利用多樣化TD-SCDMA設備及天線進行靈活布網的研究

于淼， 鄭銳術

（中國移動通信集團廣東有限公司珠海分公司，珠海 519013）

利用多樣化TD-SCDMA設備及天線進行靈活布網的研究

于淼， 鄭銳術

（中國移動通信集團廣東有限公司珠海分公司，珠海 519013）

3G移動通信業務正在蓬勃高速發展，常規的網絡組網思路已經不能滿足實際復雜的無線環境，隨著TDSCDMA網絡設備的成熟，針對不同場景的覆蓋方案日益被重視；本項目研究思路是基于不同天線類型與不同通道數量的RRU組合，實現多樣化天線的設備組網的方案，從而達到適應無線環境與降低施工難度的目的，給日后的網絡補盲和擴容帶來新的指導思想。

天線；弱覆蓋；立體覆蓋；共天線；超級小區

1 組網方案

1.1 概述

智能天線有著一些不可避免的缺點，跳線均需要做好接頭防水處理，施工給工程帶來極大的不便，使得安裝困難的同時還降低了設備的穩定性，天線和RRU設備之間的線纜連接也使得基站室外美觀性大大降低，站點選擇及協調困難，周圍居民抵觸情緒較高；耗費工時，安裝復雜，8個天線端口需要有很好的幅度和相位一致性，在實際應用中，9根上跳線的幅相一致性以及長期戶外應用中的穩定性和可靠性都將難以保證等，智能天線很難滿足實際復雜的無線環境，雖然在TD-SCDMA系統中作用很大，但也不至于非它不可，本項目研究的是采用不同類型的RRU與多頻天線，研究多樣化天線與設備組網方案，通過多種方案的應用，達到適應無線環境、降低施工難度的目的，指導日后網絡補盲和擴容。

1.2 雙通道RRU結合平板小天線應用

研究結果表明，在目前UE最大功率24dBm的情況下，下行2W/載波的功率可滿足業務信道的上下行鏈路平衡；從TD-SCDMA2期到3期，信源設備的輸出功率不斷增強，如中興的R21單通道輸出功率可達20W，R8918單通道輸出可達7W，在主設備功率充足的情況下，單載波可配置超過2W的功率，在弱場區域主要表現為上行受限，引起數據業務速率低、掉話/掉線、切換失敗、無法接通等問題。

根據鏈路預算可知，CS64kbit/s業務覆蓋半徑最小，在單載波功率配置33dBm（2W），CS64kbit/s業務基本滿足上下行鏈路的平衡，在下行載波功率大于33dBm（2W）時，表現為上行受限，表1為載波功率配置33dBm，終端最大發射功率為24dBm時根據鏈路預算計算出來的覆蓋距離對比。

表1 上行鏈路預算覆蓋距離對比

可以看出，雙通道RRU由于上行的分集增益，使得上行覆蓋較單通RRU有不小改善，但是相對于傳統的智能天線，其覆蓋能力又有所欠缺，從設備靈活性考慮，一般把雙通道RRU應用到智能天線難以布置的區域，往往也能起到意想不到的效果。

1.2.1 居民小區深度覆蓋

小區覆蓋的深度可以采用雙通道RRU覆蓋解決方案。該方案是采用一個雙通道的RRU外接兩根單極化天線或者一根雙極化天線進行居民小區的覆蓋，發射端和接收端均采用多天線（或陣列天線）和多通道，多天線接收機利用空時編碼處理能夠分開并解碼數據子流，從而實現最佳處理。板狀天線對小區深度覆蓋如圖1所示。

圖1 板狀天線對小區深度覆蓋

1.2.2 街角拐彎增強覆蓋

對于城區內由于站點選擇、天線掛高、樓宇遮擋等各方面原因覆蓋不能遍及的非主干道，通過方位角無法解決的覆蓋盲點，為了節約建站成本和施工便利，可以通過布置雙通道RRU進行拉遠解決。

在街頭轉角處，通過在拐彎處布置雙通道RRU進行接力轉換，有效化解由于速度較快造成的信號抖動較大而導致掉話的問題。

1.2.3 地下隧道延伸覆蓋

隧道、地下通道的特點是流動性強，由于活動空間處于地下，無線信號難以穿透，造成覆蓋盲點或者弱覆蓋，當隧道距離超過400m，樓面上的宏站更是難以保證業務的連續性，傳統的隧道覆蓋采用泄露電纜進行布網，但是這種方案的缺點是施工難度大，而且成本高，維護困難，為了解決這個問題，可以使用雙通道RRU進行覆蓋，對于超過一公里較長的隧道，還可以將RRU布置在隧道中部位置，由單極化板狀小天線向隧道兩邊出口實現背對覆蓋。

1.3 室外TD-SCDMA與GSM共天饋系統應用

隨著群眾環保意識日益增強，無線輻射倍受關注，站點施工協調越來越困難，為了避免共站天線TDSCDMA無法安裝的問題，已有廠家生產出10通道的TD-SCDMA與GSM一體化天線，TD-SCDMA和GSM天線安裝在同一根抱桿上；對于條件更加惡劣的樓面，可能安裝的是美化天線，美化罩內無法容納一體化天線，還可以考慮TD-SCDMA與GSM共天饋系統，由雙通道RRU提供與GSM雙極化天線匹配的兩通道輸出。

共站共天線最大問題就是兩個系統間的相互干擾的問題，多網合一系統共用基于系統間互干擾理論分析以及驗證，干擾分為干擾源產生加性噪聲干擾、引起被干擾接收機的阻塞和互調干擾。解決干擾的措施是降低干擾源的功率、采用隔離的方法。常用的隔離方法是空間隔離和增加濾波器隔離。系統應用中，采用MCI(POI)平臺進行合路，達到多系統間隔離度的目的。MCI(POI)由電橋和合路器組成，電橋進行制式系統的合路，合路器進行異系統的合路。

理論分析的結果是兩系統共存需要40dB的隔離度來規避干擾，根據實際測試的情況， GSM和TDSCDMA單基站共存只需要15dB左右的隔離度即可規避干擾，考慮網絡中的多基站影響留5dB余量取20dB。根據系統仿真結論，因為此頻段下TD-SCDMA的ACIR比仿真要求的ACIR高30dB以上，因此隔離度要求也可以相應降低到20dB以下；理論分析是基于確定性計算，會有一定的誤差，因此我們可以將測試和仿真的結論作為最終結果：因此在網絡中，TD-SCDMA和GSM系統共存需要20dB左右的隔離度，只要兩系統天線保證0.5m的距離即可達到要求，天線主瓣不要正對。

1.3.1 TD-SCDMA&GSM共多通道合體天線

11通道的TD-SCDMA&GSM一體化天線，雖然是共用一副天線，但是兩個系統的天線是分開的，原理分析TD-SCDMA與GSM共存需要20dBm的隔離度，很明顯，合體天線垂直隔離度或者水平隔離度均達不到要求共系統要求，為了避免系統間的相互干擾，必須安裝帶寬濾波器解決，在目前G網比重還是遠高于T網的情況下，該類型天線的應用使得T網天線的方位角和下傾角不能按照TD-SCDMA的實際覆蓋進行調整。

1.3.2 TD-SCDMA&GSM共多頻雙極化天線

多頻雙極化天線是指支持GSM900和TD-SCDMA頻段的雙極化天線，這種天線原本是GSM900與GSM1800應用的雙頻天線，由于現網上有很多天線也支持TD-SCDMA的頻段，在樓面不能立桿，并且美化天線箱無法安裝大型天線這種迫不得已的情況下，可以考慮采用這種天線解決小面積覆蓋問題。

1.4 多天線合并的超級小區應用

小區合并技術，是一種原來幾個小區合并成一個被稱作“超級小區”的技術，超級小區將多個通道RRU覆蓋合并為一個小區，原來多個小區間的切換區域變成了同小區接力點，減少了切換，無需預留信號重疊區域，擴大了單站的覆蓋范圍，降低網絡中UE重選和切換的概率，提升終端用戶的呼叫成功率，降低掉話率，有效提高高速移動條件下的用戶體驗。另外，超級小區也適用于建筑物阻擋、陰影衰落嚴重的室外盲區補盲。

超級小區技術主要應用于高速鐵路和室外補盲場景，原來多小區間的切換區域變成了同小區的切換點，減少了切換，無需預留重疊區域，擴大小區覆蓋范圍，較少網絡中UE重選、切換的幾率，提升起呼成功率，降低掉話率，有效提高高速移動用戶的體驗和網絡質量。

1.4.1 高速公路超級小區

高速路場景是線性覆蓋區域，同時所服務的對象具有運動速度快，車體密閉，穿透損耗大的特點。要確保車體內能夠被良好信號覆蓋，需要在網絡規劃上采取必要措施；高速移動時，UE最佳的服務小區變化較快，小區選擇與重選，切換發生的頻率明顯加快，如果按照普通場景的小區選擇與重選，切換參數默認配置，則容易導致小區重選，切換不及時，導致重選失敗或切換掉話等現象。

高速移動場景下，需要加快小區切換和重選對速度，因此一方面切換遲滯和測量上報時延以及小區重選對遲滯和測量時間都需要相應的縮短，另一方面在物理上利用多個小區合并為超級小區來減少小區間的切換。

1.4.2 超級小區立體覆蓋

對于室內分布系統，一般來說，吸頂天線都是布置在建筑物中間的位置，如果墻體較厚，或者屋內多重阻擋，就會造成室內覆蓋邊緣信號較弱，容易引起乒乓切換和重選，嚴重影響用戶使用感知，鑒于這種情況，如果想改造室內分布的天線位置來加強覆蓋，改造成本和工程量無疑是巨大的，而且業主協調也很難。為了攻克這個難題，提出立體覆蓋的概念，即使室內室外小區一體化，原來兩個相互獨立的小區變成同一小區，由于信號的衍射、反射疊加一起，室內邊緣信號得到有效增強，從而避免弱場掉話和乒乓切換的現象。超級小區立體覆蓋如圖2所示。

圖2 超級小區立體覆蓋

超級小區立體覆蓋采用宏蜂窩+微蜂窩合并覆蓋的思路，宏蜂窩滿足廣域覆蓋，微蜂窩實施對建筑物室內深度覆蓋，吸收業務量。宏、微蜂窩結合實現居民區的立體覆蓋；立體覆蓋實施后建筑物邊緣的信號明顯加強，重選、切換次數減少，業務質量有一定的提升，掉話率改善。立體覆蓋方案優劣對比如表2所示。

表2 立體覆蓋方案優劣對比

立體覆蓋不足在于小區合并和容量比合并前要小，因此立體覆蓋方案不適合話務量較高的場所。

2 場景應用

研究方案在珠海已有多個場景經過落地驗證，測試效果良好，能夠有效解決弱場、導頻污染、無主導小區等一些疑難問題，且建設成本非常低，值得推廣，針對各種不同的無線環境，項目提出如表3所示的覆蓋方案，給后期網絡規劃、擴容提供指導思路。

3 方案效益

多樣化的方案，針對各種特殊的無線環境進行定制，有效解決無覆蓋、盲點等問題，避免弱場造成未接通和掉話，大大提升網絡質量。

靈活的組網方式，無需建立專門的機房，甚至無需另立抱桿，給工程施工帶來極大的便利，給維護優化提供的極大空間，大大節約網絡建設成本。

表3 各種場景推薦方案

首次提出室外TG天線共享的建網方案，為后期網絡規劃提供指導思想，有效解決資源緊張帶來的問題。

[1] MENG X P. GAO Y. Electric systems analysis[M]. Beijing： Higher Education Press， 2004.3-21.

[2] Li Y， Liu J S， Mechanism and improvement of direct anonymous attestation scheme[J]， Journal of Henan University， 2007， 37(2)，P195-197 (Ch).

[3] 李煜，劉景森，直接匿名證言方案的實現機制與改進思路[J]，河南大學學報，2007， 37(2)，P195-197.

TD-SCDMA network coverage research on flexible using of equipments and antennas

YU Miao, ZHENG Rui-shu
(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd. Zhuhai Branch, Zhuhai 519013, China)

Along with the development of TD network equipment, the coverage projects of the different scene are payed more attention. This research is based on the combination of different antenna types and RRUs, we made different solutions to adapt to the wireless environment and reduce the difficulty of the construction, to bring new guide for network supplement and expansion.

antenna; weak coverage; solid coverage; antenna merge; super cell

TN929.5

A

1008-5599（2012）11-0021-04

2012-09-10