TD-SCDMA室内覆盖系统设计指导书
1 | 概述 |
移动通信系统的网络覆盖、系统容量、业务质量是各运营商获取竞争优势的关键所在,同时也是所有无线网络规划和优化工作的主题。随着城市移动用户的飞速发展以及高层、大型建筑物的不断增加,系统容量和覆盖要求不断上升。这些建筑物规模大、质量好,对移动信号有很强的屏蔽作用。大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境是移动信号弱区甚至盲区,手机无法正常使用;在中间楼层,由于来自周围不同基站信号的重叠,产生严重的乒乓效应,手机频繁切换,甚至掉话,严重影响了手机的正常使用;在建筑物的高层,由于受基站天线的高度限制,无法正常覆盖,
户密度大,基站信道拥挤,手机接入困难。为解决以上问题,业界引入了室内分布系统。室内分布系统的原理是利用室内天线分布系统将
也是移动通信的弱区或乒乓效应区。另外,在有些建筑物内,虽然基站信号能够正常通话,但是用
覆盖已经让用户有了切身的感受。根据已经运营3G的国家的经验和我国国情,3G业务将首先在具
有市场潜力的地方得到应用,那么在上述区域,如果3G还达不到2G的覆盖水平,那么用户对其使用的热情会迅速冷却。并且3G系统的工作频率远高于现有的2G系统,其空间路径损耗、在线路中的传输损耗非常大,依靠室外基站对室内进行覆盖将更加困难,因此,这些环境下的覆盖在建网初期就应该优先被考虑。
另一方面,对运营商而言在一个成熟、高度竞争的市场中,室外覆盖已经不是运营商之间差别 根据图1所示NTTDoCoMo 对3G的主要因素,保持竞争优势,建立精品网络形象的重点是室内覆盖。
话务分布的统计结果,可见3G系统有近70%的话务分布在室内,而其中有约54%的室内用户分布在办公室和家庭场景中。根据专家预测,未来3G业务将有90%的数据业务发生在室内。
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图1室内覆盖业务比例
随着3G业务类型不断增加和创新,室内覆盖将占更加重要位置。3G时代高价值的商业客户主要集中于室内,良好的室内覆盖是吸引新客户、留住老客户的关键。所以,总的来说3G的室内覆盖在整个网络规划中占有非常重要的地位。
本文基于对TD-SCDMA 室内分布系统的分析,综合考虑室内分布系统覆盖、容量和干扰的情况下, |
室内覆盖系统为基站信号通过无源器件进行分路,经由馈线将无线信号分配到每一付分散安装在建筑物各个区域的低功率天线上,从而实现室内信号的均匀分布。在某些需要延伸覆盖的场合,使用干线放大器对输入的信号进行中继放大,达到扩大覆盖范围的目的。该系统主要包括干线放大器、射频同轴电缆、功分器、耦合器、电桥、天线等器件。该系统主要由以下部分构成: 信号源:BBU+RRU、宏蜂窝、微蜂窝和直放站。
功率分配系统:光纤分布系统、泄露电缆和各种无源、有源分布系统,包含: 干线放大器:低噪声功率放大器。
室内天线:吸顶全向天线、壁挂定向天线或者八木天线。
馈线和接头:阻燃馈线和适配7/8”和1/2”等阻燃馈线的N型、7/16型接头。
如下图所示:
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图2 室内分系统构成 |
同轴分布式天线系统
泄露电缆
光纤分布系统
功率分配系统由有源设备和无源设备组成。有源设备为直放站、干放、光纤近端(远端)机等;
无源天馈系统由功分器、耦合器、电桥和分布式天线等无源器件组成,如下所述:
2.2.1 无源器件
2.2.1.1天线
天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能
的设备,天线的主要指标有:增益、带宽、极化方式、波瓣角(垂直和水平)、前后比、驻波比。通
信天线种类按工作频段分为:超长波、长波、中波、短波、超短波、微波天线;按方向性分为:全
向、定向天线;按结构特性:线天线、面天线。
全向吸顶天线 主要应用的天线种类有:全向吸顶天线,定向壁挂天线,定向八木天线,下面对其进行简述:
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全向吸顶天线在室内覆盖系统应用中主要安装在天花板上,增益一般为3dBi,主要用于常规区
域的覆盖。参考指标如下表所示:
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图3 | 吸顶天线 |
壁挂天线
壁挂天线在室内覆盖系统中,主要用于电梯以及长廊的覆盖,波束集中,前后比高,增益高(一
般为7dBi 左右);有时用于控制信号室外泄漏。参考指标如下: |
参考图如下: | |
图4 | 壁挂天线 |
八木天线
八木天线的优点具有更高的增益,缺点是频段较窄,在室内覆盖系统中,主要用于单网系统电
梯覆盖或作为TD-SCDMA直放站的施主天线。参考指标如下:
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9 | 阻抗(Ω) | 50 |
10 | 接头型号 | N-50K |
11 | 尺寸(mm) | 560×120×136 |
12 | 重量(Kg) | 1 |
13 | 辐射体材料 | 铜 |
14 | 温度(℃) | -40~+70 |
参考图如下:
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图5 八木天线 |
11 | 尺寸(mm) | 1000 |
12 | 重量(Kg) | 13.6(含抱杆) |
13 | 辐射体材料 | 铜 |
14 | 温度(℃) | -40~+70 |
参考图如下:
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图6 | 栅格天线 |
2.2.1.2功分器
功分器是一种能量的等值分配的器件,目前的技术水平可以达到很宽的频带特性。按照制作原
功分器没有隔离度,腔体功分器在承受功率和插损上比微带功分器有一定的优势,主要参考指标如下: |
参考图如下:
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.专业.专注. | 图7 | 功分器 |
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2.2.1.3耦合器
耦合器是一种能量的不等值分配的器件,目前的技术水平可以达到很宽的频带特性。按照制作原理以及工艺区分,有微带耦合器和腔体耦合器,腔体耦合器在承受功率和插损上比微带耦合器有一定的优势,主要参考指标如下:
技术指标(微带) | 5dB | 7dB | 10dB | 15dB | 20dB |
频段(MHz) | 1700~2500 | ||||
插入损耗(dB) | ≤2.2 | ≤1.4 | ≤0.9 | ≤0.7 | ≤0.5 |
耦合度(dB) | 5 | 7 | 10 | 15 | 20 |
定向性(dB) | ≥20 | ≥20 | ≥20 | ≥20 | ≥20 |
驻波比 | ≤1.3 | ≤1.3 | ≤1.3 | ≤1.3 | ≤1.3 |
阻抗(Ω) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
承载功率(W) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
工作温度(℃) | -30~60 |
参考图如下:
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电桥是一种针对同频率的载波进行频率合路的器件,主要用于基站不同载频的合路,主要参考指标如下:
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参考图如下: | | ||||||||||||||||||||||||
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图9 | 电桥 |
2.2.1.5负载
负载是用于射频信号输出匹配的器件,主要用于空余端口的射频匹配,主要参考指标如下表所示:
序号 | 项目 | 指标 |
1 | 频率范围 | 0-3GHz |
2 | 阻 值 | 50Ω |
3 | 工作温度 | -20℃ ~ +60℃ |
4 | 驻 波 | ≤1.1 |
5 | 功率容量 | ≥5W |
6 | 接头 | N-J/50Ω |
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图10射频负载
2.2.1.6合路器
合路器的主要左右是将每一端口信号的输出功率馈送到同一输出端口,同时避免各个端口信号之间的相互影响。参考指标如下:
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6 | 接头类型 | N 型 | N 型 |
7 | 三阶互调抑制 | >120dBc | > 120dBc |
8 | 功率容量 | 100W | |
9 | 阻抗(欧姆) | 50 | |
10 | 工作温度 | -30~55℃ | |
11 | 尺寸(不大于) | 240mm×200mm×40mm |
参考图如下:
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图11合路器
2.2.1.7RF 同轴电缆
RF同轴电缆的作用是在它能承受的所有环境条件下,在发射设备和天线之间充分地传输信号功
率,所有电磁波都在封闭的外导体内沿轴向传输而不能和电缆外部环境中的电磁波发生耦合。RF同
轴电缆由内导体、绝缘体、外导体和护套4部分组成。主要参考指标如下:
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产品类型 | 1/2”馈线 | 1/2”超柔馈线 | 7/8”馈线 | |||
结构参数 | ||||||
内导体外径(mm) 4.8±0.1 | 3.6±0.1 | 9±0.1 | ||||
| 12.2±0.1 | 25±0.2 | ||||
| 13.5±0.1 | 28±0.2 | ||||
机械性能 | ||||||
最小弯曲半径(mm) | 一次弯曲半径 70 | 35 | 120 | |||
多次弯曲半径 210 | 50 | 360 | ||||
电气性能 | ||||||
阻抗(Ω) | 50±1 | |||||
百米损耗(dB/100m) | 1900MHz | <11.0 | <16.6 | <6.16 | ||
2000MHz | <12.0 | <17.7 | <6.6 | |||
2400MHz | <13.5 | <19.2 | <7.4 |
参考图如下:
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2.2.1.8泄漏电缆
1.泄漏电缆工作原理
泄漏电缆是由同轴电缆上分装多路天线演变出来的连续天线。信号源通过泄漏电缆把信号传送到建筑物内各个区域,同时通过泄漏电缆外导体上的一系列开口,在外导体上产生表面电流,从而在电缆开口处横截面上形成电磁场,把信号沿电缆纵向均匀地发射出去和接收回来。泄漏电缆适用于狭长型区域如地铁、隧道及高楼大厦的电梯。特别是在地铁及隧道里,由于有弯道,加上车厢会阻挡电波传输,只有使用泄漏电缆才能保证传输不会中断。也可用于对覆盖信号强度的均匀性和可控性要求较高的大楼。
2.泄漏电缆分布系统的工作原理
下行信号经室外定向天线接收,放大器放大,由泄漏电缆传输并同时向覆盖面反射;反之,上行信号由泄漏电缆耦合接收、传输。
采用泄漏电缆方式的优点是场强均匀,并可根据设计有效地控制覆盖范围
3.系统特性 室内覆盖泄漏电缆分布系统所使用设备主要为泄漏电缆和功分器等无源器件,对于线路损耗严
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重的系统还可以加装干线放大器。
耦合损耗:耦合损耗描述的是电缆外部因耦合产生且被外界天线接收能量大小的指标,它定义为:特定距离下,被外界天线接收的能量与电缆中传输的能量之比。由于影响是相互的,也可用类似的方法分析信号从外界天线向电缆的传输。
耦合损耗受电缆槽孔形式及外界环境对信号的干扰或反射影响。宽频范围内,辐射越强意味着耦合损耗越低。
泄漏电缆示意图如下图所示:
图13 泄漏电缆示意图
4.泄漏电缆分类
(1) 分段泄漏型:电缆每隔一定距离在外导体预先开口,分段的距离使电缆的线路损耗在某一频带内最小,并可随着电缆线路损耗的增加而增加开口数量即不断增加泄漏量,从而增加传输距离。
射引起的附加损耗。(2) 放射型:电缆外导体预先等间隔开口,开口的间隔约等于1/2 个工作频率波长,而且信号
分段漏泄型电缆使用的一个特点是漏泄部分长度占电缆总长度不到2%~3%,这样便减少了由于辐
般是以2 米与电缆间的距离损耗为准。
2.2.2 有源设备
2.2.2.1 干线放大器
干线放大器的作用是补偿信号在功率分配以及进行长距离的传输的损耗,由于干线放大器类同直放站一样,它的加入可能使得基站接收低噪明显提高,会引起上行覆盖半径减小,。调测时应调整上行增益并计算此噪声经有效路径损耗到达基站接收机的噪声功率是否控制容忍范围以内,控制住上行噪声,减少对基站的干扰。
在干线放大器的上下行增益、以及输出功率配置上,和GSM 系统有一定的差异。需要根据施主基站的业务信号配置、基站类型确定,预留合适的功率,避免基站业务信道满功率时使功放饱和;同时必须保证上行增益比下行增益低,降低上行噪声对施主基站的影响。
参考指标如下:
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项 目 | 上行 | 下行 | |
频率范围 | 2010~2025MHz | ||
频率误差 | ±50Hz | ||
双工方式 | TDD | ||
最大增益 | 30dB | 35dB | |
增益调节范围 | 25dB | 25dB | |
(下行、上行独立可调) | |||
增益步进 | 1dB | 1dB | |
噪声系数 | < 5dB | -- | |
最大输出功率 | 0dBm | 33dBm | |
带内平坦度 | < 3dB | ||
杂散发射 | 带外 | f < 1GHz:≤-36dBm/30KHz; | |
f >1GHz(2000MHz~2030MHz除外):≤-30dBm/30KHz | |||
带内 | < -15dBm/30KHz | ||
输入、输出驻波比 | <1.5 | ||
输入、输出阻抗 | 50欧姆/N型连接器 | ||
环境温度 | -25~55℃ | ||
电源 | AC220V | ||
尺寸大小 | 225*192*146mm |
2.2.2.2 直放站 |
TD-SCDMA指配信道工作的直放站,干扰相对较小。
2)光纤直放站:指借助光纤进行信号传输的直放站,它需要使用光纤将基站信号连入直放站系统内,信号源比较纯净,一般不容易对大网形成干扰,光纤直放站使用中要控制接入基站的底部噪声电平。对于室内覆盖使用时,出现高大建筑物采用光纤接入时,有时为了平衡各扇区间的话务量,还会采用多扇区接入的光纤直放站。
采用直放站作信号源,需要注意直放站的上行噪声对施主基站灵敏度的影响,直放站的使用会给施主基站引入一定的噪声,导致基站热噪声电平升高,引起基站接收机的灵敏度降低!
3 | TD-SCDMA 室内覆盖组网方案介绍 | |
3.1 | 宏基站 +分布式系统 | |
方案,在3G 系统中也会采用。 | ||
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无源室内分布系统的特点是采用大量的射频无源器件将基站的无线信号传输到需要覆盖的室内地区。有源室内分布系统与无源分布系统的区别在于:是当覆盖场景过大,采用无源分布系统会导致过大的损耗,此时为了达到覆盖效果,必须增加有源干线放大器,无源分布式系统+干放就是有源分布式系统。在TD-SCDMA系统中,宏基站用于室内覆盖的系统构架如下图所示:
方案特点:采用宏基站+无源(有源)室内分布系统的优点在于,由于采用宏基站作为信源,
3.2 微基站+分布式系统
微基站是一种适用于室内覆盖的解决方案。也可以用于TD-SCDMA系统中,其典型特性为:基站体积小,重量轻,支持220V交流供电,可以挂墙安装。微基站室内覆盖示意图如下图所示。
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图15 微蜂窝+分布系统 |
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方案特点:微基站体积小,功耗低,低成本设计,适合无机房条件的室内覆盖。并且微基站安装方便,应用方式灵活,建网速度快。多个微基站系统共存时,对于局部区域的室内覆盖,进行规划调整较容易进行。由于限制于体积,微基站的容量和输出功率有限。如果要覆盖较大的区域,一种方案使用更多的微基站,导致建网成本增加;另一种方案不增加微基站,由于覆盖范围大,导致射频馈缆的损耗增加,需要增加更多数目的干放,网络质量下降。微基站组网时,每个信源的容量有限,不同信源之间的容量不能共享,对于一些室内环境,如果区域内其话务量的分布不均匀或者随时间变化很大,微基站因为无线资源共享率低,建设成本会相对较高。微基站室内覆盖的扩容就是增加微基站,扩容成本高。微基站因为要实现小体积,输出功率小,覆盖有限,可能会产生较多的小区切换,会消耗一定的资源。
3.3 BBU+RRU+分布式系统
BBU+RRU的室内覆盖解决方案是分布式基站思想在室内覆盖中的体现,是TD-SCDMA特有的组网方式,这种方案同时具有光纤分布解决方案的低成本,易施工的特性,又具备微基站方案易安装的优点,是TD-SCDMA系统中室内覆盖的首选的解决方案。
该方式信号源为由RRU(RadioRemote Unit)和BBU(BaseBand Unit)组成。RRU与BBU分
接,形成分布式基站形态。它能够共享主基站基带信道资源,使得Iub 接口中继增益最大化,根据话务容量的需求随意更改站点配置和覆盖区域。 |
图16BBU+RRU+分布系统
方案特点:基带单元BBU+远端射频单元RRU,是将基站的基带部分和射频部分分离,通过光纤等媒介,实现射频和基带之间的信息交互,从而能够将远端射频模块就近天线安放,降低了馈线损耗,是一种经济的建网模式。BBU+RRU组网方案中使用了光纤分布系统,采用光纤传输替代了传统室内分布系统的射频电缆,可以将信号传输到距离天线口较近的地方,因此可以降低施工难度,减
覆盖质量。因此具有施工方便,降低成本,覆盖质量好的特点。 小无线信号在馈缆上的损耗,通过室内分布系统的设计,基本可以不使用有源器件,从而保证室内
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3.4 TD-SCDMA室内覆盖组网与传统组网的比较
TD-SCDMA系统中BBU+RRU组网方案,是将基站的基带部分和射频部分分离,通过光纤等媒介,实现射频和基带之间的信息交互,从而能够将远端射频模块就近天线安放,降低了馈线损耗,是一种经济的建网模式。在TD-SCDMA系统中,采用BBU+RRU的方式,有以下几个优点:
BBU和RRU之间采用光纤连接,减少馈线损耗。
室内分布系统中根据不同的面积,需要采用不同数目的通道,采用BBU+RRU组网,BBU可 以灵活连接多个RRU,方便灵活组网。当BBU连接多个RRU时,RRU可以尽量靠近天线,减 少馈线损耗。
BBU的基带容量充分共享,适应话务分布不均匀的场景,并且可以提高系统稳定性。 小型的BBU,RRU都可以实现挂墙安装,方便室内覆盖的工程应用。
由于BBU,RRU之间采用光纤连接,可以将多个RRU放置在附近的多个建筑物中,方便组网 并且降低组网的成本。
通过工程设计,BBU+RRU解决室内覆盖时,可以不采用干放,从而避免干放的引入对系统 造成的干扰。
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微基站+有源分布系统 | 1、安装比较方便,应用方式灵活,建网速度快;2、一个小区出问题,不会影响到其他小区的业务 | 1、覆盖较大的区域,需要多个微 基站,建网成本增加;2、不同信 源之间的容量不能共享;3、产生 较多的小区切换引入干放增加干 扰,增加系统复杂,降低可靠性 | 1、方案不具备优势,基本不会大规模应用。2、与BBU+RRU 组网方式比较没有优势,不推荐使用。 |
光纤直放站 | 可以利用宏基站剩余的容量 | 直放站和源基站之间可能产生干扰,影响源基站智能天线算法效果 | 1、案不具备优势,基本不会大规模应用。2、与BBU+RRU 组网方式比较没有优势,不推荐使用。 |
无线直放站 | 成本低,无需配套传输资源 | 无线直放站和源基站之间可能产生干扰,影响源基站智能天线算法效果 | 极小容量的室内覆盖 |
移频直放站 | 共享源基站资源,无需配套传输资源 | 成本较高,需要申请微波传输频率 | 极小容量的室内覆盖,但又不能采 用无线直放站解决。 |
3.5 | BBU+RRU 各种场景室内覆盖解决方案 |
室内覆盖往往包含其中的一个或多个目标,既解决建筑物内部的信号盲区、弱区,同时需要提 |
地铁、大型停车场等;
中型建筑物(单层1000~6000m2以上):写字楼、高层公寓楼、宾馆酒店、中型停车场、 娱乐餐饮场所;
小型建筑物(单层1000m2以下):老式公房(国内)、平房区、商业街门店,迪厅酒吧。 为了方便对室内场景进行话务模型和传播模型分析,综合考虑建筑物结构、电磁波传播环境和容量需求方面的因素,将室内分布场景细分为以下几类:
大型体育场馆(奥体场馆)
会展中心、会议中心
民航机场、火车站、汽车站
地铁、隧道
商务写字楼
大型购物商场
宾馆酒店
娱乐餐饮场所
地下停车场
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各种不同场所的用户类型不同,其业务使用情况也各不相同,单用户话务模型差异比较大,覆盖面积不同,可计算得到各种场景下的容量和覆盖需求。
3.5.2 典型场景分析
3.5.2.1大型体育场馆
大型体育馆看台较宽阔,室内无线传播条件比较理想,信号为视距传输,能量以直达径为主。室内室外信号穿透损耗较小,在看台较容易受到室外小区影响。同时场馆入场口和外围,需要考虑与室外宏小区的交叠覆盖区域和切换带,避免在业务量高的入口发生乒乓切换,影响网络性能。
大型场馆用户的业务主要以事件为触发,平时几乎没有业务量,但是有赛事举行的时候,业务量会出现高峰,所以容量估算应该以高峰时计算,为满足容量需求,看台部分往往需要规划多个小区进行覆盖,减小室内小区间干扰和室外小区对室内小区的干扰,我们规划时需要重点考虑。另外,这类场景中的新闻中心会有大量的数据业务覆盖需求,在规划时需要区别考虑。
3.5.2.2会展中心/会议中心
这类场景在建筑特点上有很多相似之处,室内无线传播条件比较理想,信号为视距传输,能量
有话务量,但是有展览、会议举行的时候,话务量会出现高峰,所以容量估算应该以高峰时计算。另外,这类场景中的新闻中心会有大量的数据业务覆盖需求,在规划时需要区别考虑。
以直达径为主。这些场景在话务模型上也有相似之处,用户的话务主要以事件为触发,平时几乎没
小区间相互的干扰。
3.5.2.3 民航机场/火车站/大型汽车站
这类场景的建筑物结构一般采用全钢骨架、玻璃幕墙、不锈钢铁皮屋顶。候机楼内的房间举架高、面积大、基本无阻挡,传环境比较简单,信号视距传输,能量以直达径为主。
机场高端用户、漫游用户比例较高,数据业务在总的业务中占的比重相对较高,其中候机大厅、VIP候机厅要保证数据业务的覆盖。
城市的火车站、汽车站、码头等区域具有与民航机场相类似的特点。
3.5.2.4地铁/隧道
地铁所在区域与其他区域的无线信号隔离度好,一般要求信号按照带状狭长区域覆盖。业务以语音业务为主,在上下班高峰期,话务量会出现高峰,所以容量估算应该以高峰时计算。
地铁距离较长,小区设置较多,需要考虑高速移动下的切换和进出站的切换。隧道的入口处室外宏小区的信号衰减较快,出口处室内小区的信号衰减较快,隧道内外的小区发生切换时较容易掉话,切换带的设置是我们规划中的重点考虑的问题。
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3.5.2.5商务写字楼
该类建筑多为全钢或钢筋混凝土结构外加玻璃幕墙,楼层内的墙壁多采用复合吸音材料,穿透损耗较小。该环境下高端用户比重较大,室内覆盖需要考虑一定数量用户的数据业务需求。
3.5.2.6商场超市
建筑多为钢筋混凝土框架结构外加玻璃幕墙,层内一般无阻挡或是简单的装修隔档,穿透损耗小,层间穿透损耗较大(30dB以上)。用户业务主要考虑语音业务,高峰时段的话务密度较大。
3.5.2.7宾馆酒店
该场景建筑物结构多为钢筋混凝土结构,楼层内布局结构复杂,走廊狭长,隔墙厚且多,穿透损耗较大。对于这类场所的室内覆盖其天线密度较高。该环境下高端用户比重较大,语音业务和数据业务量相对较大。
3.5.2.8餐饮娱乐场所
在大中型城市,娱乐餐饮场所数量非常多,主要集中在楼宇底层,少部分位于地下。由于地形
装室内分布系统。该类站点的特点是:室内面积小,用户多,话务需求不高,场所数量众多且分布不集中。
的阻隔、建筑物墙体的影响以及娱乐餐饮场所内复杂的隔档结构影响,使得该种场景一般都需要加
且以语音业务为主。 3.5.2.9地下停车场
3.5.3 各种场景解决方案
3.5.3.1兼顾大楼的室内覆盖和大楼附近区域的室外覆盖
通常,大楼可以提供机房,有富余空间放置机架,具有光传输设备,可提供-48V直流电源。因此可以采用B328作为基带单元,采用B328+RRU的方式,同时完成室内外的信号覆盖。可以参见下图。
组网时,B328放置在机房。室外覆盖用的RRU放置在楼顶。室内覆盖用的RRU可以就近放置在大楼的平层,充分利用原室内分布系统,完成室内覆盖。B328最大能够提供72载扇的容量,其容量完全可以满足室内外覆盖的容量需求。
这种B328+RRU方案具有成本低,容量大,组网灵活的特点,具体是:
利用室外覆盖的基带单元,节约室内覆盖所需的机房资源,而且室内外覆盖的基带池资源充分共享,降低组网成本。 同时,大容量基带池的基带资源实现N+1备份和基带资源共享,因此具有很好的稳定性。
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通过基带池的资源调度能力,可以适应建筑物内不同区域话务分布不均衡的特点,为大楼内不同话务分布区域提供适当的容量需求。
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3.5.3.3会展中心,体育馆的室内覆盖
会展中心,体育馆的室内传播特性良好,平时话务量很小,但突发话务极高:如会议期间,比赛期间。如按照其高峰时的容量来进行配置,则必须要考虑配置的利用率,避免设备投资的浪费。平时按照小容量进行低配置,而在话务高峰期间,通过信源容量的临时扩容(如增加基带板)来满足突发容量,这是一种可行的解决方案。
B328+RRU的组网方案,信源扩容方便,能够满足突发话务容量需求。因此在具备机房的条件下,对于会展中心,体育馆,应优先选择B328+RRU组网方案。如果不具备机房条件,可以选择B322+RRU方案,会议期间可采用通讯应急车补充容量。
3.5.3.4超大型建筑(有机房)的室内覆盖
超大容量的室内区域,如火车站,甲级写字楼,超大型商场,建筑面积大,用户密度高,高端用户多,并且通常能够提供机房。一般这类区域的室内覆盖的容量需求在10载扇以上。
建议采用B328组网,相比采用多个B322叠加组网的方式,B328组网具有更低的成本,而且基带资源的共享更灵活。组网方式如下图所示:
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图19B328+RRU:超大容量建筑物的室内覆盖根据容量需求分析,B328+RRU组网方式适应于:
4万平方米以上的写字楼;
6万平方米以上的商场超市;
5万平方米以上的会展中心;
5万平方米以上的机场或火车站;
超过900个客房的高档宾馆。
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3.5.3.5大型建筑群(其中一个有机房)的室内覆盖
随着城市发展,大型楼宇越来越密集。有些区域,形成了大型建筑群,而且大型建筑之间具有光纤资源或者铺设光纤资源的成本很低。为完成这样的大型建筑群的室内覆盖,可以选择在其中一个建筑放置BBU,BBU通过光纤与多个建筑的RRU连接。由于大型建筑群的容量需求较大,一般采用B328+RRU组网。
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筑本身无法提供机房,也可以采用多个B322叠加来满足容量要求。
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图21 B322+RRU:室内覆盖方案主要方式
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3.5.3.7小规模建筑群的室内覆盖
存在这样的场景:多个建筑都需要进行室内覆盖,每个建筑所需的容量都不大,建筑物之间的
距离在几百米到几公里。这种情况下,建议采用B322+RRU,通过光纤串并联引入RRU,实现多个建
筑的室内覆盖。
|
3.5.3.8 无光纤资源的室内覆盖
线直放站的灵活和基带容量大的优点,降低了机房要求。如下示意:
.专业.专注. |
|
4 | 室内分布系统设计流程 |
针对室内分布系统设计,中兴通讯提出了适合室内分布系统设计的工作流程,如下图所示:开始
、、、
初步勘察
、、、、、、、、、、、、、
中兴通讯、客户
、、、、、、、、、、、、、
、、、、、、、、、、、 技术谈判 、、、、、、、、、、
中兴通讯、客户 、、、、、、、、、
、、、、、、、、、、
中兴通讯
未通过
方案审批 、、、、、、 、
、、、、、、
通过
结束
图24设计流程
流程适用范围:初次勘查,详细勘查,方案详细设计,方案提交与审核,这四个阶段的工作。
.专业.专注.
4.1 初次勘查
4.1.1 工作流程
初次勘查工作流程如下图所示:
开始
准备工作
中兴通讯
《《《 初步勘察《《《《《《《《《《《《《 中兴通讯、客户《《《《《《《《《《《《《
4.1.2 说明:指导工程师在奔赴现场前做好各项准备工作。
设备:笔记本电脑,AutoCAD、Microsoftword和Visio,场强仪,数码相机,测试手机,皮尺;建筑平面图,覆盖区周围基站地址表
人员:中兴公司室内覆盖设计工程师、运营商工程师(要求熟悉覆盖区域的环境)。
4.1.3 工作内容
说明:收集覆盖目标的资料,如建筑图,实际环境等。
设备:数码相机,场强仪,测试手机,皮尺,建筑平面图,周围基站地址表,勘查表格,交通工具。
人员:中兴公司室内覆盖设计工程师;运营商工程师(要求熟悉覆盖区域的环境)。
工作内容:
| 勘查覆盖区域的建筑结构, |
|
| 分析覆盖区域的覆盖情况;附近基站分布,话务分布 | |
| 确定本次工程设计的具体覆盖区域 | |
| 建设方要求覆盖的区域; | |
| 业主强烈要求覆盖的区域; | |
.专业.专注. |
如保证进出电梯时正常切换,在电梯增加信号强度。
初步拟定采用的室内覆盖系统信号源和组网方式。
建议以下区域可不作覆盖:
消防通道;
设备设施间;
TD-SCDMA信号较强波动较小的区域,达-85dBm以上; 人流较少的货运电梯。
4.2 技术谈判
工作流程如下图所示:
1
2
图26技术谈判
说明:由于室内覆盖系统设计灵活,需要对用户量、每用户话务量、站型、信源数量、组网方式等通过技术谈判确定框架。工作内容:
用于室内覆盖系统的信号源的选择征询用户的意见和建议
根据初步勘查的记录,从网管采集相关基站信息和话务数据填写表三并分析
根据覆盖建筑物的结构(机房、井道位置等)
,建议采用的组网方式 确定覆盖区TD基站类型,根据用户预测的覆盖区内用户数量,覆盖区的话务需求,考虑基 站话务容量。
初步拟定覆盖方案,考虑用户需求和条件,初步确定基站类型和数量 技术谈判的内容做好会议记录且对会议决议双方签字确认。
.专业.专注.
4.3 详细勘查
4.3.1 工作流程
2
建筑图校准、地形勘察
中兴通讯
《《《 路测
《《《《《《《《《《《《《 中兴通讯、客户
《《《《《《《《《《《《《
CQT测试
中兴通讯
中兴通讯
信号源位置勘察
中兴通讯
馈缆走线勘察
中兴通讯
整理勘察报告
中兴通讯《《《《《《《《《《《《
3
.专业.专注. | 图27 详细勘查流程 |
|
|
4.3.2 工作内容
说明:通过现场勘察,并完成必要的现场测试项目,填写勘察报告,为下一步开展方案设计提供充分的依据。
设备:数码相机,场强仪,测试手机,皮尺,周围基站地址表,建筑平面图,初次勘查资料,交通工具
人员:中兴公司室内覆盖设计工程师;运营商工程师(要求熟悉覆盖区域的环境)
工作内容:
根据建筑平面图和建筑结构,核实图纸与实际尺寸是否对应,如果不一致,应对重要 尺寸进行手工测量以校正图纸。
根据TD室内覆盖话务量计算模型和实际话务量需求,计算基站数量。
确定基站的安装位置(必须满足三线条件,考虑工程施工条件以及施工难度),拍数码 照片并记录。天线类型有全向吸顶天线、平板定向天线、八木天线(结合运营商需求 选择适当频段的天线)。
结合话务量需求和用户分布,确定覆盖各区域天线类型和安装位置,拍数码照片并记
对室内覆盖范围及周边进行路测,记录场强分布。 录。
4.4 方案详细设计
4.4.1 工作流程
设计详细的室内覆盖方案,绘制系统原理图、天线布放图、走线图等。设计方案是指导工程安装的重要技术文件。工作流程如下图所示:
.专业.专注.
3
分析勘察结果
《《《《《《《《《《《《 | 中兴通讯 |
设计平面图
中兴通讯、客户
设计拓扑图
中兴通讯
链路计算
中兴通讯《《《《《《《《《《《《
4
图28详细设计流程
4.4.2 分析勘察结果
路测场强分析:根据路测结果,掌握室内覆盖区域室外信号场强分布情况。
CQT测试分析:根据CQT测试结果,对覆盖区域进行细分,掌握不能呼叫、断续、断话、敏感切换等不同情况发生的区域,指导方案设计。
周边基站话务数据分析:掌握周边基站话务情况,结合场强分布,分析现网条件下话务量分布;
设计平面图。 .专业.专注. |
|
4.4.3 天线位置选择
馈线的拓扑方式以及走线方式需要根据天线安装位置和建筑结构确定。
1.馈线的拓扑方式
根据施工难度和用户要求,以及节约投资考虑,馈线长度尽量要求最短。
根据馈线的分布方式(主要是端口数量)初步选择功分器、合路器、耦合器(耦合器的具体值在方案设计时具体计算得出)的数量,并记录。
在平面面积较大且有多线井的建筑中,应充分利用弱电井资源设计。
2.馈线的走线方式
馈线所经过的线井应为电气管井,不能使用风管和水管管井。
避免与强电高压管道和消防管道一起走线,确保无强电、强磁的干扰。
尽量在线井和天花板吊顶上走线。
3.馈线的选择
在设计线路时建议使用1/2”馈线;7/8”馈缆是线路损耗小,但是成本较高,施工难度大。
4.4.4 设计原理图
须有以下内容: 电缆、天线、设备等的标签内容
系统原理图中应该标出系统各个器件所处楼层、输入输出电平值及系统的连接分布方式。一般
系统原理图上所有标识必须规范,TD室内覆盖系统原理图中器件的标识按以下规范进行标注,在设计方案中标识必须与原器件一一对应。如果用户或建设单位没有特殊要求,工程的所有标识均应使用以下统一规范。
1.器件编号标识:(n表示设备编号,以每楼层编一次序号;m为该设备安装的楼层) 基站: RRUxxn-m
合路器: CBn-m
功分器: PSn-m
耦合器: Tn-m
负载: LDn-m
天线: ANT n-m
干线放大器:RPn-m 馈线:起始端:to__设备编号;终止端:from__设备编号
举例说明:某器件安装装在3层编号为6 的5dB耦合器,它的标签为:
.专业.专注.
| | |
| 5dB 耦合器T6-3F | |
| | |
某段电缆起始端是安装在2层编号为1的功分器PS1-2F,终止端为安装在3层编号为2的耦
合器T2-3F,则该馈线的标签为:
起始端标签
终止端标签
2.编号顺序为距离基站由近到远。
TO T2-3F
FROM PS1-2F
3.场强预算标识:场强预算最多精确到小数点后2 位,单位统一为dBm。场强的标识应给日后测试者提供尽可能准确、详尽的信息。一般要求标出端口的动态范围,如果是与其他制式共用室内分布,则还应用不同颜色标识各自系统的场强,如果是在现有室内覆盖系统基础上改造,则应标识出原来该端口场强预算。
4.系统图中楼层和各级之间应层次分明,易于其他工作人员查阅。
4.4.5 输出设计文件 5.标出所使用的空中衰减计算公式。
设计目标等。
测试工具和测试方法(含拨打方式)的详细说明。
建筑物环境勘察记录表。
建筑物信号详细测试记录表。
室内场强和边缘场强的预测与分析。
系统可能吸收最高话务预测。
设备、器件等选择的思路,简要分析主要设备的选择思路,并列表说明设备和器件的型号、 重要技术参数等。
系统原理图。
设备、天馈线安装图,附上局部数码照片,清楚地指导各种设备的安装。
安装说明。
室外网络优化分析和建议。
其他附加说明(本次设计需要注明的地方)
.专业.专注.
4.5 方案提交和审核
4.5.1 工作流程
工作流程如下图所示:
4 2 3 方案提交相关部门 | ||||||||||||||||||||||
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
|
《《《 | | 《 | | | | | 《 | | | 《 | | | | | | | | 《 | | | |
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
|
召集评审会议 |
图29方案审核流程
4.5.2 设计方案审核注意事项
1.说明:针对某一区域的设计方案完成后应及时提交运营商相关技术部门开始审核,对方案
进行宣讲,讲解设计原理,收集各方面意见,对方案进行完善。 .专业.专注.
2.注意事项:
如果审核没有通过,应根据实际情况进行重新勘察,如果不需勘查,则应继续开展方案设 计阶段工作,对设计方案进行补充完善。
设计方案审核的时效一般为三天,即从方案正式提交到运营商主要项目负责人之日开始, 三日内运营商应召集方案评审会议,如不召集,则认为单方面中止合同。
设计方案审核通过应由运营商相关有效部门签章。
设计方案审核通过后,ZTE项目经理应当和运营商相关负责人一起制定项目计划书,并召 集各方协调会对项目计划书达成一致。
按照项目计划书中的时限,ZTE项目负责人应按时提交开工报告。准备安装施工。具体的 项目计划书和开工报告请参照中兴通讯工程规范内容。
5 | 室内覆盖系统规划 |
5.1 | 室内覆盖预规划思路 |
2) 以室内覆盖为主,室内覆盖独立于室外规划。尽量以室内覆盖手段来解决室内的信号覆盖,室内覆盖的预规划,一般有两种思路: |
从而减少对室外宏蜂窝的依赖,室内设计独立于室外宏蜂窝的规划设计,两者同时建设。
目前,3G网络建设中一般按第一种思路进行全网的规划。但是3G室内覆盖重要性和无线传播特点,需要区别2G时代的先完成室外宏蜂窝建设,再进行室内特殊覆盖的做法,而是需要室内覆盖与室外宏蜂窝建设同时进行。
根据现有2G室内覆盖水平,对于3G网络来说,城市20%左右的重要建筑物,TD-SCDMA室内覆盖应按第二种思路来规划,以室内分布系统覆盖为主,室外宏小区覆盖为辅,室内覆盖的设计独立于室外宏蜂窝的规划,两者同时建设,保证室内覆盖信号质量的同时,确保室内覆盖满足容量需求。对于其他一般建筑物,可以在实际的网络规划中以室外宏蜂窝覆盖为主,室内分布系统覆盖为辅的原则。
中兴通讯采用创新的BBU+RRU多通道室内覆盖解决方案,实现了覆盖与容量独立规划,适用于各种场景的室内覆盖。
5.2 覆盖分析
在室内覆盖系统中,由于考虑到电磁辐射,对于下行链路而言,吸顶天线的入口功率受限。根
.专业.专注.
据我们对于上下行链路的分析,上行允许的链路损耗在110dB左右,要高于下行链路损耗,所以在室内覆盖时,是下行链路受限。所以在进行室内分布系统的天线规划时以单天线下行覆盖能力为规划依据。
根据链路预算,可以得到单通道的覆盖能力,也就是单通道所能完成的覆盖范围。在覆盖分析上,基于室内无线环境的传播特性和链路预算,结合单通道的覆盖能力,计算满足覆盖所需的通道数量,然后根据小区与通道的配置关系,求出从覆盖上考虑所需的小区和通道数。
在室内分布系统的设计中,设计人员需要结合覆盖场景,需要模拟测试单天线在该场景下的覆盖距离,完成室内天线的布放设计。影响室内传播的因素主要是建筑物的布局、建筑材料和建筑类型等。
5.2.1 室内电波传播模型
当电磁波在自由空间传播时,其路径可认为是连接收发信机的一条射线,可用Ferris公式计算自由空间的电磁波传播损耗:
Pr/Pt=Gt*Gr*/4R ,
2
式中:
Pt 是发射功率,Gt 和Gr分别是发射和接收天线的增益,Pr是接收功率,
式中:
Ploss指发射机发射信号电平—接收机接收信号电平;
Gr和Gt 分别代表接收天线和发射天线增益(dB);
R是收发天线之间的距离;
λ是波长。
5.2.1.1视距传播路径损耗模型
当收发天线之间为视距时,相距为几米或者十几米,此时的场强可以按照自由空间公式计算,如下式。自由空间路径损耗公式:
Lbf | ( | dB | ) | | 32 . 4478 | | 20 | log | f | ( | MHz | ) | | 20 | log | d | ( | km | ) | | 8 |
TD-SCDMA基站的频点为2010MHz,d为UE与天线之间的距离,8(dB)为室内环境下的衰落余量,包括空间衰落效应和时间衰落效应引起的衰落。
虽然由于室内墙壁的反射,在室内,其场强会随地点而起伏,但这些起伏不会太大。当用户持UE 在室内移动或行走是也会使接收信号产生衰减,但此衰落速度很慢,且为赖斯衰落,因此不会影响接收,也不会有大的多径时延。所以对信号传输几乎不构成任何影响,一般也不必计算。
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视距传播模型主要应用于室内开阔的室内场景,如大型体育场馆看台、无遮挡的会展中心等。
5.2.1.2非视距传播损耗模型
中兴通讯通过研究,建议选取下述室内传播模型:
P loss | | P loss1m | | 20log d | | FAF | | 8(dB) |
其中:
Ploss:路径损耗(dB);
,参考值为39dB;Ploss1m
:距天线1米处的路径衰减(dB) d:距离(m);
FAF:环境损耗附加值(dB),和建筑物类型、建筑结构、所用材料等相关,取值是在下表的基础上,结合建筑物类型、结构以及室内分布的工程经验而来。此值需在今后的实际工程中结合实际场景进行修正。
8dB:室内环境下的衰落余量,包括空间衰落效应和时间衰落效应引起的衰落。
下表给出了在2G频段电磁波的典型穿透损耗值:
|
目前,中兴通讯建议室内覆盖边缘场强取值建议如下:
语音12.2K业务要求室内边缘场强值PCCPCH_RSCP>-85dBm;
CS64K业务的连续覆盖,需要预留5dBm余量,要求室内边缘场强值PCCPCH_RSCP>-80dBm。
5.2.2 链路预算
链路计算分为两部分,一部分为空中损耗,在上节传播模型中已经说明;另一部分为信源到天线端口损耗,以下简称有线链路预算,采用无源设备组网时一般链路计算可以只考虑下行链路预算,在有源设备组网时需要考虑干放的上下行平衡以及上行噪声系数。
有线侧链路预算,根据到达天线口的功率,确定根节点需要输入的功率。具体预算如下:天线口输入功率=有源器件输出功率(RRU、基站、干放)-∑耦合器损耗-∑功分器损耗-∑
接头损耗-∑馈线损耗-∑接头损耗-∑其余器件损耗 .专业.专注.
BBU+RRU信源方式,RRU可以尽量靠近天线安装,减小馈线链路损耗。
在TD-SCDMA室内覆盖应用系统中,下行采用单通道应用,根据仿真以及链路预算,为下行链路覆盖受限。下行覆盖链路预算如下:
| |
.专业.专注. |
|
5.2.3 信号外泄控制
由于信号泄露会给系统带来过多的干扰,因此,在设计时要尽量减小信号泄露,根据不同的环境,一般采取以下两种方式:一是采用“多天线,小功率”的方式;二是采用定向天线覆盖,特别是窗口处,使用定向天线朝向室内覆盖,可以有效解决室内信号外泄和室外信号对室内的影响,如窗口处室内微小区和室外宏小区频繁重选/切换。
5.3 容量分析
本文根据室内分布建设的经验,提出两种TD-SCDMA室内覆盖容量估算方法。
1) 基于人口密度和用户密度估算方法。根据室内覆盖场景的人口密度,考虑渗透率,按一定 比例估算TD-SCDMA用户密度,通过KR算法估算出不同配置的小区所支持用户数,确定室 内覆盖站点小区配置和载频的配置。
2) 基于2G业务量(erl)估算方法。根据目前2G室内覆盖统计的业务量,按一定比列估算 TD-SCDMA业务量,在给定的业务模型下,确定室内覆盖站点小区配置和载频的配置。
5.3.1 基于人口密度和用户密度容量估算方法
当运营商不能提供时,中兴通讯根据室内分布建设的经验,提供了一套用户数估算的计算方法,详
由于运营商熟悉当地详细情况,所以建议运营商提供室内环境下的用户的数量和支持的业务。
见附录1:中兴通讯推荐的TD室内话务模型。
数据业务每用户平均流量为300bps
业务渗透率如下:
移动用户数(2G+3G)渗透率为70%,其中TD-SCDMA用户达到15%。
以下举例说明容量估算过程,取值如下:
单个小区3载频配置,也就是O3配置。
考虑到各时隙不能完成共享,采用KR算法:
网络负荷设计值为75%。
容量估算,单小区支持的用户数为:每小区支持约750用户
根据用户总数计算所需的小区数:假设TD用户数(考虑渗透率后)为1000,则需要小区 数为1000/750=1.33。向上取整后,容量估算需求小区数为2,也就说2O3配置
5.4 小区规划
5.4.1 小区规划思路
中兴通讯采用BBU+RRU多通道室内覆盖解决方案,TD-SCDMA系统室内覆盖的小区规划综合考虑
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容量和干扰,遵循满足容量、减小干扰的原则。同时,BBU+RRU的组网方式、BBU承载RRU的级联能力、单通道覆盖能力和小区隔离要求,是小区规划中必需考虑进去的重要因素。一般,估算容量后就可以确定小区数和小区配置,根据规划小区数,在设计方案中,综合考虑BBU+RRU组网方式,同时要保证小区间的隔离度尽量达到最大。
目前,中兴通讯BBU包括两种类型:ZXTRB322 和ZXTRB328,设备性能指标参见附录2:BBU主要性能指标。中兴通讯RRU包括两种类型:ZXTRR01 和ZXTRR04。主要性能指标参见附录3:RRU主要性能指标。
5.4.2 BBU+RRU组网小区划分方式
BBU+RRU组网需要遵循的原则,根据《中兴通讯TD工程项目指挥部技术通告RNS侧005号(20070524)——关于BBU,RRU组网限制的通告》,相关内容如下:
1) 1个小区的通道数≤8;
2) 1个小区所连接的光口数≤ 2;当1个小区连接的RRU分布在2个光口时,在每个光口上 该小区的RRU通道数之和≤4;
3) 1个光口支持最多5个R01级联;
1 个8 通道的智能天线小区 1个光口支持最多2 个R04级联;2 个R04可以组成:
4) 室内覆盖采用R04,R01混合配置时,1 个光口支持最多1 个R04 + 最多4个R01 的级联; 方式为:BBU先连接R04,R04 再级联R01,即BBU R04 R01………R01;
5) 1 个光口的容量为24AC(载波天线);1个光口连接多个小区时,所有小区占用的IQ容量 之和≤24AC。
6) 中兴通讯BBU+RRU组网方案,根据实际场景选择合适的BBU和RRU,组网方式灵活,具体 如下。
5.4.2.1B322+R01 组网方式
B322一共提供3对光接口,每对光接口最级联5个R01。
分区方式:1~8个R01可以组成一个小区。B322+R01组网方式下,支持1,2,3,4,5,6,7,8个R01配置为1个小区,小区划分十分灵活。
B322+R01 组网方式推荐如下:
1) 一个小区、一对光口下挂R01,配置如下:
一个小区,一对光口下的R01的配置 |
图30BBU+R01 组网方式1
2) | 一个小区、二对光口下挂R01,配置如下: |
一个小区,二对光口下的R01的配置
|
一个小区,一对光口下的R04的配置
|
5.4.2.4B328+R01组网方式
B328满配,总共可提供24对光接口,每对光接口级联5级,5个R01。
分区方式:1~8个R01可以组成一个小区。B328+R01模式下,支持1,2,3,4,5,6,7,8个R01配置为个小区,小区划分十分灵活。
B328+R01组网方式推荐同B328+R01组网方式。
B328+R01组网方式可应用于大型场馆和楼宇容量需求很大的室内覆盖场景。
5.4.2.5B328+R04组网方式
B328总共可提供24对光接口,每对光接口可级联2级,级联两个R04。一个B328最多可以连接48个R04。
B328+R04用于室内覆盖时,其分区方式主要是:
一个R04作为一个小区
两个R04作为一个小区。
因此B328+R04用于室内覆盖目前中兴通讯的R04不支持同一R04的不同通道划分为多个小区,
支持4通道一小区或8通道一小区。
量需求很高的大型室内场景。 B328+R04主要应用于室外宏覆盖。也可以用于机场、火车站、室内体育场馆、展览中心等容
B328+R04组网方式推荐如B322+R04 组网方式。
5.4.2.6 B328+R04+R01组网方式
式推荐同B322+R04+R01组网方式。
5.4.3 几种典型场景小区规划
根据目前TD-SCDMA网络建设的经验,总结出以下几种场景的小区规划建议。
5.4.3.1大型体育场馆看台覆盖小区规划
大型体育场馆室内无线信号传播为视距传输,能量以直达径为主。室内覆盖在缺少智能天线和良好的空间隔离,小区间的干扰较严重,应综合考虑容量和干扰,合理规划小区。
针对不同的小区规划,在沈阳奥体中心做了相关测试,不同组网方式的容量和干扰情况可以参见下表,限于篇幅,只列出部分参数。
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|
同频2 小区 | 8 | -11.2 | 84.57% | -105.1 |
同频4 小区 | 4 | 5.7 | 92.42% | -89.7 |
同频8 小区 | 2 | 10.5 | 93.11% | -83.5 |
注:此处的容量是指在特定的组网方式下,单小区单时隙的极限容量。
由上表对比可知,多种组网方式下异频4小区组网容量能够达到最大值,UE发射功率和TCP较好,异频4小区组网方式能够得到容量与功率的相对平衡,可以认为是最佳的组网方式。 下表例举部分主要大型体育场馆基本参数。
序号 | 场馆名称 | 座席数 | 建筑面积 | 场馆看台尺寸(m×m) |
1 | 国家体育场 | 91000 | 25.8 | 280×260 |
2 | 奥体中心体育场 | 40000 | 3.7 | 200×200 |
3 | 工人体育场 | 60,000 | 8 | 280×215 |
4 | 沈阳奥体馆 | 60,000 | 10.4 | 280×230 |
从上表可以看出,大型体育场馆物理尺寸大体相当,因此,各场馆的具体建设方案可以参考异频4小区的组网方案,并结合各场馆的具体尺寸、天线类型及天线挂高,进行必要的调整。
5.4.3.2楼宇室内覆盖小区规划
楼宇的小区规划建议将楼宇的低层与高层单独划分小区。将低层小区与出口处的室外宏小区配
宏小区对室内高层覆盖的影响。
5.4.3.3 电梯覆盖小区规划
电梯覆盖一般贯穿整个楼层,一般在1F进出电梯用户最多,建议将电梯覆盖与1层的小区划分为同一小区,电梯内部不设置切换区,减少切换,保证网络KPI。
5.4.3.4地铁覆盖小区规划
地铁覆盖主要以语音业务为主,小区规划主要是考虑切换带的设置,目前切换带得设置主要有两种方式:
方案1:地铁覆盖切换区设计在隧道中间;
方案2:切换区设置在站台附近的隧道口处;
两种方案的对比:
方案1优点:切换区设置在隧道中间,信号外泄小;列车行进中在线用户少,减少切换用户。 方案1缺点:列车行进速度较快,切换区更大;如果同频组网,隧道切换区形成同频干扰区。
方案2 优点:切换区更小;
方案2缺点:切换区在站台附近的隧道口,实际工程施工需要精确确定位置,避免信号大幅度渗透到站台上,产生乒乓切换区。
.专业.专注.
建议切换区设置在站台附近的隧道口处,减小切换区,增加RRU覆盖距离。并确保在工程实施
中,精确定位切换带在隧道口以内,避免信号大量渗透到站台上,在站台产生乒乓切换。 如需把切换区域设置在隧道内部,建议异频组网,异频切换。
确定切换带设置方式,可以更根据BBU+RRU组网能力,确定小区划分情况。由于地铁内业务量相对较小,单小区在隧道内的覆盖距离尽可能远。
5.4.3.5隧道覆盖小区规划
一般的隧道规划成单小区,避免隧道内切换,如果隧道较长,由于BBU+RRU组网限制需要规划多小区时,需要预留足够的切换带,满足隧道内的切换要求。
隧道内的覆盖和地铁覆盖情况相似,主要考虑的出入隧道口的切换带设置。隧道内的需要预留足够大的切换带。出入口处,原小区的无线信号衰减较快,切换容易产生掉话,需要在出入口安装定向天线,做隧道口外的覆盖,把切换带设置在隧道外,提高隧道口外的宏小区和隧道内微小区的切换成功率。
5.5 频点规划
小区频点规划主要原则是避免邻小区主载频同频,邻小区TS0同频将会导致PCCPCH_C/I降低,
点同频。
不能满足起呼和通话要求。小区密集的区域,保证邻小区主载频不同频时,还需要尽量避免业务频
5.5.1
F9F7F8
F8F9F7
F5F6F4 F6F4F5
F7F8F9
F7F8F9 F8F9F7
F9F7F8 F4F5F6
图35TS0三复用和TS0六复用,业务频点二复用
5.5.2 频点规划案例
5.5.2.1 大型体育场馆频点规划
在大型体育场馆缺少智能天线和良好空间隔离的条件下,干扰主要来自于第一邻小区,因此,
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第一邻区应尽可能采用异频组网。一般情况下频点规划如下图所示,看台一圈的小区频点规划,TS0
交叉6复用,业务频点交叉2复用。
总的来说,应选择频率复用能力强的组网方案,以提高场馆内系统总容量。
台台
CELL4
F6F4F5
台台
CELL 1 | CELL 3 |
台台
CELL2
F4F5F6
台台 |
|
图37楼宇场景下频点规划
电梯与一楼同小区,因此一楼小区的主载频频点,无法在其它楼层的小区主载频复用,导致TS0
频点可能不够复用。这种情况下,在电梯封闭性很好的情况下,可以将电梯单独使用F4F5F6来规划,
其他楼层使用F7F8F9 进行TS0 3 复用,满足频率规划要求。
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5.5.2.3地铁场景频点规划
地铁场景小区较少,可以充分利用TS0复用进行多小区组网。频点规划遵循TS03 复用的原则。
5.6 码资源规划
TD-SCDMA的码资源规划包括两点:下行同步码的规划和复合码的规划。32个下行同步码两两之
间存在相关性的差异,因此对相邻小区和码的复用距离要进行合理规划;复合码是扰码和扩频码的
乘积,不将相关性很强的码分配在覆盖区交叠的相邻小区或扇区。室内覆盖的扰码规划考虑室内小
区间扰码相关性,同时还要兼顾室外邻区的扰码相关性,室内外综合考虑进行码资源规划。
1) 室内、外异频组网时,室内、外小区可以独立规划扰码。
2) 室内、外同频组网时,需要结合室外宏小区进行扰码规划。
3) 室内小区之间,进行小区扰码规划时,不将相关性很强的码分配在交叠的相邻小区或扇区。
需要满足以下原则:
相邻小区不能使用同频同码字
相邻小区不能使用同频同码组
邻区的邻区不能采用同一个扰码和同码组
相邻小区的不能出现零时延重码
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6 | 多系统合路系统分析 |
6.1 | 多系统合路类型 |
单个运营商多网合路系统,如:GSM/TD-SCDMA/WLAN,一般新建室内覆盖站点和原GSM室内
覆盖站点改造需要考虑的共站的互干扰情况。因为这类系统所需要接入的系统相对较少,互干扰
情况相对简单,可以采用多网合路器直接进行合路。
多个运营商多网合路系统,如:GSM/CDMA/PHS/WCDMA/TD-SCDMA/WLAN,特殊建设的室内覆盖
站点如:会馆、地铁、机场等室内覆盖的重点和热点区域,由于环境限制,众多室内覆盖系统一
并建设难以解决天线间互相干扰与有效覆盖等问题,同时这类系统所需要接入的系统相对较多,
各系统间的互干扰比较复杂,可以采用多网合路器或者是POI系统进行合路。
6.2多系统合路互干扰分析
多网合路系统共用基于系统间互干扰理论分析以及验证,干扰分为干扰源产生加性噪声干扰、
引起被干扰接收机的阻塞和互调干扰。解决干扰的措施是降低干扰源的功率、采用隔离的方法。
常用的隔离方法是空间隔离和增加滤波器隔离。系统应用中,采用MCI(POI)平台进行合路,达
行异系统的合路。
到多系统间隔离度的目的。MCI(POI)由电桥和合路器组成,电桥进行制式系统的合路,合路器进
6.2.1
图38接收机原理图
系统干扰的总体理解就是干扰源对被干扰接收机产生的干扰。干扰从理论上来讲大致可以分
为四类:
加性噪声干扰:干扰源在被干扰接收机工作频段产生的噪声,包括干扰源的杂散、噪底、
发射互调产物等,使被干扰接收机的信噪比恶化。
交调干扰:当多个强信号同时进入接收机时,在接收机前端非线性电路作用下产生交调
产物,交调产物频率落入接收机有用频带内造成的干扰,称为接收机交调干扰。交调干
| 扰主要由三阶交调引起。 | |
的干扰,称为阻塞干扰。 |
|
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ACS邻道干扰:在接收机第一邻频存在的强干扰信号,由于滤波器残余、倒易混频和通
道非线性等原因,引起的接收机性能恶化,称为邻道干扰。
6.2.2互干扰解决措施
解决干扰的措施是降低干扰源的功率和采用隔离的方法,常用的隔离方法是空间隔离和增加
滤波器隔离。
降低干扰源的功率,使得两个系统不产生干扰
空间隔离,对解决加性噪声干扰和接收机阻塞以及互调干扰都是有效的。隔离的大小取
决于各个干扰需要的最大隔离度
对于加性干扰,可以在发射机端增加滤波器,抑制杂散、噪底以及发射互调产物,降低
干扰。
对于接收机阻塞、交调干扰,可以在被干扰系统端增加滤波器,抑制带外强信号的功率,
降低干扰。
对于接收互调干扰,可以通过网络优化,避免三阶互调产物落入被干扰频段。
室内分布系统间干扰的研究需要考虑干扰源系统和被干扰系统是否同属于一个运营商,这对
于系统间干扰解决方法的选取有非常重要的意义,涉及到运营商间协调、工程难度和建设成本等
多个问题,以下将据此进行分类描述。
频段包括了新系统的工作频段,干扰源与被干扰系统属于同一个运营商的情况下,则可以采用合路器隔离的方法消除干扰,如果原有覆盖系统所使用无源器件的工作充分利用原有网络资源,6.2.2.1 干扰源与被干扰系统属于同一个运营商 |
图39两系统基站共室内分布系统示意
被干扰基站和干扰源基站共室内分布时,为降低网络建设成本,通常采用共天馈的方式,实
际上是通过特定的合路器器件将两系统进行信号合并和干扰隔离的,合路器中包含两个滤波器:
1、与干扰源基站相联的滤波器,对于下行,用于降低发射机的带外杂散干扰;对上行来说,
用于滤除对干扰源接收机来说是干扰的带外信号,这些干扰信号频点集中在被干扰系统的下行频
段。
2、与被干扰基站相联的滤波器,用于滤除对被干扰基站接收机来说是带外的阻塞干扰信号,
这些干扰信号频点集中在干扰源系统的下行频段,同时用于降低发射机的带外杂散干扰。
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6.2.2.2干扰源与被干扰系统属于不同运营商
干扰源与被干扰系统不属于同一运营商时,应坚持首先考虑协调的原则。在保证网络质量的
前提下,工程难度、成本以及业主意见也是值得考虑的,运营商间同各协调可达成协议的话,采
用共室内分布系统或者对干扰源进行改造,将会是双赢的局面。
如果运营商间协调不一致,只能单方面对被干扰基站进行调整。建议采取如下方案:
被干扰基站加装滤波器方案
单方面给被干扰基站加滤波器可以解决阻塞干扰问题,如果系统间存在杂散和交调干扰,则
需要采取其他方式规避干扰。
干扰源与被干扰系统分天馈方案
分天馈系统时,除了被干扰系统加装带通滤波器规避阻塞干扰,其他干扰形式就必须依靠天
线间的空间距离来增加系统间隔离度,实际场景中主要是水平隔离。通过理论分析和测试确定的
系统间隔离度要求,加上两系统室内天线的增益,可以计算出规避干扰对空间隔离的要求。
目前国家无委电磁辐射安全标准中对室内分布系统天线口的发射功率有具体的要求(一般天
线口发射功率<15dBm),因此实际上两系统收发设备间的干扰分析应该以此为基础(不应以满功
率发射时的干扰分析为准)。
空间隔离结合加装滤波器方式可以基本解决一般的互干扰问题,但是变更覆盖天线的位置必
然会影响规划的覆盖效果,因此我们建议尽量通过运营商间的协调对干扰源和被干扰系统双管齐
下进行处理,解决干扰问题。 |
| |
6.2.3 | 系统间隔离度要求 | |
|
[说明]:
1、虽TD在室内覆盖中可能采用单通道分别覆盖不同楼层的方式,但是设备本身的灵敏度是
没有变化的,因此干扰分析依然以协议规定的-110dBm灵敏度为基础。
2、室内分布系统中的主要干扰源来自PHS和WLAN设备,通常在楼层中与其他系统合路,因
此干扰信号会经过一定的衰减才到达被干扰设备。根据工程经验,各系统间隔离度最大保证80dB
已经足够。
6.2.4系统间隔离距离要求
TD-SCDMA可能与不同的系统共室内分布,那么其他不共分布系统但是共室内的系统,就需
要与TD-SCDMA系统覆盖天线保证一定的隔离距离以规避干扰,具体要求如下:
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天线口发射功率15dBm时,考虑全向天线增益3dBi,理论上需要的隔离距离如下:
隔离距离要求(m) | GSM | DCS | CDMA | PHS | WLAN | TD |
WCDMA | 有距离即可 | 有距离即可 | 4.5 | 7 | >10 | 1.5 |
GSM |
| 有距离即可 | 1 | 9 | >10 | 有距离即可 |
DCS |
|
| 1 | 5 | >10 | 有距离即可 |
CDMA |
|
|
| >10 (实际干扰很小) | >10 | 3 |
PHS |
|
|
|
| >10 | >10 |
WLAN |
|
|
|
|
| >10 |
可以看出,TD系统与PHS和WLAN系统的隔离要求较高,与WCDMA,GSM,DCS,CDMA的隔离要求较低。不过结合现实情况考虑,在我们分析的系统中没有一个可能是属于单独运营的,比如中国移动可能建设TD(WCDMA)/GSM/DCS/WLAN共室内分布,中国联通建设CDMA/GSM/DCS共室内分布,中国电信或者网通建设WCDMA(TD)/PHS/WLAN共室内分布。因此室内分布系统中的每个信源的发射信号都经过了一个合路器的通带滤波之后再进入覆盖天线系统,其带外杂散水平相应的都降低了一定程度。因此实际情况下对隔离距离的要求非常低。
根据实际工程经验,我们建议:理论情况下隔离要求很高的系统保证与其他系统的全向天线间水平距离保证在2~3m左右即可。如果各室内分布系统中的合路器隔离度指标好,隔离距离要
6.3多系统合路的系统设计求还可以继续降低。
6.3.1系统共存
PHS和TD-SCDMA均为TDD制式,在室内分布系统中,经常有干线放大器应用,因而在系统多网合一时,需要保证TDD系统干放内部检波电路正常工作,避免其他系统干扰TDD系统的干放。各系统之间的隔离度需满足要求,使各系统之间不受干扰。
6.3.2容量匹配
根据覆盖区所提供的业务容量选择相应的信号源,各系统提供的业务和承载的用户数不同,需要分别进行设计。容量估算的目的是根据规划各室分系统的业务模型和业务量需求,估算出各系统满足容量大致所需的小区数目和载波配置。
在室内分布系统的规划阶段,是选取宏蜂窝、微蜂窝还是直放站作为信号源,这个与对规划区域容量预算,以及相应设备的容量承载能力是有相当关系的。
6.3.2.1GSM 系统
GSM 为时分系统,一个时隙为一条物理链路。其中,业务信道数目与实际配置的信令信道的 |
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GSM 载频数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
业务的信令信道数 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 | 4 | 5 |
对应的业务信道数 | 6 | 14 | 21 | 29 | 36 | 44 | 51 | 59 |
容量(erl) | 2.27 6 | 8.201 | 14.0 4 | 21.0 4 | 27.34 | 34.68 | 41.19 | 48. 7 |
支持用户数/ | 91.0 4 | 328.0 4 | 561. 6 | 841. 6 | 1093. 6 | 1387. 2 | 1647. 6 | 194 8 |
6.3.2.2WLAN 系统
WLAN系统得系统容量与用户数量和用户带宽需求有关系,理论上AP只存在IP地址受限的
问题,而不存在用户数量受限的问题,但由于AP本身的和稳定性和网络承载能力的要求,建议
用户根据用户带宽和用户覆盖区域选择AP的数量,而不是单纯的考虑用户容量。
6.3.2.3TD-SCDMA 系统
同室外网络规划需要进行规模估算一致,TD-SCDMA室内分布系统也从覆盖和容量角度出发,
根据规划室分系统的覆盖目标、容量目标和质量目标,估算满足需求所需的配置和网络设备数量。
但是在具体的覆盖分析和容量分析的细节上,室内网络和室外网络是不一致的。主要表现为:
站点数量不同:室外网络的规模估算是成片站点共同参与进行的,而室内分布系统则是
单站点进行容量和覆盖分析的;
下,受限于天馈器件和工程实施,智能天线无法在室内分布系统中得以使用;
信号解调指标不同:智能天线和联合检测是TD-SCDMA系统的关键技术,但是室内环境
切换相关参数不同:室外宏小区使用了智能天线,可以实现接力切换;在室内分布系统
以其空旷程度进行区分传播特性。
6.3.3功率匹配
从中国移动、中国联通、中国电信、中国网通在建的室内分布系统分析,我们将多网合一室
内分布系统分TD-SCDMA与PHS/WLAN;TD-SCDMA与GSM/CDMA分别阐述。根据覆盖区所提供的业
务类型以及覆盖范围确定各系统在共用天线的发射功率,再经过反向链路预算,确定合路器合路
的匹配功率,链路预算需要考虑各系统不同的频率损耗以及各系统的灵敏度的影响。
TD-SCDMA与其他系统在室内环境中中路径损耗差见下表:
| 15 米路径损耗差(dB) |
TD-SCDMA——GSM900 | 10 |
TD-SCDMA——DCS1800 | 1.5 |
TD-SCDMA——PHS | 1 |
TD-SCDMA——WLAN | -1.5 |
边缘覆盖场强要求(95%覆盖率):
|
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GSM900 | ≥-85 dBm; C/I≥12dB |
CDMA800 | ≥-85dBm;Ec/Io≥-12dB |
PHS | -71 dBm |
WLAN | -75 dBm |
TD-SCDMA | 数据密集区域(满足PS384Kbps PS144Kbps PS64Kbps CS64Kbps) |
在多网合一室内分布系统中,天线端口的功率分配应考虑电磁辐射以及系统制式,依据覆盖受限的系统而定,因此建议15米覆盖区同覆盖时天线端口功率大致分配如下(根据业务不同,略有差异)下表TD-SCDMA(P-CCPCH)以语音电话(满足AMR12.2Kbps)为例:
| 端口功率差(dB) |
TD-SCDMA 比GSM900 高 | 10 |
TD-SCDMA 比CDMA800 高 | 11 |
TD-SCDMA 比DCS1800 高 | 1.5 |
TD-SCDMA 比PHS 高 | -13 |
TD-SCDMA 比WLAN 高 | -11 |
一般多系统合路,合路器匹配的功率范围大致如下:
| 端口功率 |
TD-SCDMA | P-PCCPCH:0~5dBm |
CDMA800 | Ec:0~5dBm |
PHS | 10~15dBm |
| |
上,因而对TD改造来说,需要根据GSM/WCDMA的边缘覆盖电平进行链路预算确定合路的位置。
6.4多系统合路设计指标
6.4.1TD-SCDMA 系统
按照不同区域对业务需求不同,根据需要提供的服务等级和规划目标可将目标覆盖区分为:重要区域(384Kbps高速数据密集区域):要求CS12.2K、CS64K、PS384K等业务的连续覆盖;
次重要区域、一般区域(128Kbps低速数据密集区域,64Kbps语音电话、可视电话密集区,数据业务低发区):要求CS12.2K、CS64K、PS128K、PS64K等业务的连续覆盖。
考虑到未来TD-SCDMA用户对现代化信息服务要求苛刻,对视频业务、高速下载等业务的综合考虑,我们在设计TD-SCDMA室内分布系统时希望对覆盖区域做CS12.2K、CS64K、PS384K业务的连续覆盖。
设计技术指标如下表所示: |
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6.4.2 |
掉话率:忙时话务统计掉话率<2%。
切换成功率:室内外小区和室内各小区之间的切换成功率大于98%。高层不同区域切换要求正常,进出切换区域5米内要求完成切换。
信号外泄:室内基站泄漏至室外10米处的信号强度应不高于-90dBm。
上行噪声电平:在基站接收端位置收到的上行噪声电平小于-120dBm/200kHz。
异常通话率:单通、串音等异常通话率为0。
无线覆盖边缘场强:室内≥-85dBm,根据室内外干扰情况而定。
根据国家环境电磁波卫生标准,室内天线的发射功率<10~15dBm/每载波;电梯井内天线发射功率<20dBm/每载波。
6.4.3WLAN 系统
信号覆盖电平:对有业务需求的楼层和区域进行覆盖。目标覆盖区域内95%以上位置,接收信号电平≥-75dBm。
信号质量:目标覆盖区域内95%以上位置,用户终端无线网卡接收到的下行信号C/I值应大于20dB。
数据速率:在目标覆盖区内,要求单用户接入时峰值数据传输速率不低于4Mbits/s,在多
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用户接入时数据传输速率不低于100kbits/s。并支持用户在覆盖区域内慢速移动。 信号外泄:室内WLAN信号泄漏至室外10米处的信号强度应不高于-75dBm。
时延要求:设计覆盖区域内ping该点信号最强的AP时延小于10ms;
包丢失率:在信号强度>-75dBm时,与AP无连接中断现象发生。在信号强度>-75dBm时,与AP间包重传率小于10%、包丢失率小于3%。ping测试站点丢包率不大于3%。
6.4.4CDMA 系统
1.无线覆盖边缘场强:Ec/Io>-12dB激活导频不超过3个,室内Rx≥-85dBm2.室外10米以外Rx≤-90dBm
3..对于电梯、楼梯间等边缘地区覆盖场强要求:Rx>-90dBm
4.覆盖区与周围个小区之间有良好的无间断切换
5.天线口的发射功率满足国家微波辐射一级卫生标准
6.4.5PHS 系统
1.无线信道的呼损率为5%
2.无线覆盖区内可接通率:要求在无线覆盖区内的90%的位置,99%的时间移动台可接入无线网络
3.无线覆盖区内场强:98%的区域室内信号≥40dBμV,室外和室内基站信号重叠区,能保
4.对于电梯、停车场等地区覆盖场强要求≥36dBμV证无乒乓效应等现象的发生
6.5原有GSM室内分布系统工程改造原则
确保原有网络(主要是GSM网络)在改造后仍能达到覆盖要求,尽量利用原分布系统的设备和器件,控制改造成本。
6.5.1覆盖分析
根据覆盖区所提供的业务类型以及覆盖范围确定各系统在共用天线的发射功率,再经过反向链路预算,确定合路器合路的匹配功率,链路预算需要考虑各系统不同的频率以及各系统的灵敏度的影响。
6.5.2设备共用分析
多网合一室内覆盖系统设备共用分析如下:
合路器需满足特定的指标,满足各系统间的隔离度要求;
功分器、耦合器、天线等共用器件需要满足共用系统的频带要求; 各系统独自使用的器件建议选用窄带器件,性能较好(例施主天线)
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6.5.3无源器件的更换
由于以前所建设的GSM室内分布系统中,所使用的无源器件(功分器、耦合器、天线)的工作频率范围大多为890~2000MHz,甚至只有890~960MHz,均不支持TD-SCDMA的工作频率1920~2170MHz,所以在进行原有GSM系统的改造时需要对天馈线系统中的无源器件进行更换。
考虑到WLAN系统的合路,故建议更换后的无源器件必须满足工作频率范围为800~2500MHz。
另在进行无源器件更换时还需注意其它技术参数,最好与更换前保持一致,如天线的增益,功分器耦合器的插损等。
6.5.4馈线的改造
现有的GSM室内分布系统中所使用的馈线大多为8D/10D/1/2〞,它们的100m衰耗对照下表:
|
考虑到在进行馈线改造所产生的馈线与接头的增加成本的控制,更换下来的1/2〞馈线与接头可以用于更换8D/10D馈线。
6.5.5电梯覆盖的改造
原八木天线由于增益高、方向性好、价格适中被广泛用于室内分布系统中对电梯的覆盖,特别是GSM900系统(平均每副天线可覆盖7层,有很高的性价比)使用最多。但受自身结构特点的限制,八木天线不能在890~2500MHz的宽频段内工作(衰减量太大,失去高增益的优势),所以进行TD-SCDMA改造项目时必须采取有效措施保证双网信号正常覆盖。
在电梯井道内安装不同频段的八木天线,如下图所示:
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GSM | 系统 | TD-SCDMA | 系统 | GSM | 系统 |
来自各自的有源设备
多网合 | 路系统 |
来自同一主干
图40电梯覆盖图
改造的一般情况下,将原八木天线替换为宽频段的定向壁挂天线(一般是双频段的:800~960MHz与1700~2500MHz),并加大天线密度,保证边缘区域足够的电平值。
如原电梯覆盖系统为采用吸顶天线进行电梯厅进行覆盖,则一般需更换吸顶天线即可。
6.5.6合路功率匹配
各系统的传输及空间衰耗都不相同,多系统合路时为了保证各系统覆盖区域达到同样的覆盖效果,需要考虑系统合路的功率匹配问题。
TD-SCDMA 信号比GSM900/1800信号自由空间衰耗大10dB/1.5dB,一般区域边缘场强要求TD-SCMA导频功率≥-85dBm、GSM功率≥-85dBm。故TD-SCDMA与GSM900共用天线,则TD-SCDMA
天线端口导频功率比GSM900天线端口功率高10dB;如TD-SCDMA与GSM1800 共用天线,则
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TD-SCDMA天线端口导频功率比GSM1800天线端口功率高1.5dB。TD-SCDMA的信号自由空间衰耗比WCDMA小1dB,基本相同。
在室内应用中,考虑射频馈缆的由于频率差异引起的损耗差,TD-SCDMA与其他系统在室内环境中中路径损耗差见下表:
| 路径损耗差 |
TD-SCDMA 比GSM900 高 | 10 |
TD-SCDMA 比DCS1800 高 | 1.5 |
TD-SCDMA 比WCDMA 高 | -1 |
覆盖场强要求(95%覆盖率):
| 边缘覆盖场强要求(dBm) |
GSM900 | -85 |
DCS1800 | -85 |
WCDMA | -90 |
TD-SCDMA | -85 |
合路器端口匹配差如下:
|
××大厦标准层每个楼层平面面积约为1200平方米,裙楼每层面积大约为3000平方米,共30层,总面积为52000平方米,楼层内部是框架结构,各个楼梯内部信号屏蔽严重。本次室内覆盖工程设计模拟现场实际环境,解决该大厦30层的GSM、TD-SCDMA的信号覆盖。
7.2设计原则和设计依据
本次系统设计具有良好的兼容性和灵活的扩展性,本方案组网设计采用GSM、TD-SCDMA两网合一架构,下面具体介绍“两网合一”系统的设计原则和设计依据:
7.2.1共用部分
1.共用部分所有无源器件(吸顶天线、功分器、耦合器)全部采用支持0.8-2.5GHz频段的器件,兼容GSM、TD-SCDMA系统;
2.采用专门定制的高性能频率合路器,有效抑制GSM、TD-SCDMA之间的干扰;
3.各系统信号接入设备均置于弱电井中,方便以后系统维护和扩展; 4.合理设计分布系统,减少合路节点,降低投资;
5.各系统只需在合路器口匹配相当的场强,即可完成等效覆盖。
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7.2.2TD-SCDMA 部分
1.TD-SCDMA信号源可以采用BBU+RRU;
2.主干设备均置于弱电机房,TD-SCDMA系统在弱电井内通过TG双频合路器接入; 3.假设整栋大楼TD-SCDMA用户为100,要实现CS64Kbps业务、PS128Kbps业务,只需要一个TD-SCDMA小区即可。
7.2.3GSM 部分
1.GSM信号源可以采用宏蜂窝、微蜂窝或直放站。
2.主干设备均置于弱电机房,GSM系统在弱电井内通过TG双频合路器接入。
7.3网络总体技术指标
7.3.1TD-SCDMA 网络满足以下技术指标
1.边缘覆盖电平:覆盖边缘电平PCCPCH_RSCP≥-85dBm
2.无线覆盖区内可接通率:要求在无线覆盖区内的95%的位置,99%的时间移动台可接入无线网络
3.呼叫建立成功率:语音≥95%,视频≥90%
7.3.2 GSM 网络满足以下技术指标 4.天线口的发射功率满足国家微波辐射一级卫生要求。
4.天线口的发射功率满足国家微波辐射一级卫生要求。
7.4设计依据
1.信息产业部(1999)649号《关于TD-SCDMA和DECT无线接入系统共用1.9GHZ频段频率台站管理规定的通知》
2.中华人民共和国通信行业标准YD5039-97《通信工程建设环境保护技术规定》
3.中华人民共和国通信行业标准YD5059-98《通信设备安装抗震设计规范》
4.中华人民共和国通信行业标准YD5068-98《移动通信基站防雷与接地设计规范》 5.世界卫生组织(WTO)与中华人民共和国GB9175-88《环境电磁卫生标准》,国标GB8702-88《电磁辐射防护规范》
6.国际布线标准ISO/IEC11801
7.中兴通讯室内覆盖设计规范和工程。
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7.5系统方案
7.5.1方案简述
大厦GSM采用宏蜂窝作为信源进行覆盖,TD-SCDMA采用BBU+RRU的作为信源在主干弱电井
与GSM系统进行合路覆盖。本大厦TD-SCDMA采用1台B322+7台R01进行整个大厦的覆盖,合
路方式均在R01射频端口后接双频合路器进行合路。
7.5.2方案系统原理图
BBU+RRU的拓扑图如下图所示:
B | C | |||||||||||
15米 | 40米 | 40米 | ||||||||||
R01-5 | R01-6 | R01-7 | D | |||||||||
B | 8F弱电井 | E | 16F弱电井 | F | 24F弱电井 | G | ||||||
B | ||||||||||||
U | 10米 | R01-1 | 5米 | R01-2 | 5米 | R01-3 | 35米 | R01-4 | A | |||
挂墙安装在7F机房 | 7F弱电井 |
| 1F弱电井 | |||||||||
系统原理图举例如下: |
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7.5.3 |
楼层天线位置分布图如下所示:
|
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|
图451F 天线位置分布图
|
图467~28F天线位置分布图
7.5.4配料清单
配料清单如下表所示:
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序号 | 设备名称 | 规格/型号 | 单位 | 数量 | ||
1 | 设计主机功率(台) | GSM | ZXRPT G91-005J/Y | 套 | 1 | |
2 | RRU | R01 | 台 | 7 | ||
3 | 馈线 | 7/8”普通馈线 | RF 7/8”Z | 米 | 100 | |
4 | 7/8”超柔馈线 | RF 7/8”SZ | 米 |
| ||
5 | 1/2”普通馈线 | RF 1/2”Z | 米 | 2500 | ||
6 | 1/2”超柔馈线 | RF 1/2”SZ | 米 |
| ||
7 | 接头 | 7/8”接头 | 个 | 6 | ||
8 | 1/2”接头 | 个 | 452 | |||
9 | 合路器(GSM&TD) | GSM&TD 台 | 7 | |||
10 | 功分器 | 宽频二路功分器 | ZXIB-BO2-M-2 | 只 | 64 | |
11 | 宽频三路功分器 | ZXIB-BO3-M-2 | 只 | 1 | ||
12 | 宽频四路功分器 | ZXIB-BO4-M-2 | 只 |
| ||
13 | 耦合器 | 5dB | ZXIB-CO-5-M-2 | 只 | 11 | |
14 | 7dB | ZXIB-CO-7-M-2 | 只 | 8 | ||
15 | 10dB | ZXIB-CO-10-M-2 | 只 | 13 | ||
16 | 15dB | ZXIB-CO-15-M-2 | 只 |
| ||
17 | 20dB | ZXIB-CO-20-M-2 | 只 |
| ||
18 | 3dB 电桥 | ZXIB10-PB | 只 | 2 | ||
19 | 40dB 基站耦合器 | ZXIB-CO-40-A-2 | 只 | 4 | ||
20 | 室内(外) | 吸顶天线 | 网 | 副 | 99 | |
21 | 壁挂板状天线 | 网 | 副 |
| ||
22 27 |
|
|
|
|
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28 | 避雷器 | ZXSH-BLQ | 只 |
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29 | PVC 管 |
| 米 | 200 |
8 | 附录 |
8.1 | 附录1:中兴通讯推荐的TD 室内话务模型 |
和2G系统的室内分布不同的是:在TD系统的室内分布系统中,需要考虑室内用户的数量、业务类型以及单用户话务量,以便采用相应的设备吸收室内话务,减少宏基站负担,提高用户满意度,同时降低运营商投资。
中兴通讯根据室内分布建设的经验,提出了一套各种场景用户数估算方法。
8.1.1 人口密度和用户密度估算 由于室内分布是针对精品区域的重点覆盖,与广覆盖的室外场景相比,主要有以下区别: 业务分布方面,室内分布场景的高端用户比例较高,数据业务需求相对较大;
.专业.专注.
用户密度方面,室内分布的用户密度普遍高于70000用户/km2,对应于室外密集城区的最高情况;
用户渗透率:室外用户渗透率在5%(农村)-34%(密集城区)之间,室内分布的用户渗透率在30%-50%之间,同样高于室外密集城区的一般情况。
下表给出了不同室内场景下的人口密度和用户密度的估算方法,其数据参考了国外提供的资料和国内的工程经验并统一按高峰时段给出,这里的用户指TD用户。
人口密度和用户密度的估算方法
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8.1.3 | 语音业务 |
考虑到语音业务是3G的最基本业务,所以不同室内场景下的语音业务渗透率同室外一样,均设定为100%。
下表分别给出了不同场景室内语音业务的单用户话务量及话务量密度(结合用户密度,以1000m2为基本单位)。考虑到体育馆在重大比赛前和比赛休息阶段、民航机场在候机时段和航班到港时段,语音话务量会出现高峰,因此其单用户话务量按室外密集一类的最高值给出;相较而言,商场超市、宾馆酒店、娱乐场所的话务量稍低,按室外一般城区给出;
而地下停车场的话务量则按照室外的交通干线给出。
室内覆盖的语音业务模型如下表所示:
场景 | 用户密(用户/1000m2) | 业务 | 每用户话务量(Erl/BH) | 话务量密度 |
写字楼 | 21 | 100% | 0.02 | 0.420 |
商场超市 | 20 | 100% | 0.02 | 下载高 |
会展中心 | 23 | 100% | 0.03 | 0.690 |
会议中心 | 69 | 100% | 0.03 | |
.专业.专注.
室内体育场馆 | 69 | 100% | 0.045 | 3.105 |
民航机场 | 14 | 100% | 0.045 | 0.630 |
宾馆酒店 | 1.4 | 100% | 0.02 | 0.028 |
娱乐场所 | 33 | 100% | 0.02 | 0.660 |
地下停车场 | 4.375 | 100% | 0.015 | 0.066 |
[注]:宾馆的吞吐量以10客房为单位。
8.1.4可视电话
下表是可视电话的单用户话务量及话务量密度,其单用户行为特征均参考语音业务。室内覆盖的可视电话业务模型如下表所示:
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业务渗透率:在室内有数据业务需求的场景,其渗透率在30%-50%之间,而室外场景最高为50%;
单用户吞吐量:室外密集一类的单用户平均吞吐量为0.81kbps/忙时,而室内的各种场景中,只有娱乐场所按此值定义,其它场景考虑较高的数据需求,均按其三倍取值。另外,对于数据业务,其上下行流量的比例为1:4。
对于单用户吞吐量较高的几种典型场所主要基于如下考虑:
会展中心/会议中心:新闻中心存在大量数据业务需求,个人用户也会有文件即时传送的数据业务要求;
室内体育场馆:新闻中心存在大量数据业务需求,个人用户会有即时图片传送等数据业务要求;
民航机场:在候机时,会有WWW浏览、Internet接入、收发E-mail等的数据要求;宾馆酒店:存在WWW浏览、Internet接入、收发E-mail、FTP等数据要求。
室内覆盖的数据业务模型如下表所示:
场景 | 用户密(用户 /1000m2) | 业务渗透率 | 每用户吞吐量(kbps/BH) | 总吞吐量 | (kbps/BH/1000m2) |
写字楼 | 21 | 30% | 2.442 | 12.821无 | 印10.256 |
.专业.专注.
商场超市 | 20 | 2% | 0.814 | 0.326 | 0.260 |
会展中心 | 23 | 30% | 1.628 | 11.233 | 8.987 |
会议中心 | 69 | 50% | 2.442 | 84.249 | 67.399 |
室内体育场馆 | 69 | 30% | 1.628 | 33.700 | 26.960 |
民航机场 | 14 | 40% | 1.628 | 9.117 | 7.293 |
宾馆酒店 | 1.4 | 50% | 2.442 | 1.709 | 1.368 |
娱乐场所 | 33 | 10% | 0.814 | 2.686 | 2.149 |
地下停车场 | 4.375 | 0% | 0 | 0.000 | 0.000 |
注:写字楼业务渗透率取30%;宾馆的吞吐量以10客房为单位。
8.2附录2:BBU主要性能指标
中兴BBU包括两种类型:ZXTRB322 和ZXTRB328。主要性能指标如下:
8.2.1B328 主要性能指标
B328主要性能指标如下:
ZXTRB328 主要系统指标
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ZXTRB328 结构参数
机架部分 | 130 kg |
满配机架总重量 | 170 kg |
机架尺寸 | 1200mm×600mm×600mm(H×W×D) |
ZXTRB328 电气特性
工作电源 | -48V(-40V~-57V)DC |
满配最大功耗 | 300W(S333 配置)/400W(S666 配置) |
B328环境要求如下:
| 温度范围:-5℃~40℃。 |
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湿度范围:5%~ 95%。 | ||
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气压范围 70 ~ 106 kPa。 | ||
| ||
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.专业.专注.
8.2.2B322 主要性能指标
B322主要性能指标如下:
ZXTRB322 主要系统指标
双工方式 | TDD |
载波带宽 | 1.6MHz |
码片速率 | 1.28Mcps |
最大容量 | 6 载扇(扩展支持12 载扇) |
Iub 物理接口 | 支持2 对STM-1,或8 对E1/T1 接口 |
支持的RRU 及接口 | 支持3 对1.25G 光接口 |
ZXTRB322 结构参数
重量 | 9 kg |
尺寸 | 88.1mm×482.6mm×330mm |
ZXTRB322 电气特性
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| 气压范围 70 ~ 106 kPa。 |
8.3 | 附录3:RRU 主要性能指标 |
中兴RRU包括两种类型:ZXTRR01 和ZXTRR04。主要性能指标如下:
8.3.1R01 主要性能指标
R01主要性能指标如下:
ZXTRR01 主要系统指标
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.专业.专注.
接收机灵敏度 | -113dBm(单通道); |
输出频率稳定度 | ± 0.05ppm; |
物理接口 | 主光接口、级联光接口、天线接口、电源接口、干放同步接口、监控接口、干节点接口 |
ZXTRR01 结构参数
总重量 | 8kg |
外形尺寸 | 320mm×300mm×136mm(长×宽×厚) |
ZXTRR01 电气特性
工作电源 | 220VAC(130V-300V,45Hz-65Hz) |
功耗 | 60W(满配置) |
.专业.专注.
8.3.2 | R04 主要性能指标 |
R04主要性能指标如下:
ZXTRR04 主要系统指标
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.专业.专注.