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超导滤波器在TD基站等网络优化中的作用

（时间:2008-5-8 9:18:39 共有人次浏览）

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    0 前言
    超导技术被认为是21世纪具有战略意义的高新技术之一，在能源、信息、交通、仪器仪表、国防等方面都有重要应用。目前世界各国均在积极开展超导应用技术的研究。
    超导滤波器利用导体在极低温（-200℃左右）时导体电阻近似为零的原理制成带通滤波器，应用于移动通信基站接收机前端，大幅改善移动基站上行链路性能，提高基站接收机灵敏度，降低带内、带外各种干扰，从而改善信号传输质量，扩大上行覆盖面积，提高信号传输速率。
    研究超导滤波器在TD-SCDMA基站等网络优化中的作用对我国目前正在积极发展的TD-SCDMA系统和2G系统网络优化具有重要意义。
    1 移动通信的上行与下行链路分析
    1.1 移动通信主要受限于上行链路
    移动通信基站的发射功率远大于手机发射功率，而基站接收机的灵敏度与手机接收机灵敏度相差无几。因此，移动通信主要受限于上行链路，上行覆盖区往往小于下行覆盖区。
    此外，随着用户不断增加，移动通信网络势必要增加基站数量。这使得进入基站接收机的干扰和噪声日益增多，加重了上行链路的负担。
    1.2 改善上行链路的一般方法
    改善上行链路的一般方法是：在基站发射机RF输出端加装腔体滤波器，来抑制基站发射机的杂散辐射。基站接收机采用分集接收方式，并在RF输入端也采用腔体滤波器，以提高接收机灵敏度并抑制各种带外干扰。
    然而，由于腔体滤波器的Q值只能达5000左右，通带损耗比较大，阻带抑制度不够，过渡带也不够陡峭。因此，这个方法并不能有效解决上行链路受干扰问题，基站接收机的带内干扰和底噪声仍然比较高，基站容量利用率与接收灵敏度不高。
    2 超导滤波器是解决基站干扰最佳方法之一
    超导滤波器是利用导体在极低温（约-200℃）时表面电阻近似为零的特性制成的滤波器，其Q值可达10万，高于腔体滤波器的Q值近20倍。因此，超导滤波器具有极小的通带插损（<0.1dB）、极高的阻带抑制（>60dB）和极陡峭的过渡带（-100dB/400KHz）。
    配备在超导滤波器之后同样在超低温工作条件下的低噪放（LNA）（增益：12dB），具有极低的噪声系数（<0.5dB）。作为基站接收机的射频前端设备，它可以比较彻底地抑制基站接收机的各种干扰，并且提高接收机的灵敏度，基本能够解决移动通信的上行技术瓶颈问题。此外，超导滤波器安装在基站主接收机和分集接收机上，不影响分集接收机的抗多径衰落功能。
    目前，超导滤波器大幅改善移动通信基站利用率的实例已经很多。例如，“STI”公司已在美国大量使用安装超导滤波器的基站（包括CDMA基站和GSM基站），基站运行情况表明超导滤波器起到了优化移动通信网络的效果，比如改善了信号质量，降低掉话率和阻塞率，扩大了CDMA网络容量，使得CDMA手机发射功率下降等。
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