論文領(lǐng)航國際TDSCDMA室內(nèi)解決方案

1、摘要 TD-SCDMA是由中國提出的時分雙工模式的的第三代移動通信技術(shù)，已經(jīng)在2000年5月的ITU全會上正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)。TD-SCDMA采用智能天線、同步CDMA技術(shù)、多用戶聯(lián)合檢測、動態(tài)信道分配、軟件無線電、接力切換等一系列高新技術(shù)，具有高頻譜利用率、低成本、上下行不對稱信道可適用于不對稱業(yè)務(wù)等特點(diǎn)。 室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)是整個無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中的重要一環(huán)，不同場景對室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)有著不同的要求，一個優(yōu)秀的室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，可以避免投資浪費(fèi)，也能提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量從而可以更好的為用戶服務(wù)，同時還可以為客戶創(chuàng)造價值。文章分析了TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)、室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和原則。在合理

2、利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源的條件下，結(jié)合TD-SCDMA基礎(chǔ)知識，根據(jù)大型寫字樓領(lǐng)行國際的實(shí)際情況，對領(lǐng)行國際組建TD-SCDMA室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋進(jìn)行了前期規(guī)劃，設(shè)計(jì)了領(lǐng)行國際TD-SCDMA室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)方案。關(guān)鍵詞：TD-SCDMA；室內(nèi)分布系統(tǒng)；盲區(qū)；網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃目錄第一章 緒論11.1 TD-SCDMA概述.11.2 本論文的寫作背景和意義.11.3 本論文的主要內(nèi)容.2第二章 TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù).22.1 TDD技術(shù).22.2 智能天線技術(shù).22.3 接力切換技術(shù).32.4 聯(lián)合檢測技術(shù).42.5 功率控制.52.6 動態(tài)信道分配技術(shù).6第三章 TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的一般原理.73.1

3、 TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)概述.73.2 室內(nèi)分布系統(tǒng)組成.83.3 室內(nèi)覆蓋方法.93.4 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則.113.5 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)信源設(shè)計(jì).123.5.1 信源選取原則133.5.2 功率配置原則133.5.3 RRU配置原則.14第四章 領(lǐng)行國際TD-SCDMA室內(nèi)設(shè)計(jì)方案.144.1 設(shè)計(jì)方案概述.154.2 技術(shù)指標(biāo).164.3 TD-SCDMA技術(shù)指標(biāo)164.4 設(shè)備的選取.174.5 領(lǐng)行國際室內(nèi)分布系統(tǒng)原理圖.18總結(jié)和展望.26致謝.27參考文獻(xiàn).27第一章 緒論1.1 TD-SCDMA概述 時分-同步碼分多址存?。ㄓ⑽模篢ime Division-Synchron

4、ous Code Division Multiple Access，縮寫為：TD-SCDMA），是中國提出的第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)（簡稱3G），也是ITU批準(zhǔn)三個3G標(biāo)準(zhǔn)中的一個，以我國知識產(chǎn)權(quán)為主的、被國際上廣泛接受和認(rèn)可的無線通信國際標(biāo)準(zhǔn)。它得到了CWTS和3GPP的全面支持，是中國電信史上重要的里程碑。TD-SCDMA集CDMA、TDMA等技術(shù)優(yōu)勢于一體，系統(tǒng)容量大、頻率利用率高、抗干擾能力強(qiáng)，它采用了智能天線、聯(lián)合檢測、同步CDMA、多時隙、可變擴(kuò)頻系統(tǒng)、自適應(yīng)功率調(diào)整等技術(shù)。1.2本論文的寫作背景和意義 TD-SCDMA是全球認(rèn)可的第三代移動通信國際標(biāo)準(zhǔn)之一，一直得到我國政府的大力支持。

5、規(guī)劃和建設(shè)一個可管理和維護(hù)的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)，是一個重要的研究課題。 由于室內(nèi)環(huán)境的話務(wù)量約占總業(yè)務(wù)量的70%左右，因此在TD-SCDMA第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，室內(nèi)環(huán)境是運(yùn)營商重點(diǎn)考慮的信號覆蓋區(qū)域。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)目前的工作頻段為2000MHz，相比900MHz的 GSM系統(tǒng)，在室內(nèi)更容易形成各種信號覆蓋盲區(qū)。由此可見，TD-SCDMA系統(tǒng)的室內(nèi)覆蓋解決方案對于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)部署和運(yùn)營至關(guān)重要。 由于移動通信無線環(huán)境復(fù)雜，存在很多各不相同的特殊場景，而對于這些特殊場景來說網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的提升又非常重要，所以如何針對這些環(huán)境復(fù)雜、場景多樣的特殊情

6、況提出相應(yīng)的可行性綜合解決方案成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)。有的場合人流量大，話務(wù)量多，話務(wù)密度高，形成無線用戶密度大，業(yè)務(wù)質(zhì)量高的室內(nèi)區(qū)域，即網(wǎng)絡(luò)覆蓋“熱點(diǎn)”；同時這些區(qū)域的建筑物通常規(guī)模大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)穿透損耗大，形成了相對比較封閉的無線傳播環(huán)境，對TD-SCDMA移動信號有很強(qiáng)的屏蔽作用，用戶的終端無法正常使用，形成了移動通信的“盲點(diǎn)”。 TD-SCDMA的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不僅需要解決信號覆蓋問題，而且還要解決容量問題。怎樣在一個特定場景的情況下，規(guī)劃一個高質(zhì)量的TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)，根據(jù)特定場景的需求“補(bǔ)忙補(bǔ)熱”，做到既能滿足移動通信對于數(shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù)的需求又能節(jié)約成本，是本課題的研

7、究目的。1.3 本論文的主要內(nèi)容本課題主要研究TD-SCDMA在領(lǐng)行國際中心特殊場景下的室內(nèi)覆蓋設(shè)計(jì)方案。首先對TD-SCDMA的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，介紹了TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)的一般原理，并詳細(xì)論述了TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋的方法和系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則。最后給出了領(lǐng)行國際中心室內(nèi)覆蓋設(shè)計(jì)的完善解決發(fā)案。第二章TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)2.1 TDD技術(shù)易于使用非對稱頻段，無需具有特定雙工間隔的成對頻段，適應(yīng)用戶業(yè)務(wù)需求，靈活配置間隙，優(yōu)化頻譜效率，上行和下行使用同個載頻，故無線傳播是對稱的，有利于智能天線技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，無需笨重的射頻雙工器，小巧的基站，降低成本。2.2 智能天線技術(shù)智能天線是一個天

8、線陣列。它由多個天線單元組成，不同天線單元對信號施以不同的權(quán)值，然后相加，產(chǎn)生一個輸出信號。智能天線的基本原理：其原理是使一組天線和對應(yīng)的收發(fā)信機(jī)按照一定的方式排列和激勵，利用波的干涉原理可以產(chǎn)生強(qiáng)方向性的輻射方向圖。如果使用數(shù)字信號處理方法在基帶進(jìn)行處理，使得輻射方向圖的主瓣自適應(yīng)地指向用戶來波方向，就能達(dá)到提高信號的載干比，降低發(fā)射功率，提高系統(tǒng)覆蓋范圍的目的。智能天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)：智能天線主要包括四個部分：天線陣元、模數(shù)轉(zhuǎn)換、自適應(yīng)處理器、波束成型網(wǎng)絡(luò)。自適應(yīng)處理器根據(jù)自適應(yīng)空間濾波/波束成型算法和估計(jì)的來波方向等產(chǎn)生權(quán)值，波束成型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行動態(tài)自適應(yīng)加權(quán)處理以產(chǎn)生希望的自適應(yīng)波束。從接收的角

9、度來看，基站利用智能天線對來自移動臺的多徑電波方向進(jìn)行波達(dá)方向估計(jì)，并進(jìn)行空間濾波（也稱為上行波束成型），抑制其他移動臺和多徑干擾。從發(fā)送的角度來看，基站利用智能天線對發(fā)射信號下行波束成型，使基站發(fā)射信號能夠沿著移動臺電波的來波方向發(fā)送回移動臺，從而降低發(fā)射功率，減少對其他移動臺的干擾。TD-SCDMA系統(tǒng)更適合采用智能天線：TDD的工作模式，便于權(quán)值的應(yīng)用，上行波束賦形矩陣可直接使用于下行子幀時間較短（5ms），便于智能天線支持高速移動；單時隙用戶有限（目前最多8個），便于實(shí)時自適應(yīng)權(quán)值的生成。智能天線的得優(yōu)勢：(1) 提高了基站接收機(jī)的靈敏度；(2) 提高了基站發(fā)射機(jī)的等效發(fā)射功率；(3)

10、 降低了系統(tǒng)的干擾；(4) 增加了CDMA系統(tǒng)容量；(5) 改進(jìn)了小區(qū)的覆蓋；(6) 降低了無線基站的成本。2.3接力切換技術(shù)(1) 切換概念：切換是指當(dāng)移動臺處于移動狀態(tài)中通訊從一個基站或信道轉(zhuǎn)移到另一個基站或信道的過程。(2) 切換原因：上、下行鏈路質(zhì)量，上、下行鏈路信號的測量，距離或業(yè)務(wù)的變化，更優(yōu)的蜂窩出現(xiàn)，操作和管理的干涉，從業(yè)務(wù)流量情況等。(3) 越區(qū)切換：在蜂窩結(jié)構(gòu)的無線移動通信系統(tǒng)中，當(dāng)移動臺從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)時，為保持移動電話不中斷通信需要進(jìn)行的信道切換稱為越區(qū)切換。越區(qū)切換有三種方式：硬切換、軟切換、接力切換1) 硬切換：在硬切換的過程中，UE先斷開與NodeB1（

11、源基站）的信令和業(yè)務(wù)連接，再建立與NodeB1（目標(biāo)基站）的信令和業(yè)務(wù)連接，即UE在某一時刻只與一個基站保持聯(lián)系。2) 軟切換：而在軟切換過程中，UE先建立與NodeB2的信令和業(yè)務(wù)連接之后，再斷開與NodeB1的信令和業(yè)務(wù)連接，即UE在某一時刻與2個基站同時保持聯(lián)系。3) 接力切換：接力切換是TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。其設(shè)計(jì)思想是利用智能天線獲取UE的位置距離信息，同時使用上行預(yù)同步技術(shù)，在切換測量期間，使用上行預(yù)同步的技術(shù)，提前獲取切換后的上行信道發(fā)送時間、功率信息，從而達(dá)到減少切換時間，提高切換的成功率、降低切換掉話率的目的。接力切換的工作流程：(1) UE收到切換命令

12、前的場景：上下行均與源小區(qū)連接。(2) UE收到切換命令后執(zhí)行接力切換的場景：利用開環(huán)預(yù)計(jì)同步和功率控制，首先只將上行鏈轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)，而下行鏈路仍與源小區(qū)通信UE執(zhí)行接力切換完畢后的場景：經(jīng)過N個TTI后，下行鏈路轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)，完成接力切換。2.4聯(lián)合檢測技術(shù)聯(lián)合檢測技術(shù)是多用戶檢測（Multi-user Detection）技術(shù)的一種。CDMA系統(tǒng)中多個用戶的信號在時域和頻域上是混疊的，接收時需要在數(shù)字域上用一定的信號分離方法把各個用戶的信號分離開來。信號分離的方法大致可以分為單用戶檢測和多用戶檢測技術(shù)兩種。聯(lián)合檢測作用包括：降低干擾（MAI&ISI）、提高系統(tǒng)容量、降

13、低功控要求。聯(lián)合檢測的原理： 一個CDMA系統(tǒng)的離散模型可以用下式來表示： e = A·d + n (2-1) 其中，d是發(fā)射的數(shù)據(jù)符號序列，e是接收的數(shù)據(jù)序列，n是噪聲，A是與擴(kuò)頻碼c和信道沖激響應(yīng)h有關(guān)的矩陣。只要接收端知道A（擴(kuò)頻碼c和信道沖激響應(yīng)h），就可以估計(jì)出符號序列。對于擴(kuò)頻碼c，系統(tǒng)是已知的，信道沖激響應(yīng)h可以利用突發(fā)結(jié)構(gòu)中的訓(xùn)練序列midamble求解出這樣就可以達(dá)到估計(jì)用戶原始信號d的目的。圖2-1聯(lián)合檢測原理示意圖25功率控制功率控制的作用(1) 功率控制技術(shù)是CDMA系統(tǒng)的基礎(chǔ)，沒有功率控制就沒有CDMA系統(tǒng)。(2) 功率控制可以補(bǔ)償衰落，接收功率不

14、夠時要求發(fā)射方增大發(fā)射功率。(3) 功率控制可以克服遠(yuǎn)近效應(yīng)，對上行功控而言，功率控制的目標(biāo)即為所有的信號到達(dá)基站的功率夠用即可。(4) 由于移動信道是一個衰落信道，快速閉環(huán)功控可以隨著信號的起伏進(jìn)行快速改變發(fā)射功率，使接收電平由起伏變得平坦。功率控制的分類 TD-SCDMA的功率控制技術(shù)采取開環(huán)、閉環(huán)（內(nèi)環(huán)）和閉環(huán)（外環(huán)）功率控制三種。功率控制開環(huán)由于TD-SCDMA采用TDD模式，上行和下行鏈路使用相同的頻段，因此上、下行鏈路的平均路徑損耗存在顯著的相關(guān)性。這一特點(diǎn)使得UE在接入網(wǎng)絡(luò)前，或者網(wǎng)絡(luò)在建立無線鏈路時，能夠根據(jù)計(jì)算下行鏈路的路徑損耗來估計(jì)上行或下行鏈路的初始發(fā)射功率。當(dāng)它接收到的

15、功率越強(qiáng)，說明收發(fā)雙方距離較近或有非常好的傳播路徑，發(fā)射的功率就越小，反之則越大。 開環(huán)功控只能在決定接入初期發(fā)射功率和切換時決定切換后初期發(fā)射功率的時候使用。上行開環(huán)功率控制由UE和網(wǎng)絡(luò)共同實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)需要廣播一些控制參數(shù)，而UE負(fù)責(zé)測量PCCPCH的接收信號碼功率，通過開環(huán)功率控制的計(jì)算，確定隨機(jī)接入時UPPCH、PRACH、PUSCH和DPCH等信道的初試發(fā)射功率。功率控制內(nèi)環(huán)（閉環(huán)） 快速閉環(huán)功率控制（內(nèi)環(huán)）的機(jī)制是無線鏈路的發(fā)射端根據(jù)接收端物理層的反饋信息進(jìn)行功率控制，這使得UE（NodeB）根據(jù)NodeB（UE）的接收SIR值調(diào)整發(fā)射功率，來補(bǔ)償無線信道的衰落。在

16、TD-SCDMA系統(tǒng)中的上、下行專用信道上使用內(nèi)環(huán)功率控制，每一個子幀進(jìn)行一次。 功率控制內(nèi)環(huán)（外環(huán)）內(nèi)環(huán)功率控制雖然可以解決損耗以及遠(yuǎn)近效應(yīng)的問題，使接收信號保持固定的信干比（SIR），但是卻不能保證接收信號的質(zhì)量。接收信號的質(zhì)量一般由誤塊率（BLER）或誤碼率（BER）來表征。環(huán)境因素（主要是用戶的移動速度、信號傳播的多徑和遲延）對接收信號的質(zhì)量有很大的硬性。當(dāng)信道環(huán)境發(fā)生變化時，接收信號SIR和BLER的對應(yīng)關(guān)系也相應(yīng)發(fā)生變化。因此，需要根據(jù)信道環(huán)境的變化，調(diào)整接收信號的SIR目標(biāo)值。2.6動態(tài)信道分配技術(shù)動態(tài)信道分配方法TD-SCDMA系統(tǒng)中動態(tài)信道分配DCA的方法有如下幾種

17、：(1) 時域動態(tài)信道分配因?yàn)門D-SCDMA系統(tǒng)采用了TDMA技術(shù)，在一個TD-SCDMA 載頻上，使用7個常規(guī)時隙，減少了每個時隙中同時處于激活狀態(tài)的用戶數(shù)量。每載頻多時隙，可以將受干擾最小的時隙動態(tài)分配給處于激活狀態(tài)的用戶。(2) 頻域動態(tài)信道分配 頻域DCA中每一小區(qū)使用多個無線信道（頻道）。在給定頻譜范圍內(nèi)，與5MHz的帶寬相比，TD-SCDMA的1.6MHz帶寬使其具有3倍以上的無線信道數(shù)(頻道數(shù))?？梢园鸭せ钣脩舴峙湓诓煌妮d波上，從而減小小區(qū)內(nèi)用戶之間的干擾。(3) 空域動態(tài)信道分配因?yàn)門D-SCDMA系統(tǒng)采用智能天線的技術(shù)，可以通過用戶定位、波束賦形來減小

18、小區(qū)內(nèi)用戶之間的干擾、增加系統(tǒng)容量。(4) 碼域動態(tài)信道分配在同一個時隙中，通過改變分配的碼道來避免偶然出現(xiàn)的碼道質(zhì)量惡化。動態(tài)信道分配分類(1)慢速DCA：慢速DCA主要解決兩個問題：一是由于每個小區(qū)的業(yè)務(wù)量情況不同，所以不同的小區(qū)對上下行鏈路資源的需求不同；二是為了滿足不對稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，不同的小區(qū)上下行時隙的劃分是不一樣的，相鄰小區(qū)間由于上下行時隙劃分不一致時會帶來交叉時隙干擾。所以慢速DCA主要有兩個方面：一是將資源分配到小區(qū)，根據(jù)每個小區(qū)的業(yè)務(wù)量情況，分配和調(diào)整上下行鏈路的資源；二是測量網(wǎng)絡(luò)端和用戶端的干擾，并根據(jù)本地干擾情況為信道分配優(yōu)先級，解決相鄰小區(qū)間由于上下行時隙劃分不一致

19、所帶來的交叉時隙干擾。具體的方法是可以在小區(qū)邊界根據(jù)用戶實(shí)測上下行干擾情況，決定該用戶在該時隙進(jìn)行哪個方向上的通信比較合適。(3) 快速DCA:快速DCA主要解決以下問題：不同的業(yè)務(wù)對傳輸質(zhì)量和上下行資源的要求不同，如何選擇最優(yōu)的時隙、碼道資源分配給不同的業(yè)務(wù)，從而達(dá)到系統(tǒng)性能要求，并且盡可能地進(jìn)行快速處理?？焖貲CA包括信道分配和信道調(diào)整兩個過程。信道分配是根據(jù)其需要資源單元的多少為承載業(yè)務(wù)分配一條或多條物理信道。信道調(diào)整（信道重分配）可以通過RNC對小區(qū)負(fù)荷情況、終端移動情況和信道質(zhì)量的監(jiān)測結(jié)果，動態(tài)地對資源單元（主要是時隙和碼道）進(jìn)行調(diào)配和切換。第三章TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的一般原

20、理3.1TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)概述TD-SCDMA是由中國第一個具有自主產(chǎn)權(quán)的國際通信標(biāo)準(zhǔn)，作為國際電信聯(lián)盟接受的3G三大標(biāo)準(zhǔn)之一，TD-SCDMA需要提供語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)（車載通信速率為144kb/s、步行通信速率為384kb/s、室內(nèi)通信速率為2Mb/s）。因此TD-SCDMA必須提供良好的室內(nèi)外通信業(yè)務(wù)與信號覆蓋。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，TD-SCDMA必須提供良好的室外和室內(nèi)通信服務(wù)。為解決以上問題，運(yùn)營商有必要通過引入室內(nèi)分布系統(tǒng)來掃除盲區(qū)，吸收室內(nèi)話務(wù)量，改善室內(nèi)通話質(zhì)量。室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)可以為TD-SCDMA開辟高質(zhì)量的室內(nèi)移動通信區(qū)域，分擔(dān)室外小區(qū)話務(wù)量，減小擁塞，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)容

21、量，從整體上提高TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)水平。與2G類似，TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括：信號源、傳輸介質(zhì)和中繼設(shè)備/器件、天線等三大部分。信號源即提供小區(qū)信號的設(shè)備，包括宏蜂窩、微蜂窩，也可以是射頻拉遠(yuǎn)或直放站；傳輸介質(zhì)包括同軸電纜、光纖、泄漏電纜等，信號在傳輸介質(zhì)中傳輸，有時根據(jù)覆蓋的需要還要通過放大設(shè)備對信號進(jìn)行放大；中繼器件還包括功分器、耦合器等，信號功率通過功分器和耦合器進(jìn)行合理分配；天線是室內(nèi)分布系統(tǒng)發(fā)射和接收信號的部分。室內(nèi)分布系統(tǒng)由兩部分組成：(1) 信號源（微蜂窩、宏蜂窩、直放站、BBU+RRU等）；(2) 分布系統(tǒng)（同軸電纜、光纜、泄漏電纜、電端機(jī)、干線放大器、

22、功分器、耦合器、天線等）。室內(nèi)分布系統(tǒng)按布線材料的不同，可以分為同軸電纜系統(tǒng)和光纖系統(tǒng)；根據(jù)使用器件的不同，又分為無源分布系統(tǒng)和有源分布系統(tǒng)。TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)與其他通信體制的室內(nèi)分布系統(tǒng)相比具有以下特點(diǎn)：(1) 室內(nèi)不使用智能天線，覆蓋系統(tǒng)、容量和質(zhì)量均受到影響。(2) 公共信道和業(yè)務(wù)信道的覆蓋分開考慮。(3) 不同的時隙配置支持不對稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。(4) 工作頻段高，損耗大，信號室內(nèi)傳播能力差，深層覆蓋難度加大。(5) 在室內(nèi)區(qū)域向室外移動時，不能采用接力切換，而只能選擇硬切換。(6) 對于有源設(shè)備系統(tǒng)的時延控制，一般要求小區(qū)路徑的最大允許時延為75us。(7) 采用了上行同步技術(shù)，

23、對直放站和干放的技術(shù)要求高。(8) 大部分信源需要引入單獨(dú)的GPS天線，并選擇合適的安裝位置和走線路由。3.2室內(nèi)分布系統(tǒng)組成圖3-1室內(nèi)分布系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖室內(nèi)分布系統(tǒng)主要由信號源和信號分布系統(tǒng)兩部分組成，如圖3-2：圖3-2室內(nèi)分布系統(tǒng)組成構(gòu)成室內(nèi)分布系統(tǒng)的主要設(shè)備是：饋線、天線、干線放大器，延長放大器以及耦合器和功分等無源器件。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上主要考慮的是能量分配的問題。因此室內(nèi)分布系統(tǒng)主要由以下部件組成：(1) 信號源：基站、微蜂窩和直放站；(2) 功率分配系統(tǒng)：無源，光纖和各種有源室內(nèi)分布系統(tǒng)；(3) 干線放大器：低噪聲功率放大器、不產(chǎn)信號傳輸損耗；(4) 室內(nèi)天線：吸頂或墻掛式小型低增益室

24、內(nèi)天線、八木天線；(5) 饋線和接頭：適配7/8和1/2等阻燃饋線的N型、7/16型接頭。3.3室內(nèi)覆蓋的方法TD-SCDMA的室內(nèi)分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的分布系統(tǒng)類似，主要由三部分組成：信號源、傳輸和分布系統(tǒng)、元器件和天線。TD-SCDMA的室內(nèi)分布系統(tǒng)可以與其他系統(tǒng)共享相同的單元，出于室內(nèi)傳播環(huán)境和工程上的考慮，智能天線并未引入到室內(nèi)分布系統(tǒng)的覆蓋中。在TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，應(yīng)根據(jù)覆蓋目標(biāo)、服務(wù)類型、工程成本等方面的要求綜合考慮，選取適當(dāng)?shù)男盘栐?、元器件和傳輸介質(zhì)等。實(shí)現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的技術(shù)方案主要有四種方式。(1) 宏蜂窩無線接入這種接入方式是以室外宏蜂窩作為室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)

25、的信號源，即無線接入方式。其適用于低話務(wù)量和較小面積的室內(nèi)覆蓋盲區(qū)，在市郊等偏遠(yuǎn)地區(qū)使用較多。宏蜂窩方式的主要優(yōu)勢在于成本低、工程施工方便、占地面積小。其缺點(diǎn)在于對宏蜂窩無線指標(biāo)，尤其是掉話率的影響比較明顯。在密集城區(qū)為了深度覆蓋而采用該方式時，需要留出15dB20dB的穿透損耗余量，這部分的余量直接導(dǎo)致小區(qū)的半徑縮小、站點(diǎn)數(shù)量增加。但即便如此，室內(nèi)覆蓋的效果仍然較差，存在大量的覆蓋盲區(qū)；另外，嚴(yán)重的導(dǎo)頻污染使用戶接收多個強(qiáng)干擾，3G業(yè)務(wù)在室內(nèi)達(dá)不到預(yù)期的使用效果；最重要的是其網(wǎng)絡(luò)容量有限，接通率低?；镜陌l(fā)射功率很大一部分消耗在穿透損耗上，影響了系統(tǒng)的容量。它適用于建筑物的電磁密閉性較差或建

26、筑物較為稀疏而且話務(wù)量較低的場景。(2) 微蜂窩有線接入這種接入方式是以室內(nèi)微蜂窩系統(tǒng)作為室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的信號源，即有線接入方式。其適用于覆蓋范圍較大且話務(wù)量相對較高的建筑物內(nèi)，在市區(qū)中心使用較多，解決覆蓋和容量問題。與宏蜂窩方式相比，微蜂窩方式是更好的室內(nèi)系統(tǒng)解決方案。微蜂窩方式的通話質(zhì)量比宏蜂窩方式要高出許多，對宏蜂窩無線指標(biāo)的影響甚小，并且具有增加網(wǎng)絡(luò)容量的效果。但微蜂窩在室內(nèi)使用時，受建筑物結(jié)構(gòu)的影響，使其覆蓋受到很大限制。對于大型寫字樓等，如何將信號最大限度、最均勻地分布到室內(nèi)每一個地方，是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化所要考慮的關(guān)鍵。微蜂窩方式的缺點(diǎn)在于成本較為昂貴，需要進(jìn)行頻率規(guī)劃，增建傳輸系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)

27、化工作量大。因此，對宏蜂窩方式或微蜂窩方式的選取，需要綜合權(quán)衡移動網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)營商的多方面因素才能定奪。采用獨(dú)立的微蜂窩基站作為信號源，可以獨(dú)立承載話務(wù)量，并且可以分擔(dān)宏蜂窩小區(qū)的話務(wù)量。該方式雖然需要傳輸和供電設(shè)備，但實(shí)施簡單，無需機(jī)房資源，更重要的是能夠提供更多的網(wǎng)絡(luò)資源，信號穩(wěn)定干凈，抑制導(dǎo)頻污染，可靈活結(jié)合具體室內(nèi)分布系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)覆蓋。因此，該方式通常應(yīng)用于面積較大或人流較大、話務(wù)量較高的室內(nèi)覆蓋，如大型購物廣場、候機(jī)廳等，但建設(shè)成本較高。(3) 直放站在室外站存在富余容量的情況下，可以通過直放站將室外信號引入室內(nèi)的覆蓋盲區(qū)。由于建設(shè)微蜂窩的設(shè)備投入較大，工程周期較長，所以只適合在話務(wù)量

28、集中的高檔會議廳或商場使用。在這種情況下，直放站以其靈活簡易的特點(diǎn)成為解決簡單問題的重要方式。對于TD-SCDMA系統(tǒng)，由于采用TDD模式上下行處于同一個頻點(diǎn)的不同時隙，所以對其發(fā)射端和接收端的隔離度、上下行發(fā)射的定時、與室外基站的同步方面有較高的要求。直放站在放大轉(zhuǎn)發(fā)上行信號過程中會增加信號的傳輸時延，對信號質(zhì)量可能產(chǎn)生負(fù)面影響。對于TD-SCDMA系統(tǒng)中直放站的使用有待進(jìn)一步研究。(4) 拉遠(yuǎn)單元方式拉遠(yuǎn)單元方式包括射頻拉遠(yuǎn)和中頻拉遠(yuǎn)兩種方式。射頻拉遠(yuǎn)方式可以提供接近微蜂窩基站作為信號源的覆蓋效果，即將基站中的射頻部分取出通過光纖與基站中的數(shù)字基帶部分相連，剩下的控制加基帶部分被稱為支持遠(yuǎn)

29、端模塊的“宿主基站”。遠(yuǎn)端模塊共享宿主基站的基帶資源。RRU避免了直放站信號的簡單重復(fù)放大，且不像直放站僅改變原有扇區(qū)的覆蓋拓?fù)洌钦加靡欢ǖ幕鶐зY源提供容量服務(wù)，不會產(chǎn)生直放站的接收底噪抬升以至飽和自激的問題。優(yōu)點(diǎn)在于建設(shè)的成本較低，無需嚴(yán)格的機(jī)房和建站條件，可以靈活地結(jié)合具體的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)。缺點(diǎn)是要仔細(xì)核算基站的基帶所能承載的處理能力，同時遠(yuǎn)端無線接入設(shè)備需要獨(dú)立的傳輸和供電設(shè)備。對于TD-SCDMA系統(tǒng)，射頻電纜在2GHz以上頻段的損耗比較大，拉遠(yuǎn)距離短，一般在60m左右，且射頻電纜數(shù)量多，也相應(yīng)帶動其他輔材數(shù)量的增加，給基站成本帶來很大壓力。射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)在降低饋線損耗和電纜數(shù)量及安裝

30、難度控制等方面面臨著極大的困難，導(dǎo)致了建設(shè)成本偏高。此時采用中頻拉遠(yuǎn)方案可以很好地解決上述問題，即將無線基站中的模擬射頻收發(fā)部分與無線基站的基帶數(shù)字信號處理部分在模擬中頻處分開，形成遠(yuǎn)端射頻前端設(shè)備與室內(nèi)單元。中頻拉遠(yuǎn)技術(shù)通過基站室內(nèi)單元的模擬中頻接口，將射頻的收發(fā)信機(jī)拉遠(yuǎn)至天線附近。下行方向?qū)⒅蓄l信號傳輸?shù)缴漕l前端，經(jīng)混頻后轉(zhuǎn)換為射頻信號，再由天線發(fā)射；上行方向?qū)奶炀€發(fā)射過來的射頻信號在前端混頻為中頻信號，通過中頻傳輸系統(tǒng)傳回到基站室內(nèi)單元。遠(yuǎn)端射頻前端設(shè)備與室內(nèi)單元間可以用有線和無線傳輸手段相連接，其介質(zhì)可以是中頻電纜、光纖等。與傳統(tǒng)射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)相比，中頻拉遠(yuǎn)技術(shù)具有電纜數(shù)量少、傳輸距離

31、遠(yuǎn)、組網(wǎng)靈活、成本大幅降低等顯著優(yōu)點(diǎn)。3.4室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則(1) TD-SCDMA室內(nèi)分布建設(shè)應(yīng)面向數(shù)據(jù)卡、上網(wǎng)本、家庭信息機(jī)及上網(wǎng)手機(jī)客戶等重點(diǎn)目標(biāo)市場，滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，要求有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的室內(nèi)分布系統(tǒng)100%建設(shè)TD-SCDMA。(2) TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)考慮GSM900、DCS1800、TD-SCDMA和WLAN共用的需求。(3) 建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)的物業(yè)點(diǎn)應(yīng)能保證優(yōu)質(zhì)的室內(nèi)覆蓋，同時要控制好室內(nèi)信號，避免對室外構(gòu)成強(qiáng)干擾。(4) TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)保證擴(kuò)容的便利性，盡量做到在不改變分布系統(tǒng)架構(gòu)的情況下，通過空分復(fù)用、增加載波及小區(qū)分裂等方式快速擴(kuò)

32、容，滿足業(yè)務(wù)需求。(5) TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)充分考慮A、B頻段使用。在頻率資源足夠的情況下室內(nèi)外盡量采用異頻組網(wǎng)方式，在載頻緊張的情況下也應(yīng)保證與室外有切換關(guān)系的室內(nèi)小區(qū)的主載頻與室外主載頻保持異頻。(6) 分布系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)考慮多系統(tǒng)間的干擾，尤其關(guān)注室內(nèi)PHS天線和TD-SCDMA天線的隔離，保證其他系統(tǒng)不會對室內(nèi)TD-SCDMA信號源產(chǎn)生干擾。(7) TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)應(yīng)按照“多天線、小功率”的原則進(jìn)行建設(shè)，電磁輻射必須滿足國家和通信行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站建設(shè)的系統(tǒng)要求室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站建設(shè)必須達(dá)到以下要求：(1) 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站必須滿足系統(tǒng)容量

33、和呼損要求。(2) 室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋設(shè)計(jì)要求為98%以上區(qū)域不得低于-85dBm。直放站系統(tǒng)覆蓋設(shè)計(jì)要求為95%以上區(qū)域不得低于-90dBm。(3) 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站建設(shè)中所選的元器件必須是在省公司框架協(xié)議中確定的產(chǎn)品范圍以內(nèi)；室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)中覆蓋面積1000平米以上的分布系統(tǒng)建設(shè)中必須采用1/2以上饋線；分布系統(tǒng)建設(shè)中各類型天線應(yīng)能適應(yīng)今后網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需求，工作頻段需達(dá)到2.5G。(4) 干擾保護(hù)比： 同頻干擾保護(hù)比：C/I12dBm（不開調(diào)頻），C/I9dBm（開調(diào)頻）； 臨頻干擾保護(hù)比：200KHZ臨頻干擾保護(hù)比：C/I-6dBm。(5) 在基站或微蜂窩接受端位置收到的上行噪聲電平小

34、于-120dBm。(6) 室內(nèi)天線的發(fā)生功率應(yīng)小于15dBm/每載頻。(7) 主設(shè)備機(jī)房位置和干線放大器安裝位置不影響原有設(shè)備的擺放和機(jī)房環(huán)境，并要求為今后增加設(shè)備預(yù)留安裝空間。圖3-3室內(nèi)覆蓋示意圖3.5室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)信源設(shè)計(jì) 信源選取原則 室內(nèi)分布系統(tǒng)信源主要包括：BBU+RRU和直放站兩種。 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)在選擇信號源時，主要應(yīng)根據(jù)物業(yè)點(diǎn)區(qū)域的話務(wù)需求、資源情況、無線環(huán)境情況和所選室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)類型確定。 根據(jù)建筑面積對室內(nèi)覆蓋場景劃分如下：1) 微型建筑物(6000以下)，主要包括餐飲娛樂、小型超市、小型商場、小型停車場等場景；2) 小型建筑物(6000-16000)，主要包括大型超市、小型

35、辦公樓、小型醫(yī)院等；3) 中型建筑物(16000-50000)，主要包括大型寫字樓、中型酒店、大型醫(yī)院、政府機(jī)關(guān)等；4) 大型建筑物(50000)，主要包括大型酒店、綜合性寫字樓、大型體育館、大型展覽中心、政府機(jī)關(guān)、交通樞紐等。對于不同的室內(nèi)覆蓋場景，不同信源應(yīng)用特點(diǎn)及適應(yīng)場景如下表： 功率配置原則 TD-SCDMA室內(nèi)分布一般選用BUU+RRU作為信源，應(yīng)使用PCCPCH信道功率進(jìn)行分布系統(tǒng)功率預(yù)算，為保證公共信道和上下行各業(yè)務(wù)平衡，室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)時按照PCCPCH信道功率(雙碼道)為32dBm取定，對部分覆蓋面積較小的場景可降低功率設(shè)計(jì)。 RRU配置原則1) RRU使用原則：單通道RRU

36、具有功率大、安裝靈活、便于A頻段引入的優(yōu)點(diǎn)，在室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)中建議選單通道RRU。對于部分通道數(shù)需求較多且多通道RRU功率能夠滿足覆蓋要求的分布系統(tǒng)，也可用多通道RRU。2) RRU分區(qū)規(guī)劃原則：對于使用多個RRU覆蓋的物業(yè)點(diǎn)需進(jìn)行RRU的覆蓋分區(qū)規(guī)劃，規(guī)劃時應(yīng)使得各個RRU分區(qū)間的隔離度盡可能高(建議隔離度應(yīng)大于12dB)，以利于提高空分復(fù)用性能及后期擴(kuò)容，降低改造工作量。3) RRU級聯(lián)原則：考慮網(wǎng)絡(luò)安全性和性能指標(biāo)，通常情況下室內(nèi)分布系統(tǒng)RRU級聯(lián)級數(shù)建議為3級以內(nèi)，最多不超過5級。多頻段RRU引入原則：TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)考慮后續(xù)A、F、E頻段均采用的可能性，在分布系統(tǒng)

37、設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮并預(yù)留E頻段RRU及合路器安裝位置。考慮到提前布放多芯光纖，在分布系統(tǒng)建設(shè)時選用標(biāo)準(zhǔn)光纖配線箱(ODF)方式實(shí)現(xiàn)RRU光纖接口的統(tǒng)一，以減少引入F/E頻段RRU的施工量。第四章 領(lǐng)行國際TD-SCDMA室內(nèi)設(shè)計(jì)方案圖4-1領(lǐng)行國際效果圖4.1設(shè)計(jì)方案概述 樓宇地理位置和情況概述領(lǐng)行國際是一大型寫字樓，位于廣渠門內(nèi)大街2號(廣渠門橋西南角)，該樓宇一共4棟，每棟共22層，地下1層，地上21層；共8部電梯，建筑面積約160000平方米。經(jīng)測試領(lǐng)行國際B1F為信號盲區(qū)，移動用戶無法正常通話；地上1F-11F信號較弱，通話質(zhì)量較差；12F-21F高層信號切換頻繁易掉線，無法正常通話；電梯內(nèi)

38、為信號盲區(qū)，移動用戶無法正常通話。為進(jìn)一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，提高通信質(zhì)量，滿足用戶需求，吸收樓宇內(nèi)部的話務(wù)量，同時移動公司的要求，本方案對領(lǐng)行國際B1-F21及電梯進(jìn)行信號覆蓋。領(lǐng)行國際面積比較大，移動用戶比較多，話務(wù)量的需求自然會增大，為了更好的滿足用戶打電話和上網(wǎng)的需求，解決領(lǐng)行國際的室內(nèi)覆蓋勢在必行。 電磁環(huán)境領(lǐng)行國際由于其自身的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致樓內(nèi)和電梯內(nèi)信號較差，移動用戶無法正常通話，為改善其內(nèi)部移動網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋質(zhì)量和強(qiáng)度，同時與周圍形成良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，對該建筑內(nèi)進(jìn)行TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)信號測試，分析內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，確定周圍的基站分布，為建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)提供完善依據(jù)。領(lǐng)行國際B1F信號強(qiáng)度在-89d

39、Bm-101dBm之間，主導(dǎo)頻Ec/Io一般在-8-13dB之間，無法正常通話；1F-10F信號強(qiáng)度在-85dBm-93dBm之間，主導(dǎo)頻Ec/Io一般在-6-9dB之間，無法進(jìn)行正常通話；11F-21F信號強(qiáng)度在-78-87dBm之間，主導(dǎo)頻Ec/Io一般在-12-15dB之間，信號切換頻繁易掉線，無法正常通話；電梯內(nèi)為信號盲區(qū)。 覆蓋方式與覆蓋范圍根據(jù)現(xiàn)場勘測實(shí)際情況，以及樓層功能情況推算的話務(wù)分布情況，確定覆蓋范圍為領(lǐng)行國際B1-21F及電梯，覆蓋面積約為160000平方米。覆蓋方式如下：(1) 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，平層采用室內(nèi)全向吸頂天線和定向壁掛天線進(jìn)行覆蓋。(2) 電梯井道內(nèi)安裝對數(shù)

40、周期天線覆蓋電梯。(3) 所有的天線布放位置，均是以TD-SCDMA B頻段(2010-2025MHz)信號的傳播模型為參考，并據(jù)此分布方式推出TD-SCDMA的饋入功率。4.2 技術(shù)指標(biāo)B頻段(2010-2025MHz)TD-SCDMA技術(shù)指標(biāo)：(1) 室內(nèi)95%以上覆蓋區(qū)域內(nèi)的接收信號強(qiáng)度不低于-85dBm，Ec/Io大于-10dB。(2) 呼叫建立成功率大于95%。(3) 切換成功率大于95%。(4) 頻譜特性：不分上下行頻率，工作頻段為2010-2025MHz，即B頻段。(5) 室外10米接收到的室內(nèi)小區(qū)信號比室外最強(qiáng)小區(qū)信號低10個dB。4.3 TD-SCDMA話務(wù)分析話務(wù)分析的依據(jù)

41、：(1) TD-SCDMA系統(tǒng)忙時平均話務(wù)量為0.02Erl/用戶；(2) 無線語音信道呼損率：特大城市市區(qū)取2%，其他地區(qū)取5%。 領(lǐng)行國際是一寫字樓，預(yù)計(jì)人流密度很大，我們以辦公樓場所話務(wù)量預(yù)測公式進(jìn)行修正后對本樓進(jìn)行話務(wù)預(yù)測： 話務(wù)量=建筑面積×75%×1/30×90%×50%×0.02(75%為實(shí)用面積的比率；1/30為人員與辦公樓場所面積的比率；90%為手機(jī)的擁有率；50%為中國移動參透率；0.02為TD-SCDMA人均話務(wù)量) 預(yù)計(jì)領(lǐng)行國際的話務(wù)量為：160000×75%×1/30×90%×5

42、0%×0.02=36Erl。4.4 設(shè)備的選取考慮到分布系統(tǒng)需滿足未來系統(tǒng)的引入，因此天線及器件必須滿足目前TD-SCDMA及未來系統(tǒng)的頻段要求，本方案使用的無源器件和天線均支持至2500Hhz頻段，均滿足要求。領(lǐng)行國際TD室內(nèi)覆蓋工程 廠家：京信123設(shè)備名稱型號規(guī)格型號天線類全向天線寬頻 全向吸頂天線IXD-360V03NN定向吸頂寬頻 定向吸頂天線IXD-120V06NN寬頻 定向吸頂天線IXD-090V07NN定向壁掛GSM900M 定向壁掛天線IWH-065V09NBGSM900M 定向壁掛天線IWH-105V06NB寬頻 定向壁掛天線IWH-090V08NN八木天線高頻 八木天線OYI-040V11NKGSM900M 八木天線OYI-040V11NBOYI-060V10NB對數(shù)周期天線ODP-090V08NNODP-065V10NNTD合路器合路器合路器CM-PTX3-IN1合路器CM-T2-IN1合路器CM-PTX2-IN1A合路器CM-EDN2-IN1合路器CM-EDNL2-IN1合路器CM-EDNL3-IN1設(shè)備類二功分器三功分器