TD—SCDMA室内分布系统设计分析

Ｔ　Ｄ—Ｓ　Ｃ　Ｄ　Ｍ　Ａ　室内分布系统设计分析　肖清华　华信邮电咨询设计研究院有限公司　【摘要】文章从ＴＤ—ＳＣＤＭＡ室内话务量的估算、室内分布信号源选取、室内外信号泄漏分析、ＴＤ—　ＳＣＤｔＬ￣，与其它系统共用室内分布等几方面出发，详细阐述了ＴＤ—ＳＣＤＭＡ室内分布系统的设计原则和方　法，为ＴＤ－ＳＣＤＭＡ的室内分布规划提供理论参考。　【关键词】ＴＤ—ＳＣＤＭＡ　室内分布　信号源　泄漏　１　刖罱　为了系统性地说明ＴＤ—ＳＣＤＭＡ室内分布系统的设计及　对于移动通信网络，室内分布系统是非常重要的组成部　相关准则，本文拟从ＴＤ—ＳＣＤＭＡ室内话务量的估算、信号　分。运营商大量使用室内分布系统来解决高端客户聚集的密　源的选取、室内外信号泄漏分析、以及ＴＤ—ＳＣＤＭＡ与其它　集城区覆盖问题，其性能的好坏将严重影响运营商的客户体　系统共用室内分布系统等几方面来阐述。　验及其收益，所以，未来ＴＤ—ＳＣＤＭ　Ａ｛１。　要单独组网，必须　提供能够满足运营商要求的室内覆盖解决方案，同时，ＴＤ—　２　ＴＤ—ＳＯＤＭＡ室内话务量的估算　ＳＣＤＭＡ的室内覆盖方案要考虑如何充分利用楼宇内现有的　如同室外网络一样，室内环境下也需要考虑用户的数量　２Ｇ和其他３Ｇ￥１Ｊ式的室内分布系统，帮助采用ＴＤ—ＳＣＤＭＡ制　和支持的业务，由于运营商熟悉当地详细情况，用户数量和　式的运营商快速、经济地完成楼宇内的覆盖，及时抢占高端　支持的业务一般由运营商提供。但如果运营商不能提供用户　客户资源，提升运营商的品牌形象。　的数量和支持的业务时，可以根据以下经验方法来估算ＴＤ—　为了使ＴＤ—ＳＣＤＭＡ系统室内分布在与其它系统　ＳＣＤＭＡ室内用户的规模。　ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＰＨＳ室内分布竞争中不处于不利地位，ＴＤ—　在各类大型建筑中，楼宇的主要功能决定了楼宇内所分　ＳＣＤＭＡ在室内覆盖时，一贯采取脱离智能天线而单独使用　布的人群种类，各类不同的目标人群手机拥有率和使用率也　各路ＳＷＩＰＡ（Ｓｗｉｔｃｈ　ａｎｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ａｍｐｌｉｆｅｒ）单元及常规的室　不尽相同。室内分布系统的主要建设对象是室内信号覆盖　内天线，仅仅通过楼层来实现用户间的定位和隔离，依赖联　差，话务量大，对通信质量要求高的大型建筑。工程建设对　合检测算法及性能来满足干扰抑制及覆盖、容量问题。这　象主要分为以下几类：　样，ＴＤ—ＳＣＤＭＡ室内分布便可以与现有室内分布系统进行　（１）政府办公大楼（对通信质量要求高）；　共用，信号源也具备不同的设备类型，如宏基站、微蜂窝、　（２）大型企事业单位大楼（对通信质量要求高）；　直放站和射频拉远等。但由于原ＣＤＭＡ、ＧＳＭ工作在　（３）商场、超市（话务量大）；　８２５ＭＨｚ～９６０ＭＨｚ，而ＴＤ—ＳＣＤＭＡ工作在２ＧＨｚ，线缆等损　（４）宾馆、酒店（室内信号覆盖差）；　耗明显不同，每栋楼宇会有不同的整改方案。　（５）高档写字楼和公寓（室内信号覆盖差，话务　誓窆堑墨堕…　维普资讯 http://www.cqvip.com

ＴＤ—ＳＣＤＭＡ手机的拥有率。　（３）会展中心　用户总数＝建筑面积ｘ　８０％ｘ　５０％ｘ　１／３　ｘ　５０％　其中，８０％表示楼宇的实用面积比例，５０％表示实用面　积与营业面积的比例，１／３表示每平方米的人数，５０％为　量大）；　（６）会展中心（话务量大）。　在对室内用户进行分析时，因为用户行为的差异性，必　须对楼宇内不同的功能区域做出不同的估算，然后相加，得　出整栋楼宇的用户规模。但需要注意的是，用户规模跟运营　商的市场占有率相关。　对于不同的室内场所，如写字楼、超市、宾馆等，可以　根据各自的建筑面积，按照建筑面积与人员的比例关系来估　算室内用户总数，即室内用户总数：建筑面积Ｘ楼宇的实用　面积比例Ｘ占有比例Ｘ手机拥有率　不同的场所，各典型值是不一样的，对于ＴＤ—　ＳＣＤＭＡ系统室内分布系统用户规模估算，可参考如下。　（１）写字楼　用户总数＝建筑‘面积ｘ　７５％ｘ　１／１０　ｘ　５０％　其中，７５％表示楼宇的实用面积比例，１／１　０为人员与办　公面积的比率，５０％为ＴＤ—ＳＣＤＭＡ手机的拥有率。　（２）商场、超市　用户总数＝建黼只ｘ　７５％ｘ　５０％ｘ　１／３　ｘ　２０％　其中，７５％表示楼宇的实用面积比例，５０％表示实用面　积与营业面积的比例，１／３表示每平方米的人数，２０％为　ＴＤ—ＳＣＤＭＡ手机的拥有率。　（４）三星级以上宾馆、酒店　用户总数＝客房数ｘ　２　ｘ　８０％ｘ　５０％　其中，２表示床位数，８０％表示客房的人住，５０％为　ＴＤ—ＳＣＤＭＡ手机的拥有率。　（５）娱乐场所　用户总数＝建筑面积ｘ　７０％ｘ　１／３　ｘ　４０％　其中，７０％表示楼宇的实用面积比例，１／３表示每平方　米的人数，４０％为ＴＤ—ＳＣＤＭＡ机的拥有率。　（６）停车场　用户总数＝建筑面积ｘ　５０％ｘ　１／７　ｘ　５０％　其中，５０％表示楼宇的实用面积比例，１／７表示每平方　米的人数，５０％为ＴＤ—ＳＣＤＭＡ手机的拥有率。　以上各项数据，是对各类常见的室内场所进行分析后，　估算得出用户总数规模的，可用来作为预测ＴＤ—ＳＣＤＭＡ系　统室内分布系统用户规模的参考计算方法。这里列举的数据　仅起说明作用，实际数据需要通过实地调研获取。　３　ＴＤ—ＳＣＤＭＡ室内分布系统信号源的选取　３．１信号源的种类　室内分布系统由信号源和室内覆盖系统　组成。按照目　前ＴＤ—ＳＣＤＭ胀备研发进度，截止到目前为止，ＴＤ—　ＳＣＤＭＡ室内分布系统的信号源有宏基站、微蜂窝、射频拉　远和直放站等几种。　（１）宏蜂窝　基于宏基站的稳定性和覆盖能力，宏基站一般用来搭建　网络的框架。在有宏基站的大楼需要进行室内分布的情况　下，如果宏基站的容量足够，可以考虑利用宏基站的一个扇　区来进行室内分布。　（２）微蜂窝　微蜂窝主要特征为：　◆传输功率低，目前可提供１０ｍＷ～１００ｍＷ；也可以　高达１Ｗ、２Ｗ；　◆一般安装在建筑物上，无线传播受环境影响大；　◆体积小、安装方便灵活。　微蜂窝可以作为宏蜂窝的补充和延伸，微蜂窝的应用主　２００７—２　３一　一暑６专刊一　誓　维普资讯 http://www.cqvip.com

要有两方面：提高覆盖率，应用于一些宏蜂窝很难覆盖到的　入源，并且保证基站容量有足够的富余，否则将引入拥塞；　盲点地区，如地铁、地下室；提高容量，主要应用在高话务　◆需要注意控制引入直放站带来的导频污染。　量地区，如繁华的商业街、购物中心、体育场等。微蜂窝在　３．２信号源的选取原则　作为提高网络容量的应用时一般与宏蜂窝构成多层网。宏蜂　根据站点的用户数和业务需求计算室内覆盖站点的容量　窝进行大面积的覆盖，作为多层网的底层，微蜂窝则小面积　需求，结合信号源的容量指标，考虑周围基站的容量忙闲情　连续覆盖叠加在宏蜂窝上，构成多层网的上层，微蜂窝和宏　况。采用相应的信号源，达到信号源的合理利用。　蜂窝在系统配置上是不同的小区。微蜂窝在初期一般是零散　为简明起见，下面分别对信号源和室内覆盖方式做比　地分步在热点地区，话务量比较集中，覆盖面积较小，对容　赫　锻　０一　一一较。信号源比较如表１所示：　簪…　一　　量的提高有限。　（３）射频拉远　表１信号源的优缺点比较　射频拉远是把基站的射频单　元和基带单元分离，一个基带单　元可以通过光纤连接多个射频单　元，射频单元根据需要可以放置　一炼　．一　锹一ｊ蹇！　蒸｛射霹５燹方站暮期参　比　．　在各种地方，实现灵活的覆盖方　式。这样，射频拉远就可以把基　站进行单元分离，将射频单元拉　嗡　｜　＇｛　乏　≯。≮　一。　。　。ｌ　远到有利地形，解决特殊地区的　各种场台一　覆盖。射频拉远单元采用多通道　：　ｔ覆盖方式良好的规避了单通道内　ｊ　ｌ　≯　部信号之间的干扰问题，提高室　０　蠢，…０　．　：　｛Ｉ　ｊ　＾‘窝　：　一　矗　＿　。　＿　一孽一　．　ｔ内覆盖和室外信号效果。整个　≯　：　…　∥、　。　Ｎｏｄｅ　Ｂ系统可以认为分成：远端　≯。麓速暗。曩　漱，靛黼投黻。　射频模块和本地基站。　’　，　（４）直放站　直放站（Ｒｅｐｅａｔｅｒ）以其灵　活简易的特点成为解决简单问题的重要方式，主要应用在对　容量要求不是很高的场所如一些中小商场、餐厅等。直放站　主要应用场合有以下几种：　◆扩大服务范围，消除覆盖盲区；　器　４罄　室内外信号泄漏分析　在进行无线网络建设时，信号泄漏控制是是需要认真　考虑的。由于ＴＤ—ＳＣＤＭＡ是白干扰系统，严重的信号泄漏　会对网络质量造成很恶劣的影响。在存在室内分布系统的建　◆在郊区增强场强，扩大郊区覆盖；　筑物中，主要考虑室外信号对室内的泄漏问题和室内信号对　◆沿高速公路架设，增强覆盖效率；　室外的泄漏问题。　◆解决室内盲区覆盖；　４．１室外信号对室内的泄漏分析　◆实现疏忙。　室外信号向室内的泄漏情况，可以有两种不同的解决方　黧　瓣　榔　安装直放站时，天馈线系统的选择非常重要。应该注意　案：　的问题有以下几点：　（１）利用室外宏基站解决　◆天线的增益：根据具体的信号情况，以及覆盖的需　￣－Ｔ－应用场所的室内纵深比较小，楼宇高度不高于周围　－要，选择合适的增益；　楼群的平均高度的情况，可以考虑让室外基站直接达到室内　◆天线的方向性：由于直放站属于同频中继系统，所以　信号覆盖。由于室外宏基站信号具有的信号强的特点，经过　不能采用全向天线，否则可能引起系统自激。施主天线的主　建筑物的穿透损耗后还能够达到对室内的覆盖。依靠室外基　瓣宽度应该尽可能窄，以减少躁声的引入；　站的穿透，解决了大量的建筑物内部信号覆盖。　◆施主基站的选择：应该选择信号质量好的基站作为馈　这种覆盖方法也最经济，也是在网络建设时，选择室外　一秒　ｊＬｔＪｒ　维普资讯 http://www.cqvip.com

宏基站时需要特别注意的。　（２）建设室内分布系统解决　对于应用场所室内纵深比较大，楼宇高度比周围楼群的　平均高度高５层左右，或者像地下室之类的室外信号很难达　到的地方，分析如下。　性能测试时，需要针对大楼周围的室外区域进行信号路测，　确保室内对室外信号的泄漏影响是在控制范围之内的。　５　ＴＤ—ＳＣＤＭＡ与其它系统共用室内分布系统　５．１可行性分析　在有墙壁阻挡的区域，室外信号对室内信号的影响较　小；而在只有玻璃阻挡的情况下，室外信号将对室外窗户附　近的信号产生较大影响，导致窗户附近成为切换区域，可能　在ＴＤ—ＳＣＤＭＡ室内分布的实际设计中，为了最大限度　的降低投入成本，希望能够利用现有的室内分布来实现室内　导致经常发生切换。此时可以：进行室外基站优化，保证室　内窗户附近使用的是室内信号；在窗户附近区域增加天线，　提高室内信号强度，重新使用成为主导频信号。　但需要注意的是，室外信号在室内形成的乒乓切换区如　窗户附近的区域，由于室内分布站址周围存在多个室外基　站，这种室内乒乓切换区域是会存在的，需要在站点勘查时　认真考虑，如果有必要可以适当进行室外基站的优化，减少　室内乒乓切换的强烈影响。　４．２室内信号对室外的泄漏分析　对于室内信号向室外的泄漏情况，根据不同的场景采用　不同的控制方法。在同一个高层中不同高度的信号泄漏造成　的影响将有所区别：　在中高楼层，室内信号主要从窗户口向外泄漏，由于高　层窗外主要是空中，虽然存在切换区，一般来说没有用户，　所以影响较小。　在这里需要注意的是：室内分布天线通过走廊或者玻　璃，信号能够直接泄漏到室外，而正好室外相应的区域是产　生话务的地方，就会产生高层室内信号对于室外的干扰。这　种情况下，需要针对室内的天线进行优化，利用楼层的天然　阻挡，确保高层室内信号不对室外造成干扰。　而对于低楼层，发生信号泄漏的主要是从大厅，地下室　等处经窗户和出口处泄漏到室外，而这种泄漏会增加不必要　的室内外切换，使网络服务质量下降，相对于高层而言，中　低层的信号泄漏造成的影响较大。　对于中低楼层的信号泄漏，主要通过调整信号发射功　率、优化切换参数等手段进行优化和控制。但要从根本上进　行控制则必须在进行室内分布系统设计规划时就进行考虑，　一方面要确定该建筑的实际建筑穿透损耗，另一方面对切换　区进行合理规划设计，对室内天线位置和发射功率进行合理　规划。如果必要，可以采用信号收发系统模拟测试，从而更　准确的设计室内天线，控制室内信号泄漏。　个总的原则是：室内在室夕ｂ形成的乒乓切换区域；这　个区域主要发生在１楼大楼周围窗外的室外区域，进行室内　信号规划时就要考虑到室内信号对室外的影响，在室内信号　覆盖。设计中完全共用无源的同轴分布系统中的电缆、耦合　器、功分器以及室内天线。但是系统是不相关的，共用室内　分布系统会带来相互之间的干扰，系统对射频测性能指标要　求不一致，所以无法共用有源干线放大器部分。　我们知道，如果ＴＤ—ＳＣＤＭＡ在室内覆盖时，必须使　用智能天线而无法使用常规的室内天互，那么所有的ＴＤ—　ＳＣＤＭＡ室内分布系统都需要重新建设，其建设成本和维　护成本将远高于其它制式。为此，ＴＤ—ＳＣＤＭＡ采取了脱　离智能天线而单独使用各路ＳＷｌＰＡ（Ｓｗｉｔｃｈ　ａｎｄ　Ｐｏｗｅ　ｒ　Ａｍｐｌｉｆｅｒ）单元及常规的室内天线，仅仅通过楼层来实现　用户间的定位和隔离，依赖联合检测算法及性能来满足干　扰抑制及覆盖、容量问题。这也是为了能够与现有的室内　分布系统共存。最新的实际测试表明，这种共存是可行　的。　５．２注意事项　共用室内分布系统需要注意一些问题：　（１）要求原有的室内天馈系统是宽频带的，能够适用　共用系统的工作频段，否则需要更换达到共用；　（２）要保证原有系统具备良好的扩展性，便于共用后　能够达到与原系统同等的覆盖效果。　从干扰角度来分析，ＴＤ—ＳＣＤＭＡ与现有其它室内分　布系统共存时，还会碰到一些问题。：￣Ｉ：ＩＴＤ—ＳＣＤＭＡ目前　使用的频点是２０１０ＭＨｚ～２０２５ＭＨｚ，距离ＣＤＭＡ２０００和　ＧＳＭ１８００的频点的距离都比较远，关系不大。而ＴＤ—　ＳＣＤＭＡ的Ｎｏｄｅ　Ｂ的杂散设计都考虑了和其它系统共用时的　要求电平（３ＧＰＰ要求）。直放站和干放的杂散的测试结果　也能够达到和其他系统共址时的要求，目前共用室内分布系　统存在问题最大的是问题是ＴＤＤ的１８８０ＭＨｚ～１９２０ＭＨｚ与　ＰＨＳ的１　８９３．５ＭＨｚ～１　９１　９．６ＭＨｚ频率相重，在这种情况下，　两者只能够取其一。　实际上，当ＴＤ—ＳＣＤＭＡ与其它室内分布系统共存　时，在ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的信号合路输入室内分布系统的时　候，一般还会加以一个滤波器，这个滤波器将进一步降低　其杂散。　２０ｏ０７　．２　１３　苦　ｊ６专刊鞠嬲　维普资讯 http://www.cqvip.com

署　一ＳＣＤＭＡ室内分布技术目前更多地只是停留在理论　Ｉ前最新的进展体现在几大运营商的试验网中。由于　）ＭＡ在室内采取吸顶天线，不具备赋形及定位功　（这方面的内容不再表述。本文只是通过详细地介绍　）ＭＡ室内话务量的估算、室内分布系统信号源的选　日外信号泄漏分析、以及ＴＤ—ＳＣＤＭＡ与其它系统共　布等几方面的内容，对ＴＤ—ＳＣＤＭＡ室内分布的应　ｒ部分指导意见。剩下的问题是，需要与运营商沟　不同地段，不同区域不同楼字用户的分布情况，进　布线实施。　一ＳＣＤＭＡ设备仍然处在研究发展当中，信号源也许　ｆ的种类和设备，但技术原则和选取方式仍然万变不　ｉ这些，为今后ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的室内分布系统规划提　的保证，为促进ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的产业化　’　，加快　生我国的实施添砖加瓦。　瑟　¨一　｛－｝考文献　清华，汤建东，张旭平．ＴＤ—ＳＣＤＭＡ基站能力分析　］．邮电设计技术，２００６（１２）．　清华，汤建东，张旭平等．ＴＤ～ＳＣＤＭＡ远距离覆盖　路探讨［Ｊ］＿电信科学，２００６（１　１）．　正新．３Ｇ网络室内覆盖技术探讨［Ｊ］＿电信网技术，　）０４（５）．　建东，肖清华，黄敬．ＴＤ—ＳＣＤＭＡ与ＧＳＭ基站共享　ｌ『口］题研究［Ｊ］＿现代通信，２００６（１　１）．　清华，张旭平，汤建东．ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的业务分析与　用部署［Ｊ］．电信技术，２００６（１２）．　０　肖清华：毕业于浙江大学，博士，　现就职于华信邮电咨询设计研究院　有限公司，一直从事无线网络规划　与设计，在３Ｇ移动通信领域的网络　规划、优化、工程设计方面有丰富　的经验。　１　…．…　；专刊２００７　２—３