TD-SCDMA系统室内覆盖规划
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TD-SCDMA室内覆盖全面解决方案正文]一、前言1.背景描述国外某3G运营商地统计数据显示,在3G网络中,室外地业务量(包括话音和数据)仅占整个网络业务量地30.3%,而室内业务量占整个网络业务量地69.7%,这是由于3G地主要业务量来自于数据,而通常情况下使用数据业务时用户大多数都在室内.同时,由于3G地2GHz频段特性以及良好地网络覆盖质量地需求,可以预期,对于3G网络建设来说,室内环境将成为运营商重点考虑地3G信号覆盖地区域.而对于现有移动通信运营商来说,从现有技术到3G阶段运营过渡是必然趋势.大唐移动针对3G建设中面临地上述挑战,提出了基于TD-SCDMA技术地3G室内覆盖全面解决方案.该方案可以为TD-SCDMA网络地运营商提供一站式服务,能够使运营商在3G网络建设初期迅速地以低成本、高容量地网络开展室内区域地TD-SCDMA网络建设,从而在争夺用户市场上占得先机.2.方案概述大唐移动在TD-SCDMA室内覆盖领域地解决方案,总体来说可以分为以下三个部分:◆TD-SCDMA室内覆盖解决方案◆TD-SCDMA与其他系统共用室内分布系统和多系统指标平衡优化解决方案◆TD-SCDMA无线网络优化解决方案大唐移动TD-SCDMA室内覆盖全面解决方案主要遵循网络建设最快速、最低廉、大容量、高质量地原则,覆盖了网络建设和维护地整个周期,并且在此基础上开发了如下产品:◆室内覆盖设备:包括超大容量基站、微基站、直放站、干线放大器、宽频功分器、宽频耦合器、多系统合路器(POI)等,为室内覆盖地不同应用环境提供了丰富地选择.◆测试工具:包括网测软件系列中地室内测试工具Indoo、TD-SCDMA测试终端PECKER,提供对TD-SCDMA网络测试和数据采集功能.◆后台数据分析系统Nopi:为运营商地网络优化提供了无线网络关键性能指标、数据分析和优化方案地全线工具.同时,大唐移动拥有一支强大地客户服务队伍,可以为用户提供从设备安装、网络设计和网络优化地服务,为运营商提供室内覆盖解决方案地设计和实施.二、TD-SCDMA室内覆盖解决方案以下是对大唐移动提供地室内覆盖系列设备地一个简要介绍:超级基站:本产品是大唐移动推出地一款支持分布式覆盖地大容量基站,该产品支持电缆、光纤、微波等多种拉远方式,可支持宏小区、微小区及微微小区覆盖,重点解决高速数据业务地应用.微基站:本产品可以支持1.6Mhz?地载频,同时,可以改变上下行时隙切换点来适应上下行非对称数据地需要,达到网络容量最大化.直放站:本产品可以支持1.6Mhz?地载频,同时,可以改变上下行时隙切换点来适应上下行非对称数据地需要.干线放大器:对于室内无线覆盖,射频信号会随馈线地长度而显著衰减.特别对于庞大和内部建筑结构复杂地楼宇,该问题尤其明显.当信号衰减到一定幅度以下地时候,将无法再提供终端接入和业务服务.大唐移动推出地干线放大器,可在射频馈线干路上提供信号放大装置,以解决上述问题,完成分布式系统覆盖. 大唐移动依托丰富地室内覆盖产品,可以提供全面地TD-SCDMA室内分布系统解决方案,可以为任意场景地室内环境进行TD-SCDMA地网络覆盖,并且可以根据应用场景地不同,灵活使用不同地方案来达到覆盖需求和容量需求地完整统一.下表以部分典型场景举例说明了大唐移动地解决方案.典型场景仅为举例说明,由于室内覆盖地区域情况是非常具体地,因此确定方案之前需要进行详细地现场调查和需求分析.由上表可见,该方案主要以信源+有源放大器(可选)+室内分布系统作为基本方案.大唐移动地室内覆盖解决方案地最主要特点是应用了上下行时隙非对称分配技术和小区分层技术(HCS). 3G地数据业务大部分具有下行数据量吞吐量远大于上行数据吞吐量地特点,尤其以FTP下载和Streami ng业务表现最为突出.因此,在调整上下行时隙切换点后,使得上下行时隙地分配更适应数据业务地特点,可以提高网络容量.在此基础上,大唐移动进一步采用了业务HCS技术,特点是根据用户地业务类型,也即是承载地业务特点来使用不同地分层小区,利用无线资源管理(RRM)模块将不同类型地数据和话音业务分配在不同地分层小区上,它地优点主要是消除室内覆盖边缘地乒乓切换,很好地支持混合业务覆盖区域,能够提高网络容量.在基于对固定场景地业务模型进行跟踪分析后,可以通过合理设置小区分层结构和上下行时隙切换点以使网络对3G业务(包括上下行非对称地数据业务,如下载服务和流媒体服务等,和话音等上下行对称业务)地容量支撑可以达到最大化,最大限度地利用频谱资源,为运营商降低单位用户投资做出了贡献.初步研究标明,基于现有地3G业务模型,采用小区分层和非对称上下行时隙分布地单位用户建设成本,可以比不采用小区分层,只使用对称时隙或FDD模式地单位用户建设成本降低15%至3 5%.三、TD-SCDMA与其他系统共用室内分布系统和多系统指标平衡优化解决方案对于现有移动通信运营商来说,从现有技术到3G阶段运营过渡是必然趋势,这也对3G在室内覆盖地建设方式上提供了新地机遇和挑战.在室内覆盖上地建设必然是在3G建设初期地重点,由于大部分无线网络运营商已经建设了大量地非3G室内分布系统,那么如何最大限度地利用现有室内分布天馈线资源,保护运营商地投资,正是对3G室内覆盖解决方案地最大挑战.大唐移动地TD-SCDMA与其他系统共用室内分布系统方案立足于运营商现有地室内分布设施,在建设初期即可直接引入TD-SCDMA信源,利用原有室内分布系统,达到快速建设地目地,为运营商占领市场夺得了先机.由于系统间地干扰,以及现有运营地系统和3G系统在频率上覆盖了800MHz-2500MHZ这样宽地频率范围,因此多系统合路器(POI)是这个解决方案中地最关键器件,同时,对功分器、耦合器等无源器件地要求也提高了.多系统合路器(POI)地作用大唐移动在TD-SCDMA与其他系统共用室内分布天馈线系统上作了大量地研究,现在已经拥有TD-SCDMA与其他已有系统可以完整融合地全线关键产品,如多系统合路器(POI)、宽频功分器、宽频耦合器等.由于频率上地差异,多系统共用室内分布系统不可避免地带来了不同系统间在室内分布系统上功率损耗不一致地情况,成为多系统共用室内分布系统地最大挑战.大唐移动可以针对共网系统地不同网络质量要求,进行多系统地网络指标平衡优化服务,从而使运营商地多个无线网络在同一覆盖区域网络指标均达到最优. 采用这个方案地优势是显而易见地,就是建设快,投资少,维护容易.根据初步地计算,采用这种方案,可以为一个运营2到3个系统地运营商在室内覆盖上地投资减少30%到45%.该方案已经在大唐移动通信设备有限公司办公楼内建设地室内分布系统中(包括TD-SCDMA、GSM和P HS)得到了实施和验证,并且达到了非常满意地效果.四、TD-SCDMA无线网络优化解决方案无线网络在运营地过程中,由于用户层次地拓展、网络服务对象地延伸、网络结构地扩展,应用环境地变化等因素,会带来一系列地问题,比如:覆盖区域地变化出现地覆盖盲点、业务模型地变化带来地上下行业务量地比例变化、容量需求地变化引起地无线网络容量不足等.此时,为了能够合理利用网络资源,提升网络质量,对无线网络地优化就成为必需地工作.Indoo室内测试仪是大唐移动智能化网络运维系统-iNOMS家族中地一员,配合TD-SCDMA测试终端P ecker使用,为TD-SCDMA室内覆盖无线网络质量地数据采集、数据分析提供了全面地手段,应用该工具,结合OMC-R地统计数据,运营商可以对网络地质量做到全面地了解.同时,大唐移动还拥有一支从事过多年GSM网络和CDMA网络优化地客户服务队伍,在2G技术地网络优化技术积累基础上,对TD-SCDMA地网络优化进行了持续深入地研究和实践,可以为TD-SCDMA运营商提供完整地网络优化方案并加以实施.五、总结综上所述,大唐移动地TD-SCDMA室内覆盖全面解决方案包括了丰富地产品和服务,并且具有建设速度快、单位用户投资低、网络质量高、客户服务全面地特点.这对于树立网络运营商地品牌形象,打造真正意义上地精品TD-SCDMA网络至关重要.(大唐移动)版权申明本文部分内容,包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.jLBHr。
目 录1 前言 (3)2 TD-SCDMA室内覆盖规划和优化测试解决方案 (4)2.1 系统配置 (4)2.1.1 导频发射机 (4)2.1.2 TD-SCDMA扫频仪 (5)2.1.3 手持式频谱仪 (7)2.2 应用案例 (8)2.2.1 新建室内分布系统 (8)2.2.2 将发射机替代室内分布系统中的信号源,验证室内分布系统 (9)2.2.3 导频发射机和接收机应用实例 (10)3 扫频仪与测试手机的比较 (11)4 为什么选用手持式频谱仪 (11)1前言随着移动行业格局的变更,各移动运营商必须通过提供优质的网络服务,才能吸引更多的用户,在激烈的竞争中拔得头筹。
由于用户使用习惯的改变,当今社会移动业务绝大部分发生在室内,根据DoCoMo的3G运营经验,69.7%的话务量来自室内,只有约30.3%的话务量来自室外,室内覆盖的好坏直接影响整个网络的质量,因此各大运营商都高度关注室内网络的好坏,同时也在室内网站建设中投入巨资。
为了使网络能平稳的过渡到3G,使得室内覆盖系统能在最短的时间之内满足3G的网络服务质量的要求,更好的为用户服务,运营商进行了室内覆盖系统的网络改造和升级。
通常的3G室内覆盖系统的改造流程如下:由于目前运营商的2G网络已经建设了多年,且相对比较成熟,通常情况下,运营商都会选择首先改造已经有2G网络覆盖的点开始,且基于成本、与业主协调关系、工程难度的角度考虑,都会选择使用共网合路的方案来进行改造。
如何来验收室内覆盖工程,将是各运营商必须面对的问题,工程好坏直接关系到网络质量,因此一套合理的测试系统,将是运营商的首选,创远公司根据若干年测试的经验,推出了TD-SCDMA室内覆盖规划和优化测试解决方案。
2TD-SCDMA室内覆盖规划和优化测试解决方案 2.1 系统配置TD-SCDMA室内覆盖规划和优化测试系统由基站模拟发射机、扫频接收机和频谱仪组成,如下图所示:2W TD-SCDMA导频发射机5W/20W TD-SCDMA导频发射机TD-SCDMA 扫频仪手持式频谱仪2.1.1导频发射机Eagle TD-SCDMA导频发射机是一款适用于室内/外工程测试的仪表,结构紧凑、便携性强,既可以输出连续波信号也可以输出调制信号,即模拟实际基站发射的导频信号;该发射机可用于传播模型校正、覆盖测试、及室内覆盖系统的辅助设计和工程验收测试。
TD-LTE室内分布系统建设原则室内分布系统规划原则(一)总体要求1.TD-LTE室内分布系统的建设应综合考虑业务需求、网络性能、改造难度、投资成本等因素,体现TD-LTE的性能特点并保证网络质量,且不影响现网系统的安全性和稳定性。
2.室内覆盖基站原则上在目标覆盖区域内的TD-SCDMA网络已建设室内分布的基站中选择,并按照数据业务热点、服务重点客户、行业应用和业务展示的原则进行建设,具体场景优先选择重点营业厅、交通枢纽、大型会展中心、高档写字楼、四星级以上酒店、高校、高档住宅小区等。
3.室内分布系统使用双路建设方式能充分体现MIMO上下行容量增益。
对于新增室内覆盖的楼宇建设双路室分系统,对于已建设室内分布系统的楼宇优先采用单路室分系统改造,当不能满足业务需求时改造双路室分系统。
4.TD-LTE室内分布系统建设应综合考虑GSM(DCS)、TD-SCDMA、WLAN和TD-LTE共用的需求,并按照相关要求促进室内分布系统的共建共享。
多系统共存时系统间隔离度应满足要求,避免系统间的相互干扰。
5.TD-LTE室内分布系统建设应坚持室内外协同覆盖的原则,控制好室内分布系统的信号外泄。
6.TD-LTE室内分布系统建设应保证扩容的便利性,尽量做到在不改变分布系统架构的情况下,通过小区分裂、增加载波、空分复用等方式快速扩容,满足业务需求。
7.TD-LTE室内分布系统原则上使用E频段组网,与室外宏基站采用异频组网方式,在无法进行E频段改造的场景可以使用F频段组网。
室内小区间可以根据场景特点采用同频或异频组网。
8.TD-LTE与TD-SCDMA(E频段)共存时,应通过上下行子帧/时隙对齐方式规避系统间干扰。
9.TD-LTE室内分布系统应按照“多天线、小功率”的原则进行建设,电磁辐射必须满足国家和通信行业相关标准。
(二)室分分布物业点选择室内分布系统物业点应结合GSM/TD-SCDMA数据业务流量特点进行选择,具体方法可将GSM/TD-SCDMA各物业点最近一周内每天数据业务最忙时的数据流量均值由高到低进行排序,排序越靠前,则TD-LTE覆盖优先级越高,最终根据建设规模、优先等级、市场推广营销策略等多个因素综合确定。
摘要3G的魅力在于高速数据与多媒体业务,而视频电话、视频流、游戏等高速数据业务一般都发生在舒适的室内环境中,这些业务功能都需要较大的系统容量和良好的网络质量。
3G时代60%~70%的数据业务将发生在室内,欧美国家和中国香港地区的统计显示室内移动电话话务量约占总话务量的1/3;日本NTT DoCoMo公司的调查发现3G用户的室内使用量占到了70%,而室外使用量只有30%。
对运营商而言,大量使用室内覆盖系统,可以争夺室内的话务量。
NTT DoCoMo公司统计,实施室内覆盖的建筑物内话务量增大了1.43倍。
室内覆盖还可以用于分散过密地区的网络压力,解决高端用户密集城区覆盖问题,减少室外基站的数量和配置,降低室外网络的整体干扰水平,从而提高整个系统的容量,更好地满足用户对质量的要求,其性能的好坏将直接影响到运营商的客户体验及收益,是其取得成功的关键因素之一。
解决室内覆盖的主要方法是建设室内覆盖分布系统,室内分布系统的基本原理是将室外信号通过有线方式引入到室内,再通过小型天线将信号发送出去,从而提高室内覆盖水平。
TD-SCDMA是3G三大主流技术之一,TD-SCDMA室内分布系统将是TD-SCDMA整个网络建设的重点之一。
本文将从一些工程经验出发,分析TD-SCDMA室内分布系统设计的特点,并总结出一些方法和技巧。
关键词:3G; TD-SCDMA; 室内覆盖Abstract3G is the charm of high-speed data and multimedia services, and video telephony, video streaming, gaming and other high-speed data services are usually occurred in a comfortable indoor environment, these business functions require a large network of system capacity and good quality. 3G era 60% to 70% of the data services will take place indoors, Europe and the United States and China, Hong Kong's statistics show that the total indoor mobile telephone traffic telephone traffic about 1 / 3; Japan's NTT DoCoMo's 3G user survey indoor use accounted for 70%, while only 30% of outdoor use. Of the operators, extensive use of indoor coverage system,Can compete for the indoor telephone traffic. NTT DoCoMo, Inc., the implementation of telephone traffic within the building indoor coverage increased 1.43 times. Indoor coverage can also be used to disperse the pressure over the network density areas, dense urban settlement covering high-end users, reduce the number of outdoor base stations and configured to reduce the overall interference level outside the network, thereby enhancing the capacity of the entire system to better meet user quality requirements, the performance is good or bad will have a direct impact on the operator's customer experience and revenue, is the key factor for success.The main way to solve indoor coverage is to build indoor coverage distribution system, the basic principles of indoor distribution system is to outdoor signal through wire introduced into the room, then through a small antenna to send out the signal so as to enhance the level of indoor coverage. TD-SCDMA is one of the three 3G mainstream technology, TD-SCDMA indoor distribution system, TD-SCDMA will be one of the major construction of the entire network. Some works from this experience, analysis of TD-SCDMA indoor distribution system design features, and summarize some of the methods and techniques.Key words:3G; TD-SCDMA; Indoor coverage目录摘要 (1)第1章绪论 (5)1.1 3G网络室内覆盖系统的重要性 (5)1.2 TD-SCDMA简介 (6)1.2.1TD-SCDMA网络试验和商用概况 (8)1.2.2TD-SCDMA标准的现状 (10)1.2.3TD-SCDMA标准的后续发展 (10)第2章 TD-SCDMA室内覆盖系统的组成 (12)2.1信号源 (13)2.2传输介质和分布系统 (15)2.3元器件和天线 (16)第3章 TD-SCDMA室内覆盖系统规划与设计 (17)3.1组网原则及建设原则 (17)3.1.1组网原则 (18)3.1.2建设原则 (18)3.2技术指标要求 (18)3.3 TD-SCDMA室内覆盖系统建设流程 (19)第4章容量配置方案 (22)4.1人口密度和用户密度估算 (22)4.2室内分布系统话务模型 (23)4.2.1语音业务 (23)4.2.2可视电话业务 (24)4.2.3数据业务 (25)4.2.4典型场景容量预测 (26)4.3 TD-SCDMA室内覆盖信号源配置参考 (26)第5章覆盖方案 (28)5.1室内传播模型 (28)5.2室内覆盖场强预测方法 (29)5.3室内覆盖典型环境单天线覆盖能力 (30)5.4天线功率需求及布放原则 (30)5.5天线布放参考 (31)5.5.1客房楼层天线的布放 (31)5.5.2办公楼层的覆盖 (34)5.5.3大型办公区域的覆盖 (37)5.5.4地下停车库的覆盖 (39)5.5.5娱乐场所的覆盖 (40)5.5.6电梯的覆盖 (41)5.5.5卫生间的覆盖 (43)5.6 TD-SCDMA室内覆盖信号源功率参考 (46)第6章 TD-SCDMA与其他系统共用室内覆盖系统 (47)6.1系统如何合路 (47)6.2功率匹配问题 (47)6.3TD-SCDMA与其它系统共用室内分布系统的网络规划 (48)6.4双TD-SCDMA室内分布系统时的网络规划 (51)结论 (53)致谢 (54)参考文献 (55)第1章绪论1.1 3G网络室内覆盖系统的重要性随着移动通信的迅速发展和普及,城市规模的不断扩大,摩天大楼和地下设施的大量涌现,室内吸收了大部分的话务量。
TD-SCDMA系统室内覆盖规划随着移动通信的迅速发展和普及,城市规模的不断扩大,摩天大楼和地下设施的大量涌现,室内吸收了大部分的话务量。
NTT DoCoMo的3G商用网络的最新业务统计数据显示(图1),在3G网络中室外的业务量(语音和数据)仅占整个网络业务的30.3%,而室内业务占整个网络业务的69.7%,这些场所主要是办公楼、车站和家庭等(图2)。
图1图2针对现在许多大城市高楼密集和建筑物内的移动用户较多的现状,单依靠室外宏蜂窝基站对其覆盖已经不能满足网络覆盖、容量和质量的要求。
主要存在以下一些问题。
◇覆盖方面:3G工作在超短波频段,而且电波的绕射能力差,穿透损耗较大,导致网络的深层次覆盖存在着缺陷,产生信号的弱区或盲区,如在建筑物电梯间、地下停车场和地铁等。
◇容量方面:一些建筑物如超市、会议中心等,由于用户密度过大,CDMA网络用户底部噪声大大抬高,GSM拥塞严重,导致容量有限。
◇质量方面:由于频率干扰、导频污染和乒乓效应等导致小区的信号不稳定,话音质量难以保证,甚至发生掉话。
对运营商而言,大量使用室内覆盖系统,可以争夺室内的话务量,开拓新的话务量。
据DoCoMo的统计,实施室内覆盖的建筑物内话务量增大了1.43倍。
同时室内覆盖还可以用于分散过密地区的网络压力,解决高端用户密集城区覆盖问题,减少室外基站的数量和配置,降低室外网络的整体干扰水平,从而提高整个系统的容量,更好地满足用户对质量的要求,其性能的好坏将直接影响到运营商的客户体验及其收益,是其取得成功的关键因素之一。
与3G其他制式的系统一样,TD-SCDMA在布网的过程中也无法回避室内覆盖的问题。
同样受限于IMT-2000频段无线电波的传播特性和建筑物的材质,仅仅室外的宏蜂窝基站无法保证充分覆盖,不可避免产生盲区。
解决问题的最有效方法是引入室内分布系统。
一、室内分布系统的组成室内分布系统即针对建筑物内的移动用户,解决其通信网络覆盖的一种方案。
利用室内分布系统将基站信号均匀地覆盖到室内盲区,以保证室内区域都拥有理想的信号覆盖。
图3是通过无线同频直放站引入信号源,再由耦合器、功分器、干线放大器、室内分布式天线等组成的室内分布系统的示意图。
图3 直放站的室内分布系统示意图室内分布系统主要由信号源,信号的传输和分布系统以及干线放大器、功分器、耦合器、室内天线等部分组成。
按照信号源的不同可以分为宏蜂窝、微蜂窝、直放站、射频拉远等。
传输介质有光纤、同轴电缆和泄漏电缆等。
同时设备又分为有源设备和无源设备;天线分为全向天线和定向天线等。
TD-SCDMA的室内分布系统结构与传统的分布系统类似,主要由三部分组成:信号源,传输和分布系统,元器件和天线。
TD-SCDMA的室内分布系统可以与其他系统共享相同的单元。
由于室内传播环境和工程上的考虑,智能天线并未引入到室内分布系统的覆盖中。
在TD-SCDMA的室内分布系统的设计和建设过程中,应该根据覆盖的目标、服务的类型、工程成本等方面的要求综合考虑,选取适当的信号源、元器件和传输介质等。
1.信号源通常可以选作为室内覆盖的信号源有宏蜂窝基站,微蜂窝基站,直放站和射频拉远单元等。
◇宏蜂窝基站直接采用室外的宏蜂窝基站作为信号源。
在密集城区为了深度覆盖而采用该方式时,需要留出15dB~20dB的穿透损耗余量,这部分的余量直接导致小区的半径缩小,站点数量增加。
但是即便如此,室内覆盖的效果仍然较差,存在大量的覆盖盲区,另外严重的导频污染使用户接收多个强干扰,3G业务在室内达不到预期的使用效果。
最重要的是其网络容量有限,接通率低。
基站的发射功率很大一部分消耗在穿透损耗上,影响了系统的容量。
它适用于建筑物的电磁密闭性较差或建筑物较为稀疏而且话务量较低的场景。
◇微蜂窝基站采用独立的微蜂窝基站作为信号源,可以独立承载话务量,并且可以分担宏蜂窝小区的话务量。
该方式虽然需要传输和供电设备,但是实施简单,无需机房资源,更重要的是能够提供更多的网络资源,信号稳定干净,抑制导频污染,可以灵活结合具体室内分布系统来实现室内覆盖。
因此,该方式通常应用于面积较大或者人流比较大、话务量比较高的室内覆盖,如大型购物广场、候机厅等,但是建设的成本比较高。
◇直放站采用直放站作为信号源,分为空间直放站和光纤直放站两种。
它只是通过直放站收发系统将室外的宏基站的信号引入到室内,共享基站的基带处理能力,并不增加系统的容量,适合在话务量不高的室内环境中。
稳定、信号质量好的信号源,可以使用空间直放站作为信号源,但是易受到周围的无线环境影响及宏基站的稳定性限制。
相比之下光纤直放站能够解决以上的问题,但要受到光纤条件限制。
直放站的优点是投资省、安装方便快捷,可以很快地解决信号弱和盲区问题。
缺点是通过定向天线难以取得单一纯净的信号,系统的话音质量相对于蜂窝系统较差,且易造成对其他基站的干扰。
直放站作为一种实现无线覆盖的辅助技术手段可以利用较少的投资和较短的周期,迅速扩大无线覆盖范围和解决盲区覆盖。
对于TD-SCDMA系统,由于采用TDD模式上下行处于同一个频点的不同时隙,所以对其的发射端和接收端的隔离度、上下行发射的定时、与室外基站的同步方面有较高的要求。
直放站在放大转发上行信号过程中会增加信号的传输时延,对于信号质量有可能产生负面影响。
对于TD-SCDMA系统中直放站的使用有待进一步研究。
◇射频拉远单元(RRU)该方式可以提供接近微蜂窝基站作为信号源的覆盖效果,即将基站中的射频部分取出通过光纤与基站中的数字基带部分相连,剩下的控制加基带部分被称为支持远端模块的“宿主基站”。
远端模块共享宿主基站的基带资源。
RRU避免了直放站信号的简单重复放大,且不像直放站仅改变原有扇区的覆盖拓扑,而是占用一定的基带资源提供容量服务,不会产生直放站的接收底噪抬升以至饱和自激的问题。
优点在于建设的成本较低,无需严格的机房和建站条件,可以灵活地结合具体的室内覆盖系统,并且配置和实施十分灵活。
缺点是要仔细核算基站的基带所能承载的处理能力,同时远端无线接入设备需要独立的传输和供电设备。
对于TD-SCDMA系统,射频电缆在2GHz以上频段的损耗比较大,拉远距离短,一般在60m左右;且射频电缆数量多,也相应带动其他辅材数量的增加,给基站成本很大压力;而射频拉远技术在降低馈线损耗和电缆数量及安装难度控制等方面面临着极大的困难,导致了建设成本偏高的后果。
TD-SCDMA网络中每个宏峰窝基站(一套天线)的覆盖半径只能有1~3km,在城市内高楼林立的地区覆盖半径还要小得多,为实现完好的覆盖,就必须架设大量的基站。
TD-SCDMA系统中,采用中频拉远方案就可以很好地解决上述问题,即将无线基站中的模拟射频收发部分与无线基站的基带数字信号处理部分在模拟中频处分开,形成远端射频前端设备与室内单元。
中频拉远技术通过基站室内单元的模拟中频接口,将射频的收发信机拉远至天线附近。
下行方向将中频信号传输到射频前端,经混频后转换为射频信号,再由天线发射;上行方向将从天线发射过来的射频信号在前端混频为中频信号,通过中频传输系统传回到基站室内单元。
远端射频前端设备与室内单元间可以用有线和无线传输手段相连接。
其介质可以是中频电缆、光纤等。
与传统的射频拉远技术相比,中频拉远技术具有以下显著的优点:电缆数量少、传输距离远、组网灵活、成本大幅降低等。
针对以上关于室内覆盖的信号源的介绍,我们对一些特定方案下的典型场景提出了解决方案,如表1所示。
2.传输介质和分布系统传输介质和分布系统作为室内覆盖系统的重要组成部分,主要有同轴电缆,光纤和泄漏电缆三种。
◇同轴电缆同轴电缆是最为常用的材料,其优点是性能稳定、造价便宜、设计方案灵活、易于维护和进行线路调整、工作频段合适、可以兼容多种制式的系统,但覆盖范围受同轴电缆的传输损耗的限制,传输保密性差。
大型同轴电缆室内分布系统通常需要多个干线放大器作为信号的放大接力。
◇光纤光纤的路损较小,不加干线放大器也可以将信号送到多个区域,保证足够的信号强度,性能稳定可靠,传输容量较大,易于设计和安装,可兼容多种移动通信系统。
但是在建设的过程中需要增加专门的电转光,光转电设备,且依赖于远端供电。
在TD-SCDMA室内分布系统中还有一个问题是光电互换时存在时延,需要在使用中引起注意。
◇泄漏电缆由导体、绝缘介质和开有周期性槽孔的外导体组成。
电磁波在泄漏电缆中纵向传输的同时通过槽孔向外界辐射电磁波;外界的电磁场也可以通过槽孔感应到泄漏电缆内部并送到接收端。
泄漏电缆提供的是功率低、辐射均匀的“雾状”覆盖。
优点是信号强度均匀,缺点是较高的电缆传输损耗,需要较强的信号输入;安装技术要求较高,每隔1m就要求装一个挂钩,悬挂起来时电缆不能贴着墙面,而且至少要与墙面保持2cm的距离,不但影响美观,而且价格是普通电缆的2倍。
它多用于一些特殊场景下,因为普通天线无法实现较好的覆盖,如竖井,隧道,地铁等。
3.元器件和天线除了信号源,传输介质和分布系统之外,室内分布系统还需要功分器,耦合器,干线放大器和天线等器件。
◇功分器和耦合器主要有无源和有源(功分器和耦合器)两种器件,工作频段合适可以兼容多种制式的系统。
采用无源器件的系统设备性能稳定,安全性高,维护简单,信号经过功分器,耦合器和线路损耗后,到达天线处的强度不同,覆盖的效果也不同。
而有源系统的信号到达末端时被放大器放大,达到理想的强度,保证覆盖效果。
例如一些大型商场,就需要有源系统保证其覆盖。
因而,有源系统建设和维护复杂,有源设备易损坏,系统的安全性和稳定性不如前者。
◇干线放大器信号的传输会有一定的损耗,为了保证覆盖的效果,需要在传输过程中进行放大,这时就需要干线放大器。
在TD-SCDMA系统中,上下行工作于同一频段,应该避免上下行链路的自激干扰问题;另外,对于多种制式共用室内分布系统,不同频段的信号在此前的路损可能不同,应均衡各频段信号的放大率,以达到最佳的覆盖效果。
◇天线室内覆盖的天线主要有全向天线和定向天线两种,根据具体场景的需求合理选择。
通常以吸顶天线为主,它主要有3dBi天线和5dBi天线,在水平方向全向发射。
两种天线在垂直方向信号能量集中角度上有区别,3dBi天线适合开阔空间的覆盖,如会议厅;5dBi天线的垂直发射角度对于前者要小,能量更加集中,适合于楼层间的覆盖。
为了防止室内信号泄漏对室外信号产生干扰等情况,采用定向天线向室内需求方向覆盖。
与2G等其他系统共用室内分布系统时,需要考虑不同制式的链路损耗的区别来调整天线的位置和数量,以满足覆盖需求。
综上所述,信号源,信号的传输介质和分布系统以及功分器,耦合器,干线放大器,天线等器件共同组成了室内分布系统。
根据具体的情况选取适合的器件,其中一些器件可以不用,如干线放大器等。