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1、运营与应用随着3 G对数据业务的强劲支持, 室内业务占整网的比重迅速提升, 在T D - S C D M A网络的建设和规划中,运营商尤其关注室内覆盖关键技术研究和工程实施。本文结合工作的实际, 对T D - S C D M A室内覆盖涉及的关键问题及工程实施的难点进行了分析, 并给出了解决方案。关键词室内覆盖; 关键技术; 工程实施T D - S C D MA室内覆盖的关键技术及工程实施要点杜庆波( 南京信息职业技术学院南京2 1 0 0 4 6)摘 要1引言随着T D - S C D M A (以下简写为T D )标准的发展, 技术和产业不断成熟,T D无线网络的规划建设逐渐成为人们关注的
2、焦点。同时, 随着3 G对数据业务的强劲支持, 室内业务占整网的比重迅速提升。根据国外运营商的统计,7 0 %以上的话务量来自室内, 且数据业务绝大多数发生在室内, 而室内恰恰是网络覆盖的薄弱环节, 仅仅依靠室外宏蜂窝基站的覆盖已无法满足容量及通信质量的要求。室内覆盖的建设可以有效解决室内的覆盖、 容量和质量问题, 同时也是运营商提升品牌, 争夺用户的主要手段。因此, 如何快速经济地在重要楼宇建设优质的室内覆盖系统是3 G运营商吸引用户并快速盈利的一个非常实际的问题。本文结合工作的实际, 对T D室内覆盖涉及的关键问题及工程实施的难点进行了分析, 并给出了解决方案。2 T D室内覆盖分布涉及的
3、关键问题2 . 1信号源的选取在室内覆盖系统中, 可以作为信号源的有: 蜂窝基站、直放站和射频远端模块等, 其中微蜂窝基站和直放站应用的最多。蜂窝系统的优点是信号稳定、 可靠, 通信质量好, 可以有效地吸收话务量,适用于话务繁忙区域的室内覆盖; 缺点是工程一次性投资大, 需要解决传输线路等问题, 受地理位置条件的限制。 蜂窝型室内分布系统大多应用于星级酒店、 高级写字楼等比较大型的室内建筑。直放站安装方便, 投资小, 但有可能造成系统内与外界网络的干扰,同时在系统服务区域话务量较高时会增加施主基站小区的负担。直放站作为信号源接入室内分布系统,是利用施主天线空间耦合或利用耦合器件直接耦合存在富余
4、容量的基站信号,再利用直放站设备对接收到的信号进行放大,为室内分布系统提供信号源。射 频 远 端 模 块 通 过 光 纤 将 基 站 的 射 频 部 分 拉 远 ,实 现 基 站 射 频 部 分 与 基 带 部 分 的 分 离 , 使 得 大 容 量基 站可以集中放置在可获取的中心机房, 基 带 部 分 进行集中处理。采用这种技术, 可以节 省 常 规 建 网 方 式中 需 要 的 大 量 机 房 , 节 约 基 带 单 元 的 投 资 , 减 小 馈 线损耗。运营与应用9 0电信科学2 0 0 8年第5期2 . 2信号外泄的控制由于3 G是干扰受限系统,因此减少不必要的干扰对提高网络容量有很
5、重要的影响。由于各种墙体的损耗不一致, 尤其是窗户和玻璃幕墙的损耗较小, 很容易造成3 G室内小区信号经过外墙泄漏到室外,造成室外不必要的切换, 增加资源额外开销和掉话率。因此, 需要控制室内小区信号外泄的强度、 位置和范围。控制信号外泄的方法主要是利用墙体的隔离作用, 辅助外墙附近尽可能安装板状定向天线向内覆盖, 另外尽可能将小功率天线靠近外墙放置。2 . 3最小耦合损耗问题最小耦合损耗(M C L) 是指基站和手机的发射部分与接收部分之间最小的耦合损耗。M C L可以认为是手机在离天线最近时候的路径损耗。在用户向天线方向移动的过程中,由于功率控制而使手机的发射功率越来越小,如果这个时候用户
6、的发射功率达到最低而且用户还是离天线越来越近, 那么就会对其他手机造成干扰, 使其他手机不得不抬高发射功率, 从而导致整个室内系统的噪声抬高。2 . 4 3 G与2 G共用室内分布系统对于已有2 G网络的运营商,在建设3 G室内分布系统时需要考虑与2 G共用的问题。在和2 G共用室内分布系统时,主要采取原系统信号馈入点处加装合路器来实现多系统的共享, 通常可能遇到原2 G系统出现功率电平配置不足的问题。如果原室内基站设备发射功率留有一定的备用余量,可通过调整其发射功率得以解决,不然将导致该建筑物内部边缘部分电平的不足, 造成部分边缘区域无主力覆盖, 破坏了原楼宇与外界切换区域的均衡和原系统设计
7、中室内覆盖小区和外界小区的关系,一般该不平衡需要通过局部网络的优化调整进行解决。2 . 5相关参数设置3 G室内分布系统中包含很多参数,这些参数的设置对未来网络性能有很大的影响,因此需要在设计阶段就认真考虑。 在3 G网络建设初期, 由于存在与2 G网络的互操作,因此异系统切换参数对网络性能影响较大。以WC D M A网络为例,WC D M A向2 G系统切换关键控制 主 要 由 触 发2 d、2 f和3 a事 件 的 参 数 决 定 。2 d、3 a触发门限设置越低, 话务越多地留在3 G网络, 但这两参数设置越低, 发生切换时的3 G信号越差, 越容易发生掉话。2 d、3 a参数设置较高,
8、 可以在WC D M A信号变差之前将业务切换到2 G小区, 降低掉话率。通过测试结果来看, 为避免3 G网络边缘掉话, 应在3 G信号较好情况下启动异系统测量, 即异系统电路域业务的2 d事件触发电平不要设置过低,但2 d和3 a门限设置也不能过高, 否则将引起大量3 G用户切换到2 G小区, 引起G S M网络话务量上升。各事件的触发门限值可以根据情形选择E c / I o或者R S C P。在小区覆盖边缘, 系统多为上行路损受限, 从而触发由于覆盖原因导致的系统间切换, 建议采用R S C P测量量, 而且E c / I o变化的区间相对较小, 变化太快, 不适用于覆盖原因导致的切换。
9、对于小区覆盖中心, 干扰较大, 系统多为下行干扰受限, 从而触发系统间切换, 因此E c / I o测量量更能表征系统的受干扰程度。3 T D室内覆盖工程实施要点及解决方案3 . 1信源方式与分布系统的综合选取室内覆盖工程中, 信源方式与分布系统的综合选取主要是根据无线环境考虑目标话务量、 覆盖要求、 电源要求、机房要求、 具体场景特点要求等因素, 最终采用既可达到所需的覆盖要求又可合理控制成本的分布系统。 现就一般情况总结如下。微型建筑物 (60 0 0m2以下) :一般采用小功率直放站+无源分布系统。小 型 建 筑 物 (60 0 0 1 20 0 0m2) 可 分 为 两 种 情况 :
10、建 筑 物 内 部 建 筑 结 构 单 一 , 对 射 频 信 号 的 传 输 衰减较小,则宜采用中功率直放站或微蜂窝+无源 分 布系 统 ; 建 筑 物 内 部 建 筑 结 构 复 杂 , 对 射 频 信 号 的 传 输衰减较大,则根据实际需要可采用小功率直放站+有源分布系统。中型建筑物(1 20 0 0 6 00 0 0m2) : 一般采用有源分布系统, 根据实际的话务量选取合适的信源。大型建筑物 (6 00 0 0m2以上) :根据实际情况采用不同的分布系统类型: 包括有源分布系统和光纤分布系统, 如大型酒店和综合性楼宇, 由于楼层较高宜采用微蜂窝或宏蜂窝+有源分布系统;大型会展中心由于
11、楼层面积较大, 宜采用微蜂窝或宏蜂窝+光纤分布系统。特型建筑物:超高型电梯宜采用定向天线分布或泄漏电缆分布系统; 公路隧道, 信源采用直放站, 长度在10 0 0m以下的宜采用射频分布系统,长度10 0 0m以9 1运营与应用馈线类型9 0 0M H z20 0 0M H z24 0 0M H z8 D馈线1 4d B2 3d B2 6d B1 0 D馈线1 1 . 1d B1 8d B2 1d B1 / 2 “馈线6 . 9d B1 0 . 7d B1 2 . 1 d B7 / 8 “馈线3 . 9d B6 . 1d B7d B表1各种馈线类型的1 0 0m的衰耗取值上的宜采用光纤分布系统;
12、铁路隧道,信源采用直放站, 长度在2 0 0m以下的宜采用射频分布系统, 长度为2 0 0m以上的宜采用泄漏电缆分布系统; 城市地铁, 信源采用蜂窝与R R U、 光纤结合的方式, 分布系统需结合有源分布系统和泄漏电缆分布系统进行覆盖,如地铁隧道和站台采用泄漏电缆分布系统;地铁入口采用天线分布系统。3 . 2无源器件的更换由于前期建设的G S M室内分布系统中,所使用的无源器件( 功分器、 耦合器、 天线) 的工作频率大多为8 9 0 2 0 0 0M H z, 甚 至 只 有8 9 0 9 6 0 M H z, 均 不 支 持T D - S C D M A的工作频率20 1 0 20 2 5
13、M H z,所以在进行原有G S M系统的改造时需要对天馈线系统中的无源器件进行更换。 考虑到WL A N系统的合路以及WC D M A系统的兼容性,建议更换后的无源器件必须满足工作频率范围为8 8 5 25 0 0M H z。另外在进行无源器件更换时还需注意其他技术参数, 最好与更换前保持一致, 如天线的增益, 功分器、 耦合器的插损等。3 . 3天线的选择与布放分布式天线系统中使用的天线, 一般增益较小, 对波束的半功率宽度也没有具体要求, 这是由室内覆盖的特点决定的。 可选择的天线类型有多种, 如小的定向平板天线、全向柱形天线、 全向吸顶天线。这些天线一般为垂直极化天线。定向平板天线和全
14、向吸顶天线通常用于办公室、 宾馆、 居民楼、 展览馆、 走廊。对于一般单根天线覆盖区域较小的场合, 建议使用全向天线。如果是覆盖比较空旷的狭长区域, 则建议采用定向天线。全向柱形天线主要用于内部空间大的建筑, 如体育馆工业场馆、 商场。 对于居民楼和宾馆, 设计天线的安装位置是有较大困难的, 除了复杂的楼层布局, 视觉效果也是很重要的。在室内分布系统方案设计中,考虑到室内环境的特殊性, 减少信号外泄, 降低室外信号对室内的影响三方面因素, 也为了保证系统均匀、 有效覆盖, 更主要的是增加系统容量,降低多址干扰,可根据模拟测试结果, 采用多天线、 小功率原则, 合理布放天线, 保证室内分布效果。
15、3 . 4馈线的改造现有的G S M室内分布系统中所使用的大多为8 D、1 0 D、1 / 2 “和7 / 8 “规格馈线, 它们的1 0 0 m衰耗值取值见表1。从表1可以看到20 0 0M H z的损耗与9 0 0M H z的损耗相差较大,在1 . 9G H z的频率以上一般不采用8 D和1 0 D馈线, 建议馈线改造按以下要求: 原有G S M分布系统平层馈线中长度超过5 m的8 D / 1 0 D馈线均需更换为1 / 2 “馈线, 主干馈线中不使用8 D / 1 0 D馈线, 原有G S M分布系统平层馈线中长度超过5 0m的1 / 2 “馈线均需更换为7 / 8 “馈线,主干馈线中长
16、度超过3 0 m的1 / 2 “馈线均需更换为7 / 8 “馈线。考虑到在进行馈线改造时对增加的馈线与接头成本的控制, 更换下来的1 / 2 “馈线与接头可以用于更换8 D / 1 0 D馈线。3 . 5工程测试室内覆盖工程中涉及的测试主要包括:工程工艺测试、 工程质量测试和覆盖效果测试三部分内容。每部分测试中又包含许多测试细节, 如工程质量测试( 以直放站测试为例) 部分中包含施主天线输入信号强度、 施主天线输入最强邻频信号强度、 直放站下行输出功率、 直放站下行增益(d B) 、 直放站上行增益( 一般与下行增益保持一致) 、直放站上行底噪等,对于天线部分还需要测试驻波比、 输入/输出功率等参数,而覆盖效果测试主要包括天线底信号强度测试、 楼层连续通话测试、 电梯测试、 边缘场强测试、 切换测试、 系统对施主基站的干扰测试等内容。 需要强调的是覆盖效果测试部分是运营商最关注的环节, 也是保证工程能通过验收的重要资料。 覆盖效果测试的具体指标需要和运营商沟通, 测试过程也需要中心机房人员的积极配合。4结束语T D室内覆盖工程涉及到覆盖、 容量、 成本、 安全、 网
