TD-SCDMA3G移动通信系统工程设计
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一、设计说明 1 概述 1.1 工程概况本次工程是福建信息职业技术学院委托xxx 通信公司在螺州校区安装无线基站设备及配套设施,并对原有的基站设备走线进行改造。
本工程为TD-SCDMA/WCDMA 无线接入一期工程,采用一阶段设计方式进行设计。
本次工程的设计范围包括移动基站的设备机架,传输综合柜,供电电源、室内走线架安装设计。
1.2设备选取机房近期直流负荷均为48V ,其中无线专业30A ,传输专业20A ,数据专业80A ,其他专业20A ,采用高频开关型整流器供电。
根据Q ≥[])25(1-+t KITαη,Q ≥1.25*150*3/0.75=750Ah.直流系统的蓄电池一般设置两组并联,选取配置两组400Ah 蓄电池。
根据蓄电池配置,蓄电池按照10小时充放电率考虑,开关电源配置容量根据Q ≥150+400*2/10=230,选取配置PS48100-2A/25-270A 开关电源一套。
1.3天线位置确定使用GPS 定位仪测得天线位置:经度: 纬度: 1.4主要工程量本次工程主要工程量表如下:2网络现状、业务需求及建设规模福建信息学院(螺洲校区)位于福州仓山区螺洲镇,是一所高等职业院校,校区学生2000人左右。
为满足校区对3G 业务的需求,福建信息学院(螺洲校区)决定新建3G 交换站点。
3 工程实施方案3.1机房选取及改造工艺要求本工程可选电源机房有四楼三元达实验室、夏新实验室及五楼实训室,根据实际勘测,选用四楼三元达实验室作为本工程电源机房,并按以下工艺要求进行改造,机房改造费用,空调费用等配套工程费用不记入本次工程设计,机房改造由建筑单位另行委托相关设计单位设计。
机房工艺要求:a温湿度要求机房应设置长年运转的恒温恒湿空调设备,并要求机房在任何情况下均不得出现结露状态。
机房按原邮电部所提的规范要求,其温湿度范围应有如下标准:温度:15-28℃(设计标准24℃)湿度:40-65%(设计标准55%)b防尘要求机房设备对尘埃较敏感,因此机房要求严格防尘,并严防有害气体进入机房。
3. 第三代移动通信TD-SCDMA系统主要设备和技术介绍.1 TD-SCDMA标准的提出与形成.2 TD-SCDMA系统概述.2.1 TD-SCDMA系统主要技术性能概括地讲,TD-SCDMA系统的主要技术性能有:1. 工作频率: 2010~2025MHz2. 载波带宽: 1.6MHz3. 占用带宽: 5MHz (容纳三个载波,即1.6MHz×3)4. 每载波码片速率: 1.28Mcps5. 扩频方式: DS , SF=1/2/4/8/166. 调制方式: QPSK7. 帧结构:超帧720ms, 无线帧10ms8. 子帧: 5ms9. 时隙数: 710. 支持的业务种类:* 高质量的话音通信* 电路交换数据 (与当前GSM网络9.6Kbps兼容)* 分组交换数据(9.6~384Kbps,以后达到2Mbps)* 多媒体业务* 短消息11. 每载波支持对称业务容量:每时隙话音信道数:16 (8Kbps话音,双向信道,同时工作;也可以用两个信道支持13Kbps话音)每载波话音信道数:16×3=48 (对称业务)频谱利用率: 25Erl./MHz12. 每载波支持非对称业务容量:每时隙总传输速率:281.6Kbps (数据业务)每载波总传输速率:1.971Mbps频谱利用率: 1.232Mbps/MHz13. 基站覆盖范围:在人口密集市区: 3~5Km (根据电波传播环境条件决定)在城市郊区;适当调整时隙结构可达到10~20Km (与FDD制式相同)14. 通信终端移动速度:基于智能天线和联合检测的高性能数字信号处理技术,经过仿真,通信终端的移动速度可以达到250km/h。
15.具有良好的系统兼容性:* 支持与GSM/MAP、CDMA/IS-41核心网的连接* 支持与GSM系统间的切换及漫游* 具有与WCDMA(FDD 或TDD)相同的高层信令及网络结构* 支持核心网向全IP方向发展3.2.2 TD-SCDMA主要技术特点及优势根据ITM-2000的技术规范,为满足ITU规定的第三代移动通信的基本要求我们在TD-SCDMA系统中使用了许多国际上最新的先进技术,达到最大的系统容量、最高的频谱利用率、最强的抗干扰能力和最好的性能价格比,以适应以后发展的非对称数据业务、宽带多媒体和话音业务的需要。
3G移动通信系统工程设计题目系(院)专业班级学生姓名学号3G移动通信系统工程设计TD-SCDMA技术TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access (时分同步码分多址)的简称,是一种第三代无线通信的技术标准,也是ITU批准的三个3G标准中的一个,相对于另两个主要3G标准(CDMA2000)或(WCDMA)它的起步较晚TD-SCDMA[1]作为中国提出的第三代移动通信标准[2](简称3G),自1998年正式向ITU(国际电联)提交以来,已经历十多年的时间,完成了标准的专家组评估、ITU认可并发布、与3GPP(第三代伙伴项目)体系的融合、新技术特性的引入等一系列的国际标准化工作,从而使TD-SCDMA[3]标准成为第一个由中国提出的,以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。
这是我国电信史上重要的里程碑。
该标准是中国制定的3G标准。
原标准研究方为西门子。
该标准将智能天线、同步CDMA和软件无线电(SDR)等技术融于其中。
另外,由于中国庞大的通信市场,该标准受到各大主要电信设备制造厂商的重视,全球一半以上的设备厂商都宣布可以生产支持TD-SCDMA标准的电信设备。
随着TD一SCDMA移动通信技术发展,各种关键技术顺利解决,TD一SCDMA系统终端、基站和无线控制器等设备的商用化,为了提高系统容量、扩大基站覆盖范围、保证信号传输质量,网络规划工作越来越重要。
网络规划的目的,概括地讲,就是在支持多种多媒体业务,并满足一定 QoS条件下,获得良好的网络容量,满足一定的无线覆盖要求,同时通过调整容量、覆盖、质量之间的均衡关系提供最佳链路服务。
一、网络的规划阶段移动通信网络的规划是一个复杂长期的过程,需要进行大量复杂的计算、数据的分析处理以及系统参数的反复调整,单纯依靠人工是不可能的,必须借助计算机软件工具来完成。
网络规划有以下几个特征:1.技术密集2.计算度密集3.经验密集网络规划的指导原则为:1.综合建网成本控制最低。
以最小的成本获得最佳的性能,最大限度的发挥网络的效用。
一般来说无线网络部分的投资接近总投资的70%。
因此对无线网络部分进行合理的规划和优化可以大大减少投资。
2.可盈利的业务覆盖情况最好。
从市场的角度出发,合理地安排网络布局,在日益激烈的移动通信市场竞争中获得最佳的效益。
3.资源分布合理化,使网络的有效容量最大化。
TD一SCDMA网络的预期话务容量将比GSM、TACS更大,提供的业务多样化,技术也更复杂。
基于一般技术的信号强度分析不能满足需求。
不经过细致的规划,无法发挥TD一SCDMA网络的优势。
4.网络提供业务质量最优。
使网络可提供的各项业务质量达到最好,使用户的主观感觉最好,保持在移动通信市场对用户长久的吸引力。
3G规划设计的中心思想可以简图形式描述如下图一:3G规划设计的中心思想在进行TD一SCDMA无线网络规划时,可以按照以下流程开展:1.进行业务预测,通过对确定地区经济和用户行为等的分析,确定规划目标:包括对不同区域(密集市区、一般市区、郊区和农村等)覆盖、容量和服务的要求(数据业务速率和QoS等);2.覆盖分析:通过链路预算进行初步、粗略的覆盖分析;进一步利用规划软件帮助进行比较精确的覆盖分析,其中需要进行传播模型参数校正,来获得北京邮电大学硕士毕业论文TD一SCDMA网络规划设计更加准确性和可靠的覆盖预测;3.容量分析:分析CDMA系统软容量的特性,从容量的角度分析小区范围;4.将以上2、3步结果在规划软件上进行综合分析调整,从而在CDMA系统的覆盖和容量之间获得平衡,达到良好的设计效果;5.基站选择及站址勘察:根据规划结果进行基站选择及站址勘察,实地查勘考核与GSM基站共站的可能性;6.将查勘后取得的基站数据(可能与原设计有所改变)导入规划软件,再次进行分析,考核其合理性,并取得系统参数设计值(如下行信道功率分配、多载波频率规划、扰码规划和切换算法参数设置等)二、工程设计阶段三、网络优化阶段TD—SCDMA 无线网络工程优化的实施TD—SCDMA 的网络规划和优化方法研究已经成为业界关注的焦点。
由于移动通信系统的非确定性,无线网络必须进行长期的优化工作,其中工程优化在设备按工程设计要求安装完毕后进行,旨在通过单站验证、系统优化等技术手段对网络工程参数和系统参数进行调整,以减少工程建设对网络性能的影响,消除网络建设和网络规划存在不一致性,使网络达到最佳运行状态,是保证网络质量,提高网络资源利用效益的关键一环。
进行TD—SCDMA 网络工程优化时,在做好优化准备工作的前提下,一般需要经过单站验证、分簇优化和全网优化3 个阶段。
1 优化前准备在工程优化开始之前,需要做的准备工作主要包括确定优化工作目标、收集无线网络信息、准备和检查测试工具及分析软件、准备地图信息、检查基站参数一致性和安排人员等。
2 单站验证在准备工作完成后,进入单站验证阶段。
单站验正的目的是保证基站各项功能正常,并与规划要求一致。
单站验证的步骤包括验证前检查、测试数据采集分析、优化方案制定、优化方案的实施和测试,以及验证优化结果评估。
a)验证前检查。
检查站点硬件功能及安装情况,站点参数配置情况,保证站点处于正常工作状态。
b)数据采集分析。
数据采集的主要工作内容是通过采用各种测试手段采集站点覆盖数据和功能数据,更加有针对性地进一步对网络性能和质量情况进行测试检查。
c)优化方案制定。
这一步的工作主要是通过对 OMC 数据和测试数据进行深入系统的分析,结合现网的运行和工程情况制定出适宜的优化调整方案。
d)优化方案实施和结果测试评估。
在完成了前 2 步之后,就需要对制定的优化方案进行具体实施。
优化完毕之后,需要重新进行网络测试,并与优化前的测试结果进行比较,以验证优化的效果。
如果达到指标要求,单站验证完成,否则重新开始单站验证流程。
除了宏蜂窝等室外站点以外,单站验证也包括了室内站点的优化,对于室内站点的优化,需要对室内的站点覆盖情况进行测试验证,以保证室内各项指标能达到工程优化指标要求。
3 分簇优化分簇优化是在保证一片基站开通并各自进行完单站验证后的基础上,对划定一片区的基站进行区域内主要道路的测试优化。
以下是各个步骤的具体介绍:a)分簇优化准备。
分簇优化准备包括基站分簇定义、资料准备、测试路线选择、人员分组和计划准备等。
b)数据采集分析。
在分簇优化阶段,通过DT 测试和CQT 测试等手段采集分簇内信号覆盖和业务情况。
c)优化方案制定。
根据测试数据进行深入系统的分析,提出优化调整方案。
d)优化方案实施和结果测试评估。
具体实施制定的优化方案。
优化完毕之后,需要重新进行网络测试,并与优化前的测试结果进行比较,以验证优化的效果。
如果达到指标要求,分簇优化完成,否则重新开始测试数据采集分析等流程。
4 全网优化在完成各个簇的分簇优化之后,进入全网优化阶段,全网优化是对已完成分簇优化的各个分簇进行整合优化,重点优化区域应为簇与簇之间的交界处。
通过对系统参数进行最优化调整、对话务统计数据进行分析、对最坏小区进行处理,使整个系统达到无线网络系统性能目标。
全网优化的工作流程和分簇优化的流程类似,但是工作重点集中在下面几个部分。
a)全网是否存在覆盖空洞,是否达到覆盖目标。
b)全网话音质量、掉话等关键性能指标是否达到既定目标。
c)分簇间的切换优化。
d)GSM/D—SCDMA 系统问切换。
e)系统参数微调,包括切换、小区选择、异系统互操作、功率控制及其他。
从单站验证到分簇优化再到全网优化,是一个逐层上升,由点及面的过程,单站验证只需要保证每个站能正常工作,到了分簇优化和全网优化,则需要从一个区域和整张网络的角度来统筹考虑各个参数的设置和优化。
整个工程优化流程是一个不断循环反复的过程,在优化方案实施之后,需要重新进行数据采集和分析以验证优化措施的有效性,对未解决的网络问题或由于调整不当带来的新问题要重新优化调整。
如此不断循环,才能保证整个优化方案的可行性和有效性。
工程优化作为无线网络建设中的关键一环,可保证新建网络的网络性能和网络质量,使网络达到最佳运行状态。
本文在引人工程优化技术基本理论的基础上,分析了TD—SCDMA 网络关键技术对于网络规划优化的影响,并给出 TD—SCDMA 无线网络工程优化的实施流程。
由于TD—SCDMA 系统目前尚没有已商用的网络,TD—SCDMA 无线网络工程优化的理论较为匮乏,还需在实践中继续积累经验,将TD—SCDMA 无线网络工程优化技术理论进一步完善。
TD-SCDMA在频谱利用率、频率灵活性、对业务支持具有多样性及成本等方面有独特优势。
TD-SCDMA由于采用时分双工,上行和下行信道特性基本一致,因此,基站根据接收信号估计上行和下行信道特性比较容易。
此外,TD-SCDMA使用智能天线技术有先天的优势,而智能天线技术的使用又引入了SDMA的优点,可以减少用户间干扰,从而提高频谱利用率。
TD-SCDMA还具有TDMA的优点,可以灵活设置上行和下行时隙的比例而调整上行和下行的数据速率的比例,特别适合因特网业务中上行数据少而下行数据多的场合。
但是这种上行下行转换点的可变性给同频组网增加了一定的复杂性。
TD-SCDMA是时分双工,不需要成对的频带。
因此,和另外两种频分双工的3G标准相比,在频率资源的划分上更加灵活。
一般认为,TD-SCDMA由于智能天线和同步CDMA技术的采用,可以大大简化系统的复杂性,适合采用软件无线电技术,因此,设备造价可望更低。
但是,由于时分双工体制自身的缺点,TD-SCDMA被认为在终端允许移动速度和小区覆盖半径等方面落后于频分双工体制。
同时,TD只可以同时在线500人,是个问题。