移动通信网络中直放站干扰分析及优化

刘雪芹 胡国忠

【摘要】 作为一种拓展网络覆盖的方式，直放站被广泛应用于移动通信网络中。与此同时，由于参数配置、工程安装工艺等问题，直放站也存在对信源基站底噪抬升、故障率高、后台监控不足等问题。本文首先介绍了直放站工作原理，随后分析直放站对信源基站底噪的抬升及对网络的影响，最后介绍了直放站优化方法及优化案例。

【关键字】 移动通信网 直放站 干扰

一、直放站原理

直放站的基本功能是一个射频功率增强器，位于基站与移动台之间，中继传输两者间的双向射频信号，用来填补基站覆盖盲区或延伸覆盖区。通过这种方式，直放站在无线通信传输过程中起到信号增强作用。直放站射频信号的扰码与信源基站相同，并不增加基站信道板硬件容量和正交码容量，也不会增加扰码。直放站与基站不同之处在于直放站没有基带处理电路，不解调无线信号，没有容量扩展。由此可见，直放站结构简单、安装方便，其造价远低于有同样效果的微蜂窝系统，可在不增加基站数量的前提下拓展网络覆盖，被运营商广泛应用于移动通信网络中。

典型的直放站分为三类，包括无线直放站、移频直放站、光纤直放站。无线直放站采用空间信放大方式：下行从基站接受无线信号，经放大后向用户方向覆盖；上行从用户接收无线信号，经放大后发送给基站。移频直放站是一种特殊类型的无线直放站，移频直放站将收到的无线信号通过上变频变为微波频段，传输后再通过下变频为原先收到的频率，放大后发送出去。其主要用于满足接收信号电平，但无法满足频率隔离度的区域。由于无线直放站、移频直放站容易产生自激，影响系统性能，光纤直放站逐渐成为主流应用。光纤直放站将收到的无线信号，经电光转换变成光信号；然后通过光纤传输后再经过光电转换恢复成电信号，再放大后发射出。光纤直放站不存在收发隔离问题，选点方便；可采用波分复用或单纤传输方式，光纤中继距离可达20公里以内；一个光中继设备可同时与多个覆盖端机连接。

二、直放站造成信源底噪抬升原理及影响

2.1底噪抬升原理分析

直放站作为传统的网络覆盖和优化的解决手段，具有投资节省、安装简单和传输等配套需求较低的优势，但我们也应该充分认识到由于直放站技术特性、厂商参差不齐、建设方案不合理、安装调测不完善、维护和优化力度不足等原因，直放站的引入容易给网络带来一些负面效应.本文主要分析WCDMA网络中直放站对信源基站带来的底噪抬升。

直放站对信源小区干扰分为2个方面：

（1）直放站自身参数可能抬升信源小区底噪，其底噪抬升量如（1）所示：

LoadFactor为使用直放站之后的小区上行负荷因子，0≤LoadFactor≤100%。下图显示了上行底噪RTWP与负载因子的关系。

如图3所示，当负载为50%时，底噪抬升ΔIβ=3dB；当负载高达75%时，底噪抬升ΔIβ=6dB。

综合考虑直放站自身参与、用户量两大因素，直放站对信源小区造成的底噪抬升ΔI=ΔIα+ΔIβ。

2.2底噪抬升对网络影响

随着直放站提升了信源小区的上行底噪，信源小区的性能也将受到影响。

以WCDMA移动网络为例，WCDMA是自干扰系统，基站总接收噪声RTWP（即宽带接收总功率）也是一种容量资源，因此直放站的引入将对系统上行容量产生影响。随着底噪的抬升，用户速率也将受到影响。

除了覆盖、容量、速率，直放站还可能影响用户接入性能。RAB建立信令流程如图4所示。如果直放站工作异常，将上行底噪过高，容易使RNC无法收到UE回复的Radio Bear Setup Complete信令，最终导致用户业务接入失败。

三、直放站优化方法及优化案例

3.1 优化方法

直放站优化方法包括高负荷小区的整改、安装衰减器降低上行干扰、增加直放站的上行衰减参数值等。

（1）高负荷小区的整改

由于高负荷小区自身的业务量较大，引入直放站后使该小区长期高负荷运行。通过对比关闭和开启直放站前后的信源小区话务量变化情况，分析直放站覆盖区域内的用户数量，从而选取相对低负荷的小区作为该直放站的信源小区。

（2）安装衰减器降低上行干扰

对于指标异常的下挂直放站小区，首先应该通过对比直放站开启前后RTWP差值，计算出衰减器增益。衰减器增益应保证小区闲时RTWP值低于-100dBm，同时也要满足近端机的输入功率要求（0至-15dBm）。

（3）增加直放站的上行衰减参数值

对于指标异常的下挂直放站小区，还可以通过调整直放站近端机的上行衰减参数值，降低上行增益。

（4）调整原则

无论是安装衰减器还是调整上行增益，为保证上下行链路平衡，直放站的下行也需要进行相应调整。原则上要求上下行链路损耗相差不大于3dB，最大不超过5dB。

3.2优化案例

以某城市国富华庭基站为优化分析对象，该基站为双载波基站，其三个扇区均分别下挂直放站。由于凌晨五点用户数极少，能够消除负载对于底噪抬升的影响，选择凌晨五点的RTWP来观测底噪异常的小区。

如图4所示， 1、4小区直放站工作正常，RTWP低于-100dBm。但发现2、5小区、3、6小区直放站工作异常，导致2、3、5、6小区闲时RTWP均大于-95dBm，使得其PS RAB建立成功率均低于98%。

通过直放站设备检查，发现直放站上行增益较大。于7日和12日分别在2、5小区、3、6小区下挂的直放站安置10dB衰减器。如图5所示，安置衰减器之后，2、3、5、6小区的上行干扰逐步降低至-100dBm以下水平。

直放站添加衰减器使对应小区上行底噪降低至-100dBm之后，如图6所示，2、3、5、6号小区PS RAB建立成功率均提升至98%以上。与此同时，如图7所示，2、3、5、6号小区上行平均速率均大幅度提升。

四、总结

直放站是网络覆盖和优化的一种解决手段，具有投资节省、安装简单和传输等配套需求较低的优势。但由于直放站质量及安装工艺问题，容易造成信源基站的底噪抬升。本文量化分析了底噪抬升，并介绍了对网络的影响。随后介绍了直放站优化的三类基本方法，包括高负荷小区整改、安装衰减器、增加直放站的上行衰减参数。最后介绍了直放站的实际优化案例，并对比分析了优化前后的网络性能。