WCDMA室内分布系统设计要点
2017-07-16熊武
熊武
【摘要】 本文主要介绍了WCDMA室内覆盖的方式，以及WCDMA室内分布系统设计的两个要点，一是最小耦合损耗MCL的分析，二是室内分布系统引入干放与RRU的干扰分析。
【关键词】 WCDMA 室内分布系统 MCL 干放 RRU 干扰分析
一、WCDMA室内覆盖方式
WCDMA室内覆盖主要采用两种方式：室外基站穿透覆盖方式和室内分布系统覆盖方式。采用室外基站穿透覆盖方式，单楼的覆盖成本低。但是对于穿透损耗大的楼宇，覆盖效果差。采用室内分布系统覆盖方式，覆盖单个楼宇效果好，但是室内分布系统需按楼建设，成本高，物业协调困难。
大量点测试得到建筑物穿透损耗分布可以得知，建筑物的穿透损耗值存在一个拐点，90%的建筑物穿透损耗在24dB以下。如果采用室外基站来覆盖数量占比仅10%的穿透损耗值较大的建筑物，不仅覆盖效果较差，而且需要投入过多的基站资源。因此，我们建议门限值以上建筑考虑通过室内分布系统覆盖。
二、MCL问题分析
2.1最小耦合损耗定义
最小耦合损耗（minimum coupling loss ，MCL） 定义了基站接收部分和手机的发射部分之间最小的耦合损耗。
最小耦合损耗的值由两部分组成：手机到天线口的自由空间损耗和天线口到基站接收机的天馈系统损耗。
MCL=手机到天线的自由空间损耗+天线到基站接收机的天馈系统损耗（分布系统损耗-有源器件增益）。
MCL可以认为是手机在位于离天线最近时候的路径损耗。在用户移动过程中，由于功率控制，手机的发射功率越来越小，如果这个时候，手机的发射功率达到最低而用户还是离天线越来越近。而终端的功率不能无限制的降低，3GPP 25.101要求终端功率下限不低于-50dBm。导致距离天线过近的用户在基站接收端的信号功率高于解调所需，会对其它手机造成干扰，使其它手机不得不抬高发射功率，从而导致整个室内系统的噪声抬高。最终导致边缘的其它用户无法获得服务，系统产生覆盖和容量损失。
我们可以通过多种方式，使MCL高于一定值，来降低因MCL不足而引起的系统噪声抬高。
3GPP规范规定UE的最小发射功率为-50dBm，在基站接收端的信号功率= -50dBm-MCL
当MCL为65dB时，UE到达基站接收端的信号为-115dBm，由UE最小发射功率所引起的噪声抬升为0.4dB，与UE在完全功控条件下引起噪声抬升近似。因此，室内分布系统建设时，建议MCL值高于65dB。
三、干放与RRU的干扰分析
3.1 WCDMA网干放引入干扰的分析
（1）干放的干扰相当于多个直放站并联的上行干扰
假设信源基站并行接有N个干放，分别对基站的引入噪声为：Pnb1、 Pnb2、 … PnbN
其中，PnbN=KTB+ Nf（dB）+ GrN（dB） – LpN
则该信源基站的总噪声电平升高
ROT =10log[（10Pbts/10+ 10Pnb1/10 + 10Pnb2/10 + …+ 10PnbN/10）/ 10Pbts/10]
信源基站的底噪为Pn = [Pbts]dBm + ROT
实际系统受限于（Gr–Lp）最大的干放
（2）直放站所接分布系统中含有干放时的上行干扰，等效于直放站级联级联的干放首先引起直放站的输入底噪抬高：PA（dB）=10log（M）+N0+Nr+Gr上-L2
（为了简化计算，假设M个干放对直放站引入的干扰相等）
则，直放站在施主基站输入端的输入底噪：
由基站ROT的公式可计算：
3.2 WCDMA网RRU引入干扰的分析
（1）RRU的干扰分析—— 并联：0.5/0.5共小区时的干扰
每個RRU的信号为：（KTB+Nfn+Iorn+Iocn）/2
假设RRU的噪声系数相等，则BBU处得到的信号为：
（KTB+Nf+Ior1+Ioc1）/2+ （KTB+Nf+Ior2+Ioc2）/2=KTB+Nf+（Ior1+Ioc1+Ior2+Ioc2）/2
结论：RRU0.5/0.5共小区时不会引起噪声抬高，但是各RRU的容量减半，上行覆盖减少3dB。
（2）RRU的干扰分析—— 多个RRU共小区（并联或级联）的干扰
每个RRU的信号为：KTB+Nfn+Iorn+Iocn
假设RRU的噪声系数相等，则BBU处得到的信号为：
（KTB+Nf+Ior1+Ioc1）+ （KTB+Nf+Ior2+Ioc2）+ ……+（KTB+Nf+Iorn+Iocn）
=n（KTB+Nf）+ （Ior1+Ior2+……+Iorn）+nIoc
结论：n个RRU共小区（并联或级联）时不会引起噪声抬高，但是各RRU的容量减少为1/n，上行覆盖减少10log（n）dB。
结束语：分析WCDMA室内分布系统的最小耦合损耗，可以计算得到室内分布系统天线口最大发射功率。在室内分布系统工程设计中，通过干放、RRU的干扰分析，对室内分布系统工程设计有参考意义。
