高層建筑TD-SCDMA室內分布系統設計與優化探討

【摘要】高樓林立是大都市的特色，而混凝土和金屬材料的大量使用卻使建筑物對無線信號產生屏蔽。因此室分系統在TD室內業務覆蓋和性能指標中起著舉足輕重的作用。本文主要針對高層建筑條件下TD信號的特點提出適合的室內分布系統的設計方案，并結合測試結果提出優化方案。

【關鍵詞】TD-SCDMA室內分布系統高層建筑優化方案

一、引言

移動通信業務中，只占覆蓋總面積的20%左右的室內，但卻產生了70%的業務量。而建筑材料會對包括TD信號在內的無線信號造成屏蔽。高層建筑物的較低層，TD基站的信號較弱；而較高層，信號雖較強但雜亂，會出現干擾嚴重甚至沒有信號的現象。

為解決上述問題，TD網絡有必要引入室內分布系統以清除盲區，吸收室內話務量，改善室內通話質量。另外，TD室內覆蓋方案還要考慮融合并充分利用樓宇內已有的2G或其它制式的3G室分系統。

二、室內覆蓋技術特性

2.1空間損耗分析

TD的頻段為高頻段，衰落比GSM900大，本文選取2010 MHz-2025 MHz頻段來計算TD與當前2G系統在室內環境的傳播損耗差值。由于室內電磁波的輻射模式相對簡單，采用自由空間模型。計算結果表明在自由空間里，TD的傳播路徑損耗約比GSM900高6.6 dB，比GSM1800高0.8 dB。

2.2天饋系統的損耗

在天饋系統中，如果原系統使用的饋線為7/8與1/2的組合，TD系統的綜合損耗約高于GSM900系統2～5 dB，高于GSM1800系統約1 dB；如果原系統中含有8 D、10 D等饋線，則分別高出為5～8 dB和2 dB。

2.3遮擋物典型損耗值

TD信號傳播能力差，深層覆蓋不理想，TD網絡將出現更多盲區和弱信號區。遮擋物損耗值如表1所示，從表1中可見，鋼筋混凝土的遮擋損耗值最大。

三、室內分布系統設計

3.1設計技術指標

（1）無線覆蓋區內可接通率達區內約90%，且MS在99%的時間里可以接入網絡。（2）話音、CS64k、PS數據的塊差錯率分別在1%左右、0.1～1%及5～10%。（3）無線信道呼損不超過2%。

3.2邊緣場強要求[1]

（1）主公共控制物理信道載干比PCCPCH C/I≥-3 dB。（2）外泄電平在室外10米處的接收信號碼功率PCCPCH RSCP≤-95 dBm。（3）無線覆蓋邊緣場強PCCPCH RSCP≥-85 dBm。

3.3功率配置方案

（1）信源采用PCCPCH信道功率進行功率預算，按32 dBm（12 W、6載波）進行功率預算。（2）PCCPCH信道功率在樓層天線口為5～10 dBm，在電梯天線口為10～15dBm。（3）單站RRU數量小于等于6個的，不采用光纜級聯方式。（4）覆蓋半徑取6～10米。

3.4小區配置方案

（1）切換區域適中。如過大容易引起小區間的干擾，而過小不容易保證切換時間的要求。（2）室分系統小區切換到室外的宏基站規劃在進入建筑物處；別的區域，則需要控制信號室內外相互泄漏。（3）樓層是室分小區邊界，因而樓梯處即為切換帶。（4）電梯內信號覆蓋可與較低樓層共在一個小區或單獨劃分，與電梯外信號的切換盡量設置在電梯的門廳處。

3.5信源規劃及設計

TD室內覆蓋可選擇的信源有BBU+RRU、光纖直放站、無線直放站三種類型。考慮到目前TD-SCDMA網絡重點覆蓋數據業務需求區域的建設策略，采用BBU+RRU作為信號源。另外，對于2G室內分布改造站點，BBU的安裝位置應盡量接近原有2G信源設備（微蜂窩或光纖直放站），以利于方便引接原有的傳輸設備或傳輸光纜[3]。

3.6功率核算

（1）信源輸出功率：PCCPCH信道功率（雙碼道）為32 dBm[3]。（2）邊緣場強：普通建筑物PCCPCH RSCP≥-80 dBm C/I≥0 dB；地下室、電梯等封閉場景PCCPCH RSCP≥-85 dBm C/I≥-3 dB。（3）天線口功率≤10 dBm。（4）TD基站和終端間的最小耦合損耗應大于57.5 dB。

3.7切換區規劃

（1）進出建筑物的切換：切換帶在建筑物門口外5米以內非馬路的平坦地面。（2）建筑物窗口處的切換：室分系統的天線可放置在近窗邊位置，使室內小區盡量覆蓋全部室內用戶；或者通過改變小區選擇/重選的參數，使用戶優先選接室內小區；而建筑物高層的室內和室外小區則用單向鄰區策略，也可以不配置鄰區關系。（3）電梯間的切換：上下電梯的切換設在電梯口；用戶在乘坐一臺電梯的過程中無需切換。

3.8泄控制

要精確控制電信號的泄漏，可采取輻射功率小的多根天線。主要通過利用減小天線輻射功率、利用建筑物的屏蔽作用、合理選擇天線布放位置來完成。使PCCPCH RSCP達到室外10米處滿足≤95 dBm或室內小區外泄比室外主小區低10 dB[4]。

四、室內分布系統優化分析

室內分布系統有施工難度大，走線復雜，容易造成覆蓋盲區等特點。因此很容易出現問題，從而嚴重影響網絡質量。如果不預先防范，將對后期優化工作帶來很大的障礙。

4.1室分系統問題定位

經過測試取樣，室分系統出現最多的問題是信號在部分樓層與電梯間內無法覆蓋。另外部分天線失效、電平泄露、乒乓效應等問題也偶有出現。經過進一步勘測和分析，造成以上問題的主要是RRU和饋線的原因。主要表現有： RRU配置不當；饋線、光纜或器件故障；RNC功率低。

4.2常見問題優化分析

（1）RRU故障類問題。RRU故障是導致室內無信號覆蓋問題最主要的原因，造成RRU故障的主要原因則是RRU的配置不當，在確定正確配置RRU后問題如果仍存在，則可能是硬件問題或饋線故障。（2）饋線故障類問題。導致部分樓層無覆蓋或者弱覆蓋的第二個主要原因是饋線故障。在排除饋線故障時可以首先從饋線線頭松動和規格不匹配這兩個方面入手。（3）室內的小區切換問題。高層建筑的信號由于建筑物內的空間基本都是相對隔離的，信號分布狀況相對復雜。在進行室內覆蓋設計時，要選擇人員活動較少的空閑的角落作為切換帶。

五、總結

室分系統設計對TD網絡建設具有意義重大。本文針對高層建筑內無線信號特點和業務需求，提出高層建筑室分系統在設計階段應統籌考慮覆蓋，切換等關鍵問題。然后根據測試結果發現室內覆蓋出現問題的主要原因是信源、饋線故障以及小區切換規劃設計。因此在施工階段，要特別注意上述內容。另外網優人員也應及早介入室內分布系統的優化測試中，及時解決覆蓋中遇到的問題。

參考文獻

[1]韓斌杰. GSM原理及其網絡優化[M].北京：機械工業出版社，2001

[2]邱玲，朱近康，孫葆根.第三代移動通信技術[M].北京：人民郵電出版社，2007

[3]虞春明，楊雪瑾，蔣建國等.大型場館移動網絡優化中的弱覆蓋問題[J].通訊世界，2005（1）

[4]羅文琦. TD-SCDMA室內覆蓋探討[J].通信世界，2006，10（3）：20-23

[5]萬斌，高峰，李率信. TD-SCDMA無線網絡評估與優化.人民郵電出版社. 2009年08月