淺談TD-SCDMA 室內(nèi)分布系統(tǒng)的合路方案

白石

（中國移動通信集團設計院有限公司黑龍江分公司，黑龍江 哈爾濱150001）

1 總述

根據(jù)日本NTT DoCoMo的統(tǒng)計，3G 網(wǎng)絡室內(nèi)吸收了70%的業(yè)務量，由于其頻段較高，信號穿透力弱，室外基站很難對室內(nèi)形成有效覆蓋，所以3G 網(wǎng)絡建設中室內(nèi)分布系統(tǒng)將是重點解決室內(nèi)覆蓋的主要手段。現(xiàn)有G 網(wǎng)室內(nèi)分布系統(tǒng)已經(jīng)對絕大多數(shù)室內(nèi)進行覆蓋，所以對于TD的室內(nèi)覆蓋需要與現(xiàn)有G網(wǎng)室內(nèi)分布系統(tǒng)共用無源器件和饋線，以雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)合路的方式實現(xiàn)TD 室內(nèi)覆蓋。

2 網(wǎng)絡指標

TD-SCDMA 室內(nèi)分布系統(tǒng)網(wǎng)絡規(guī)劃技術(shù)指標應滿足以下要求：

2.1 覆蓋目標：實現(xiàn)CS64K 業(yè)務連續(xù)覆蓋，覆蓋率達到95%以上。

業(yè)務質(zhì)量指標

2.2 覆蓋區(qū)域內(nèi)無線可通率：移動臺在無線覆蓋區(qū)域內(nèi)90%的位置，99%的時間可接入網(wǎng)絡。

2.3 無線信道呼損：不高于2%。

2.4 塊差錯率目標值（BLER Target）：話音1%，CS64K0.1%-1%,PS 數(shù)據(jù)5%-10%。

3 TD 和GSM 系統(tǒng)合路的工程改造

3.1 合路方式

TD 和GSM 系統(tǒng)合路可以采用近端合路和遠端合路兩種方式。近端合路是指TD 和GSM 信號在出信源后直接合路，通過一干線輸送到遠端的辦法。這種方法方便施工，但是不利于今后的調(diào)整。遠端合路是指TD 和GSM 信號分別需要兩條干線傳送到覆蓋區(qū)域后進入天線天在合路的方法。這種方法使用范圍廣，但需要在新增一條TD 干線。對于不同場景應根據(jù)現(xiàn)場情況選擇不同的合路方式。如果原系統(tǒng)均為無源分布系統(tǒng)可采用近端合路的方式，對于多通道方案和無線光纖方案則只能采用遠端合路。

3.2 POI 合路器介紹

各種通信系統(tǒng)的室內(nèi)分布合路可以通過多系統(tǒng)合路器POI(Point of Interface)實現(xiàn)。POI 產(chǎn)品主要應用在需要多網(wǎng)絡接入的大型建筑，并能實現(xiàn)多頻段、多信號的合路功能，能夠避免室內(nèi)分布系統(tǒng)建設的重復投資。其工作方式是對各系統(tǒng)的下行信號進行合路，同時對各系統(tǒng)的上行信號進行分路，盡可能地抑制各頻帶間的無用干擾成分。另外，一般POI 產(chǎn)品還帶有輸入信號功率檢測、輸出口駐波檢測、本地監(jiān)控、集中與遠控功能，在工作過程中可以對各系統(tǒng)進行本地和遠程監(jiān)控。

3.3 無源器件改造（功分器、耦合器、合路器）

由于早期建設的GSM 室內(nèi)分布系統(tǒng)中，所使用的無源器件工作頻段大多工作在890～2000MHz，不支持TD的工作頻段2010-2025 MHz 和2300-2400MHz，所以需要對無源器件進行更換。考慮到WLAN 系統(tǒng)的合路，建議更換為工作頻段在800～2500MHz的無源器件。

3.4 饋線的改造

現(xiàn)有的GSM 室內(nèi)分布系統(tǒng)使用的饋線多為8D、10D、1/2、7/8 饋線，由于TD 頻段和GSM 頻段的信號在小線徑饋線上損耗差值較大，所以建議饋線改造方式如下：

3.4.1 原有GSM 分布系統(tǒng)中長度超過50m的1/2 饋線需更換為7/8 饋線，主干線中長度超過30m的1/2 需更換為7/8 饋線。

3.4.2 原有GSM 分布系統(tǒng)中長度大于5m的跳線需更換為1/2 饋線。

3.4.3 對于更換下來的1/2 饋線和公頭可考慮利舊。

3.5 天線的改造

3.5.1 所有天線需要更換為支持800～2500MHz的寬頻天線，但是原有系統(tǒng)室內(nèi)直放站的接收天線可不用更換。

3.5.2 用做電梯井道覆蓋的八木天線工作頻段不在TD 頻段內(nèi)，需要更換為對數(shù)周期天線或板狀天線，不建議更換為支持TD工作頻段的八木天線，部分省份不必考慮八木天線的更換，因為電梯井道內(nèi)都用的是寬頻板狀天線。

3.5.3 原有分布系統(tǒng)吸頂天線和定向板狀天線之間距離較大，引入TD 信號不一定能達到TD的邊緣場強的要求，需要適當增加天線密度和更改原有天線距離。

3.6 具體合路方式

以全國連鎖賓館如家快捷、速8 為代表的建筑面積在2000m2左右的中小型室內(nèi)場景建議采用微蜂窩做信源采用前端合路的方式。

大型商場、酒店建筑面積在60000m2以上的大型室內(nèi)場景建議采用多通道RRU 后端合路。

建筑面積在2000m2-60000m2之間的中型室內(nèi)場景建議采用單通道RRU級聯(lián)、多通道RRU、RRU 加干放、微蜂窩加干放等方式后端合路。

4 技術(shù)分析

4.1 邊緣場強的計算

室內(nèi)分布系統(tǒng)天線最大功率一般不超過15dBm，TD 終端發(fā)射功率為24 dBm，所以室內(nèi)環(huán)境下一般為下行覆蓋受限。

室內(nèi)分布無線覆蓋邊緣場強要求PCCPCH RSCP≥-85dBm

三角洲在發(fā)育過程中進積與退積交替，形成的沉積復合體可在湖盆斜坡至中心的不同位置形成諸多平面上分布不連續(xù)，空間上逐漸向前推移、規(guī)模大小不等的濁積扇或滑塌濁積巖群。

室內(nèi)路徑損耗傳播公式

PL(d)=PL(d0)+10*n*lgd+FAF

PL(d0)為1m 距離的空間損耗

n 為同層損耗因子（1.6～3.3)

n=2.0 為室內(nèi)結(jié)構(gòu)簡單近似于空間

n=2.6 為室內(nèi)結(jié)構(gòu)一般復雜

n=3.0 為室內(nèi)結(jié)構(gòu)較為復雜

FAF 表示不同層路徑損耗附加值（10～20dB）

距天線10米處的路徑損耗為：

PL(d)=38.5+10*3*lg（10）=68.5 dB

式中n 取3，F(xiàn)AF 取0

距天線10米處最弱覆蓋場強為

P=Pt+-PL(10)-R=5-68.5-20=-83.5

式中Pt為天線口最小輸入功率為5dBm PL(10)為10米距離路徑損耗

R為隔斷及障礙物增加的損耗及衰落儲備（R取20dB）

2GHz頻段電磁波傳播損耗參考取值表

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TD 與GSM 不同饋線損耗取值表

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4.2 頻率配置原則

根據(jù)一期建網(wǎng)的經(jīng)驗可將前3或后3個頻點分給室內(nèi)，如果有超大的室內(nèi)分布系統(tǒng)時可根據(jù)附近宏站頻點適當增加1-3個頻點（F4-F6）。

4.3 分區(qū)的問題

對于大型區(qū)域電梯和一層建議設置為一個小區(qū)，不同樓層可設置為多個小區(qū)。對于封閉性較差的室內(nèi)環(huán)境，如：同層由多個小區(qū)覆蓋的商場、體育場館等必須嚴格控制不同小區(qū)之間的覆蓋區(qū)域，并在不同小區(qū)之間采用碼隔離度較高的碼組。單個小區(qū)覆蓋區(qū)域和容量不宜過大，應均衡覆蓋和容量，避免后期容量增加對現(xiàn)網(wǎng)室內(nèi)系統(tǒng)做較大調(diào)整。

4.4 對切換分析

對于一般建筑物的低層TD信號一般都可在所在樓層作為主導信號，所以只需要和室外宏基站做好鄰區(qū)關(guān)系就可滿足要求。對于TD 宏基站天線在短距離LOS 情況下時需要調(diào)整C1、C2參數(shù)，使室內(nèi)TD 用戶優(yōu)先選擇室內(nèi)信號，從而達到室內(nèi)覆蓋的目的，對于高層小區(qū)可考慮不與室外宏基站（非建筑物入口處切入小區(qū)）做鄰區(qū)關(guān)系以避免乒乓效應。室內(nèi)分布系統(tǒng)小區(qū)與室外宏基站的切換區(qū)域應該在建筑物的入口處。

4.5 對信號外泄的分析

室內(nèi)信號的外泄電平，在室外10m處的PCCPCH RSCP≤-95dBm。

4.6 合路干擾問題

由于TD-SCDMA 系統(tǒng)和GSM900 系統(tǒng)的工作頻段間隔較遠，鄰頻干擾的影響可以不考慮；另一方面，由于實際系統(tǒng)中很難將互調(diào)噪聲和雜散噪聲嚴格區(qū)分，按照慣例，這里將互調(diào)也歸入雜散噪聲一類。 對于雜散干擾，可采用滿足隔離度要求的合路器來解決。

4.7 噪聲的問題

增加有源設備會抬高系統(tǒng)的噪聲，建議增加TD 干放時功率盡量控制在2W左右，避免噪聲抬高過大對基站的不良影響。

5 總結(jié)

TD 室內(nèi)分布系統(tǒng)的難點在于POI的合路的勘察和設計上，在POI的合路方案的勘察和設計中，可通過測量現(xiàn)有G 網(wǎng)分布天線場強的方式進行TD 信號的強度的估算判斷，可在G 網(wǎng)信號場強的基礎上減去7dB。在有了初步估算以后還應結(jié)合原有G 網(wǎng)的設計方案、原有房屋建筑圖紙和現(xiàn)場勘察結(jié)果等綜合資料進行理論推算。設計時杜絕進行兩堵實墻的穿透覆蓋，使信號進行1 堵實墻或2個以內(nèi)隔斷的覆蓋。對于TD 室內(nèi)分布系統(tǒng)的設計應基于技術(shù)的合理性、后續(xù)可拓展性、施工維護便捷性等多方面考慮。

[1]朱東照等.TD-SCDMA 無線網(wǎng)絡規(guī)劃設計與優(yōu)化.北京：人民郵電出版社，2007，4.

[2]中興通訊股份有限公司.TD-SCDMA 無線網(wǎng)絡設計與規(guī)劃.北京：人民郵電出版社，2007，7.