一、导言
跟着移动用户的添加，移动用户的活动规模越来越广，移动网络要不断加深掩盖的规模及深度。然而在处理山区路途、边远地区村落的掩盖问题时，如新建基站、直放站等传统网络优化方法在工程施行上难度很高，出资本钱和效益报答也不合理。
众所周知，经过加强基站的发射功率能够扩展基站到终端的掩盖规模。经过自由空间衰耗公式：Ls=32.45+20*log(f)MHz+20log(d)Km能够知道，基站发射功率进步6dBm，掩盖间隔将进步一倍。手机接纳信号加强，但一般手机的最大功率33dBm，假如远离基站，手机的上行信号假如不增强就无法解析。形成体系上、下行掩盖不平衡，结果便是单通、质量差、掉话等。基站掩盖延伸体系从基站体系上、下行两个方向改进基站掩盖规模，是处理信号广度、深度掩盖的一种好方法。
二、基站掩盖延伸体系简介
基站掩盖延伸体系首要由基站扩展器和塔顶扩展器两部分组成，简称基放和塔放。基放是装置在基站机房里，用于进步基站发射功率，扩展下行信号掩盖规模。塔放是装置在基站天线口的低噪声扩展设备，用来增强手机上行发射功率，进步基站接纳灵敏度。基站掩盖延伸体系作业原理如图1所示。
一般基站载频发射功率为43dBm/单载波。而200W的基放输出功率能抵达53dBm/单载波，下行信号增强10dB。基站掩盖延伸体系对上行信号增强约10dB。整个体系能有用地延伸基站的掩盖规模。
三、加装基站掩盖延伸后对体系上、下行掩盖的影响
1、加装塔放对体系噪声系数的剖析：
噪声系数NF用来描绘扩展器对信噪比的恶化程度，噪声系数越小，输出的信噪比恶化程度就越小。
对一个多级扩展体系，它的体系噪声系数为：
NF=F1+(F2－1)/G1 + (F3－1)/G1*G2 + ……
其间：F1、F2、F3…是榜首级到第三级的的噪声系数，无源器材的噪声系数等于其损耗值。
G1,G2…是榜首级到第二级的增益，无源器材增益等于其损耗值得倒数。
从以上公式能够看出，多级扩展体系的噪声系数首要取决于榜首级的噪声系数F1。
塔放的原理便是经过在基站接纳体系的前端，即紧靠接纳天线下添加一个低噪声扩展器来完成对基站接纳功能的改进。
2、上、下行平衡的剖析
2.1上、下行平衡的界说
在咱们所要求的掩盖区域内，确保上、下链路正常传输，基站和手机别离接纳的信号能够解调，然后确保双向通讯的正常树立。
2.2原基站体系上、下行平衡的理论计算
如图所示：
理论上基站口的上行接纳灵敏度MBTS=－110dBm，上行分集接纳增益约F=4dB，手机的接纳灵敏度MMS=－104dBm，手机的最大发射功率PMS=33dBm，假定BTS到天线口的信号衰减量R=4dB，天线增益为S，基站发射功率为T。
若要求上、下行平衡，则上行可答应的最大空间损耗HRX=下行可答应的最大空间损耗HTX。
其间：MBTS=PMS－HRX+F+S－R
MMS=T－R+S－HTX
所以：HRX=PMS－MBTS+F+S－R
HTX=T－R+S－MMS
由HRX=HTX可得：
为确保上下行的抱负平衡,基站口的发射有用功率为
T=PMS－MBTS+F+MMS
=33dBm－(－110dBm)+4dB+(－104dBm)=43dBm
由此能够看出，基站单载波发射功率在(20W)43dBm时，上行掩盖规模和下行掩盖规模恰当，体系处于较抱负的平衡状况。
2.3、加装基放后的上、下行平衡计算。
2.3.1塔放增益的挑选。
未加装塔放的原基站体系噪声系数Nfsys(天线口)约为：
Nfsys=Nfbts+Lc 【公式－1】
其间：Nfbts是基站本身的噪声系数
Lc为馈线回路的损耗
加装塔放后体系噪声系数约为：
NF=NFTA+ (Nfsys－1)/GTA 【公式－2】
从上述两公式中能够得出以下定论：
⑴基站在运用塔放前噪声系数Nfsys是由BTS设备本身噪声系数Nfbts和天馈线损耗Lc决议的。
⑵运用塔放后的基站接纳噪声系数NF首要取决于塔放的噪声系数NFTA。在馈线较长，损耗Lc越大时，加装塔放对基站体系的接纳灵敏度改进越显着。
⑶塔放增益GTA越大，基站接纳体系噪声NF越小。但塔放增益GTA增大，也会进步白噪声KTB电平，影响基站对信号的接纳。
一般GSM基站对0级信号通话质量的底部噪声界说是小于－113dBm。常温状况下，GSM体系的白噪声NKTB=－121dBm，为确保上行的通话质量，接纳噪声电平值要满意以下要求：塔放增益GTA+（－121dBm）+NF－ Lc≤－113dBm。加装塔放后体系噪声系数NF约等于2dB。一般状况下，Lc≤4dB，所以塔放增益G≤10dB。当然每个站点塔放的作业增益应根据馈线回路的损耗Lc的巨细做恰当调整。
2.3.2基放功率的挑选。
一般状况下，基站口的发射功率是43dBm/单载波时，下行掩盖－104dBm的当地，手机信号抵达基站刚好能够被解调，归于较抱负的平衡状况。
这儿咱们仍是首要假定条件如下：
基站口上行接纳灵敏度为－110dBm（分集处理增益4dB）；
手机的最大发射功率为33dBm。
基站接纳信号最低载噪比C/I=9；
基站本身的噪声系数为Nfbts=3.5dB;
经过基站解调上行信号的最低载噪比C/I=9－Nfbts=9－3.5=5.5dB，
塔放噪声系数为NFTA=1.5dB；
馈线回路的损耗Lc=4dB；
塔放增益GTA=10dB；
要使得手机信号抵达基站能够被正确解调需求一起满意两个条件：1、抵达基站（分集增益4dB后）电平值信号电平值不低于-110dBm；2、基站解调时信号载噪比C/I不得低于3.5dB。下面咱们来剖析加装塔放前后天线口需求的电平值的巨细差异。
⑴未加装塔放前基站天线口的最低接纳信号电平
=基站口上行接纳灵敏度（分集处理前）+Lc
=－110dBm+4dB
=－106dBm
基站处理后解调前C/I=－106－Lc－NKTB－Nfbts=7.5dB>5.5dB
两个条件都满意时天线口的最低电平值为P前=-106dBm
⑵加装塔放后的基站天线口的最低接纳信号电平
=基站口上行接纳灵敏度+Lc － 塔放增益
=－110+4－10
=－116dBm
加装延伸体系后的全体噪声系数NF约为2dB，那么
基站处理后的C/I=－116－NKTB－NF=3dB 5.5dB
因为C/I不能抵达5.5dB，不能被正确解调。
为了确保解调时的最低C/I值5.5dB，所需求的天线口最低接纳电平值为－116+(5.5－3)=－113.5dBm
两个条件都满意时天线口的最低电平值为P后=-113.5dBm
⑶经过比较能够看出，加装塔放后基站上行灵敏度举高值为
P前－P后=－106－（－113.5）=7.5dB
在以上状况下,塔放进步了基站的接纳灵敏度7.5dB。很显然关于Lc越大,进步的基站接纳灵敏度就越大，具体具体列表如下：
馈线回路基站设备噪声加装塔放后全体基站接纳
的损耗Lc系数Nfbts噪声系数灵敏度改进量
3dB3.5dB2dB 6.5 dB
4dB7.5dB
5dB8.5dB
由以上定论能够看出，要想使得基站在加装掩盖延伸体系后仍坚持抱负平衡状况，基放的功率Pj=43+基站接纳灵敏度改进量。
以上定论是根据上下行传输损耗完全一致来揣度的。假如基站的分集接纳作用好于4dB，或许在草原、沙漠、海域等区域信号掩盖需求大于通话质量需求的状况下，基站扩展器功率也能够恰当扩展。
四、因为上、下行平衡原因或许呈现的问题讨论
在实践的运用中，无线信号的绕射、反射、和周围无线环境的影响，下行信号强于－94dBm时对正常通讯才具有保证。无形之中将手机的接纳信号强度由本来理论的－104dBm提升到－94dBm，所以，咱们将－94dBm作为下行信号掩盖的边际场强来对上、下行的平衡来做剖析，来讨论或许呈现的问题及战胜方法。
Lc=4dB状况下，运用了53dBm（200W）的基放，下行掩盖规模延伸了10dB。塔放改进了基站接纳灵敏度7.5dB。掩盖规模的延伸状况如下图所示：
由此能够得出以下定论：
⑴在下行信号高于－91.5dBm的B、A区域内，上、下行都具有距理论极限10dB的余量，上、下行能够正常通讯，咱们以为是平衡的。
⑵在下行信号为－101.5dBm~－91.5dBm的D、C区域内，下行有2.5dB以上余量，根本能够正常通讯；上行具有的余量在0~10dB之间，然后上行通讯具有一些不可靠性。
⑶在下行信号为－104dBm~－101.5dBm的E区域内，下行有0~2.5dB的余量，具有不可靠性；上行具有的信噪比现已不能满意要求，不能通讯。咱们以为这个区域是不平衡的。
装置基站掩盖延伸体系后基站计算目标的改变是和基站周围的用户散布相关的。在Lc=4dB状况下，假如大部分用户多散布在B、C区域内，掩盖延伸体系注册前基站掉话率较高，注册后该目标会大大改进。相反假如用户大多散布在D、E区域内，注册前用户不能通话，不会对掉话目标形成影响；但注册后，这些用户进入了不可靠通话区域，就会大大影响基站掉话率目标。一般的方法是加大基站天线俯仰角，或下降下行发射功率，缩小下行掩盖规模挨近上行掩盖规模。或许经过基站参数设置举高该基站答应接入电平值，改进基站计算目标。
结束语：基站掩盖延伸体系能够以最方便的方法扩展体系掩盖规模。但不同的用户散布规模、不同的基站馈路损耗值Lc就对基站有不同的目标影响。因此在运用该设备之前需求作具体的现场勘查，根据具体状况来规划掩盖功率，不然会引起质差、掉话率高级目标恶化的问题。
参考文献：
1、《GSM网络优化–原理与工程》人民邮电出版社2003-10-1
2、《GSM移动通讯网络优化》人民邮电出版社2003-4-1
作者简介
高鹏：国人通讯公司产品司理，结业于北方交通大学无线专业，现在首要从事移动通讯网络网优产品规划、产品推行、工程规划等作业。
