??? 廣東省電信規(guī)劃設計院有限公司移動通信咨詢設計院?

??? 根據(jù)用戶的生活習慣和數(shù)據(jù)業(yè)務的行為分析，絕大多數(shù)的3G業(yè)務將會發(fā)生在室內，室內覆蓋的完善是3G取得成功的關鍵因素之一。本文從介紹TD-SCDMA室內覆蓋系統(tǒng)組成、特點及典型場景入手，分析了TD-SCDMA系統(tǒng)室內外站點協(xié)同覆蓋應把握的關鍵問題，給出了室內外站點協(xié)同優(yōu)化的策略。

??? 一、引言

??? 眾所周知，豐富多彩的數(shù)據(jù)業(yè)務和多媒體業(yè)務將是3G業(yè)務的重點。根據(jù)用戶的生活習慣和數(shù)據(jù)業(yè)務的行為分析，絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務將會發(fā)生在室內。由目前2G/2.5G網(wǎng)絡的運營經(jīng)驗可知，移動用戶的60%也分布在室內。NTTDoCoMo的統(tǒng)計數(shù)據(jù)也表明，3G室內業(yè)務量占到網(wǎng)絡總業(yè)務量的69.7%，主要原因在于室內提供舒適的環(huán)境，用戶的等候時間也大多在室內消磨，他們也更喜歡在室內使用視頻電話、游戲等高速數(shù)據(jù)業(yè)務。所以就以上幾方面而言，室內覆蓋對3G來講有著更多的重要性，而且在現(xiàn)有網(wǎng)絡覆蓋情況已經(jīng)比較完善的情況下，用戶會要求3G有更完善的網(wǎng)絡覆蓋，這樣用戶才會考慮使用3G網(wǎng)絡。因此，提高室內覆蓋能力，不僅可以給用戶帶來更好的業(yè)務使用體驗，還可以分散用戶過于密集地區(qū)的網(wǎng)絡壓力，更可以與其他運營商的網(wǎng)絡爭奪室內話務量?？梢钥隙ǖ氖?，室內覆蓋的完善是3G取得成功的關鍵因素之一。

??? 目前，TD-SCDMA試驗網(wǎng)的建設正在如火如荼地進行中。但是由于我國目前還沒有真正意義上的TD商用網(wǎng)絡，在TD-SCDMA室內覆蓋方面也尚處于探索階段，因此在這種形勢下，研究如何協(xié)調室內外站點的信號、平衡室內外覆蓋，使網(wǎng)絡性能更加優(yōu)化的問題，對提高TD-SCDMA網(wǎng)絡質量有著至關重要的作用。本文從介紹TD-SCDMA室內覆蓋系統(tǒng)組成、特點及典型場景入手，分析了TD-SCDMA系統(tǒng)室內外站點協(xié)同覆蓋應把握的關鍵問題，給出了室內外站點協(xié)同優(yōu)化的策略。

??? 二、TD-SCDMA室內分布系統(tǒng)

??? 1．TD-SCDMA室內分布系統(tǒng)的組成

??? 與傳統(tǒng)的室內分布系統(tǒng)類似，TD-SCDMA的室內分布系統(tǒng)也主要由兩部分組成：信號源和分布系統(tǒng)。信號源即提供小區(qū)信號的設備，主要包括宏基站、微基站、射頻拉遠基站或直放站等幾種類型；分布系統(tǒng)包括傳輸介質、元器件和天線：傳輸介質有同軸電纜、光纖、泄露電纜等，信號在傳輸介質中傳輸，有時根據(jù)覆蓋的需要還要通過放大設備對信號進行放大；元器件包括干線放大器、功分器、耦合器、合路器等；天線是室內分布系統(tǒng)發(fā)射和接收信號的部分，分為全向天線和定向天線，出于室內傳播環(huán)境和工程上的考慮，智能天線暫未引入到室內分布系統(tǒng)覆蓋中，TD-SCDMA室內分布系統(tǒng)可與其他系統(tǒng)共用相同的天線器件。

??? 典型的TD-SCDMA室內分布系統(tǒng)示結構如圖1所示。

??? 2．TD-SCDMA室內分布系統(tǒng)的特點

??? 雖然在系統(tǒng)組成上TD-SCDMA室內分布系統(tǒng)與其他通信體制的室內分布系統(tǒng)類似，但也有以下獨特的特點。

??? （1）TD-SCDMA室內分布系統(tǒng)不使用智能天線，系統(tǒng)覆蓋、容量和質量均受到影響。業(yè)務信道沒有下行鏈路賦型增益，同室外覆蓋方式相比，業(yè)務信道下行功率要低6dB～8dB。由于缺少智能天線，上行干擾也得不到很好的控制。

??? （2）公共信道和業(yè)務信道的覆蓋分開考慮。由于室內業(yè)務信道沒有智能天線賦形增益，因此它是一個業(yè)務信道覆蓋受限系統(tǒng)。TD-SCDMA的導頻功率可以根據(jù)要求靈活設置，而不是固定值。

??? （3）各業(yè)務覆蓋基本一致。TD-SCDMA系統(tǒng)的呼吸效應不明顯，對各種速率的業(yè)務基本實現(xiàn)同徑覆蓋。

??? （4）支持不對稱數(shù)據(jù)業(yè)務，可根據(jù)上、下行業(yè)務量調整時隙配置。

??? （5）工作頻段高、損耗大，信號室內傳播能力差，深層覆蓋難度大。

??? （6）為減少室內、室外干擾，室內、室外更適于采用異頻組網(wǎng)方式。

??? （7）在室內分布區(qū)域向室外覆蓋區(qū)域移動時，不能采用接力切換，只能選擇硬切換。

??? （8）需控制系統(tǒng)設備時延。TD-SCDMA基站覆蓋最大半徑為11.25km，這就要求室內分布系統(tǒng)中繼設備不能有大的傳輸時延，以保證下行鏈路之間互不干擾。

??? （9）采用上行同步技術，對直放站和干放的技術要求提高。

??? （10）大部分信源需要引入單獨的GPS天線，并選擇合適的位置進行安裝。

??? 3．典型TD-SCDMA室內分布系統(tǒng)解決方案

??? TD-SCDMA的室內分布系統(tǒng)設計和建設，應根據(jù)覆蓋目標、服務類型、工程成本等方面的要求合理選取適當?shù)男盘栐?、元器件和傳輸介質。根據(jù)應用場景的不同，可靈活使用不同的方案來達到覆蓋需求和容量需求的完整統(tǒng)一。

??? 下面就介紹幾種典型的TD-SCDMA室內覆蓋系統(tǒng)解決方案。

??? （1）微蜂窩＋干線放大器＋室內分布系統(tǒng)，時隙上下行非對稱分配

??? 該方式采用獨立的基站系統(tǒng)，可以獨立承載話務量，并能分擔宏小區(qū)話務。該方式雖然需要傳輸和供電設備，但是實施簡單，更重要的是能夠提供更多的網(wǎng)絡資源，可以靈活結合具體室內分布系統(tǒng)來實現(xiàn)室內覆蓋。因此，該方式通常應用于面積比較大或者人流量比較大、話務量比較高、數(shù)據(jù)業(yè)務占有一定比例的室內覆蓋區(qū)域，如寫字樓、高檔酒店或會展中心等。

??? （2）微蜂窩＋室內分布系統(tǒng)，時隙上下行對稱分配

??? 對于居民住宅區(qū)等以話音為主的中小面積樓宇，可采用該方式，獨立承載話務的基站系統(tǒng)可保證話音業(yè)務的高質量和穩(wěn)定性，因數(shù)據(jù)業(yè)務不多，因此時隙上、下行對稱分配即可。

??? （3）射頻拉遠基站采用室內、室外混合覆蓋

??? 該方式的優(yōu)點在于建設成本低，室外基站的基帶部分可以同時處理室內和室外的話務量，無需嚴格的機房和建站條件，同時可靈活地結合具體的室內覆蓋系統(tǒng)，并且配置和實施十分靈活。缺點在于要仔細核算基站的基帶所能承載的處理能力，同時遠端無線接入設備需要獨立的傳輸和供電設備。

??? （4）直放站＋室內分布系統(tǒng)

??? 該方式實施簡單，但因為沒有提供新的網(wǎng)絡資源，該方式適用于話務量較低的建筑。同時，它還需要保證直放站接收和發(fā)射天線之間的隔離度。對于地下室、停車場等強調覆蓋而非容量的建筑，直放站是不錯的選擇。

??? 三、TD-SCDMA室內外協(xié)同覆蓋及優(yōu)化策略

??? 1．TD-SCDMA室內外協(xié)同覆蓋

??? 眾所周知，室外網(wǎng)絡的覆蓋是連續(xù)的，而室內網(wǎng)絡的覆蓋則是離散的。連續(xù)覆蓋的室外網(wǎng)絡和離散分布的室內網(wǎng)絡共同完成了全網(wǎng)整體的覆蓋。因此針對特定的一片區(qū)域，必須將離散的室內覆蓋與室外網(wǎng)絡特定的環(huán)境結合起來，實現(xiàn)真正的室內外協(xié)同的覆蓋。

??? （1）室內覆蓋區(qū)域選擇

??? 在TD-SCDMA網(wǎng)絡建設中，室內環(huán)境將成為運營商重點考慮的信號覆蓋區(qū)域，要做好TD-SCDMA網(wǎng)絡室內外協(xié)同覆蓋，首先必須選擇合適的室內覆蓋區(qū)域，建立綜合考慮室內外覆蓋平衡的網(wǎng)絡結構。

??? TD-SCDMA室內覆蓋系統(tǒng)的建設應根據(jù)覆蓋等級、話務等級，結合市場發(fā)展策略，確定建設優(yōu)先級，分批建設。對無法利用室外基站信號達到室內良好覆蓋以及對業(yè)務需求大的公共場所，應優(yōu)先安排建設。

??? 根據(jù)權威調查公司的影響力模型分析結果，對于新的移動通信產(chǎn)品，年輕人、白領商務人士的態(tài)度對其他人群是否使用該產(chǎn)品的影響力最大。對于新運營商，要擴大品牌效應，應有針對性地對年輕人、商務白領人士經(jīng)常活動的場所優(yōu)先覆蓋。優(yōu)先覆蓋的原則如下。

??? 從建筑物的性質考慮：大型公共場所、重要辦公樓優(yōu)先。

??? 從話務量角度考慮：高業(yè)務量區(qū)域、人流量大的區(qū)域優(yōu)先。對擁有二代網(wǎng)絡的運營商而言，應優(yōu)先考慮2G／3G需求有交集的建筑?？筛鶕?jù)2G網(wǎng)絡的話務量來分析3G的需求。

??? 從覆蓋角度考慮：根據(jù)2G的經(jīng)驗，樓高15層以上、單層面積超過1200平方米、室內間隔較多的建筑物優(yōu)先。如果存在2G網(wǎng)絡，且TD-SCDMA規(guī)劃站址相同，可根據(jù)目前2G的覆蓋情況較準確地預測TD-SCDMA覆蓋情況；也可根據(jù)室外基站規(guī)劃仿真結果，對室外基站能否解決室內覆蓋進行初步判斷。

??? （2）室內外異頻組網(wǎng)方案

??? 做好室內外信號之間的平衡對同頻組網(wǎng)提出了很高的要求，因此，異頻組網(wǎng)成為解決室內外信號之間干擾和泄漏的一種良好方案。室內外異頻組網(wǎng)可采用以下幾種方案。

??? 全異頻組網(wǎng)方案

??? 相比全同頻組網(wǎng)方案而言，全異頻組網(wǎng)方案能夠很好地解決室內外信號的干擾和泄露，快速共用2G系統(tǒng)，有效分擔室外網(wǎng)絡負荷。全同頻組網(wǎng)方案必須規(guī)劃好室內外出入口，如正門口、車庫等區(qū)域的硬切換。當室外信號在室內出入口上迅速衰減時，由室外到室內可以采取基于RSCP的切換策略，而由室內到室外則可采取盲切策略，從而大幅度提高異頻硬切換成功率。

??? 一層同頻、全樓異頻組網(wǎng)方案

??? 一層同頻、全樓異頻組網(wǎng)方案則擁有了全異頻組網(wǎng)方案的全部優(yōu)點?，F(xiàn)在越來越多的建筑物采用鋼筋構架玻璃幕墻的方式，室外信號對室內的影響越加明顯。為了消除室外信號在室內的影響，特別在一層單獨引入一個低價小功率信號源產(chǎn)生的同頻小區(qū)信號，用戶由室外到室內時，經(jīng)由該同頻小區(qū)盲切到室內異頻小區(qū)，可解決室外小區(qū)因起壓模測量而消耗容量的問題，并且能提供良好的切換區(qū)域控制。

??? 2．TD-SCDMA室內外站點協(xié)同優(yōu)化策略

??? TD-SCDMA網(wǎng)絡是自干擾系統(tǒng)，室內分布系統(tǒng)的信號泄漏容易造成對室外信號的干擾，導致室外用戶選用室內信號，使切換增多，從而增加室外的掉話率。而室外信號過強也會對室內覆蓋系統(tǒng)產(chǎn)生不良的影響。因此，統(tǒng)一規(guī)劃室內外站點后，我們仍要做好室內外站點協(xié)同優(yōu)化的相關工作，平衡室內外信號，使覆蓋效果達到最佳。根據(jù)室內外信號泄漏的幾種情況，協(xié)同優(yōu)化建議采用如下策略。

??? （1）高層建筑室內分布系統(tǒng)信號外泄的情況

??? 目前城市高層建筑多為玻璃外墻，室內分布系統(tǒng)的信號很容易就泄漏到室外，對室外基站小區(qū)信號形成干擾，尤其是高層建筑的室內分布系統(tǒng)，由于所處地理位置高，控制不好就會泄漏很遠，對室外大片區(qū)域構成干擾。因此，高層建筑的室內分布系統(tǒng)，應采取小功率、多天線的覆蓋方式，室內天線口功率較小，泄漏到室外小區(qū)的信號相對較弱，干擾相對就小，而且，這種覆蓋方式天線覆蓋半徑減小，穿墻損耗小，覆蓋效果也更好。

??? 另外，在高層建筑的室內分布系統(tǒng)建設中，如果工程安裝條件許可，可以在高層建筑室內靠窗位置安裝定向天線，從窗邊向室內進行覆蓋，借助窗邊墻體遮擋和定向天線后瓣抑制，可以有效地防止室內信號外泄對室外小區(qū)造成干擾。在小區(qū)覆蓋分布系統(tǒng)設計時，我們也采取高前后比的定向天線從室外向室內高層進行覆蓋的方式，充分利用小區(qū)內建筑物墻體和定向天線的高前后比，防止信號外泄。

??? （2）中低層建筑室內分布系統(tǒng)信號外泄的情況

??? 對于中低層建筑，室內信號主要是從大廳、地下室等處經(jīng)窗戶和出口泄漏到室外，從而增加了不必要的室內外切換，使網(wǎng)絡服務質量下降。這種情況，主要通過調整室內信號發(fā)射功率、優(yōu)化切換參數(shù)等手段進行優(yōu)化和控制。

??? （3）室外信號向室內泄漏的情況

??? 在有墻壁阻擋的區(qū)域，室外信號對室內信號的影響較小，而只有在玻璃阻擋的情況下，室外信號將對室內窗戶附近的信號產(chǎn)生較大影響，導致窗戶附近成為切換區(qū)域，切換頻繁。這種情況下，我們可對室外基站參數(shù)進行優(yōu)化，控制室內信號的范圍，以保證室內窗戶附近使用的室內信號強度；或在室內窗戶附近區(qū)域增加天線，以提高室內信號強度。

??? 結束語

??? 通過以上分析可以看出，TD-SCDMA系統(tǒng)室內、外是相互作用和相互干擾的整體，室內、外站點必須綜合考慮，合理利用建筑物的遮擋，并采用合適的協(xié)調優(yōu)化策略，才能達到協(xié)同覆蓋的效果。而更加詳細的優(yōu)化參數(shù)調整方案，需在實際的網(wǎng)絡測試中根據(jù)工程經(jīng)驗分析總結。