浅析TD-SCDMA干线放大器的增益调整设计

TD-SCDMA干线放大器在工程开通时要在保证链路平衡的基础上合理掌握增益调整和基站影响的关系，正确调试干线放大器，在TD-SCDMA网络大规模建设时干线放大器也将发挥其最大的作用。

随着TD-SCDMA网络的建设，大量的TD-SCDMA室内覆盖系统随之建设。高质量的TD-SCDMA室内覆盖系统对于提升TD-SCDMA整体网络质量、提高用户对新的3G网络的认同感对移动运营商尤为重要。

TD-SCDMA网络工作在2GHz频段，电磁波的无线链路传播损耗以及射频电缆的传播损耗相对较大，TD-SCDMA室内覆盖必须开发大功率的有源放大设备解决覆盖功率不足的问题。干线放大器在2G移动通信系统网络优化覆盖中发挥了重要的作用，是解决室内覆盖的最有效的手段和最重要的有源功率放大设备。因为TD-SCDMA网络和系统设备自身的特点，TD-SCDMA干线放大器在TD-SCDMA室内覆盖的应用更加迫切。

TD-SCDMA干线放大器的工程应用和2G干放基本一样，除了特有的同步问题需要单独考虑外，应用上最关注的几个因素是：功率的利用率，输入功率控制，避免输出过饱和，上下行链路平衡等问题。

TD-SCDMA干放增益设置

干放的增益通常设计成跟干放到基站的路径损耗相当的等级。当干放覆盖的区域下行输入功率特别小（即干放到基站的路径损耗特别大）的时候，干放的增益不能变得很大，干放的覆盖范围将会缩小。而当干放覆盖的区域下行输入功率较大时，干放应该可以适当控制其增益，即干放要有增益调节的功能。

当干放到基站的路径损耗一定时，干放的上行增益越高，干放的噪声对基站噪声的影响就越大。一个明显的例子是，当干放的上行增益跟干放到基站的路径损耗相等，干放的噪声系数跟基站接收机的噪声系数也相等时，干放的热噪声叠加到基站输入端将导致基站的热噪声被抬高3dB。如果干放的增益高于干放到基站的路径损耗，那么干放热噪声的影响会更大。此外，干放增益过高会使干放的输出底噪很高，而导致干放的杂散高于指标要求。另外，干放的增益如果太低，那么实际运用中很可能干放不能满功率输出，这会导致干放的覆盖能力降低。干放的增益设置必须结合多种因素综合考虑。

设计时干放输出功率考虑

TD-SCDMA基站系统总功率为2W，PCCPCH功率配比一般为29dBm或26dBm。基站总功率随负载的多少而变化，但PCCPCH功率几乎不变，所以我们均以PCCPCH功率来计算系统的覆盖范围和用于室内覆盖链路预算。

干线放大器是一种透明传输的中继设备，无法识别系统接收到的是PCCPCH功率还是业务功率。干放开通时采用频谱按照5ms时域范围内读出的稳定的功率信号为整个TS0的输出，所以干放开通调试时需要考虑TS0与总功率的关系问题。下表为2W室内RRU典型TS0功率配置。

根据以上配置TS0满功率约为30.6dBm，满功率2W的RRU当全码道、满功率占用时TS4、TS5、TS6的最大输出功率均为33dBm，故TS0的输出功率比基站额定功率小2.4dB，虽然干线放大器具备ASLC（自动时隙电平控制）功能，但是为了避免干放输出功率过饱和后可能产生的意外问题，干放开通的输出功率应和基站本身TS0与额定功率的比例保持一致，即干放输出的TS0功率比额定功率小2.4dB（如TS0功率配置不同，此值会变化，由于室内容量规划一般考虑为75%，所以TS0功率配置产生1.2dB以内的变动对干放的正常使用不会产生影响）。

干放开通调试时上行增益设置

干放上行增益设置主要需要考虑对施主基站的影响。干放的使用会抬高施主基站的底部噪声电平值，从而影响基站的接收灵敏度和上行容量，怎么样才能使得对基站影响很小呢？

基站本身的底部噪声电平：

PNode=KTB+NFNodeB=-113+5=-108dBm

（KTB高斯环境噪声；基站系统噪声系数NFNodeB=5dB。）

干放热噪声经过放大和传输路径损耗后，到达基站接收机输入端的热噪声电平：

PIN=KTB+NFrep+Gu-PLoss

（NFrep干放上行噪声系数；Gu干放上行增益；Ploss干放到基站路径衰减值。）

基站热噪声电平升高ROT（RiseOverTher-mal）：ROT=10log［（10PNode/10+10PIN/10）/10PNode/10］

可以得知，干放对基站噪声抬高主要由干放上行噪声系数、上行增益、路径损耗等因素决定，因为上行噪声系数和路径损耗通常为定值，唯一的变量是上行增益Gu。当干放功率等于基站功率时，干放下行增益设计等于路径损耗；干放功率大于基站功率时，下行增益设计则大于路径损耗同样的范围。当干放下行为满增益额定输出时，下行增益为Gd，干放噪声系数为5dB。

我们希望干放对基站热噪声贡献尽可能小，这种情况随着干放的上行增益的减小基站噪声抬高的程度越来越小直至可以忽略，此时需要考虑上下行链路平衡与之的关系。另外，干放对基站底噪抬升影响和干放功率的关系是：在同等条件下，干放功率越高，达到额定输出的增益或路径损耗量发生变化，导致对基站的影响增加。

干放上下行增益与链路平衡

在所要求的覆盖区域内，保证上、下链路正常传输，基站和终端分别接收的信号可以解调，从而保证双向通信的正常建立。我们认为在这些区域内系统是平衡的。

简单的考虑室内链路平衡如下：

2W基站发射功率（PCCPCH）：29dBm

边缘场强设计（PCCPCH）：-85dBm

下行链路损耗29-（-85）=114dB

UE最大发射功率：24dBm

到达基站功率：24-114=-90dBm

基站接收灵敏度：-110dBm

上行增益可调整余量：20dB

考虑到整体网络的优化，UE的发射功率留有一定余量，干放的上行增益比下行增益降低10dB，也可完全满足上下行平衡的要求，在室内覆盖采用干放时可以适当调节减小干放的上行增益，在达到覆盖要求的同时尽量避免对基站的干扰。

干放用在室内覆盖时，由于有边缘场强限制，只要室内（绿色）区域内上下行都能通信就认为上下行平衡。而在室外时，没有边缘场强限制，我们希望上下行覆盖范围差距（红色区域）越小越好。

通过以上分析可知，TS0的输出比例应和信源基站保持一致，避免在接入用户过多后功放过饱和对网络产生影响，工程开通时要在保证链路平衡的基础上合理掌握增益调整和基站影响的关系，正确调试干线放大器，在TD-SCDMA网络大规模建设时干线放大器也将发挥其最大的作用。