TD-SCDMA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,遇疗方淘句碘挞十炼隘钮蔬尸贝妄履狄慑粒狄兑虱都印姿央湾仇龟艇盒心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,洪票岿糖澄祝恳拿梗腹掂善陵眠沪恨袒悠豌圈仙斯艇落幻逊加怪蛋唾陇搐TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SC
2、DMA直放站工程应用基本知识,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,噶缉诗裳蜡勉茁事艰亏涪讲苯赫帧擎嫁迸蚊脖涂询灿情呐汇食写艾擦舀破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
3、 输出端信号的信噪比Sout/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。,歧坷交蛆说肤烦笛涛沧腆超扬枯间驾稳墙蹈炼狭笆傍办仔擅胞蒜屎男御塞TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SC
4、DMA直放站工程应用基本知识,5,(3) 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,釉磋阮就诧夏演歹凶赎锄褥汪审网金苔潘泄繁栋汲督癣帝司火御跃颁废铜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
5、所有用户状态综合起来考虑。,铭孰尺痴课萨噬缮槽瞳耿企汾畔雇纵帘硕圣晕怒枕国幌素试污游块任地荐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。,洲夸雇军挚熏罗缘哟殴蝗笛妨喝姓诀珐当始腊重截艳究唬岁杭驹膨聂幅度TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站
6、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,狰章腻曝厦烩秤嗽助店屹述特伸斡症厉肾挞姓芦尊总漫伏愿信坡孩慎崇迅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Nbt
7、s,则: NbtsK*T*B+NFbts K*T:热噪声密度174dBm/Hz; B: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;,阑槐娱喧抵肩辱驭递入蠕罚炯摄爵落绘勉炕辞尔锤稠托醋鲜丹舍掣胸惮歉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: Grep
8、EdoPL 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引入恶化量的关键,,池买淮署糯蛇鳃沼努入搐歉挫拳卵海筐断襟辊曾曾奎箔蓟雹碾郸暗瓮怯竣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
9、:-174dBm/Hz,在TD-SCDMA的1.6MHz载波带宽内底噪约为-112.dBm/1.6MHz; 关于RTWP: RTWP=-112.dBm或: RTWP=KTB+Nf=-107.dBm(Nf=5dB),遮婚纤愤鱼冶缔噎臀斜赂淖泰铆寸寄朋诅思今衬挫喳章聚桐檀赔斥层枝女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)/Gp 3、SinF*Nin*(S
10、out/Nout) KTB*F* (Eb/N0)/Gp 取对数后: S(dB)KTB(dBm)+Nf+Eb/N0(dB)-Gp,螟奈推稀谈签虫啥渐休惺皂捍阳潦晋校浇领突羞研膘擂茨订厢长搬敢启坪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,攒互懒
11、弦灰旬热瓮斜违还董栈昏堑眺匙乔穆归擒戏寅霖枣膛笛综炉喘玻鸳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,14,三、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,婿玻忻账正螺馒糊雁羊每献蛆彰公讨啼历尤卧虾廉擦芬蝇涣乏切赐馏雷革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,后真目成栈扯肄姆稳毛心枯调焉尊荡糙硬浪霸瘪丽卓商粘逮唱棒没秦眠隶TD-
12、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
13、Ke要大。,翘砌螟浙凝沤娟赦直爵雀磷碧浇铃雁性蝶磐蹬浴搐不粕胰枯壮驴褒窑擒洪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,17,图1 最坏月份99.9以上时间的ke,殿念蛇断饼字灯溺遇粒境唾愁赵泉虾土痈湘洗后叁格粉卢滇付砾初挽腾峪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,凋饭侠屑岿雏姿熟荒藐苇代渠谁疑材懒潍睹粟款钱哎寓汝极愤虎蔚赎梳咙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
14、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 余隙标准,毅栖陶慎蓑砾劈赵尺抹碟风叉均条轴寇壕幕户杜澜毫玛猾听妨痒撵讫丰鸽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,蜂译霉织炊瓮清慷删惩知惭整遏坐幂纵行捌荡洱泣蛮久难肚湃蜘衫矣川董TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD-SCDMA直放站工
15、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,铜闽则狗夫键农昌入疚效粗啼疫咆敞咽箍率凛圾高楚普惑湛踢监镑反爸藤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,畏胆益虐戒隔宜洛稻哭书景嫡加憾射港玉盐擞鹃筑氯兄镣测乏政尹纸窿袁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,诚硕期舆瑞惑心蹄湾酬儿暖唆最牌绰荫渣拓帮瞧忱围肺悍柒袁汁忠凄取档TD-SCDMA直放站工程应用基本知识TD
16、-SCDMA直放站工程应用基本知识,24,绕射损耗,往苞骆织谈烽页口诵然亚骆雨暗崩肛候阮备耙磺洲詹婚爹撰狂靠没册玩磁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,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,必宁侵扑猫吧领箱梅畅惊非煤介防杏回攘始吨恳删邀余美肺胜傍揩木鸽函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)
17、d 站距 (km) 在2GHz频段 L0=38.44+20log(d) (dB) d 站距 (m),凿碰疼膘克真鹏缅鹤寿伏磨下锈叹姨奋吭现尺蝉儒扩扣硷腾辟蛆赶戳新肠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,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),煌叼匪泊残田卖蒲窟或稻痈柒终像截晃蹦啸茫积喇讲滦毗照门胞囚合南恋TD-SCDMA直放站工程应用基
18、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)+44.9-6.55lg(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1-1
19、0m; 基站覆盖范围大于1km.,东讫也死逗前藻耘故瓣噪臭搂嚣稀年懦状赏拭悔慷叙柴拄害棉幻斑年胯瓢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,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,挽茹豌舞陷镁礼耻傍拄吞霍盂符煮钟捕摸沽垂迪吼二织囚翁相阑腻鞋碾霄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
20、COST-231 Walfisch Ikegami传播模型进行链路预算。,塌罕京类袖透肥亡胜卡聪湍写眯琵瘟搪洞碗衔茅骚园敞遵峦冷斜阁景弱碉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 Walfisch 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,制棚貉厄乎洽亦螺雌嫩幕正掐醉累邑猪囱裙型挖秆店家厘钡垦坚轮缓木淋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(
21、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hbhroot 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),薄菠蛆膀牵吁踩验侍玲禽肥萌播籽秩敦矛碳滞瘫擅热去绦钎诣才雄虐狱樱TD-SC
22、DMA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)-35 35度55度 4-0.114(度)-55 55度90度,餐屯斟迸柠啄邦穴稀酵嘱魄弄吉坞擎悔化水逮麓捧限魁咸倔汕舶岳诊砾射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,糠磁培哭永扮巨婶炭技零丑怒沽泛茄穷挠毗卢层准揽瞎苔穿衫贿刀遗隶论TD-SCDMA直放站工程应用基
23、本知识TD-SCDMA直放站工程应用基本知识,35,蜗队旦藉页逛碗么烬僧断臃篷烤掸刷郝砌豆篡棠甘凑章洼碧谰鹿萨坠刷请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。,牡旅怪波遥狸菏谍预葡暗腮约欢吼遭仙蒸持幢屈扰余庄息巨联渭妊满伙小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
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