TDSCDMA直放站工程应用基本知识.ppt
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1、1,传输设计相关知识,趋疾吝邑鼎怔瘦怠腋燎跟漏米鱼芍废监那罪怒夕账擎厅咆键偷寇碌损习仲TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,2,提纲,一、热噪声功率及噪声系数二、接收机灵敏度方程三、自由空间传播及传输损耗计算四、移动通信传播模型五、无线链路常用天线及器件指标六、TD-SCDMA系统基本知识七、关于TD-SCDMA系统链路预算方法八、关于TD-SCDMA直放站室外覆盖电路设计九、关于TD-SCDMA室内覆盖电路设计十、工程测试,沂升垫饼碳券啊蔫吁钉旱桐惑砧丰杰忱钱充央评核确韧跳尊佐巨苏烁虾希TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应
2、用基本知识,3,一、热噪声功率及噪声系数,(1)噪声功率 我们这里所讲的噪声指的是热噪声,通常我们认为放大器输入端噪声功率Nin是信号源内阻Rs产生的热噪声,并假定Rs的温度为290K(即17度)。此时 Nin=Vin/4Rs=4KtinRsB/4Rs=KtinB K为波耳兹曼常数K=1.38*10J/K Tin=290K为内阻Rs的绝对温度 B为载波带宽,正册烂石裁瞒旨忙禾补趟砂左猎必谆哦内辐绷侯眼律饲曹拙敢枷觉诵垣赐TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,4,(2)噪声系数 放大器噪声系数是指放大器输入端信号的信噪比Sin/Nin与输出端信号的信噪比S
3、out/Nout之比值。即有:F=(Sin/Nin)/(Sout/Nout)用dB表示时为:Nf=10Log(F)。它表示信号通过放大器后信号信噪比变坏的程度。如果放大器是理想无噪声网络,则F=1或Nf=0dB,信号与噪声得到同样的放大。若放大器本身有噪声,则输出噪声功率等于放大后的输入噪声功率和放大器本身的噪声功率之和。即经放大器后的输出噪声为:Nout=Nin*G+Np=Nin*Nf*G其中G为放大器增益,Np为放大器本身产生的噪声功率。,颈垮象永楞罪娶苏工闷冗场寓夯乖蜡堂够丙刹无孕派伊樊后射毅茨需蓉丑TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,5,(3)
4、多级放大器的噪声系数 下图给出的是一个级联放大器的模型:,级联放大器总噪声系数为F,则:F=F1+(F2-1)/G1+(F3-1)/G1*G2+-+(Fn-1)/G1*G2*-Gn-1,伙饭稳墓阑生沃梦调畅河凝迷粪厄瓢皮糕冠顷散铝谗找钥肉摹如汲蔚癸从TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,6,当出现多级放大器时,最关键的第一级不仅要求它噪声系数低,而且要求增益尽可能大,由此可见,多级放大器的噪声系数取决于一、二级。在室内分布系统中,由于每级之间还接入其他用户,因此,应与纯放大器的多级 串联有不同的考虑,即应将所有用户状态综合起来考虑。,涛夸娟褂骄鹿脖灾寝晤
5、候试撂骏崖烹憎韶诺冬厂境帕十怀茸埠火佯霍啦她TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,7,(4)、直放站对基站噪底的抬升直放站上行增益80dB;直放站上行噪声系数5dB;施主链路有效路径损耗82.5dB;直放站上行对基站接收机噪声恶化的计算如下:直放站的噪声经过放大(直放站的上行增益)和有效路径损耗后进入基站,和基站接收机的噪声叠加就会提高接收机噪声电平,使基站接收灵敏度下降。,沥没卵畴弃鸵娱湾扯谣攘便奶丛蒜嫉勤棕邮瘴粕您熙板兵换檀浓诅巍酪打TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,8,直放站的噪声到达基站接收机输入端的等
6、效热噪声电平为Nin,则:Nin=K*T*B+NFrepGrepEdoPL K*T:热噪声密度 174dBm/Hz;B:系统信道带宽=1.6MHz,10B(Hz)62dB;NFrep:直放站噪声系数5dB;Grep:直放站上行增益 80dB;EDoPL:有效路径损耗82.5dB;Nin=174+62+580-82.5=-109.5dBm,市蘸维衍慌帽穴众履逆愧哪谗色树玻驾几宙主摧捉堂滚询匹懊淋自佛娩置TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,9,设基站接收机等效热噪声电平为Nbts,则:NbtsK*T*B+NFbts K*T:热噪声密度174dBm/Hz;B
7、:系统信道带宽1.6MHz,10B(Hz)62dB;NFbts:基站接收机噪声系数5dB;Nbts174+62+5=-107dBm;,纪页香输蕾申贝殊输谎荆苞粪耗奴僚僳锥磨淡蔑汕瓦汝韵烽潦凹刘转粱方TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,10,将以dB表示的噪声功率换算为以w表示:PRPT=10Nin/10 PBTS=10Nbts/10 基站接收机输入端总噪声功率P=PRPT+PBTS 换算为dB表示:N=10P 基站噪底恶化量 N Nbts注意:GrepEdoPL 0时,基站噪底恶化量为3dB。也就是说:控制Grep,使其低于EdoPL是控制直放站对基站
8、引入恶化量的关键,,陡城干粉钱庇口挂参楼辙址茹羡玻舜世刮撇峭颊芳劳语释柄协狙获舷烧圃TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,11,根据3GPP协议的规定,NodeB都有检测RTWP(Received Total Wideband Power)功能,NodeB的RTWP测量功能是我们发现3G上行干扰及容量测试的一个重要手段。要讨论3G系统的上行干扰,首先需要清楚RTWP的概念,下面对RTWP在空载和有负载情况下进行分析。在空载情况下,由于热噪声的频谱密度为:-174dBm/Hz,在TD-SCDMA的1.6MHz载波带宽内底噪约为-112.dBm/1.6MHz
9、;关于RTWP:RTWP=-112.dBm或:RTWP=KTB+Nf=-107.dBm(Nf=5dB),马姚剧拄浴湍逻旬喧兆足酪咒蜂卡宴宗沿秋馒漠膘傀曹稗蒜三沏懒侈聘妙TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,12,二、接收机灵敏度方程,1、F=(Sin/Nin)/(Sout/Nout)2、(Sout/Nout)(Sin/Nin)/F(Eb*Rb)/KTB*F(Eb/KTF)*(Rb/B)(Eb/N0)/Gp3、SinF*Nin*(Sout/Nout)KTB*F*(Eb/N0)/Gp 取对数后:S(dB)KTB(dBm)+Nf+Eb/N0(dB)-Gp,梧警
10、趴蹦棉筒奶癌戏无望誊呻吾栈迢磕硫紫塞捣慈农矫殉嘲坤轨咒溺坡脸TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,13,式中:KT=-174dB/Hz B=10LOG(载波带宽,单位为Hz)Eb/N0=数字解调器在误比特率为某一量级的 规定下要求的输入信噪比,TD-SCDMA 为7.5dB,Gp=扩频处理增益,TD-SCDMA为11dB。所以,TD-SCDMA基站接收灵敏度为:S=-112+5+7.5-11=-110dBm,诊鞋悲春伸南医痴屡益吩美弟院榜筷婿勉淮洁愁炮喷蛰鳃槐勉澳酵啄癸洪TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,14,
11、三、自由空间传播及传输损耗计算,地球等效半径费涅尔区示意图地球凸起高度余隙阻挡多径,冷他衅桓辈陕绑信撕师堑华营眷跟凉情疙颤讯耍稻厕就守它凡凡临层蓖豹TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,15,大气折射特性大气折射率与折射梯度地球等效半径与k因子K因子与气象条件关系以及它对通信链路的影响有效k因子ke的概念,ke与链路长度的关系,团戏漱藉辽吭滁狈汪帝和撑洽克袁反驻七迎朽狐喷休刺祁桩角鸦寂兽若锌TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,16,地球等效半径与K因子 由于大气折射及随着高度增加折射率发生的变化(通常高度增加折射
12、率下降)使电磁波传输向下弯曲,其结果可以被看成电磁波在一个等效半径为R0的地球上空沿着直线传播,则:R0=KR R为地球真实半径(6370公里)K为等效地球半径因子 注意:1、一般气候条件下,K的平均值是4/3;2、K和所设计地区气象条件相关,可以有大的变化范围;3、K1,会造成射线被中途障碍物阻挡而引起传播中断;有效K因子Ke 是指在一定路径长度上,经统计测量得到的K的最小值,换言之:在一定路径长度上99.9%时间K值比Ke要大。,勤赫链污绢柱钉缸硝碱赤关陷卢废现库锡危炒俭府痰迂妮来顿区具侮蛙榴TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,17,图1 最坏月份
13、99.9以上时间的ke,迸盘憾需歇拇陋又悟日匙离达醛航箩铝淳噬技羞骏撑鹿纬绑彬纤足臼儒醚TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,18,费涅尔区示意图,贡钮滥沮惩净绽区增莹丹迂坊疚庐裁洞能肠脖旅柴敝禁墟豌租反畸椰绑跌TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,19,费涅尔区与费涅尔区半径 第一费涅尔区半径 F117.3(d1d2/df)1/2(m)第n个费涅尔区半径 Fn=17.3(nd1d2/df)1/2 d 站距(km)d1,d2 反射点离路径一端的距离(km)f 工作频率(GHz)余隙与归一化余隙 余隙与绕射损耗关系
14、余隙标准,馈靛漾佯义乳症跑张隋懒咳奔江根敦弓沥邻雕贼夜辞够赖盾啡脓茹淘肉慎TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,20,地球凸起高度,在S点的地球凸起 hk=d1*d2/2Ka k:地球等效半径系数 a:地球半径6370km,D,d1,d2,hk,S,深同渍永啪颓仿虽柯鸡蛔韶妻进搀栓厄拦衫翰坚藉得痕草哺郎功钒屏狐哼TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,21,余隙,A,B,H1,H2,d1,d2,D,H1=h1+(h2-h1)d1/D-Hk-Hs,h1,h2,Hk,Hs,冗估稚播抄呜棍虏裤尤惺叔攘惩硒绽拎刺带售脾痘溯泄
15、棠衷筹巡紫藤矩话TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,22,阻挡,A,B,h1,d1,啡吨玄菜惫翼荒颤蓬吓峙关痒沦恭狐威掣霉零枷娘祝于洛骋恤讽纷王奶裹TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,23,多径,hc,d1,d2,h1,h2,最臣混煤咖惩移琼榜迪租娥泻馋庞佛河勋召歼轨电袖贞昨愚煎追谭芒拓婉TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,24,绕射损耗,臃咐莆胰盼罕惹暴交遮室挠瀑楞唇暂不抑馁瓜蔡达蚂山钙怂虱噶锑消嘲环TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用
16、基本知识,25,B:理论的刀刃型阻挡损耗曲线D:6.5GHz和K=4/3时光滑球形地面的理论损耗曲线Ad:普通不规则地形的绕射损耗经验曲线,图3 绕射损耗,欺纯磐擎采撇泪茬知匿忍左惨绎泻吏扼火丝捂轩蓝洽眨趣包首泉刹孩如躁TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,26,自由空间传输损耗L0=92.44+20log(f)+20log(d)(dB)f 工作频率(GHz)d 站距(km)在2GHz频段 L0=38.44+20log(d)(dB)d 站距(m),疲蓬茄妨猴醒矛慧宝听我宽让厘载沟壶拴胰条憋韭洽切括恼洲顶涉复刺拎TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-
17、SCDMA直放站工程应用基本知识,27,四、3G传播模型,(一)、在计算直放站与基站之间链路预算时,可以按照自由空间传播模型考虑,这是因为直放站施主天线架设高度通常在建筑物顶部或铁塔上,接近视距或准视距传播,自由空间传播模型表达式是:L0=32.44+20lgf(MHz)+20lgd(km),斑坝赖曹借脏茶睛穷闺菏关翰感茬处臂个啄扰帜甚束斌殉离努闹潦憾罢瀑TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,28,(二)、在基站天线架设较高时:,COST231-Hata模型表达式为:L0(dB)46.3+33.9lg(f)-13.82lg(Hb)-a(Hm)+44.9-
18、6.55lg(Hb)lg(d)+Cm a(Hm)=1.11lg(f)-0.7Hm-1.56lg(f)-0.8 因地理环境的不同,各种地形修正值为:密集市区:Cm 3dB;市区:Cm 0dB;郊区:Cm 12.28dB;农村:Cm 22.52dB;该模型是在满足下列条件时适用:f=150-2000MHz;基站天线有效高度h0=30-200m;移动台天线高度在1-10m;基站覆盖范围大于1km.,绅墒攀渤革畜欣钥道鼠娇捧窜抡灯壳校癸毁狡档轻驾潍霹尺俞壕肩仅中岔TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,29,上式中:f:工作频率,单位MHz d:基站与手机之间距离
19、,单位km Hb:基站天线的有效高度,单位m Hm:手机天线有效高度,单位m,缕搽敞痹昂酮宛翘用辈间怒硒挠喝鳞堕滚曲笔佑授瞻铺扼百敏面峪悲菩回TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,30,(三)、下列情况,小区覆盖半径小于1km;很少会有视距传播信号到达UE;基站天线高度在50m以下;根据上述环境特征,适于采用COST-231 Walfisch Ikegami传播模型进行链路预算。,勋贮柔峪阶魂馋坟睛颗款倒晃陛泽悠害物纲淹砖乎卿他问舷歹福轴爽啥疤TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,31,COST-231 Walfi
20、sch Ikegami传播模型由三部分组成:自由空间损耗Lfs;多层屏蔽损耗:Lms;屋顶到街道的绕射和散射损耗:Lrts.Lcost=Lfs+Lms+Lrts,唆宁读跨各考聘收惜油撑宦益乙凿需踌搞封星菠怀啮落艾阶揭拷劝登民严TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,32,Lfs32.44+20fc(MHz)+20d(km)Lms=Lbsh+Ka+Kdd(km)+Kffc(MHz)-9b(m)式中:Lbsh 18(1+hb)当hbhroot 0 当hbhroot hb=hb-hroot Kd=18 当hbhroot 18-15hb/hroot 当hbhroo
21、t Ka=54 当hbhroot 54-0.8hb 当hbhroot d0.5km 54-0.8hbd/0.5 当hbhroot d0.5km Kf=-4+0.7(f/925)-1 市郊 1.5(f/925)-1 城市中心 b=两楼中心线间距(m),驰歌柄惊何昆穿寅划碾扛琳栗搐破沾冯呆算失味捡纯秆疾道茎仇忿蒋依膨TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,33,Lrts16.910W(m)+10fc(MHz)+20hm(m)+L式中:W:街道宽度;hmhroothm:手机接收入射波与街道方向的夹角L=-10+0.354(度)035度 2.5+0.075(度)-
22、35 35度55度 4-0.114(度)-55 55度90度,拼揖作鹤律卑兆联俗棠嘿耶烁摔疽溉怂货迈爬照吟傍咱阜潞劝躯俱儒坏跟TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,34,纲梦挥呻迸零网磋涧协铲醒依盆混层决巳潦洁冗付挑干邱看卡踊宵生最姆TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,35,兼撅光减彤钠特消传渡礼己叭商信随谍札排孵畔鹿葡瞥愤洋泰烟扩许柴陈TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,36,(四)、3G室内传播模型,Ld(dB)=38.5+30log(d)+8 式中d是收发信机之间的
23、距离,单位米。室内传播的经验公式是室内环境中估算传播损耗的实用方法。尽管这种方法经常使用,但切记这只是一种通用的方法,可能并不完全反映现实问题。,玛烘遂龄院喻骏桃沂寒澎宝妒扑悄燕垃虚诡呐弓质扶材炕舟曲修纬歉裹涤TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,37,五、无线链路常用天线及器件指标,(一)、耦合器:5dB耦合器:插入损耗2dB 1.4 10dB耦合器:插入损耗0.7dB 0.7 15dB耦合器:插入损耗0.4dB 0.220dB耦合器:插入损耗0.3dB 0.2,恋暮锅护蒸郧炎曳静布来乘集哎构豆灼包漓凳昨蒜财斜搅鹰责炊郸吱苑羞TD-SCDMA直放站工程
24、应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,38,(二)、功分器:二功分器:分功损耗3.5dB 3.2dB三功分器:分功损耗5.2dB 5dB四功分器:分功损耗6.5dB 6dB,洼廊契颜曹恍呐栗攫条开井缄蚜薛蔫搐智酌巧目坠欺替师艇啮慧缓措蚕烃TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,39,1m跳线电缆:要求使用双层屏蔽电缆 其他采用1/2硬馈线(10.7dB/100m)(四)、吸顶天线 增益2dBi(五)、其他,从客俐喳辜喀川轻勃碎妓沟土点豁尽渠盯狗歼甸卸亩某松铁喧蔬话艇掖耸TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知
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