住宅小區的TD-SCDMA系統室內分布設計

摘要:隨著經濟的發展，城市化規模的擴大建設，住宅小區越來越多，對室內通信要求越來越高。TD-SCDMA室內分布系統是將信號源信號均勻地分布在建筑物內部的每個地方，以實現室內覆蓋。該文從信源的設計、天線的布置、信號外泄控制等問題進行了分析設計，對TD-SCDMA室內分布系統進行了網絡的優化，從總體上實現了住宅小區的TD-SCDMA系統室內分布。

關鍵詞:TD-SCDMA;室內分布;信號;天線

中圖分類號:TP11文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2009)36-10420-02

The TD-SCDMA System Indoor Distribution Design of Residential District

LIU Fang

(Engineering and Commerce South-Central University for Nationalities Institute of Business and Experiment Center， Wuhan 430065， China)

Abstract: The indoor Communicating request is getting higher and higher along with the development of economy， the enlargement of the urbanization scale， Residential district increase. The TD-SCDMA indoor distribution system is distributes the supply oscillator signal evenly in each place of building interior to realize the Indoor Coverage. The source design， outside antenna's arrangement， Signal leakage control and so on is analyzed and designed in this article， it also has carried on the network optimization to the TD-SCDMA indoor distribution system， To realized the TD-SCDMA indoor distribution system of residential district in a whole.

Key words: TD-SCDMA; indoor distribution; signal; antenna

隨著社會經濟的高速發展，城市化建設規模的逐步擴大，房地產的發展，新建的大型高檔住宅小區越來越多，使手機在室內的使用頻率日益增加。用戶已不再滿足于只有室外的移動通信服務，同時也要求有更好的室內移動通信服務。

TD-SCDMA 集成了頻分(FDMA)、時分(TDMA)、碼分(CDMA)和空分(SDMA)四種多址接入技術的優勢。TD-SCDMA系統室內分布覆蓋是指在室外宏基站無法穿透的樓宇內通過分布式天線系統實現的室內覆蓋。TD-SCDMA室內分布系統與室外分布系統構成統一的TD-SCDMA網絡，與GSM網絡相對獨立。室內分布系統是將信號源信號均勻地分布在建筑物內部的每個地方，以實現室內覆蓋。

但是，由于TD-SCDMA系統室內分布建設尚處于起步階段，建設一個可管理、可運營和可維護的TD-SCDMA 室內分布網絡仍然存在一定問題。

1 TD-SCDMA 的網絡室內分布系統設計

1.1 信號源選取

室內分布系統信源主要包括:宏基站、微基站、射頻拉遠(BBU+RRU)和直放站四種。宏蜂窩主要應用大型場館的建筑物，微蜂窩應用在中小型建筑物。BBU+RRU應用在建筑群的建筑物。光纖直放站主要應用在補盲區。

對于現在的普通和高檔住宅小區，人口密度大，并且是生活常在的地方，對通話業務需求大，通話質量要求高，所以需要大容量和廣的覆蓋率。對較大的室內覆蓋系統，根據安裝條件和話務頻繁程度可選用微基站或宏蜂窩基站作為信源。住宅小區是屬于高話務密度和大覆蓋規模的場景，一般采用射頻拉(BBU+RRU)[1]遠作為信號源。圖1是 BBU+RRU用于室內覆蓋的示意圖。

從圖1中可以看到主要有以下特點:BBU和 RRU之間采用光纖連接，減少饋線損耗;BBU可以靈活連接多個 RRU，靈活組網;BBU的基帶容量充分共享，適應話務分布不均勻的場景，并且可以提高系統穩定性;小型 BBU，RRU都可以實現掛墻安裝，方便室內覆蓋的工程應用;通過工程設計，BBU+RRU解決室內覆蓋時，可以不使用干放，從而避免干放引入對系統產生的噪聲干擾、上下行不平衡等問題。

1.2 天線的選擇與布放

在室內分布系統中主要采用以下幾種天線:小的平板定向天線;全向柱形天線;全向吸頂天線。住宅小區設計天線的安裝位置是有較大困難的，在TD-SCDMA網絡中，依靠聯合檢測算法，在室內外異頻組網的情況下，室內 TD-SCDMA 小區不采用智能天線， 還是可以獲得良好的網絡質量。

住宅小區的環境要人文化，則TD-SCDMA室內分布系統天線設計應該滿足以下原則[2]:天線口輸出建議功率在8～12dBm;TD-SCDMA天線口輸出功率要求:PCCPCH信道功率為0～5dBm;在部分場合為更好的滿足業務需求，可適當減少單個天線的覆蓋范圍，天線口PCCPCH信道功率可達到7dBm;適當保證室內PHS天線和TD-SCDMA的天線的隔離，保證PHS不會對室內TD-SCDMA信號源產生干擾。

對于住宅小區，由于樓層布局復雜，設計比較困難，相對與2G信號，TD-SCDMA 信號的室內鏈路損耗大 8dB～12dB，需要布放更多的天線點位，以滿足 TD-SCDMA 覆蓋和容量的要求。另一方面，室內分布系統的信號泄漏容易造成對室外信號的干擾，使軟切換增多，從而影響室外的掉話率。因此，采用多天線、小功率的方法，減少室內天線的輸出電平，以控制信號泄漏電平;在靠近窗戶、門口等邊緣區域，應采用方向性較好的定向天線，以減少信號的泄漏。

1.3 信號外泄的控制

由于 CDMA 系統是干擾受限系統，因此減少不必要的干擾對提高網絡容量有很重要的影響。由于住宅小區墻體和玻璃的損耗，造成TD-SCDMA室內信號泄露在室外，造成不必要的切換，為了控制外泄，除了利用墻體的隔離外，可以輔助墻附近盡可能安裝板狀定向天線向內覆蓋，并盡量減小靠近外墻的天線口功率。

1.4 最小耦合損耗問題

最小耦合損耗(MCL)是指基站和手機的發射部分與接收部分之間最小的耦合損耗。為了防止室內噪音的提高，在運用中，可以通過詳細規劃減少 MCL 的影響。根據住宅小區工作頻率范圍、駐波比、插損選取合適的功分器、耦合器 工作頻率范圍包含800～2500MHz; 在全頻段內駐波比≤1.3;功分器插損≤0.1dB(不包含分配比)。

2 室內覆蓋系統的改造

2.1 住宅小區TD-SCDMA室內分布系統改造要求

室內覆蓋系統主要由信號源和信號分布系統兩部分組成。室內覆蓋信號分布系統主要由耦合器、功率分配器、合路器、室內天線、饋線等無源器件和電纜、天線組成。

TD-SCDMA室內分布系統改造的具體要求[3]:增加或替換TD-SCDMA信源，和GSM信源信號合路后，饋入分布系統之中;更換不滿足TD-SCDMA要求的合路器、功分器、耦合器以及天線;增加TD-SCDMA干線放大器;更換不滿足TD-SCDMA要求的饋線; 根據功率預算適當增加天線數量，合理分布天線。

2.2 TD-SCDMA系統室內分布系統改造方案

2.2.1 有源室內分布系統改造方案

在話務分布不均勻在大型住宅小區，為提高系統的穩定性。有源室內分布系統的改造:新建TD-SCDMA主干線，充分利用BBU可以靈活連接多個RRU，RRU可以盡量靠近目的覆蓋區安裝的優勢，可使BBU的基帶容量充分共享將TD-SCDMA、GSM在支路合路，完成信號覆蓋，系統示意圖如圖2。

2.2.2 無源室內分布系統的改造方案

對網絡信號要求較高的住宅區的改造:新增 TD-SCDMA 主干線，根據需要合路 TD-SCDMA 有源設備。GSM 覆蓋系統的邊緣場強小于-75dBm，TD-SCDMA 信源設備選擇使用宏蜂窩，然后新增主干線，根據需要增加 TD-SCDMA 干放，然后合路[4]。系統示意圖如圖3。

2.2.3 利用原有設備有源室內分布系統改造方案

針對無源設備電氣性能能夠同時滿足 GSM 和 TD-SCDMA 網絡要求，不需要更換無源器件的 GSM 室內分布系統，采用如下改造方案:該改造方案可以保留原有 GSM 干放等有源設備，通過合路器添加 TD-SCDMA 干放。在GSM 原有干放位置使用合路器把信號分開，通過各自的干線放大器進行信號放大，然后通過雙頻合路器進行合路;同時需要將窄帶的天線等無源器件，替換成滿足TD-SCDMA 要求的寬帶器件。系統示意圖如題4。

在大型住宅小區TD-SCDMA 改造過程中，饋線部分改造采用后端合路方式，該方式對 GSM 影響較小，且調整靈活，可以方便采用 TD-SCDMA 系統的多通道覆蓋方式;天線需要根據實際覆蓋效果進行補點，增加天線數量，保證 TD-SCDMA 的網絡覆蓋。

3 TD-SCDMA室內分布網絡優化方案

網絡優化的主要目標是提高網絡的性能指標，一般包括覆蓋優化、接入優化、切換優化以及室內外協同優化等方面。

3.1 覆蓋優化

引起 PCCPCHRSCP弱覆蓋原因是室內分布系統天饋設計不合理， 對設計不合理的天饋系統，應充分運用“多天線，小功率”方法，同時選擇合理的地方增加天線點。 對住宅小區信號的越區覆蓋，可以調整覆蓋看臺的天線下傾角、方位角，合理控制小區信號覆蓋區域。小區間的隔離度也直接影響室內 TD-SCDMA網絡性能。通過限制天線的掛高，天線安裝位置，合理設置方位角和下傾角，盡量控制信號越區，也可以通過自然樓層隔斷和異頻組網來有效的提升小區隔離度[5]。 (下轉第10426頁)

(上接第10421頁)

3.2 干擾優化

TD-SCDMA系統的干擾主要分兩個大的方面:系統內和系統外干擾。對于系統內的同頻干擾，在做頻率規劃時應盡量使頻點分配最優;對于相鄰小區交叉時隙等帶來的干擾，可調整交叉時隙優先級;對于下行對上行帶來的干擾，可將UpPCH重新配置，使它所處的時隙無干擾。對于其他系統的信號干擾只能在源頭控制。

3.3 切換優化

室內分布的信號切換主要存在于室內小區切換、室內外進出切換以及電梯切換三個方面。由于小區距離太近，小區間隔離度差，容易產生頻繁切換和乒乓切換，需要結合覆蓋優化，控制切換帶;室內外進出切換優化手段結合室外宏站的覆蓋優化，合理調整室內小區和室外宏小區的切換區域;由于電梯壁本身大的穿透損耗帶來的切換，可以在電梯口增設專用天線用于切換過渡。

同時也可以合理設置 “PCCPCH RSCP切換遲滯量(Hysteresis) ”“切換遲滯時延(Time To Trigger)”層三濾波因子(Filter Coefficient)等切換參數，或者設置小區個體偏移(CIO)等無線參數合理控制切換帶。

3.4 室內外協同優化

室內、室外應盡量采用異頻組網，確保相互干擾較小。對于TD系統，由于室內的覆蓋系統不采用智能天線，抗干擾能力較差，因此室外信號干擾場館內信號是更為主要的矛盾。減少室外宏站對室內的影響，通過天線下傾角和發射功率的調整(收縮覆蓋)，在滿足覆蓋站點周邊區域的覆蓋指標前提下，盡量避免宏蜂窩小區信號進入到室內覆蓋站點內部。

4 結束語

該文對TD-SCDMA系統室內分布進行了闡述，從信源的設計、天線的布置、信號外泄控制和最小耦合問題進行了分析，設計了TD-SCDMA系統室內分布系統的結構，同時本文也介紹了幾種室內分布的系統改造方案，最后對TD-SCDMA系統室內分布進行了網絡的優化，從總體上實現了住宅小區的TD-SCDMA系統室內分布。

參考文獻:

[1] 羅建迪，趙品勇，李俊杰.TD-SCDMA 室內分布系統共享方案分析[J].研究與設計，2007(12):12-16.

[2] 黃靳哲.高層室內覆蓋解決方案淺析[J].通信世界，2008(10):B16-B17.

[3] 陳界.TD-SCDMA室內覆蓋系統規劃設計[D].上海交通大學工程碩士專業學位論文，2008(4):21-26.

[4] 3GPP.TR25.942，v6.4.0，Radio Frequency (RF) system scenarios[J/OL].http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/25_series/25.942/，2005.

[5] 朱東照，羅建迪，謝偉良.室內分布系統TD-SCDMA改造方案[J].中國無線電，2007(4):23-26.