TD-SCDMA系統密集市區的規劃研究

楊健

（中國移動通信集團設計院有限公司山東分公司 濟南 250001）

1 密集市區的特點

密集市區的特點歸納起來有3點：無線傳播環境復雜，人口密集、話務量高，話務流動性相對較強。

1.1 無線環境復雜

密集市區建筑物較密集，部分建筑物體積龐大，樓間距較小。植被狀況主要以街道兩邊的樹木為主，個別學校內有大塊濃郁的樹木植被，小區內也偶爾有小塊樹木植被。總的來說，無線傳播環境較復雜。

1.2 人口密集、話務量高

無論是CBD商業區還是密集住宅區，用戶密度都非常大，話務需求較高。CBD商業區以高端用戶為主，用戶對網絡質量要求較高，不但要求有清晰的通話，還希望有流暢的數據業務下載。住宅區通信時間較集中，話務高峰一般集中在晚上和周末，對網絡質量也有較高的需求。

1.3 話務流動性相對較強

密集市區存在工作時間人們在CBD區域大量聚集，下班后又向居民區大量遷徙的現象，話務在時間及地理分布上均表現出不均衡。

從密集市區上述的3個特點，可以看出它比一般市區、農村傳播損耗更大、傳播環境更加復雜、覆蓋難度更大；它的話務量更大、流動性更強。這些特性使得密集市區的網絡規劃需要更加慎重。

2 密集市區TD-SCDMA網絡存在的問題

2.1 覆蓋不足

由于密集市區建筑物密集，穿透損耗大，容易形成無線信號覆蓋的弱區。高層建筑相互阻擋，導致底層無線信號衰減嚴重。大型建筑物由于體積龐大，自身穿透損耗大，無線信號衰減嚴重，也會出現室內覆蓋弱區。另外，由于密集市區站間距較小，基站密集，建筑物高層極易出現無線頻率干擾，導致服務小區信號不穩定、乒乓切換嚴重，話音質量難以保證，并出現斷音、掉話現象。

由于TD-SCDMA（以下簡稱TD）系統工作頻段高，比GSM系統衰減更快，同等距離TD系統的空間損耗比GSM系統大7dB。另外，根據無線傳播理論，不同波長的穿透能力也不同，波長短的穿透能力更強一些，但它的穿透損耗要比波長長的大，即TD系統的穿透損耗比GSM系統的要大。因此，TD系統單小區的覆蓋范圍更小，室內覆蓋能力更差。

2.2 容量不足

密集市區本身的大容量使得其容量規劃格外重要，另外密集市區話務量表現在時間及地理位置的不均衡，也導致了其容量解決方案的特殊性。

圖1給出了某天某密集市區24h話務量的分布圖，可以看出，數據業務與話音業務的忙時基本一致，每天在上午的9：0～11：00、晚上的20：00～22：00形成2個話務高峰，在這兩個話務高峰期間，對于居民區、大型商務區等高數據流量高話務區域，往往由于移動電話使用密度過大，業務信道擁塞導致撥號失敗、無法接通等情況。另外，密集市區話務量在商務區、居民區間的流動性，對小區的話務分擔及小區間切換造成了影響。

從上述全網話務量的分布，可以推測TD網絡的話務量也具備時間、地理位置不均衡的特性。目前，TD網絡處于建設初期，用戶數相對較少，容量不足問題還不是很明顯。但隨著TD網絡的大規模建設，用戶規模及話務量肯定會出現猛增的現象。從目前某省數據統計可以看出，現網數據流量中有一半以上的流量來自TD。可以看出，TD業務量的增長速度是非常快的，容量不足的問題也將會很快出現。

圖1 某天24h話務量分布情況

2.3 選址困難

密集市區選址困難，主要由以下3個方面造成：

（1）基站已經較密集，新增站址困難。新增基站后，會出現網絡拓撲結構不合理；或者小區間干擾嚴重的現象。對于TD網絡來說，它的干擾除了需要考慮系統內同頻碼間干擾、多址干擾、交叉時隙干擾等，還需要考慮TD系統與GSM900、1800之間的干擾。因此，TD網絡的站址規劃比2G網絡要求更加嚴格。

（2）符合條件的站址不多。密集市區建筑物太高，不便于安裝天饋系統；機房租賃困難，基站安裝難度較大。

（3）人們環保意識的增強，業主阻撓嚴重。人們抵制電磁輻射的情緒較大，對基站天線外形和重量比較敏感，造成基站選址的困難，并且影響基站后期維護。TD天饋系統比2G網絡更加龐大，對天面要求高，這也增加了TD網絡的選址難度。

密集市區網絡存在的上述問題，需要在規劃時，進行詳細周密的分析，兼顧覆蓋、容量及施工的需求。

3 覆蓋規劃

3.1 覆蓋原則

統一規劃、分步實施。由于TD系統仍存在一定的呼吸效應，且多載波共用功率，增加載波會降低原有各載波可用功率；同時公共控制信道沒有使用波束賦形、聯合檢測，相鄰小區公共控制信道同頻時會出現干擾受限。因此密集市區的覆蓋規劃應該一步到位，綜合考慮業務需求、競爭對手情況、工程實施難度、資源儲備等情況分步實施。

室內外一體協調規劃。數據業務發生在室內環境的比例較高，密集市區TD無線網絡規劃應注重室內的覆蓋，加強室內分布系統的建設。要統籌考慮TD宏基站與室分站點的規劃，明確二者的覆蓋范圍。原則上在室內要保證室內分布系統的信號壓過室外信號，在室外5～10m處保證以室外信號為主。

3.2 覆蓋方式

針對前面介紹的密集市區TD系統存在的覆蓋問題，下面詳細介紹對應的覆蓋解決方案。

（1）新建室內分布系統：利用分布系統將無線信號均勻分布在每個角落，從而保證各區域都有較好的信號覆蓋。適用于大型建筑物內部信號較弱的情況。

圖2 大型建筑室內覆蓋系統

如圖2左所示為某大型建筑物1F、2F的分布圖，長170m，寬110m。一般將天線安裝在樓道轉彎、門口、中央和電梯廳等位置，布線時使饋線到各天線的長度大致相同，均勻分配樓層內各天線的輸出功率。建議主干饋線長度10m以上、平層饋線長度20m以上采用7/8″饋線以減少饋線損耗。另外，規劃中還需要考慮大樓的立體覆蓋，結合TD多通道的特點，利用BBU＋RRU產品靈活部署的特點，實現TD網絡的“立體覆蓋”。

圖3 小區覆蓋分布系統

（2）室外小區覆蓋方式：在小區內建設美化天線覆蓋本小區中、低層弱區。適用于居民樓等不宜建設室內分布系統的建筑物。

圖3為某小區局部分布圖，包含8棟居民樓的覆蓋。在兩棟居民樓之間建設全向美化天線進行覆蓋，能有效的消除居民樓內部的弱區。

（3）高層覆蓋：樓頂探出定向天線向下打，適合樓層高于10F的樓宇。

圖4給出了某高層的覆蓋分布系統，在樓頂安裝支架探出0.5～1m，方向朝下安裝室外定向美化天線，覆蓋高層區域，解決高層信號雜亂及乒乓切換的現象。

（4）新建基站方式：新建基站的方式適用于相對孤立且不便于建設室內分布系統的高層建筑，專門針對這類信號不好的高層進行新建基站覆蓋。

圖4 高層覆蓋分布系統

新建基站的方式可以較好的解決大部分樓層的網絡質量，但電梯和地下停車場可能仍需建設室內分布系統加以解決。這種方式對周圍環境要求也比較嚴格，容易引發導頻污染和切換區域過大，使用時應避免對周圍基站造成影響。

密集市區的覆蓋規劃，單純依靠宏基站已不能滿足無線覆蓋需求，還需通過精細規劃才能提升網絡性能，保證網絡質量。解決室內深度覆蓋問題應利用室外宏基站進行外圍覆蓋，同時室內分布系統、小區分布系統及高層覆蓋解決室內弱區，通過室內外聯合覆蓋，改善網絡覆蓋。

4 容量規劃

4.1 業務需求分析

圖5給出了某省話音、數據業務的發展趨勢，可以看出，在TD建網初期其業務量低于2G網絡；但隨著TD網絡的大規模建設及TD用戶的迅速壯大，它承載的業務量會急劇增長，尤其是數據業務。可以預見，TD網絡經過幾年建設后，網絡容量必定成為網絡建設的首要考慮問題。

4.2 頻率規劃

目前TD網絡采用B頻段15MHz帶寬（9個頻點）組網，在室內、外必須異頻組網條件下，室內使用3載波，室外使用6載波。但是隨著TD業務的快速發展，B頻段15MHz頻率很難滿足業務發展需求。為了更好的發展TD業務，需要盡快啟用A頻段。考慮到干擾的原因，建議A頻段初期主要在室內分布系統引入，B頻段逐漸全部用在室外基站中。

4.3 載波池應對話務不均衡

密集市區具有突發大話務量和話務流動性強的特點。對此，如果采取傳統的建設方式，則必須考慮各個區域單獨的話務量峰值來配置設備容量，這樣資源不能得到有效利用，在話務低的時候會造成載頻閑置，帶來資源浪費。另外大規模的人群流動還會引起切換量的增加，消耗大量資源，而且容易引起掉話。載波池技術則能有效解決這一資源不均衡問題，通過充分利用BBU的基帶池功能，話務量相關地區實現基帶共享，隨著話務量的遷移實現靈活的話務資源調度，設備配置只需考慮各個區域的總體話務量，從而滿足了密集市區容量的特殊需求。

5 站址規劃

密集市區基站站址的規劃應該在保證網絡質量、環保的基礎上進行。具體規劃需要注意以下3點：首先站址盡量選擇公共建筑，如寫字樓、酒店、商場等，以降低人們的抵觸情緒。其次，減少室外站的建設，大力發展室內基站和室內分布系統。最后，改善基站的外觀，大力建設美化天線。

圖5 某省忙時話音、數據流量發展趨勢

6 結束語

針對密集市區TD網絡的特點，本文給出了密集市區TD網絡建設的覆蓋原則和幾種有針對性的覆蓋方式；另外從容量需求及頻率規劃的角度分析了TD網絡未來將要面臨的容量壓力，同時給出了話務不均衡及流動性的應對措施；最后給出了密集市區TD站址規劃的建議。

[1] 張琳，馬華興. 提高GSM系統容量的方法研究. 中國移動通信集團設計院有限公司第13屆新技術論壇，2007

[2] 趙旭淞. 典型場景下TD-SCDMA整體解決方案研究. 中國移動通信集團設計院有限公司課題，2008

[3] 朱東照. TD-SCDMA無線網絡規劃設計與優化. 北京：人民郵電出版社，2007