基于GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的TD-SCDMA改造探討
1、前言
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,70%的移動(dòng)通信話務(wù)發(fā)生在室內(nèi);同時(shí),3G高級(jí)業(yè)務(wù)也大都發(fā)生于室內(nèi)。因此,良好的室內(nèi)覆蓋,是提高服務(wù)等級(jí)、發(fā)展客戶(hù)、提高營(yíng)運(yùn)收入的關(guān)鍵,也是決定3G成敗的重要因素。TD-SCDMA作為全球三大3G標(biāo)準(zhǔn)之一,室內(nèi)覆蓋將是其業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)制高點(diǎn)。
在已有GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行TD-SCDMA改造,是一種既節(jié)省投資又能夠快速實(shí)現(xiàn)建網(wǎng)的TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋建設(shè)方法,是當(dāng)前TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的研究熱點(diǎn)之一。
2、基于GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的TD-SCDMA改造分析
2.1 室內(nèi)分布系統(tǒng)改造的一般原則
室內(nèi)分布系統(tǒng)的改造需要考慮新老系統(tǒng)間的功率匹配、干擾,以及對(duì)原系統(tǒng)器件和天饋的利舊問(wèn)題。因此,一般而言,室內(nèi)分布系統(tǒng)的改造都要遵循以下原則:
(1)性能優(yōu)先
◆確保原有室分系統(tǒng)在改造后能達(dá)到覆蓋效果。
◆確保原有網(wǎng)絡(luò)在改造后不受新室分系統(tǒng)干擾。
◆確保新室分系統(tǒng)的覆蓋、質(zhì)量和容量。
◆確保原有室分系統(tǒng)不干擾新的室分系統(tǒng)。
(2)利舊
◆盡量利用原有室分系統(tǒng)的設(shè)備、器件和天饋,控制改造成本
。
◆盡量采用原有室分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。
2.2 TD-SCDMA改造的關(guān)鍵問(wèn)題
(1)功率匹配
GSM和TD-SCDMA的頻段差異如表1所示:
表1 GSM與TD-SCDMA工作頻率比較
由于TD-SCDMA系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)的工作頻段差異,導(dǎo)致兩系統(tǒng)的空間損耗存在較大差距。根據(jù)自由空間路徑損耗計(jì)算公式:
L=32.45+20logf(MHz)+20log D(km)
其中,D為傳輸距離,f為電波頻率,可推算兩個(gè)系統(tǒng)的空間損耗差為:
△L=20log2020-20log900≈7dB
因此,同等距離TD-SCDMA系統(tǒng)的空間損耗比與GSM系統(tǒng)大7dB左右。同時(shí),由于頻段差異,TD-SCDMA系統(tǒng)與GSM900系統(tǒng)的饋線損耗也存在差別,對(duì)于1/2"饋線,900MHz頻段的損耗約為7.5dB/百米,而在TD頻段的損耗約為12dB/百米;對(duì)于7/8的饋線, 900MHz頻段的損耗約為4dB/百米,而在TD頻段的損耗一般為7dB/百米。
因此,對(duì)GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行TD-SCDMA改造時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,精心選擇合路位置,并進(jìn)行合理的功率分配,以保證各系統(tǒng)的邊緣場(chǎng)強(qiáng)要求。
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(2)系統(tǒng)間干擾
由于TD-SCDMA系統(tǒng)和GSM900系統(tǒng)的工作頻段間隔較遠(yuǎn),鄰頻干擾的影響可以不考慮;另一方面,由于實(shí)際系統(tǒng)中很難將互調(diào)噪聲和雜散噪聲嚴(yán)格區(qū)分,按照慣例,這里將互調(diào)也歸入雜散噪聲一類(lèi)。
對(duì)于雜散干擾,需要采用滿(mǎn)足隔離度要求的合路器來(lái)解決。計(jì)算得知,GSM/TD-SCDMA共享室內(nèi)分布系統(tǒng)中合路器的隔離度要求的典型值為 60dB。在GSM/TD-SCDMA的頻率間隔內(nèi),實(shí)現(xiàn)隔離度為60dB同時(shí)保證較小的帶內(nèi)插損(≤0.6dB)的合路器是不難做到的。目前大多數(shù)廠家都能提供GSM 900/TD-SCDMA端口間隔離度≥80dB。
(3)其他問(wèn)題
出于室內(nèi)傳播環(huán)境和工程上的考慮,智能天線未引入到TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋中。因此,TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)中業(yè)務(wù)信道沒(méi)有智能天線賦形增益;同時(shí),由于沒(méi)有采用智能天線技術(shù),不能實(shí)現(xiàn)接力切換,當(dāng)用戶(hù)由室內(nèi)分布區(qū)域向室外覆蓋區(qū)域移動(dòng)時(shí)發(fā)生硬切換。
另外,若原GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的電梯是采用八木天線覆蓋時(shí),由于八木天線自身結(jié)構(gòu)限制無(wú)法在寬頻范圍內(nèi)使用,在TD-SCDMA改造中應(yīng)更換為寬頻板狀天線。
2.3 TD-SCDMA改造的設(shè)計(jì)流程
在原有GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行TD-SCDMA改造,主要包括更換寬頻器件(當(dāng)原有GSM系統(tǒng)為窄頻系統(tǒng)時(shí))、確定TD-SCDMA系統(tǒng)合路的位置、確定TD-SCDMA系統(tǒng)主干路由、根據(jù)需要增加天線或調(diào)整天線位置,以及相應(yīng)增加器件等工作內(nèi)容??梢园匆韵虏襟E來(lái)設(shè)計(jì):
(1)收集原有GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙,包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、天饋線分布等。
(2)現(xiàn)場(chǎng)勘察,核實(shí)原有GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)與設(shè)計(jì)圖紙是否相符、核查原有GSM系統(tǒng)的器件和天線是否為寬頻(即是否滿(mǎn)足TD-SCDMA系統(tǒng)的頻段要求)、確定需要增加或調(diào)整天線的位置、掌握TD-SCDMA可能的合路位置的安裝條件及主干路由情況等。
(3)根據(jù)需要,修正原有GSM設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場(chǎng)不符的情況。
(4)根據(jù)需要,將窄頻器件和天線更換為支持TD系統(tǒng)的寬頻器件和天線。
(5)根據(jù)需要,增加天線或調(diào)整天線的位置。
(6)選擇標(biāo)準(zhǔn)層進(jìn)行功率預(yù)算,確定TD-SCDMA系統(tǒng)的最佳合路位置及主干路由。
(7)進(jìn)行系統(tǒng)功率計(jì)算 ,得到TD-SCDMA改造方案。
2.4 TD-SCDMA改造工程技術(shù)指標(biāo)建議
根據(jù)測(cè)試情況,基于GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的TD-SCDMA改造工程的技術(shù)指標(biāo)建議如下:
(1)基本覆蓋指標(biāo)建議
◆區(qū)域覆蓋概率>=95%。
◆PCCPCH RSCP>=-85dBm(CSD 64)。
◆PCCPCH C/I>=-3dB。
(2)泄漏指標(biāo)建議
◆室內(nèi)信號(hào)在室外10米處的外泄電平PCCPCH RSCP<=-95dBm。
◆泄漏電平滿(mǎn)足:室內(nèi)信號(hào)外泄電平-室外信號(hào)電平<=-10dBm。
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(3)天線口輸出功率建議
◆天線口PCCPCH信道功率為3dBm~10dBm。
◆在地下車(chē)庫(kù)、商場(chǎng)等較開(kāi)闊環(huán)境中,天線口功率可以適當(dāng)降低,建議3dBm~5dBm。
◆住宅、酒店、寫(xiě)字樓等多隔斷環(huán)境中,天線口功率可以適當(dāng)提高,建議5dBm~10dBm。
◆另外,對(duì)于天線確實(shí)比較稀疏(如天線間距超過(guò)三四十米以上)而又因施工難度大不能增加天線的情況下,也可以適當(dāng)提高天線口功率,保證良好覆蓋。
(4)天線覆蓋半徑建議
◆在較開(kāi)闊環(huán)
境中,如商場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)等,覆蓋半徑取8~15米。
◆在多隔斷的情況下,如賓館、夜總會(huì)等,覆蓋半徑取6~10米。
3、GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)TD-SCDMA改造典型設(shè)計(jì)方案
現(xiàn)有GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)按照規(guī)模大小及是否使用了有源器件可分為小型無(wú)源系統(tǒng)、中型無(wú)源系統(tǒng)和大型有源系統(tǒng)。下面將針對(duì)此分類(lèi),提出三種典型的GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的TD-SCDMA改造方案。
3.1 小型無(wú)源系統(tǒng)
小型GSM室內(nèi)分布系統(tǒng),多采用微蜂窩、直放站作信號(hào)源,使用無(wú)源室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋。此類(lèi)GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)在進(jìn)行TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)改造時(shí),可直接在原有GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號(hào)源處合路,完全利舊原有GSM分布系統(tǒng)。如圖1所示:
圖1 小型無(wú)源系統(tǒng)改造方案
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3.2 中型無(wú)源系統(tǒng)
中型GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)采用微蜂窩或宏蜂窩設(shè)備作信號(hào)源,通常也只需要使用無(wú)源室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋。此類(lèi)系統(tǒng)在進(jìn)行改造時(shí),若直接在GSM系統(tǒng)信號(hào)源處合路,會(huì)由于饋線損耗過(guò)大而無(wú)法滿(mǎn)足TD-SCDMA系統(tǒng)天線口輸出功率的指標(biāo)要求。因此,需要另外選擇合適的合路位置,并新增TD-SCDMA主干。如圖2所示:
圖2 中型無(wú)源系統(tǒng)改造方案
3.3 大型有源系統(tǒng)
大型GSM室內(nèi)分布系統(tǒng),采用宏蜂窩設(shè)備作信號(hào)源,且通常使用有源室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋。此類(lèi)GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)在進(jìn)行TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)改造時(shí),有兩種方案可選:
(1)方案1:在GSM干放之前合路,然后在GSM干放處使用寬頻分路器把GSM和TD-SCDMA信號(hào)分開(kāi),通過(guò)各自的干放進(jìn)行信號(hào)放大,再通過(guò)寬頻合路器進(jìn)行合路。如圖3所示。
圖3 大型有源系統(tǒng)改造方案1
(2)方案2:新建TD-SCDMA主干,使用TD-SCDMA干線放大器將TD-SCDMA信號(hào)放大,然后在GSM干放之后與GSM合路。如圖4所示:
圖4 大型有源系統(tǒng)改造方案2
4、結(jié)束語(yǔ)
3G業(yè)務(wù)分布特點(diǎn),以及TD-SCDMA頻段特性,使TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中至關(guān)重要。而TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)將會(huì)以改造現(xiàn)有GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的方式為主。本文提出的相關(guān)設(shè)計(jì)流程和技術(shù)指標(biāo)建議,以及三種典型GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的TD-SCDMA改造方案,對(duì)當(dāng)前TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。
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