W塔放应用指导书0204A20.docx

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W塔放应用指导书0204A20

华为技术有限公司

HuaweiTechnologiesCo.Ltd.

产品版本

密级

V100R001

内部公开

产品名称:

WCDMARNP

共21页

WCDMARNP塔放应用指导书

（仅供内部使用）

拟制:

URNP-SANA

日期：

2003-12-10

审核:

日期：

审核:

日期：

批准:

日期：

华为技术有限公司

版权所有XX

修订记录

日期

修订版本

描述

作者

2003-5-27

1.0

初稿完成

黄超

2003-12-10

1.1

将以前塔放噪声系数最大值修改为典型值，并修改塔放的应用原则

王德凯

2005-12-31

2.0

2.0版指导书规划中文档，此指导书属于“1.0老文档仍可用”，文档名称更改为xxx－A-2.0

目录

1概述7

2天馈系统介绍7

3塔放原理7

4噪声系数计算相关指标分析8

4.1塔放指标8

4.2NDDL指标8

4.3跳线损耗9

4.4NDDL到机顶馈缆损耗9

4.5避雷器插损9

4.6馈缆损耗9

5天线口噪声系数计算9

5.1无塔放噪声系数NF9

5.2有塔放噪声系数10

6塔放的影响11

6.1接收灵敏度11

6.2覆盖12

6.3容量14

6.3.1上行容量14

6.3.2下行容量14

6.4其它16

7应用建议16

7.1塔放应用建议17

7.2馈缆选用建议17

8遗留问题17

9附录18

参考资料清单21

表目录

表1塔放指标8

表2通道增益为38dB整数值时噪声系数改善表格10

表3通道增益为38dB整数值时半径和面积的变化表格12

表4小区半径不变时塔放的使用对下行容量的影响14

表5下行耦合损耗增大量15

表6塔放详细参数18

表7馈缆详细参数20

图目录

图1天馈系统示意图7

图2塔放组成框图8

图3使用塔放时不同馈缆长度对应的噪声系数11

图4使用塔放时不同馈缆长度对应的噪声系数改善量11

图5使用塔放后小区半径和面积随馈缆长度变化图13

图6小区半径不变时加塔放后下行容量变化曲线15

图7小区半径增大时加塔放后下行容量随馈线长度变化曲线16

塔放应用指导书

关键词：

天馈塔放馈缆接收灵敏度覆盖半径可靠性容量

摘要：

本文较详细论述了使用塔放的利弊，分析了相关指标，给出塔放是否使用的判断条件和建议,用以指导WCDMA建网配置。

1

概述

塔放的核心为低噪声放大器，用于解决反向链路受限，从而提高上行覆盖性能。

本文首先介绍塔放所处的天馈系统，接着介绍塔放原理，进一步分析了塔放应用所涉及到的相关指标并从指标、可靠性及成本等方面总结了塔放应用的利弊，最后给出在何种情况选用塔放的建议.

2天馈系统介绍

天馈系统为空中电磁波信号进出NodeB的通道，它包括天线、塔放、馈线、跳线和避雷器等.其示意图如图1:

图1天馈系统示意图

其中塔放为三工塔放，目前我司此种规格的塔放共有2种型号：

REMECAirtech公司W20003A2和LGP公司TMA-DDUMTSFB，均为12dB增益，具体的信息参见附录表格。

有关高增益24dB塔放目前产品还不支持，以后补充。

其中馈缆配置分为7/8英寸的馈线和5/4英寸的馈线两种情况。

图1中所有的跳线的直径均为1/2英寸。

3塔放原理

塔放的组成框图如图2：

图2塔放组成框图

在塔顶放大器模块中，同时有发射通道和接收通道，发射通道由发射滤波器组成，接收通道由接收滤波器B、LNA（LNA正常工作时）或旁路（LNA不能正常工作时）和接收滤波器A组成。

RF发射信号和供给LNA的DC由BTS端口输入，其中，RF发射信号经过发射通道由ANT端口输出至天线，DC由BIASTEE的另一端口出来至LNA单元；从天线下来的接收信号由ANT端口输入，经过接收通道将接收信号放大，由BTS端口输出至NDDL。

4噪声系数计算相关指标分析

4.1塔放指标

表1塔放指标

指标要求

实测指标

典型值

噪声系数

常温：

≤1.6dB

全温：

≤2.0dB

Max

Min

1.6dB

1.3dB

1.45dB

按设计规格，塔放增益为12+/-1dB，典型情况下取12dB。

4.2NDDL指标

在NodeB的设计规格中，如使用塔放在各种馈缆损耗条件下维持塔放输入口到NDDL输出口之间的总增益在38

0.5dB范围内,

0.5dB的产生是由于NDDL的衰减是按1dB步进；如不使用塔放，则NDDL放大倍数固定为38dB。

下面列出使用塔放时的各器件的增益（损耗）值。

设馈缆损耗为X，当使用塔放时，NDDL增益从20dB~38dB可调（18dB变化范围）,因为：

塔放增益-馈缆损耗-馈缆到塔放跳线损耗-避雷器插损-避雷器到机顶跳线损耗-NDDL到机顶跳线损耗+NDDL放大倍数=38dB

为分析方便，上式中暂不考虑由于NDDL按1dB步进调整衰减值引起的从塔放到NDDL的整个通道增益的小数误差，结合前面的分析可推知NDDL增益为：

27.4+X

4.3跳线损耗

其中天线口到塔放跳线典型值：

1.5米

塔放到馈缆跳线典型值：

2.5米

无塔放时馈缆到天线口跳线的典型值：

2.5米

避雷器到机顶的跳线典型值：

1.5米

结合1/2英寸的衰减指标及为计算方便，塔放到机顶所有的1/2跳线总的损耗取0.8dB，塔放到天线口1/2跳线损耗取0.3dB

4.4NDDL到机顶馈缆损耗

按NodeB设计指标此值为0.4dB。

4.5避雷器插损

避雷器插损值为0.2dB。

4.6馈缆损耗

此处馈缆指图2中粗黑线段所示意的传输电缆。

对Andrew7/8英寸馈缆，损耗率按6.11dB/100m,如馈缆长度为L，则损耗值为L*6.11/100dB;对5/4英寸馈缆，损耗率按4.43dB/100m,则损耗值为L*4.43/100dB.

5天线口噪声系数计算

5.1无塔放噪声系数NF

为了便于说明是否需要使用塔放，这里噪声系数均指天线口处的噪声系数。

不使用塔放天线口噪声系数为：

NDDL的放大倍数为38dB时机顶口的噪声系数+馈缆损耗+所有跳线引起的损耗+避雷器插损

设从机顶到天线口处的所有馈缆、跳线损耗之和加上避雷器插损的损耗得到的总的损耗值为X，当不使用塔放时

NF=2.2+X

上式中2.2为当NDDL的放大倍数取38dB时机顶口的噪声系数。

5.2有塔放噪声系数

若使用塔放，当馈缆长度取值恰好能使塔放输入口到NDDL输出口的增益为38dB时，设NDDL放大倍数为A，参照前一节的链路增益分配中的各参数值，可推知此时机顶到天线口的馈缆的损耗为:

A–27.4

根据射频提供的指标,我们可得出此时有如下对应关系的表格：

表2通道增益为38dB整数值时噪声系数改善表格

NDDL放大倍数

28

29

30

31

32

馈缆损耗（dB）

0.6

1.6

2.6

3.6

4.6

使用塔放天线口噪声系数（dB）

2.3

2.4

2.5

2.7

2.9

不使用塔放天线口噪声系数（dB）

3.8

4.8

5.8

6.8

7.8

噪声系数改善（dB）

1.5

2.4

3.3

4.1

4.9

对应的7/8馈缆长度（m）

9.8

26.2

42.6

59.0

75.4

对应的5/4馈缆长度（m）

13.6

36.4

59.1

81.8

104.5

上表中馈缆损耗指图1中粗黑线段所示意的传输电缆;

根据NodeB产品设计要求说明书，对那些馈缆长度使得理论上的总增益无法取到38dB整数值时，通过在取NDDL衰减时采用四舍五入的办法，保持NDDL的放大倍数为整数。

此时为工程计算方便在使用塔放时天线口的噪声系数假设在上表中的特殊点之间随馈缆损耗呈线性变化。

图3使用塔放时不同馈缆长度对应的噪声系数

图4使用塔放时不同馈缆长度对应的噪声系数改善量

6塔放的影响

6.1接收灵敏度

NodeB上行在天线口处的接收灵敏度为：

SensitivityofReceiver（dBm）

=-174（dBm/Hz）+NF_Antconnector（dB）+10lg[1000*Rb（kHz）]+EbvsNorequired（dB）

从上式可知，增加塔放后随着噪声系数降低，NodeB上行接收灵敏度提高，其改善值等于噪声系数的改善值。

增加塔放后，虽然NodeB上行接收灵敏度可以提高，但是这样对于外界干扰更敏感，原来来自于其它系统的干扰影响比较小，现在可能会对系统性能造成影响，使得增加塔放后噪声系数的改善量没有前面分析的那么大。

在不存在外界干扰时，加塔放时接收机的噪声分别是-174dBm/Hz+10log（Rc）+NF加塔放，不加塔放时接收机的噪声是-174dBm/Hz+10log（Rc）+NF未加塔放，此时增加塔放后随着噪声系数降低，NodeB上行接收灵敏度提高，其改善值等于噪声系数的改善值。

当存在外界干扰时，加塔放时接收机的噪声分别是-174dBm/Hz+10log（Rc）+Interference+NF加塔放，不加塔放时接收机的噪声是-174dBm/Hz+10log（Rc）+Interference+NF未加塔放。

当外界干扰比较大时，加或者不加塔放接收机的噪声主要取决于外界干扰的大小，此时噪声系数的改善，对接收机噪声的影响非常小了。

6.2覆盖

小区的覆盖半径由最大路径损耗和传播模型决定。

小区边缘处的最大路径损耗：

PathLoss（dB）=[EiRP（dBm）–（SensitivityofReceiver（dBm）-GainofAntenna（dBi）+BodyLoss（dB）+InteferenceMargin（dB）-SHOGainoverfastfading（dB）+FastFadingMargin（dB））]-PenetrationLoss（dB）-SlowFadingMargin（dB）+SHOGainoverSlowFading（dB）

从上式可得出，NodeB上行接收灵敏度提高，意味着允许的上行最大路径损耗增加，其增加值就等于灵敏度的改善值，根据链路预算，允许的最大路径损耗增加意味着小区半径增大，小区的上行覆盖范围增大。

对COST231-HATA模型，其计算公式为：

PathLoss（dB）=46.3+33.9*log（f）-13.82*log（Hb）-a（Hm）+[44.9-6.55*log（Hb）]*log（d）+Cm

其中：

a（Hm）=[1.1*log（f）-0.7]*Hm-[1.56*log（f）-0.8]

Cm=0dBformediumsizedcityandsuburbancentreswithmoderatetree