谈TD-SCDMA室内覆盖解决方案26.doc

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大庆石油学院华瑞学院本科生毕业设计（论文）

摘　要

TD．SCDMA是由我国提出的第三代移动通信（3G）国际标准，于2000年被国际电信联盟（ITU）正式采纳，成为全球认可的第三代移动通信国际标准之一。

全球已成功运营多年的第三代移动通信网络的经验表明，室内话务量在全网话务量的比重越来越高，完善的移动通信网络不仅仅是室外网络的建设，更重要的是室内覆盖的解决。

因此，TD．SCDMA系统的室内覆盖解决方案对于TD．SCDMA网络的商业部署和运营至关重要。

2007年，TD．SCDMA试验网规模扩大到多个城市，TD．SCDMA室内覆盖成为网络建设的重点，虽然运营商积累了大量的2G和部分WCDMA室内覆盖的设计实施经验，但TD—SCDMA本身的技术特点使得这些经验不能完全借鉴，缺乏TD．SCDMA室内覆盖设计和工程实施的指导原则，需要根据TD．SCDMA的技术特点全面研究TD．SCDMA室内覆盖解决方案的实施原则和方式方法等。

为此，建立了TD．SCDMA室内覆盖研究课题，研发中心网络工程部与运营商一起，从理论和实践两个方面，TD．SCDMA室内覆盖的设计，实施和验收三个方面进行了详细的研究。

为了保证容量，室内系统与室外系统应异频（段）规划。

室内链路预算是根据控制信道的功率和覆盖半径计算最大允许的传输损耗，作为室内分布系统设计实施的参考。

控制信道的功率配置必须满足控制信道与业务信道覆盖的原则，否则，可能导致接入失败和掉话。

受上下行链路平衡的约束，信号源的发射功率不可能随意由于室内移动通信存在覆盖、容量及质量等方面的问题，有必要对室内覆盖分布系统进行分析和研究。

室内分布系统由信号源和信号分布两部分组成。

根据信号源的不同，室内覆盖分布系统可分为无源分布系统、有源分布系统及光纤分布系统三类。

并对室内覆盖的规划流程简单地做了介绍。

在设计TD．SCDMA室内分布系统时，要根据不同的场景选择合适的信号源，天线的选择与布放也需要考虑，同时要控制室内信号的外泄，及考虑系统间干扰等因素。

本文根据几种可能的情况，分析了设计TD．SCDMA室内分布系统的方法。

提高，在某些场景中，需要使用干放以解决过大的传输损耗的要求，因此，室内覆盖有干放的应用场景。

：

从TD—SCDMA室内覆盖的拓扑结构入手。

对P—CCPCH最大发射功率、边缘场强、最小耦合损耗、多系统隔离度要求、室内分布系统的损耗估计和覆盖等设计中需要考虑的问题进行详细分析．并根据不同情况．得出新建和利旧系统的设计方案并给出完整的室内覆盖解决方案。

关键词：

TD．SCDMA；室内分布系统；第三代移动通信；时分复用同步码分多址接入；室内覆盖；工程布网

Abstract

3Gisthecharmofhigh-speeddataandmultimediaservices,andtelephonyvideostreaming,gamingandotherhigh-speeddataservicesareusuallyoccurredinacomfortableindoorenvironment,thesebusinessfunctionsrequirealargenetworkofsystemcapacityandgoodquality.3Gera60%to70%ofthedataserviceswilltakeplaceindoors,EuropeandtheUnitedStatesandChina,HongKong'sstatisticsthatthetotalindoormobiletelephonetraffictelephonetrafficabout1/3;TD·SCDMAstandardisadoptedbyITUin2000proposedbyChinaasoneofthe3rdgenerationmobilecommunicationinternationalstandardsProvenbytheexperienceofoperatingthe3rdmobilecommunicationnetworkinglobal，trafficgeneratedinindoorisgrowingrapidlyandaccountsformajorproportionintotaltraffic．networkwithseamlesscoveragedoesNOTmeanoutdoornetworkconstructiononlybutalsoincludesindoornetworkconstruction．so，afeasibleTD—SCDMAindoorsolutionisquitevitaltosuccessfulTD-SCDMAcommercialdeploymentandbusinessrunning．

In2007，TD-SCDMAtrialnetworkextendedto10citiesfrom3citieTD．SCDMAindoornetworkconstructionbecamefocusconsequentlyAlthoughaccumulatedalotofexperiencein2Gindoordesignandimplementationaswellasalittleexperienceinindoor，allofthoseexperiencescallnotbecopiedcommunicationplatTD-SCDMAfortechnologydifferentiationbetweenTD—SCDMAandtheothers．TheprinciplesofTD-SCDMAindoordesignandimplementationmustbetoespeciallyresearchedanddefinedbasedonTD-SCDMAtechnologygoodcharacters．Ajointincludingoperators，3rdpartyandTD—TECHR&DcenterwassetuptoprobeinTD．SCDMAindoorsolutionfromthreeaspects：

indoordesign．implementationandacceptanceviatheoreticalresearchanpracticaltest．Basedontheresearchandtestresults，thepaperexpatiatesontheimpactonTD—SCDMAsolutionfromcapacity,downlinkcapacitycoveragebalance，indoorlinkbudget，minimumcouplingloss，multi-systemisolation，DASlossestimationandSOon．Sincesmartantennacannotbeusedindoorenvironmentperformanceandinterferenceagainstabilityisdowngrade，interferencelimitedbutnotcodeslimited．Inordertoimprovesystem．frequencyinindoorshouldbedifferentfromthatofoutdoor．Certainly,insomespecialscenariosgoodisolationbetweenindoorandoutdoor，frequencyCallbereusedindooroutdoorWealsoneedadjustantennaexactlyandcontrolcoveragerangeduringnetoptimizationprocess．Antennaoptimizationandequipmentoptimizationareshowedinnetworkoptimizationprocess，frequentlycallunitappliedinBTSandindoorsystemwhicharecoveredbysignal，soCnetworkcouldrunningfluentlyandperfectly．InthedesignofTD—SCDMAindoordistributionsystem，accordingtothescenes，weneedchooseasuitablesignalsourcing．Wealsoneedtoconsidertheselectionanddeployment，signalleakage，andthefactorsofinterferencesystems．AccordingtoseveralpossiblescenariosthisthesisdiscussedthedesignofTD-SCDMAapproach

ThispaperintroducestheOverviewofTD-SCDMAnetworkconstruction，andputforwardengineeringdesignofindoorcoveragesystems，andgivesnetworktopologydiagramofacertainresidentialareacoveragesystem．Finallythecoverageintheresidentialareashown．Firstofall，throughtheoreticalanalysisofcoveringstrategy，astrategyforlarge—scaleresidentialcoverageWasfound．coveragemodel，andtheappropriateconclusionsweredrawn．

Keywords：

TD—SCDMA；BBU；RRU；CoverageCapacity；IndoorLinkBudget；IndoorDistribution

目　录

第1章概 1

1.1课题研究的背景 1

1.2主要的研究工作 2

1.3论文的组织结构 2

第2章TD-SCDMA室内覆盖系统的组成 4

2.1室内覆盖系统概述 4

2.2室内覆盖系统的结构 5

2.3室内覆盖的技术方案 5

2.4室内覆盖系统的组网方式 8

2.5室内覆盖技术方案的发展方向 8

第3章TD-SCDMA室内覆盖系统规划与设计 10

3.1室内覆盖的几种方式 10

3.2室内覆盖系统的信号源 13

3.2.1室内分布信号源的选择 15

3.2.2基于BBU+RRU解决方案的TD．SCDMA 16

3.3BBU+RRU解决方案 17

3.3.1BBU+RRU设计 17

3.3.2TD-SCDMA室内覆盖系统建设流程 18

3.4信号源、传输介质和分布系统 20

3.5组网原则、建设原则及技术指标要求 23

第4章容量配置方案 25

4.1人口密度和用户密度估算 25

4.2室内分布系统话务模型 26

4.3TD-SCDMA室内覆盖信号源配置参考 29

第5章TD-SCDMA室内覆盖建设及优化 30

5.1TD-SCDMA室内分布规划原则 30

5.2TD-SCDMA室内分布系统设计要求 31

5.3TD-SCDMA室内分布系统工程建设中的注意事项 31

5.4TD-SCDMA室内分布系统网络后续优化 33

第6章结束语 34

6.1论文的工作总结 34

6.2进一步的研究工作 35

参考文献 36

结论 37

致谢 38

大庆石油学院华瑞学院本科生毕业设计（论文）

第1章概述

1.1课题研究的背景

时分同步码分多址TD．SCDMA（TimeDivisionSynchronousCodeDivision

MultipleAccess）是由我国提出的第三代移动通信3G（ThridGeneration）国际标准，于2000年被国际电信联盟（InternationalTelecommunicationUnion）正式采纳，成为全球认可的第三代移动通信国际标准之一。

这是中国首次提出完整的通信系统标准并被国际认可，是中国在通信标准领域的一个突破。

2009年1月，MTIT将3张3G牌照分别发放给中国移动、中国电信和中国联通。

这标志着我国正式迈入3G时代。

3G数据业务的90％将集中在室内。

如今。

三大运营商的室外信号覆盖建设趋于完善，因此室内覆盖信号质帚成为丰要竞争项目。

因此，建立一个高质量的室内覆盖系统，是为客户提供良好服务，保持客户满意度和忠诚度，以及提升晶牌形象．增强品牌竞争力的一个重要方面．从2000年至今的10年发展历程中，经过国内外通信产业界的集体推动和不懈努力，形成了覆盖系统设备、网管、核心芯片、终端产品、软件与应用服务、增值业务开拓、专用设备与测试仪表以及配套关键元器件在内的完整产业链。

2006年3月至11月，在厦门，青岛和保定的TD．SCDMA小规模室外试验网络上，对覆盖，容量和网络性能以及各种品牌的终端等进行了全面的测试和功能验证，这进一步推动TD．SCDMA走向成熟，成为TD．SCDMA从试验室走向商用网络的转折点。

2007年，TD—SCDMA试验网络规模扩大到lO个城市（8个奥运城市+2个试验网城市），部署了约14000台以上的Node-B，超过91239个载波。

前期三城市小规模试验网的重点在于测试TD．SCDMA在室外真实环境下的性能表现，关注TD-SCDMA的一些理论和算法在真实环境中的效果，基于在真实环境中的测试结果来进一步完善产品。

而10城市TD．SCDMA试验网则作为TD．SCDMA迈向正式商用前的最后预演，网络规划，部署和优化都是以商用网络的标准和原则要求。

室内覆盖的完善是3G取得成功的关键因素之一，提高室内覆盖能力，不仅可以给用户带来更好的业务使用体验，还可以分散过密地区的网络压力，更可以与其他运营商的网络争夺室内话务量。

3G的三大主流标准分别为：

WCDMA、CDMA2000和TD．SCDMA。

WCDMA的主要倡议者为欧洲和日本，CDMA2000由美国为主要倡议者，TD．SCDMA由中国提出。

WCDMA主要采用了带宽为5MHZ的宽带CDMA技术，上、下行快速功率控制，下行发射分集，基站间可以异步操作。

WCDMA又分为FDD．WCDMA和TDD．WCDMA。

CDMA2000是在IS．95系统的基础上提出的，CDMA2000技术的选择和设计最大限度地考虑和IS．95系统的后向兼容，很多基本参数和特性都是相同的，并在无线接口采用了增强型技术。

TD．SCDMA是由中国提出的3G标准，它综合了TDD和CDMA的所有技术特点，并采用了智能天线、联合检测、接力切换等新技术，理论上具有相当高的技术先进性。

3G系统能提供更高的业务速率，后续业务发展也是以数据业务为主要增长方

向，而数据业务大多是在室内静态环境下使用。

根据NTTDoCoMo的3G商用网络用户分布统计数据，大约70％的业务量来自于室内。

TD．SCDMA网络建设中，

如何解决室内覆盖，提供良好的业务服务成为运营商关注的重点。

在3G网络建设计划中，我国移动运营商对室内覆盖予以了高度的关注，未来TD．SCDMA商用网络的建设，室内环境也必将成为重点覆盖的区域。

因此在TD．SCDMAl0城市的大规模试验网中室内成为覆盖的重点，从TD—SCDMA一期招标的基站数量（不包括后期扩容和调整）统计，约42％的载波（32％的基站）被用于提供酒店，机场，隧道，写字楼等用户群较为集中的室内覆盖。

1.2主要的研究工作

TD．SCDMA作为由中国提议的第三代移动通信的标准之一，从2007年起开始在中国大规模部署，在国外尚未规模部署，因此国外迄今没有针对TD．SCDMA的室内解决方案开展体系研究。

国内自2001年起迄今虽然对TD—SCDMA的相关研究较多，但主要集中在理论方面，网络系统工程设计及实施相关研究受部署规模的限制而迟滞，至2007年，由于较大规模的TD．SCDMA网络部署，且设计较大比例的室内覆盖，缺乏室内覆盖系统的研究和全面的指导原则。

为了应对室内网络工程实施的设计实施需求，自2007年初开始，带领研发中心网络工程部对室内覆盖解决方案设计的各个方面展开研究。

本文介绍了移动通信的发展现状及TD．SCDMA室内覆盖工程应用现状。

对TD．SCDMA无线技术中的动态信道分配、智能天线、联合检测、接力切换、功率控制等关键技术进行了详细分析。

室内覆盖系统是决定3G成败的重要因素，介绍了室内覆盖系统及其规划方法，分析了几种典型场景的覆盖，从实际应用的角度加深对室内覆盖系统的理解，并且给出某住宅小区工程布网中室内覆盖技术方案及实现。

最后对居民小区的工程布网进行了分析研究。

1.3论文的组织结构

第1章：

引言，简要介绍了TD．SCDMA室内覆盖研究课题的背景

第2章：

介绍了室内分布系统的拓扑结构，技术方案，TD．SCDMA系统中的关键技术，包括动态信道分配、智能天线、联合检测、接力切换等

第3章：

TD-SCDMA室内覆盖系统规划与设计

第4章：

容量配置方案

第5章：

室内覆盖建设及优化

第6章：

结束语



第2章TD-SCDMA室内覆盖系统的组成

2.1室内覆盖系统概述

不断增长的用户数量与有限的频率资源是移动通信系统中的主要矛盾，移动通信网络采用各种小区规划的新技术，增加频率复用度，以减小小区间距，扩大容量，如GSM移动通信网络由80年代的大区制，逐步发展至现在的以宏蜂窝为主的小区制。

为了进一步提高系统容量以满足迅速增长的话务量，采用了lx3MRP、同心圆等小区规划新技术，频率复用更加紧密，小区间隔进一步减小，有些地方的站间距只有200m左右。

即使这样，仍然存在一些话务热点地区的容量受限问题。

而且这些热点地区几乎都集中在繁华地区，如，如火车站、城市商业区、商场和机场等，换言之，在热点地区有很大一部分话务分布在室内。

单纯依靠室外宏蜂窝基站不能很好的解决室内问题，一是因为现代建筑质量越来越高，对信号形成较强的屏蔽，也就是穿透损耗较大，通常达到15dB甚至以上，室外信号不能很好的覆盖室内。

二是因为在一些高层建筑的较高楼层，来自室外基站的信号较多，强度相近，不能形成主服务区，容易产生乒乓切换，导致话音质量恶化和掉话率高；而且，受基站天线高度的限制，一些特高层建筑的顶层无法正常覆盖，形成从直放站设备来看，目前已经可移动通信盲区或干扰区。

以生产几十毫瓦到几十瓦功率的直放站．而且新型直放站也增加了自激检能．可以通过网管进行有效调整避免自激情况的出现。

自激的原因一般都是由于施主天线和重发天线之间的隔离度达不到要求，通常情况下．通过网管系统就可以即时调整直放站的增益．消除自激。

只有在特殊情况下才需要工程技术人员到达现场对直放站的天线进行调整。

所以网管对于直放站的使用非常重要，TD—SCDMA网络中的直放站应当具备网管监控和自激保护的功能。

韩国的3G无线覆盖中使用了大量直放站，从系统覆盖和服务质量看，效果不错。

从以前GSM网络的使用经验来看．直放站主要用于边际网的建设当中。

但对于在3G网络建设的初期阶段．城区等高话务地区直放站的作用只是对基站无法覆盖到的个别盲区进行覆盖，而且如果进行室内分布系统建设的时候，可以考虑小功率直放站的使用。

至J3G网络进入大规模发展时期以后．需要进行边际网的建设，包括农村．山区交通道路等地域。

相对来说，边际网的建设需要比较多的直放站。

由于话务量集中的室内通常是酒店，写字楼，宾馆，机场等场所，安装基站的空间有限，通常安装于弱电井中，对基站的尺寸有着很严格的要求，室外宏蜂窝基站很难安装其中用于室内覆盖，因此微蜂窝就应运而生了。

由于微蜂窝尺寸有限，能够安装的载波也有限，因此在2G系统中，微蜂窝通过级联用于解决大容量的需求，对于有条件的场所，则使用宏蜂窝基站解决容量需求。

应用于解决大面积的室内覆盖时，一般与分布式天线系统联系在一起，因为在大型建筑物内，墙壁阻挡使得一个固定点的天线很难形成有效的覆盖，而分布式天线可以克服这些不足，并且其场强覆盖均匀。

分布天线包括泄漏电缆、同轴馈电式分布天线和光纤式分布天线。

从吸收室内话务量的比例看，室内覆盖系统可以给网络营运者带来巨大的经济效益；从优化角度来看，室内、室外分开覆盖，有利于网络优化，从而为客户提供高质量的通话服务，提高客户的满意度。

所以，大力发展室内覆盖系统是各运营商的一个工作重点。

2.2室内覆盖系统的结构

从大的方面来说，室内覆盖系统由信号源和分布系统（DAS）组成，具体地讲，

由以下几个部分构成：

●信号源，如基站，直放站等

●信号传输介质，光纤，同轴馈缆和泄露电缆等

●功率分配元件，如功分器，耦合器等

●有源器件，如干放

●天线

从分布类型分：

p无源天馈信号分布系统

p有源天馈信号分布系统

p光纤信号分布系统

p漏缆信号分布系统

从信号源来分

p以基站（含微蜂窝）为信号源的室内覆盖系统

p以直放站为信号源的室内覆盖系统

2.3室内覆盖的技术方案

室内覆盖的技术方案按照信号源可划分为宏蜂窝基站，微蜂窝基站BBU+RRU和直放站。

其中宏蜂窝基站的解决方案可分为接室内分布系统和直接接室外窄波束高增益天线定向覆盖两种方式。

其他类别的信号源在室内解决方案中都是需要连接室内分布系统。

如上所述，宏蜂窝基站的技术解决方案，可以通过采用或利用室外宏蜂窝基站的信号和连接室内分布系统两种方式来解决存在的室内覆盖盲区或信号弱的问题，采用何种方案需要根据实际环境，建筑物特点，室内覆盖的需求及话务密度等因素来决定。

如在住宅区，通话90％以上发生在室内，但住宅区的建筑和功能特点不允许在楼内安装室内分布系统，且住宅区的建筑物密集，安装的成本也很高，另外其话务特点是发生在工作时间以外，休息日等非工作时间，话务密度不高。

如果在此类区域出现室内覆盖问题，首要考虑的方案是在临近住宅区的地方或住宅区内，使用宏蜂窝加高增益，窄波束的天线解决。

如前所述，3G网络中相当的业务量产生于室内，而作为3G特色的高速数据业务要求的接收机灵敏度要高于话音业务，宏蜂窝基站也可连接室内分布系统提供室内覆盖，从信号源的角度，宏蜂窝这种解决室内覆盖的方式与微蜂窝，BBU+RRU和直放站的方式没有本质的区别，与其他信号源提供室内覆盖的解决方案想比，缺点是宏蜂窝基站体积较大，对于酒店，写字楼，商场等寸土寸金的地方，很难找到合适的空间安装宏蜂窝基站，优点是相对于微蜂窝，宏蜂窝基站容量较大。

但这一优点随