直放站对基站的干扰问题
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广东移动网络优化技术规范直放站网络干扰排查规范版本号:1.02008-06-10发布2008-06-20实施中国移动通信集团广东有限公司一、综述为了加强直放站网络干扰处理工作的管理,提高直放站引起的干扰的处理效率,确保及时有效处理无线网络干扰问题,优化网络参数,特制定本规范,各地应按照本规范制定落实本地日常直放站干扰排查工作制度。
二、范围1、本规范适用于日常对直放站引起的无线网络干扰问题处理的工作。
2、排查要求要求每月使用网络干扰关联排查法完成一次全网直放站干扰评估工作新开直放站和室内有源分布系统建议使用上行噪声排查法进行干扰评估三、直放站干扰分类因直放站导致产生的网络干扰主要体现在其上行,因此排查的主要对象为直放站的上行干扰。
根据直放站的性能和使用分析,由直放站导致产生的上行干扰一般有以下六种:●上行噪声干扰●交调干扰●外部干扰:频率复用密集,邻区的同邻频信号,交调、杂散信号,其他运营商直放站带外抑制不良放大我方信号,其他高频设备产生的交调、杂散信号●时间色散干扰●自激干扰其中直放站上行噪声干扰普遍存在,此噪声的大小是否达标是造成是否会对基站造成干扰的主因。
四、基站ICMBAND测量评估方法在爱立信BSS中,BTS连续不断地测量上行链路方向上的所有空闲时隙,一般把所接收到的电平分为5个等级(或窗口),称为干扰电平带ICMBAND。
利用这些测量数据可以计算上行干扰系数和上行干扰电平两个参数,进行干扰水平分析。
●ICM建议统计时间为晚忙时,统计时长为1小时,干扰电平参数设置可按爱立信●+TFUSIB5×5)/(TFUSIB1+TFUSIB2+TFUSIB3+TFUSIB4+TFUSIB5)●平均干扰电平=(TFUSIB1×0+TFUSIB2×limit1+TFUSIB3×limit2 +TFUSIB4×limi3+TFUSIB5×limit4)/(TFUSIB1+TFUSIB2+TFUSIB3+TFUSIB4+TFUSIB5)-110●干扰系数<2.5,则说明该小区上行干扰不明显(平均干扰电平约为-105以下)●干扰系数≥2.5,则说明该小区存在上行干扰(平均干扰电平约为-105以上)●干扰系数≥3.5,则说明该小区受较严重上行干扰(平均干扰电平约-100以上)五、直放站网络干扰关联排查法1、概述:通过比对ICM干扰分析结果和直放站施主信源情况,将干扰小区与直放站关联并分析得出直放站原因造成的网络干扰的站点列表,并将此批点用公式验证核算, 并对于不满足的站点安排现场测试核查,将有问题的站点整治,得以消除直放站原因引起的干扰,优化网络参数的方法称为网络干扰关联排查法。
直放站移动通信的三个基本要素:终端,传输系统,交换系统。
直放站:同频双向放大的中继站,又称同频中继器。
传输方式是透明传输,功能是接受和转发基站与移动台之间的信号。
直放站的目的是信号覆盖,信号增强,信号的均匀分配。
直放站主要由施主天线,直放站主机,用户天线。
沟通基站和直放站间的上、下链路,一般采用方向性更强,增益高的定向天线。
直放站一般可获得80dB左右的增益。
(增益:在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。
)直放站类型:无线直放站,光纤直放站,移频直放站,室内信号分布系统等。
光纤直放站的特点采用基站直接耦合方式;无线直放站的特点采用无线空间耦合方式;直放站和信源基站之间的接入有两种典型的方式:无线空间耦合方式和基站直接耦合方式。
中继方式的确定主要是解决信号的放大和传输问题。
直放机的组成双工器,过滤器,低噪器,选频模块,功放模块。
室内信号分布可分为天馈分布系统和光纤分布系统;信号的覆盖方式解决的是信号的分配问题;直放站考虑的三个方面:接入方式,中继方式,覆盖方式。
室内信号分布系统可分为4种解决方案:1、无源天馈分布系统;2、有源天馈分布系统;3、无线接入的室内分布系统;4、光纤室内分布系统;(有源天馈分布系统是在无源天馈系统上加入功率直放机系统的产品)干扰保护比(1)同频干扰保护比C/I要求C/I》9dB 工作中一般加入3dB的余量要求C/I》12dB(2)邻频干扰保护比C/A要求C/A》-9d B 工作中一般加入3dB的余量要求C/A》-41dB(记住这几个数值,重点) 跳频技术的优点1、频率分集;2、干扰源分集;跳频技术分为基带跳频和射频跳频;基带跳频通过腔体合成器;射频跳频通过混合合成器;(重点)DT测试的主要设备包括:测试软件,测试手机,笔记本电脑,电子地图,测试车辆,GPS定位仪等。
CQT测试原则:一类城市40个测试点;二类城市30个测试点;三类城市20个测试点;其中80%为室内测试点,必须包括飞机候机楼,火车站候车室,会展中心1—3个,市区内重点旅游点1—2个,三级以上酒店占20%,大型商场/餐饮/娱乐场所占20%,高居写字楼占10%,居民小区占10%,其他测试点均匀分布。
直放站干扰排查实录分析直放站在今天的应用已非常普遍,从工作原理来看,它本质上是个双向功率放大器,在移动通信网络中主要起填补蜂窝小区信号传输空白区域的作用,体现在消除盲区、改善覆盖、扩展小区边界等应用上。
在无线传输中,它还可以充当中继,以提高链路余量,并为特定的基站吸收业务量。
基于其体积较小、价格较低、结构简单、安装方便等特点,它不再是通信运营商的专有物,一些工厂、宾馆、商场、停车场等场所也会根据需要私自安装。
直放站在商业通信网络中发挥着积极作用的同时,由于其为数众多且管理上不够完善,也带来了不少副作用。
如它恶化了公众移动通信频段的电磁环境,催生了众多无线电干扰,而且,对这些干扰的排查也并非易事。
直放站干扰排查实录我们曾接到中国联通的干扰申诉,称:容桂华宝GSM900基站上行信号受到干扰,网络统计分析显示掉话率很高。
他们认为是由机床产生的工业干扰,初步确定干扰源就在与基站一路之隔的广东美芝厂区内。
我们出动监测车,利用车上的ESMB/DDF190监测/测向设备,同时开启E4407B频谱分析仪,分别接上全向及定向天线,在基站四周及广东美芝一带苦候干扰信号的出现。
ESMB/DDF190系统在其高增益有源天线的强力支持下,倒是收到了信号,但却是假信号,频谱分析仪则一点动静都没有。
但联通中心机房的网络统计分析显示,这段时间内干扰依然存在。
当监测车行经某知名公司厂房的大门口时,频谱分析仪显示屏上有了反应,底噪提高了近20dB。
我们立即换上定向天线作简易测向,测得的信号最大值方向指向该公司办公大楼。
于是,我们改用TekNet YBT250基站维护测试仪并配上EB200手持式测向天线入内查寻,绕大楼一周,最后将疑点锁定在电梯机房内。
在楼顶电梯机房旁测得信号的最大值约为-70 dBm(频谱图如图1所示)。
我们以为该信号是由电梯内的视频监视无线传输设备发出的,但遍寻不获。
后来我们无意中发现楼下有两根天线立于停车场入口处的纤维遮光棚一侧,并在棚内又发现另一根。
直放站在今天的应用已非常普遍,从工作原理来看,它本质上是个双向功率放大器,在移动通信网络中主要起填补蜂窝小区信号传输空白区域的作用,体现在消除盲区、改善覆盖、扩展小区边界等应用上。
在无线传输中,它还可以充当中继,以提高链路余量,并为特定的基站吸收业务量。
基于其体积较小、价格较低、结构简单、安装方便等特点,它不再是通信运营商的专有物,一些工厂、宾馆、商场、停车场等场所也会根据需要私自安装。
直放站在商业通信网络中发挥着积极作用的同时,由于其为数众多且管理上不够完善,也带来了不少副作用。
如它恶化了公众移动通信频段的电磁环境,催生了众多无线电干扰,而且,对这些干扰的排查也并非易事。
直放站干扰排查实录我们曾接到中国联通的干扰申诉,称:容桂华宝GSM900基站上行信号受到干扰,网络统计分析显示掉话率很高。
他们认为是由机床产生的工业干扰,初步确定干扰源就在与基站一路之隔的广东美芝厂区内。
我们出动监测车,利用车上的ESMB/DDF190监测/测向设备,同时开启E4407B频谱分析仪,分别接上全向及定向天线,在基站四周及广东美芝一带苦候干扰信号的出现。
ESMB/DDF190系统在其高增益有源天线的强力支持下,倒是收到了信号,但却是假信号,频谱分析仪则一点动静都没有。
但联通中心机房的网络统计分析显示,这段时间内干扰依然存在。
当监测车行经某知名公司厂房的大门口时,频谱分析仪显示屏上有了反应,底噪提高了近20dB。
我们立即换上定向天线作简易测向,测得的信号最大值方向指向该公司办公大楼。
于是,我们改用TekNet YBT250基站维护测试仪并配上EB200手持式测向天线入内查寻,绕大楼一周,最后将疑点锁定在电梯机房内。
在楼顶电梯机房旁测得信号的最大值约为-70 dBm(频谱图如图1所示)。
我们以为该信号是由电梯内的视频监视无线传输设备发出的,但遍寻不获。
后来我们无意中发现楼下有两根天线立于停车场入口处的纤维遮光棚一侧,并在棚内又发现另一根。
一、概述移动通信用直放站是双向同频(或异频)放大器,由于增益高,放大器的白噪声容易对通信网造成干扰,轻则影响基站接收机接收信杂比,降低接收机灵敏度,影响基站覆盖面,增加掉话率,在CDMA 系统中还会影响系统容量,重则整个基站打不通电话,因此压低直放站的白噪声电平是直放站是否干扰基站的关键,当然压低直放站的白噪声电平不是一件容易的事情,它与直放机的制造水平和工程水平直接联系在一起(国内只有福州飞毛腿科技有限公司等少数厂家较好地解决了这个问题)。
一般说来,要求到达基站接收机接收端白噪声电平低,就必须要求直放机发出的白噪声电平低,这就要求在制造设计直放机时要采用高质量放大器、高质量滤波器和在工程设计施工中采取措施压低噪声,当然也可以用减小直放机上行放大量的办法压低噪声,但这不能解决问题,因为直放机放大量不足,会影响直放站覆盖面,所以根本出路是提高直放机品质和工程施工质量。
下面我们就来分析一下如何提高直放机质量使直放站接入移动网不会影响网络优化指标,以及在直放机安装工程采取哪些措施可以防止直放站干扰基站。
二、直放机在移动通信网中接入状态图一如图一,这是一幅直放站接入基站的典型图示。
P 1为基站发射功率电平;P 信为基站接收直放站上行信号电平;P 杂为基站接收机接收到的直放站白噪声电平;P 空为空间原有的白噪声电平;P 2为直放机输入端接收到的下行信号电平;P 3为直放机下行输出的功率电平;P 5为直放机输出的上行功率电平;P 噪为直放机输出的上行白噪声电平;L 为基站发射机输出端到直放机输入端路径衰耗。
基 站L假设直放站下行增益为G下,直放站上行增益为G上,则P3=P1-L+G下因此G下=P3-P1+L=P3-P1+(L自+G基+G前向)L自为自由空间衰耗,L自=32.45+20lgƒ+20lgdG基为基站天线增益;G前向为直放站前向天线增益。
这就是说直放站的下行增益大小取决于直放站下行发射功率P3,基站下行发射功率P1和直放站到基站之间的路径衰耗L。
直 放 站 干 扰 的 分 析通过直放站干扰分析,使我们能更加了解干扰的产生,在工作中尽量减少干扰,充分发挥直放站优越性,而直放站干扰分为下行干扰和上行干扰。
一、下行干扰通常下行干扰发生在无线同频直放站,当施主天线和重发天线隔离度小于直放站的增益时(如80dB )时,直放站就会发生自激,产生下行干扰。
当直放站自激时,轻则是直放站的覆盖区通话音质变差,接通率下降,掉话率上升;严重时会使施主基站和其周围的基站发生瘫痪,影响大片覆盖区域的通话。
施主天线从施主基站接收频率为f 的下行信号,经过增益为Grep 的直放站放大后,由重发天线发出去。
其中一部分信号再经过重发天线的后瓣辐射到施主天线的后瓣,会再次由直放站进行放大;这样无线同频直放站就会形成一个潜在的正反馈环路,测试和实践验证,当该环路满足下列关系式时直放站才能稳定工作,则不会产生自激。
F>Grep+15dB (F :隔离度 Grep :直放站增益)而天线间的隔离度指标,计算公式如下:当水平放置时:I so =22.0+20lg ()λd 当垂直放置时:I so =28.0+40lg ()λd 式中,d —天线间距(m ) λ —工作波长(m )避免下行干扰主要措施是增大直放站隔离度。
一般采用以下方式增大施主天线和重发天线间隔离度:采用前后比大的天线采用旁瓣抑制比大的天线增大施主、重发天线的安装距离(由上面的公式中可以看出,加大两天线的垂直距离效果要优于水平距离)安装天线时,两天线尽量背对背。
采用隔离网或建筑物隔离两天线。
二、上行干扰直放站产生干扰的原因是空间的白噪声和直放站自身的噪声经过放大后通过上行链路连同手机信号一同到到达基站接收端造成对基站的上行干扰。
一般直放站厂家在安装直放站时考虑到这个问题,要对直放站上行噪声底部电平进行调整,并且选择适当的施主小区,以减少对基站系统的上行干扰。
当直放站的放大倍数或噪声系数过大时,上行背景噪声被不合理地放大,在施主扇区的接收端形成较强的上行背景噪声干扰。
附件11----直放站对施主基站及周围基站的影响直放站对施主基站及周围基站的影响直放站对施主基站和周围基站的影响1、 引言CDMA 直放站作为解决CDMA 网络覆盖问题的主要解决方案之一,有建网速度快、成本低等特点。
直放站在提升网络覆盖性能的同时,也涉及对CDMA 网络本身一些性能的影响。
2、 对施主基站的影响对施主基站而言,直放站的加入,最大影响当属反向链路的噪声问题。
CDMA 系统反向链路属于噪声受限,随着用户数量的增加,反向链路的噪声能量增大,原基站服务区用户的服务质量有所下降是再所难免的,这种影响实际上不是关键。
最关键的应当说是直放站在没有用户接入情况下,如果参数设置不当也将对基站的反向链路的噪声恶化,从而造成对施主基站覆盖性能的影响。
下面对此进行详细描述。
CDMA 基站收发信台BTS 与CDMA 射频直放站反向链路等效电路如图1所示。
图1B 点是CDMA 基站的天线口,在不考虑直放站影响的前提下,BTS 收信机在该点的等效输入噪声电平可有下式表征:BTS BTS noise NF BW dBm P ++−=−log 10174 其中,BW 为收信机带宽,约为1.23MHz 。
在加入直放站以后,我们可以根据等效模型,获得BTS 收信机在A 点的等效输入噪声电平:total A total noise NF BW dBm P ++−=−−log 10174BTS BTSNF GG S Lp p NF G Re Re:BTS 增益:BTS 噪声系数:直放站反向增益:直放站反向噪声系数其中,)(Re Re Re S p BTSp S p total L G NF G L NF NF −++= A 点的噪声电平传递到B 点后变成: )(Re S p A total niose B total noise L G P P −+=−−−−由此,可以对直放站对BTS 收信机的影响进行定量的分析。
下表的数据是通过APPCAD 软件的仿真结果,并基于这样的假定:p NF Re 取5.0,空间传输损耗S L 取80dB ,BTS NF 取3.0,并以直放站反向链路增益为变量进行计算。
直放站的噪声系数对基站的影响
瑞典阿尔贡系统有限公司北京代表处:张永军
摘要:直放站在移动通信中的应用越来越广,许多人都希望选用大功率输出的直放站来扩大覆盖范围,但往往造成基站覆盖范围的减小,主要原因是直放站的噪声引入到基站后降低了基站接收机的接收灵敏度,本文就这方面进行了分析并给出计算公式。
关键词:直放站,噪声系数,基站接收机接收灵敏度
直放站由于造价低、安装简便、安装周期短,对安装环境要求不高等优点在移动通信网络中得到广泛应用,特别是在联通新时空正在进行的CDMA网络建设中,直放站的应用数量甚至超过了基站,这对联通新时空在短期内迅速建成覆盖全国的网络起到至关重要的作用,但是如果直放站参数设置不当同样会严重影响施主基站的性能,降低网络运行质量。
下面我仅对直放站的噪声对施主基站的影响做一下分析。
直放站的噪声系数对施主基站的影响主要是指直放站的上行噪声引入施主基站,从而降低施主基站接收机的接收灵敏度,减小了施主基站的覆盖范围。
直放站是一个有源设备,一般性能较好的直放站上下行的噪声系数都应小于5dB,我们以此值作为讨论的基础。
首先介绍两个概念:KT(热噪声密度)和EDoPL(有效路径损耗)。
KT(热噪声密度)为设备内部电子热运动引起的噪声,是所有设备都固有的,它只和温度有关。
K为波滋曼常数,T为绝对温度。
在温度为20℃时KT(热噪声密度)为:-174dBm/Hz。
EDoPL(有效路径损耗)就是指基站输出口到直放站的输入口的总的路径损耗。
无论信号是通过空中传播或通过光纤传输。
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。
直放站的噪声到达基站接收机输入端的等效热噪声电平N in :
N in =K*T*B + NF rep + G rep - EDoPL
K*T: 热噪声密度 B:系统信道带宽
NF rep :直放站噪声系数 G rep :直放站增益 EDoPL :有效路径损耗 基站接收机等效热噪声电平:
N bts =K*T*B + NF bts
K*T: 热噪声密度 B:系统信道带宽 NF bts :基站接收机噪声系数 基站接收机等效热噪声电平升高ROT (Raise Over Thermal )
ROT=10Log 【(10Nin/10+10Nbts/10)/10Nbts/10】
设噪声注入裕量NIM (Noise Injection Margin)
NIM =10Log (10Nbts/10/10Ni/10)
ROT=10Log (1+10
-NIM/10)
例一:设EDoPL 为90dB, 直放站增益设为90dB (这时直放站下行输出功率和基站一样),直放站和基站的噪声系数5dB, 为保持上下行链路平衡,上下行增益设置一样。
利用前边的公式可以得出:
EDoPL=OUT -IN =40-(-50)=90
ROT=3dB
结论:直放站的引入使基站噪声电平提高3dB,接收机灵敏度的降低3dB,施主基站覆盖范围缩小20-30%,同样直放站的覆盖范围也要相应减小。
例二:设EDoPL为90dB, 直放站增益设为85dB(直放站下行输出功率比基站小5dB),直放站和基站的噪声系数5dB, 为保持上下行链路平衡,上下行增益设置一样。
利用前边的公式可以得出:
ROT=0.8dB
结论:直放站的引入使基站噪声电平提高0.8dB,接收机灵敏度的降低
0.8dB,施主基站覆盖范围缩小较小。
通过以上两例可以看出,当直放站增益设置比有效路径损耗小直放站的噪声系数时,直放站对基站的影响比较小(如果在此基础上在留5dB的余量,直放站对基站影响将会更小:<0.3dB),此时直放站的输出功率比基站功率低。
如:施主基站输出43dBm(20W), 直放站噪声系数5dB, 在使用直放站时最大输出功率应小于38dBm. 光纤直放站也要遵循同样原则。