國內(nèi)2G網(wǎng)絡(luò)及國外的3G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)表明,移動(dòng)通信室內(nèi)覆蓋具有十分重要的意義,TD-SCDMA作為中國自主研發(fā)的3G標(biāo)準(zhǔn),在建設(shè)大規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)過程中,必須充分測(cè)試室內(nèi)覆蓋的性能,才能驗(yàn)證其標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)越性。針對(duì)如何建設(shè)一個(gè)優(yōu)質(zhì)的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng),本文探討了幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋的關(guān)鍵技術(shù)
頻率規(guī)劃
TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)建設(shè)有兩種方案,一種是N頻點(diǎn)同頻方案,即室內(nèi)系統(tǒng)與室外系統(tǒng)使用相同的頻率;另一種是異頻方案,即室內(nèi)系統(tǒng)與室外系統(tǒng)使用不同的頻率。由于業(yè)務(wù)信道同頻干擾的問題,室內(nèi)外統(tǒng)一采用N頻點(diǎn)規(guī)劃具有一定的難度,建議室內(nèi)以異頻規(guī)劃為主。TD-SCDMA異頻方案本質(zhì)上是用頻率資源換來網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化的簡(jiǎn)易性,提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。
室內(nèi)邊緣場(chǎng)強(qiáng)的覆蓋目標(biāo)
在室內(nèi)外異頻情況下,各種業(yè)務(wù)的覆蓋目標(biāo)基本上以P-CCPCH邊緣場(chǎng)強(qiáng)大于-85dBm為準(zhǔn),此時(shí)可以保證控制信道和業(yè)務(wù)信道C/I要求。在室內(nèi)外同頻情況下,各種業(yè)務(wù)的覆蓋目標(biāo)基本上以P-CCPCH邊緣場(chǎng)強(qiáng)大于-80dBm為準(zhǔn),而且必須考慮業(yè)務(wù)信道可能在邊緣出現(xiàn)的最差C/I,這一參數(shù)可以用室內(nèi)P-CCPCH RSCP/室外P-CCPCH RSCP來等效表征。
最小耦合損耗MCL
室內(nèi)分布系統(tǒng)必須保證TD-CDMA嚴(yán)格的功率控制性能正常。3GPP規(guī)定手機(jī)發(fā)射功率調(diào)節(jié)范圍:-50dBm~+24dBm,在室內(nèi)環(huán)境下,手機(jī)與天線最近距離約為1.5m,因此手機(jī)與天線之間的最小路損:L=38+32.5lg1.5+0=43dB,根據(jù)Gema Vallejo室內(nèi)NLOS傳輸模型。
根據(jù)功控原理,UE進(jìn)行語音業(yè)務(wù)時(shí),到達(dá)基站的功率應(yīng)為-110dBm左右,功率過大對(duì)其他用戶的干擾就大。
假設(shè)采用室內(nèi)吸頂全向天線:發(fā)射功率+UE天線增益-人體損耗-傳播損耗+吸頂天線增益-分配路損<業(yè)務(wù)最低接收電平,即:
-50+0-3-43+3-分配路損<-110(dB)
分配路損>17dB
全向天線(3dBi)輸入P-CCPCH功率應(yīng)<29-17=+12dBm,當(dāng)用戶通話行為不常靠近天線時(shí),可以放寬此要求,例如電梯井覆蓋。但對(duì)于超市、室內(nèi)廣場(chǎng)等環(huán)境下,應(yīng)慎重考慮最小MCL問題,盡量避免少天線大覆蓋。
對(duì)HSDPA的考慮
TD網(wǎng)絡(luò)很快將升級(jí)到HSDPA,室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)如何保證其平滑過渡,需考慮以下幾個(gè)方面的問題:
1.以保證HSDPA業(yè)務(wù)速率要求為目標(biāo),設(shè)計(jì)邊緣覆蓋場(chǎng)強(qiáng):P-CCPCH C/I>5dB,室內(nèi)P-CCPCH RSCP/室外P-CCPCH RSCP>0dB;
2.多載波功率規(guī)劃,而且下行速率控制代替了功率控制,至少為HSDPA預(yù)留一個(gè)載波的功率,干放應(yīng)保留足夠的功率余量(3dB~5dB);
3.QPSK和16QAM自適應(yīng)調(diào)制方式,對(duì)放大器的線性提出更高要求,需要采用線性良好的功率放大器。
多系統(tǒng)共存干擾
在綜合分布系統(tǒng)的建設(shè)和使用過程中,主要存在以下三種干擾:雜散干擾——可通過空間隔離或在產(chǎn)生雜散側(cè)解決;接收機(jī)阻塞干擾——可通過空間隔離或在被干擾側(cè)解決;接收機(jī)互調(diào)干擾——可通過空間隔離或在被干擾側(cè)解決。
PHS系統(tǒng)是2GHz頻段附近主要的干擾源,PHS各種早期基站在2010MHz~2025MHz頻段的雜散值達(dá)到-45dBm/1.6MHz左右,因此TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必須考慮與PHS系統(tǒng)的共存干擾問題。理論分析表明,TD-SCDMA與PHS室內(nèi)天線安全共存的距離應(yīng)達(dá)到1米以上。
室內(nèi)信號(hào)外泄控制
通常要求室內(nèi)信號(hào)既要滿足樓內(nèi)邊緣場(chǎng)強(qiáng)PC-CPCH RSCP>-85dBm,又要滿足樓外10m處場(chǎng)強(qiáng)<-95dBm(或P-CCPCH RSCP/鄰區(qū)P-CCPCH RSCP≤-10dB)的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于封閉性較差的大樓,需要考慮外泄控制的最大樓層數(shù)為6層。
室內(nèi)外同頻情況下,如果室內(nèi)基站采用2∶4時(shí)隙配比、室外基站采用3∶3時(shí)隙配比,則需要考慮隙交叉時(shí)對(duì)室外鄰區(qū)的泄露影響,即室內(nèi)信號(hào)對(duì)室外鄰區(qū)基站天線的信號(hào)泄漏強(qiáng)度。分析方法如下:假設(shè)室內(nèi)天線以5dBm發(fā)射,要求泄漏到鄰區(qū)天線的信號(hào)<-120dBm,路損要求125dB,根據(jù)互逆原理,則室內(nèi)天線接收室外鄰區(qū)P-PCCPCH的強(qiáng)度應(yīng)小于30-125=-95dBm。
直放站、干放的應(yīng)用
多徑時(shí)延
在室內(nèi)覆蓋中,由于對(duì)信號(hào)中繼設(shè)備的使用,導(dǎo)致手機(jī)收到的信號(hào)除了直達(dá)徑、放射徑、繞射徑之外,還有中繼路徑,部分區(qū)域內(nèi)這些路徑的信號(hào)強(qiáng)弱可能是相當(dāng)?shù)?,而中繼路徑的時(shí)延往往與直達(dá)徑保持較大的時(shí)間延遲滯后量。這就要求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮終端的同步和聯(lián)合檢測(cè)能力,確保人為構(gòu)造的多徑區(qū)域內(nèi)不會(huì)影響通信質(zhì)量?;净蚴謾C(jī)聯(lián)合檢測(cè)窗口最大為16chips,最優(yōu)性能窗口約為4chips,采用選頻直放站和光纖直放站作為室內(nèi)覆蓋信源時(shí),就可能造成多徑區(qū)域內(nèi)通信性能的下降甚至掉話。因此在室內(nèi)覆蓋設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量將多徑區(qū)域設(shè)計(jì)在用戶活動(dòng)較少的區(qū)域。
上下行鏈路平衡
施主基站的上下行鏈路是平衡的,直放站用在室外覆蓋時(shí),由于要求直放站覆蓋區(qū)邊緣場(chǎng)強(qiáng)接近手機(jī)原始靈敏度,因此設(shè)置直放站的上行增益等于下行增益。
直放站用在室內(nèi)覆蓋時(shí),由于下行信號(hào)在臨窗區(qū)域要克服室外基站信號(hào)的強(qiáng)干擾,鏈路預(yù)算的干擾余量比上行大10dB左右,室內(nèi)覆蓋區(qū)的邊緣通常要求下行信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)大于-85dBm,但并沒有限制手機(jī)上行發(fā)射功率等級(jí)。所以,使用直放站或干放時(shí),可以實(shí)現(xiàn)下行覆蓋能力的增強(qiáng)應(yīng)比上行顯著(即下行增益大于下行增益5dB~10dB),由于上行增益低,單個(gè)干放對(duì)基站的噪聲影響小,可以允許多帶幾個(gè)干放,這是直放站或干放在室內(nèi)覆蓋中可以多個(gè)并聯(lián)使用的理論依據(jù)。此時(shí),雖然直放站上下行增益設(shè)置不同,對(duì)用戶感受而言,上下行鏈路仍是平衡的。
干放可以串接在直放站后級(jí)使用,干放之間應(yīng)采用并聯(lián)結(jié)構(gòu),在上行增益調(diào)試過程中,應(yīng)保證各個(gè)干放到達(dá)并聯(lián)節(jié)點(diǎn)時(shí)鏈路平衡;然后由并聯(lián)節(jié)點(diǎn)后的直放站上行增益統(tǒng)一協(xié)調(diào)室內(nèi)覆蓋與室外覆蓋區(qū)之間的鏈路平衡。
下行功率余量
TD特有的智能天線對(duì)業(yè)務(wù)信道的賦型增益,導(dǎo)致干放的下行功率調(diào)試余量與其他系統(tǒng)大有不同。
本質(zhì)上,直放站的噪聲干擾等效于周圍環(huán)境的電磁干擾,是靜態(tài)的白噪聲干擾,是不能用聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)消除的干擾,必然導(dǎo)致基站接收靈敏度下降,但這種白噪聲并不會(huì)隨著手機(jī)用戶增多繼續(xù)攀升。
根據(jù)CDMA上行容量干擾受限原理:隨著手機(jī)用戶的增多,到達(dá)施主基站的噪聲抬高,原有手機(jī)用戶為了克服這一噪聲,各自增大了上行發(fā)射功率,結(jié)果噪聲繼續(xù)抬升,當(dāng)達(dá)到50%容量(3dB動(dòng)態(tài)噪聲增量)以后,將呈現(xiàn)噪聲迅速抬升的不穩(wěn)定狀態(tài)。
直放站引起的噪聲干擾,對(duì)基站的影響主要表現(xiàn)為覆蓋收縮;直放站其他白噪聲的干擾呈現(xiàn)靜態(tài)特征,所以在基站底噪抬升較小的情況下,并不影響基站的容量。
評(píng)論