直放站在2G网络优化中发挥了重要的作用。在WCDMA网络，直放站、干线放大器也将发挥重要的作用。直放站的应用延伸了基站的覆盖范围，同时也可能会给基站系统带来一些负面影响。以下就WCDMA直放站功率的选用及上下行增益设置进行探讨。

1 直放站上下行增益的设置

1.1直放站、干线放大器输出导频功率的考虑

通常WCDMA基站系统的总功率为20W，导频功率约占系统总功率的10%，即2W，控制信道占2W。基站总功率随负载的多少而变化，而导频功率几乎不变化，因此一般以导频功率来计算系统的覆盖范围。

直放站或干线放大器是一种透明传输的中继设备，这些设备无法识别系统接收到的是导频功率还是业务功率。如果系统空载，而这时直放站功率设置为输出满功率，那么标称40dBm的直放站或干线放大器的输出导频功率约为

37dBm。此时它的覆盖能力是不言而喻的。在建网初期，考虑到基站50%负载时，导频功率占总功率为16.7%，再考虑到性价比，设计信号覆盖方案时一般按直放站标称功率的15%～20%来计算导频Ec功率，即按标称功率回退7～8dB来计算天线口的导频功率。

1.2直放站、干线放大器调试开通时下行增益的设置

设备下行增益控制下行功率，直放站、干线放大器输出总功率的设置需要考虑施主基站在不同时段有不同负载，因此基站的输出功率总是在变化。直放站、干线放大器在开通调试时，要考虑施主基站的负载情况。理论分析如下：

l基站空载时，直放站输出功率应低于标称功率7dB；

l基站满载时，直放站输出功率可以等于标称功率；

l基站50%负载时，直放站输出功率低于标称功率2.2dB。

以上数据也是考虑基站最大负载为满载的情况。实际上，很难把握在以上几种情况下再去调试设备开站，在相当一段时期内最大话务也不能达到基站满载的程度。这就要求按实际的最大负载（含直放站覆盖区域用户数量）情况来调试直放站、干线放大器增益。

假设H＝基站最大负载输出功率X－36（空载功率）；I＝X－开站时基站的输出功率Y，则：

l基站空载，直放站输出功率应低于标称功率HdB；

l基站最大负载时，直放站输出功率可以等于标称功率；

l基站一定量负载时，直放站输出功率低于标称功率IdB。

1.3直放站、干线放大器调试开通时上行增益的设置

直放站、干线放大器上行增益的设置应主要考虑对施主基站的影响。直放站的采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，那么怎样才能降低对基站的影响呢？

基站本身的底部噪声电平为：

PNode=KTB＋NFNodeB＝－108＋5=－103dBm。

其中，KTB为高斯环境噪声；基站系统噪声系数NFNodeB=5dB。

直放站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为：

PIN=KTB＋NFrep＋Grep-PLoss

其中，NFrep为直放站上行噪声系数；Grep为直放站上行增益；PLoss为直放站到基站路径衰减值。

基站热噪声电平升高ROT为：

ROT=10lg[(10PNode/10＋10PIN/10)/10PNode/10]=10lg(1＋10－NIM/10)

引入的噪声注入余量NIM为：NIM=10lg(10PNode/10/10PIN/10)＝PNode－PIN

直放站引起的热噪声与NIM的关系如图1所示。

图1 直放站引起的热噪声与NIM的关系

一般希望直放站、干线放大器对基站热噪声的影响应尽可能地小，但这种情况发生在NIM≥0的情况下。如果直放站引入的噪声电平值等于基站本身的底部噪声电平值，那么会抬高系统底噪3dB。在一般情况下，当NIM＞6dB时，引入的恶化值可控制在1 dB之内。

1.4直放站、干线放大器上下行增益关系

在所要求的覆盖区域内，为了保证上下行链路的正常传输，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，那么则认为在这些区域内系统是平衡的。

在室内分布系统中直放站功率为10W，当上下行增益相等时，在覆盖边缘（导频功率）为－90dBm处，终端（UE）最大发射功率为21dBm。

UE到达基站的强度=21-UE到直放站损耗L1+Grep上-直放站到基站损耗L2=-102dBm

信息产业部外场测试结果显示，当基站50％负载时，语音业务基站的接收灵敏度为-119dBm，即上行增益再降低10dB，在下行导频-90dBm处，终端到基站的信号还有7 dB的接收余量。此时完全可以满足上行通信的需要，在室内区域系统上下行是平衡的。

直放站、干线放大器在上行增益小于下行增益15dB时的覆盖效果如图2所示，当设备用在室内覆盖时，由于有边缘场强的限制，只要室内（绿色区域）上下行都能通信就认为上下行平衡。当设备用在室外时，没有边缘场强的限制，故希望上下行覆盖范围差距（红色区域）越小越好。在室内覆盖中，允许设置直放站、干线放大器的上行增益小于下行增益5～10dB。直放站用在室外时，通常上行增益比下行增益小0～5dB。

图2 上下行平衡示意

2 直放站、干线放大器数量与基站底噪抬高之间的关系

通常一台直放站或干线放大器不能满足信号覆盖的需要，这就出现了一个施主基站要同时带多个直放站和干线放大器的情况。

2.1基站为信源时，可带直放站、干线放大器数量的计算n个直放站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计算如下。

第一个直放站到达基站接收机输入端的热噪声电平为PIN1=KTB＋NF＋Grep1－PLoss1

第二个直放站到达基站接收机输入端的热噪声电平为PIN2=KTB＋NF＋Grep2－PLoss2

第三个直放站到达基站接收机输入端的热噪声电平为PIN2=KTB＋NF＋Grep3－PLoss3

……

此时基站热噪声电平升高为ROT=10lg[(10PNode/10＋10PIN1/10＋10PIN2/10＋10PIN3/10＋…)/10PNode/10]

为方便计算具体的影响量，引入（下行）系统增益的概念。如图3所示，直放站系统增益是指基站（NodeB）到直放站的输出端，包含基站到直放站间所有的损耗和增益。

图3 系统增益Gx=Prep－PNode示意

PNode=KTB＋NFNode=-103dBm

案例1：基站的输出功率为43dBm，采用10W直放站，基站系统上下行链路损耗近似相等。室内分布系统直放站Grep下－Grep上=10dB，直放站噪声系数为5 dB，则可以计算出：

PIN=KTB＋NFrep＋Grep上-（PNode＋Grep下-Prep）=-108＋5＋（Prep-PNode）（Grep下-Grep上）=-116dBm

单个这样的直放站引入后的噪声增量为：

ΔN=10lg(10PNode＋10PIN)－PNode=0.22dB

当5个同样的直放站同时采用该基站时：

PIN5＝－116＋10lg5＝109dBm

此时ΔN=10lg(10PNode＋10PIN5)－PNode=0.97dB

案例2：采用2W直放站、干线放大器，室内分布系统直放站Grep下-Grep上=5dB，NFrep=5dB，则可以计算出：

PIN=（KTB＋NFrep）＋Gx-5=-118 dBm

单直放站引入后的噪声增量为：ΔN=10lg（10PNode＋10PIN）-PNode=0.14dB当10个同样的直放站、干线放大器同时采用该基站时：

PIN10＝-118＋10lg10＝108dBm此时ΔN=10lg(10PNode＋10PIN10)－PNode=1.2 dB 由以上可得出直放站、干线放大器功率、上下行增益差、噪声系数和直放站个数等对基站底噪抬高值的关系，见表1。

表1 各种因素对基站底噪抬高值的影响

2.2直放站为信源，可带干线放大器数量的计算

采用单个直放站和单个干线放大器时引入到基站的噪声电平值如下：

PIN=KTB＋N干＋G干线放大器下－干线放大器到直放站损耗L＋NFrep＋Grep下－PLoss－上下行增益累计差值Y＝KTB＋5＋（干线放大器功率－直放站功率）＋5＋（直放站功率－基站功率）－Y＝－98＋Gx2－Y

当干线放大器和直放站下行增益累计大于上行增益Y（为10dB）、干线放大器功率为5W时：Gx2＝－6dB则PIN＝－114dBm

ΔN=10lg（10－10.3＋10－11.4）－PNode=0.33dB当采用n个同样的干线放大器时，系统到基站的噪声电平值为：PINn＝－93＋Gx2－Y＋10lgn

此时可得出直放站、干线放大器功率、上下行增益差、噪声系数和直放站个数等对基站底噪抬高值的关系，见表2。

表2 各种因素对基站底噪抬高值的影响

可见一个基站最多可带直放站或者干线放大器的个数，应从以下几个方面来分析：一是直放站或干线放大器的输出功率，二是基站能容忍的噪声增量，三是直放站、干线放大器上下行增益的差值。

信息产业部外场测试结果显示，当基站50%负载时，基站底部的噪声电平值为－99dBm，因此只要调试好直放站、干线放大器，就能保证在不影响基站系统的情况下完成信号延伸覆盖的目的。