? 根據(jù)用戶的生活習(xí)慣和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的行為分析,絕大多數(shù)的3G業(yè)務(wù)將會(huì)發(fā)生在室內(nèi),室內(nèi)覆蓋的完善是3G取得成功的關(guān)鍵因素之一。本文從介紹TD-SCDMA 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)組成、特點(diǎn)及典型場(chǎng)景入手,分析了TD-SCDMA系統(tǒng)室內(nèi)外站點(diǎn)協(xié)同覆蓋應(yīng)把握的關(guān)鍵問題,給出了室內(nèi)外站點(diǎn)協(xié)同優(yōu)化的策略。
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??一、引言
? ? 眾所周知,豐富多彩的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)將是3G業(yè)務(wù)的重點(diǎn)。根據(jù)用戶的生活習(xí)慣和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的行為分析,絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)將會(huì)發(fā)生在室內(nèi)。由 目前2G/2.5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)可知,移動(dòng)用戶的60%也分布在室內(nèi)。NTTDoCoMo的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也表明,3G室內(nèi)業(yè)務(wù)量占到網(wǎng)絡(luò)總業(yè)務(wù)量的 69.7%,主要原因在于室內(nèi)提供舒適的環(huán)境,用戶的等候時(shí)間也大多在室內(nèi)消磨,他們也更喜歡在室內(nèi)使用視頻電話、游戲等高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。所以就以上幾方面 而言,室內(nèi)覆蓋對(duì)3G來(lái)講有著更多的重要性,而且在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況已經(jīng)比較完善的情況下,用戶會(huì)要求3G有更完善的網(wǎng)絡(luò)覆蓋,這樣用戶才會(huì)考慮使用3G 網(wǎng)絡(luò)。因此,提高室內(nèi)覆蓋能力,不僅可以給用戶帶來(lái)更好的業(yè)務(wù)使用體驗(yàn),還可以分散用戶過于密集地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)壓力,更可以與其他運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)爭(zhēng)奪室內(nèi)話務(wù) 量。可以肯定的是,室內(nèi)覆蓋的完善是3G取得成功的關(guān)鍵因素之一。
? ? 目前,TD-SCDMA試驗(yàn)網(wǎng)的建設(shè)正在如火如荼地進(jìn)行中。但是由于我國(guó)目前還沒有真正意義上的TD商用網(wǎng)絡(luò),在TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋方面也尚處于探 索階段,因此在這種形勢(shì)下,研究如何協(xié)調(diào)室內(nèi)外站點(diǎn)的信號(hào)、平衡室內(nèi)外覆蓋,使網(wǎng)絡(luò)性能更加優(yōu)化的問題,對(duì)提高TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量有著至關(guān)重要的作 用。本文從介紹TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)組成、特點(diǎn)及典型場(chǎng)景入手,分析了TD-SCDMA系統(tǒng)室內(nèi)外站點(diǎn)協(xié)同覆蓋應(yīng)把握的關(guān)鍵問題,給出了室內(nèi)外站 點(diǎn)協(xié)同優(yōu)化的策略。
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二、TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)
? ? 1.TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)的組成
? ? 與傳統(tǒng)的室內(nèi)分布系統(tǒng)類似,TD-SCDMA的室內(nèi)分布系統(tǒng)也主要由兩部分組成:信號(hào)源和分布系統(tǒng)。信號(hào)源即提供小區(qū)信號(hào)的設(shè)備,主要包括宏基站、微基 站、射頻拉遠(yuǎn)基站或直放站等幾種類型;分布系統(tǒng)包括傳輸介質(zhì)、元器件和天線:傳輸介質(zhì)有同軸電纜、光纖、泄露電纜等,信號(hào)在傳輸介質(zhì)中傳輸,有時(shí)根據(jù)覆蓋 的需要還要通過放大設(shè)備對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大;元器件包括干線放大器、功分器、耦合器、合路器等;天線是室內(nèi)分布系統(tǒng)發(fā)射和接收信號(hào)的部分,分為全向天線和定向 天線,出于室內(nèi)傳播環(huán)境和工程上的考慮,智能天線暫未引入到室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋中,TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)可與其他系統(tǒng)共用相同的天線器件。
? ? 典型的TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)示結(jié)構(gòu)如圖1所示。
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2.TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)的特點(diǎn)
? ? 雖然在系統(tǒng)組成上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)類似,但也有以下獨(dú)特的特點(diǎn)。
? ? (1)TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)不使用智能天線,系統(tǒng)覆蓋、容量和質(zhì)量均受到影響。業(yè)務(wù)信道沒有下行鏈路賦型增益,同室外覆蓋方式相比,業(yè)務(wù)信道下行功率要低6dB~8dB。由于缺少智能天線,上行干擾也得不到很好的控制。
? ? (2)公共信道和業(yè)務(wù)信道的覆蓋分開考慮。由于室內(nèi)業(yè)務(wù)信道沒有智能天線賦形增益,因此它是一個(gè)業(yè)務(wù)信道覆蓋受限系統(tǒng)。TD-SCDMA的導(dǎo)頻功率可以根據(jù)要求靈活設(shè)置,而不是固定值。
? ? (3)各業(yè)務(wù)覆蓋基本一致。TD-SCDMA系統(tǒng)的呼吸效應(yīng)不明顯,對(duì)各種速率的業(yè)務(wù)基本實(shí)現(xiàn)同徑覆蓋。
? ? (4)支持不對(duì)稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),可根據(jù)上、下行業(yè)務(wù)量調(diào)整時(shí)隙配置。
? ? (5)工作頻段高、損耗大,信號(hào)室內(nèi)傳播能力差,深層覆蓋難度大。
? ? (6)為減少室內(nèi)、室外干擾,室內(nèi)、室外更適于采用異頻組網(wǎng)方式。
? ? (7)在室內(nèi)分布區(qū)域向室外覆蓋區(qū)域移動(dòng)時(shí),不能采用接力切換,只能選擇硬切換。
? ? (8)需控制系統(tǒng)設(shè)備時(shí)延。TD-SCDMA基站覆蓋最大半徑為11.25km,這就要求室內(nèi)分布系統(tǒng)中繼設(shè)備不能有大的傳輸時(shí)延,以保證下行鏈路之間互不干擾。
? ? (9)采用上行同步技術(shù),對(duì)直放站和干放的技術(shù)要求提高。
? ? (10)大部分信源需要引入單獨(dú)的GPS天線,并選擇合適的位置進(jìn)行安裝。
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??3.典型TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)解決方案
? ? TD-SCDMA的室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè),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合理選取適當(dāng)?shù)男盘?hào)源、元器件和傳輸介質(zhì)。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同,可靈活使用不同的方案來(lái)達(dá)到覆蓋需求和容量需求的完整統(tǒng)一。
? ? 下面就介紹幾種典型的TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)解決方案。
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(1)微蜂窩+干線放大器+室內(nèi)分布系統(tǒng),時(shí)隙上下行非對(duì)稱分配
? ? 該方式采用獨(dú)立的基站系統(tǒng),可以獨(dú)立承載話務(wù)量,并能分擔(dān)宏小區(qū)話務(wù)。該方式雖然需要傳輸和供電設(shè)備,但是實(shí)施簡(jiǎn)單,更重要的是能夠提供更多的網(wǎng)絡(luò)資源, 可以靈活結(jié)合具體室內(nèi)分布系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)覆蓋。因此,該方式通常應(yīng)用于面積比較大或者人流量比較大、話務(wù)量比較高、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占有一定比例的室內(nèi)覆蓋區(qū)域, 如寫字樓、高檔酒店或會(huì)展中心等。
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(2)微蜂窩+室內(nèi)分布系統(tǒng),時(shí)隙上下行對(duì)稱分配
? ? 對(duì)于居民住宅區(qū)等以話音為主的中小面積樓宇,可采用該方式,獨(dú)立承載話務(wù)的基站系統(tǒng)可保證話音業(yè)務(wù)的高質(zhì)量和穩(wěn)定性,因數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不多,因此時(shí)隙上、下行對(duì)稱分配即可。
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(3)射頻拉遠(yuǎn)基站采用室內(nèi)、室外混合覆蓋
? ? 該方式的優(yōu)點(diǎn)在于建設(shè)成本低,室外基站的基帶部分可以同時(shí)處理室內(nèi)和室外的話務(wù)量,無(wú)需嚴(yán)格的機(jī)房和建站條件,同時(shí)可靈活地結(jié)合具體的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng),并且 配置和實(shí)施十分靈活。缺點(diǎn)在于要仔細(xì)核算基站的基帶所能承載的處理能力,同時(shí)遠(yuǎn)端無(wú)線接入設(shè)備需要獨(dú)立的傳輸和供電設(shè)備。
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(4)直放站+室內(nèi)分布系統(tǒng)
? ? 該方式實(shí)施簡(jiǎn)單,但因?yàn)闆]有提供新的網(wǎng)絡(luò)資源,該方式適用于話務(wù)量較低的建筑。同時(shí),它還需要保證直放站接收和發(fā)射天線之間的隔離度。對(duì)于地下室、停車場(chǎng)等強(qiáng)調(diào)覆蓋而非容量的建筑,直放站是不錯(cuò)的選擇。
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三、TD-SCDMA室內(nèi)外協(xié)同覆蓋及優(yōu)化策略
? ? 1.TD-SCDMA室內(nèi)外協(xié)同覆蓋
? ? 眾所周知,室外網(wǎng)絡(luò)的覆蓋是連續(xù)的,而室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋則是離散的。連續(xù)覆蓋的室外網(wǎng)絡(luò)和離散分布的室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)共同完成了全網(wǎng)整體的覆蓋。因此針對(duì)特定的一片區(qū)域,必須將離散的室內(nèi)覆蓋與室外網(wǎng)絡(luò)特定的環(huán)境結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)真正的室內(nèi)外協(xié)同的覆蓋。
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(1)室內(nèi)覆蓋區(qū)域選擇
? ? 在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中,室內(nèi)環(huán)境將成為運(yùn)營(yíng)商重點(diǎn)考慮的信號(hào)覆蓋區(qū)域,要做好TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)外協(xié)同覆蓋,首先必須選擇合適的室內(nèi)覆蓋區(qū)域,建立綜合考慮室內(nèi)外覆蓋平衡的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
? ? TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)根據(jù)覆蓋等級(jí)、話務(wù)等級(jí),結(jié)合市場(chǎng)發(fā)展策略,確定建設(shè)優(yōu)先級(jí),分批建設(shè)。對(duì)無(wú)法利用室外基站信號(hào)達(dá)到室內(nèi)良好覆蓋以及對(duì)業(yè)務(wù)需求大的公共場(chǎng)所,應(yīng)優(yōu)先安排建設(shè)。
? ? 根據(jù)權(quán)威調(diào)查公司的影響力模型分析結(jié)果,對(duì)于新的移動(dòng)通信產(chǎn)品,年輕人、白領(lǐng)商務(wù)人士的態(tài)度對(duì)其他人群是否使用該產(chǎn)品的影響力最大。對(duì)于新運(yùn)營(yíng)商,要擴(kuò)大品牌效應(yīng),應(yīng)有針對(duì)性地對(duì)年輕人、商務(wù)白領(lǐng)人士經(jīng)常活動(dòng)的場(chǎng)所優(yōu)先覆蓋。優(yōu)先覆蓋的原則如下。
? ? 從建筑物的性質(zhì)考慮:大型公共場(chǎng)所、重要辦公樓優(yōu)先。
? ? 從話務(wù)量角度考慮:高業(yè)務(wù)量區(qū)域、人流量大的區(qū)域優(yōu)先。對(duì)擁有二代網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商而言,應(yīng)優(yōu)先考慮2G/3G需求有交集的建筑??筛鶕?jù)2G網(wǎng)絡(luò)的話務(wù)量來(lái)分析3G的需求。
? ? 從覆蓋角度考慮:根據(jù)2G的經(jīng)驗(yàn),樓高15層以上、單層面積超過1200平方米、室內(nèi)間隔較多的建筑物優(yōu)先。如果存在2G網(wǎng)絡(luò),且TD-SCDMA規(guī)劃站 址相同,可根據(jù)目前2G的覆蓋情況較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)TD-SCDMA覆蓋情況;也可根據(jù)室外基站規(guī)劃仿真結(jié)果,對(duì)室外基站能否解決室內(nèi)覆蓋進(jìn)行初步判斷。
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(2)室內(nèi)外異頻組網(wǎng)方案
? ? 做好室內(nèi)外信號(hào)之間的平衡對(duì)同頻組網(wǎng)提出了很高的要求,因此,異頻組網(wǎng)成為解決室內(nèi)外信號(hào)之間干擾和泄漏的一種良好方案。室內(nèi)外異頻組網(wǎng)可采用以下幾種方案。
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全異頻組網(wǎng)方案
? ? 相比全同頻組網(wǎng)方案而言,全異頻組網(wǎng)方案能夠很好地解決室內(nèi)外信號(hào)的干擾和泄露,快速共用2G系統(tǒng),有效分擔(dān)室外網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。全同頻組網(wǎng)方案必須規(guī)劃好室內(nèi) 外出入口,如正門口、車庫(kù)等區(qū)域的硬切換。當(dāng)室外信號(hào)在室內(nèi)出入口上迅速衰減時(shí),由室外到室內(nèi)可以采取基于RSCP的切換策略,而由室內(nèi)到室外則可采取盲 切策略,從而大幅度提高異頻硬切換成功率。
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一層同頻、全樓異頻組網(wǎng)方案
? ? 一層同頻、全樓異頻組網(wǎng)方案則擁有了全異頻組網(wǎng)方案的全部?jī)?yōu)點(diǎn)?,F(xiàn)在越來(lái)越多的建筑物采用鋼筋構(gòu)架玻璃幕墻的方式,室外信號(hào)對(duì)室內(nèi)的影響越加明顯。為了消 除室外信號(hào)在室內(nèi)的影響,特別在一層單獨(dú)引入一個(gè)低價(jià)小功率信號(hào)源產(chǎn)生的同頻小區(qū)信號(hào),用戶由室外到室內(nèi)時(shí),經(jīng)由該同頻小區(qū)盲切到室內(nèi)異頻小區(qū),可解決室 外小區(qū)因起壓模測(cè)量而消耗容量的問題,并且能提供良好的切換區(qū)域控制。
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2.TD-SCDMA室內(nèi)外站點(diǎn)協(xié)同優(yōu)化策略
? ? TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)是自干擾系統(tǒng),室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號(hào)泄漏容易造成對(duì)室外信號(hào)的干擾,導(dǎo)致室外用戶選用室內(nèi)信號(hào),使切換增多,從而增加室外的掉話率。而 室外信號(hào)過強(qiáng)也會(huì)對(duì)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)產(chǎn)生不良的影響。因此,統(tǒng)一規(guī)劃室內(nèi)外站點(diǎn)后,我們?nèi)砸龊檬覂?nèi)外站點(diǎn)協(xié)同優(yōu)化的相關(guān)工作,平衡室內(nèi)外信號(hào),使覆蓋效果達(dá) 到最佳。根據(jù)室內(nèi)外信號(hào)泄漏的幾種情況,協(xié)同優(yōu)化建議采用如下策略。
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(1)高層建筑室內(nèi)分布系統(tǒng)信號(hào)外泄的情況
? ? 目前城市高層建筑多為玻璃外墻,室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號(hào)很容易就泄漏到室外,對(duì)室外基站小區(qū)信號(hào)形成干擾,尤其是高層建筑的室內(nèi)分布系統(tǒng),由于所處地理位置 高,控制不好就會(huì)泄漏很遠(yuǎn),對(duì)室外大片區(qū)域構(gòu)成干擾。因此,高層建筑的室內(nèi)分布系統(tǒng),應(yīng)采取小功率、多天線的覆蓋方式,室內(nèi)天線口功率較小,泄漏到室外小 區(qū)的信號(hào)相對(duì)較弱,干擾相對(duì)就小,而且,這種覆蓋方式天線覆蓋半徑減小,穿墻損耗小,覆蓋效果也更好。
? ? 另外,在高層建筑的室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)中,如果工程安裝條件許可,可以在高層建筑室內(nèi)靠窗位置安裝定向天線,從窗邊向室內(nèi)進(jìn)行覆蓋,借助窗邊墻體遮擋和定向 天線后瓣抑制,可以有效地防止室內(nèi)信號(hào)外泄對(duì)室外小區(qū)造成干擾。在小區(qū)覆蓋分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),我們也采取高前后比的定向天線從室外向室內(nèi)高層進(jìn)行覆蓋的方 式,充分利用小區(qū)內(nèi)建筑物墻體和定向天線的高前后比,防止信號(hào)外泄。
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(2)中低層建筑室內(nèi)分布系統(tǒng)信號(hào)外泄的情況
? ? 對(duì)于中低層建筑,室內(nèi)信號(hào)主要是從大廳、地下室等處經(jīng)窗戶和出口泄漏到室外,從而增加了不必要的室內(nèi)外切換,使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量下降。這種情況,主要通過調(diào)整室內(nèi)信號(hào)發(fā)射功率、優(yōu)化切換參數(shù)等手段進(jìn)行優(yōu)化和控制。
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(3)室外信號(hào)向室內(nèi)泄漏的情況
? ? 在有墻壁阻擋的區(qū)域,室外信號(hào)對(duì)室內(nèi)信號(hào)的影響較小,而只有在玻璃阻擋的情況下,室外信號(hào)將對(duì)室內(nèi)窗戶附近的信號(hào)產(chǎn)生較大影響,導(dǎo)致窗戶附近成為切換區(qū) 域,切換頻繁。這種情況下,我們可對(duì)室外基站參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,控制室內(nèi)信號(hào)的范圍,以保證室內(nèi)窗戶附近使用的室內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度;或在室內(nèi)窗戶附近區(qū)域增加天線, 以提高室內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度。
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結(jié)束語(yǔ)
? ? 通過以上分析可以看出,TD-SCDMA系統(tǒng)室內(nèi)、外是相互作用和相互干擾的整體,室內(nèi)、外站點(diǎn)必須綜合考慮,合理利用建筑物的遮擋,并采用合適的協(xié)調(diào)優(yōu)化策略,才能達(dá)到協(xié)同覆蓋的效果。而更加詳細(xì)的優(yōu)化參數(shù)調(diào)整方案,需在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試中根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)分析總