65.0151-67.8448-70.5345-73.0442-75.1139-76.47GZF2100-IVA+GZF2100-IVB的連接方式：2/4/202337上行增益（光纖直放站）上行增益（干放）（dB）上行底部噪聲(dBm)5545-62.0240-62.9135-63.2630-63.345045-66.6640-67.4135-67.8030-67.884545-71.1540-71.9835-72.2430-72.304045-74.6540-75.1035-75.2330-75.36GZF2100-IV拖帶一臺(tái)GZF2100-VI的連接方式2/4/202338上行增益（無(wú)線站）上行增益（干放1）上行增益（干放2）上行底部噪聲(dBm)554545-60.7840-61.4235-61.7330-61.764040-62.3035-62.5230-62.653535-62.9530-62.963030-63.06504545-65.5840-66.2335-66.4530-66.554040-67.3535-67.6030-67.713535-67.8630-67.953030-68.05GZF2100-IV拖帶兩臺(tái)GZF2100-VI2/4/202339454545-70.2840-70.9335-71.0830-71.184040-71.5635-71.8330-71.943535-72.0930-72.203030-72.28404545-73.9340-74.3635-74.5630-74.584040-74.9035-75.0630-75.113535-75.2430-75.333030-75.34GZF2100-IV拖帶兩臺(tái)GZF2100-VI2/4/202340上行增益（光纖站）上行增益（干放1）（dB）上行增益（干放2）（dB）上行增益（干放3）（dB）上行底部噪聲(dBm)55454545-60.4940-61.0635-61.2330-61.28404040-62.4235-62.7030-62.80353535-63.2030-63.30303030-63.5150454545-65.2240-65.3635-66.5530-66.62404040-67.0835-67.3130-67.39353535-67.7530-67.88303030-68.09GZF2100-IV拖帶三臺(tái)GZF2100-VI2/4/20234145454545-69.8940-70.4235-70.4630-70.60404040-71.5635-71.6730-71.83353535-72.1230-72.27303030-72.4240454545-73.4840-73.8335-73.9730-73.02404040-74.7435-74.8830-74.98353535-75.2130-75.30303030-75.42GZF2100-IV拖帶三臺(tái)GZF2100-VI2/4/202342結(jié)論根據(jù)以上的公式和測(cè)試，實(shí)際測(cè)試所得數(shù)據(jù)和理論所得數(shù)據(jù)相差不大。在無(wú)線站或光纖站后面所有設(shè)備產(chǎn)生的上行底噪經(jīng)過(guò)最前一端設(shè)備放大以后的上行底噪值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無(wú)線站或光纖站自身產(chǎn)生的底噪，由相關(guān)的理論我們可以知道，第一級(jí)設(shè)備下行輸入端所能接收的上行底噪是由這一級(jí)設(shè)備本身產(chǎn)生的上行底噪與后面所有的設(shè)備傳輸上來(lái)的上行底噪相疊加的一個(gè)結(jié)果，其疊加過(guò)程即是功率的相加過(guò)程，由于一般來(lái)說(shuō)第一級(jí)設(shè)備上行輸入口所接收的上行底噪經(jīng)設(shè)備上行放大后的功率相比設(shè)備自身產(chǎn)生的上行底噪大得多，因此在計(jì)算過(guò)程中設(shè)備自身產(chǎn)生的上行底噪基本上可以忽略不計(jì)。因此要弄清楚串連設(shè)備上行底噪的疊加關(guān)鍵點(diǎn)就在后面所有設(shè)備產(chǎn)生的上行底噪到達(dá)第一級(jí)設(shè)備后是怎樣的一個(gè)放大過(guò)程。從上面的測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，第一級(jí)設(shè)備上行輸入端的上行底噪與上