大唐移動(dòng)TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋解決方案

一、概述

　　國(guó)外某3G運(yùn)營(yíng)商的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在3G網(wǎng)絡(luò)中，室外的業(yè)務(wù)量(包括話音和數(shù)據(jù))僅占整個(gè)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的30.3%，而室內(nèi)業(yè)務(wù)量占整個(gè)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的69.7%，這是由于3G的主要業(yè)務(wù)量來(lái)自于數(shù)據(jù)，而通常情況下使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)用戶大多數(shù)都在室內(nèi)。同時(shí)，由于3G的2GHz頻段特性以及良好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量的需求，可以預(yù)期，對(duì)于3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)來(lái)說(shuō)，室內(nèi)環(huán)境將成為運(yùn)營(yíng)商重點(diǎn)考慮的3G信號(hào)覆蓋的區(qū)域。而對(duì)于現(xiàn)有移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，從現(xiàn)有技術(shù)到3G階段運(yùn)營(yíng)過渡是必然趨勢(shì)。

　　大唐移動(dòng)針對(duì)3G建設(shè)中面臨的上述挑戰(zhàn)，提出了基于TD-SCDMA技術(shù)的3G室內(nèi)覆蓋全面解決方案。該方案可以為TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商提供一站式服務(wù)，能夠使運(yùn)營(yíng)商在3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期迅速地以低成本、高容量的網(wǎng)絡(luò)開展室內(nèi)區(qū)域的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，從而在爭(zhēng)奪用戶市場(chǎng)上占得先機(jī)。

　　二、建設(shè)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的目的

　　(1)室內(nèi)盲區(qū)的掃除。典型場(chǎng)景：新建的樓宇、地下停車場(chǎng)、地下商場(chǎng)、大型樓宇、地下通道、電梯。

　　(2)均衡網(wǎng)絡(luò)話務(wù)減輕室外宏站的話務(wù)量，改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。典型場(chǎng)景：大型購(gòu)物場(chǎng)所、展覽場(chǎng)所、體育館、機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭。

　　(3)解決無(wú)主服務(wù)區(qū)室內(nèi)區(qū)域，加強(qiáng)室內(nèi)覆蓋信號(hào)，改善室內(nèi)信號(hào)質(zhì)量，減少乒乓切換，改善網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)。典型場(chǎng)景：較高的樓層、周圍沒有主覆蓋小區(qū)的樓房。

　　(4)配合業(yè)務(wù)推廣，提高品牌影響力，提升企業(yè)形象。

　　三、室內(nèi)無(wú)線傳播環(huán)境場(chǎng)景劃分

　　TD-SCDMA系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)覆蓋時(shí)信源的選取和各種場(chǎng)景室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的解決方案主要依據(jù)不同的建設(shè)場(chǎng)景進(jìn)行選擇。建設(shè)場(chǎng)景選擇一般結(jié)合樓宇的功能和樓宇的大小進(jìn)行區(qū)分，按照樓宇的功能，可以區(qū)分為以下幾類：

　　? 室內(nèi)分布系統(tǒng)工程建設(shè)覆蓋范圍為三星級(jí)以上的酒店;人員集中、知名度高的辦公寫字樓;大型展館、娛樂餐飲場(chǎng)所;

　　? 機(jī)場(chǎng)車站等交通樞紐樓及交易會(huì)場(chǎng)等重要公共場(chǎng)所;

　　? 面積大、人流量大、經(jīng)濟(jì)情況好的商場(chǎng)、超市;

　　? 地下商場(chǎng)、停車場(chǎng)等;

　　? 奧運(yùn)場(chǎng)館、大型體育場(chǎng)館;

　　? 地鐵、隧道等。

　　從建筑物面積大小對(duì)室內(nèi)無(wú)線傳播環(huán)境場(chǎng)景進(jìn)行劃分可以如下：

　　? 微型建筑物(6000m2以下);

　　? 小型建筑物(6000～16000m2);

　　? 中型建筑物(16000～60000m2);

　　? 大型建筑物(60000m2以上)。

　　四、TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋特點(diǎn)

　　(1)多系統(tǒng)合路。現(xiàn)有GSM室內(nèi)覆蓋建設(shè)的很好，新建TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋應(yīng)當(dāng)盡量復(fù)用原有的GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)，節(jié)省成本投入。

　　(2)無(wú)智能天線。由于室內(nèi)的特殊條件，在室內(nèi)環(huán)境下，我們無(wú)法使用智能天線，因此也就無(wú)法得到天線賦型，下行功率受損。

　　(3)TD-SCDMA系統(tǒng)上行受限，適合“多天線，小功率”的覆蓋策略。

　　(4)頻率高，傳播損耗高。由于TD-SCDMA處于2010MHz～2025MHz，因此TD-SCDMA信號(hào)在饋線中及空中傳播的損耗比GSM高，和GSM合路會(huì)造成覆蓋不平衡。

　　(5)機(jī)房資源緊缺。經(jīng)過GSM和CDMA的建設(shè)，現(xiàn)有的站址機(jī)房條件都比較緊缺，需要采用新型信源解決機(jī)房問題。

　　五、室內(nèi)分布系統(tǒng)總體解決方案

　　(一)信源介紹

　　大唐移動(dòng)BBU+RRU+分布式智能天線方案是解決TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋的最佳方案。

　　傳統(tǒng)的基站架構(gòu)如下圖所示：

?

　　新型的BBU+RRU基站將基帶處理和射頻處理放在兩個(gè)物理實(shí)體中，基帶處理單元實(shí)體稱為BBU，射頻處理實(shí)體稱為RRU。基帶處理實(shí)體與射頻處理實(shí)體采用光纖鏈接，光纖拉遠(yuǎn)距離最大為40Km。其架構(gòu)如下圖所示：

?

　　大唐移動(dòng)的BBU+RRU架構(gòu)產(chǎn)品系列有BBU產(chǎn)品TDB18AE和TDB36A，RRU產(chǎn)品TDRRU03068和TDRRU12061。其中TDB18AE采用緊湊型設(shè)計(jì)，19英寸寬，4U高，特別適合機(jī)房條件緊張的環(huán)境。

　　(二)基于光纖拉遠(yuǎn)型室內(nèi)覆蓋解決方案

?

BBU+RRU方案圖

　　在2G系統(tǒng)的室內(nèi)覆蓋中，比較多的采用分布式系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行覆蓋，而對(duì)于3G系統(tǒng)的室內(nèi)覆蓋，由于2G頻段傳輸?shù)膼夯_(dá)到2G相同的覆蓋效果，需要建設(shè)的基站數(shù)目顯著增多，而新增機(jī)房一方面需要大量的投資，另一方面要想找到合適的機(jī)房和站點(diǎn)已經(jīng)越來(lái)越困難，由于機(jī)房的限制已經(jīng)嚴(yán)重阻礙網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)進(jìn)度。在這種背景下，各個(gè)廠商不約而同地考慮到采用一種具有自適應(yīng)能力解決方案的新型基站——拉遠(yuǎn)型宏基站或分布式基站(DBS：distributed Base Station)，通過采用類似室內(nèi)覆蓋中分布式系統(tǒng)的分布式覆蓋技術(shù)，在節(jié)省機(jī)房的前提下改善系統(tǒng)覆蓋性能。

　　根據(jù)鏈路預(yù)算，TD-SCDMA系統(tǒng)是一個(gè)上行受限系統(tǒng)，在室內(nèi)場(chǎng)景下，在要求上下行平衡的前提下，6W@3C是平衡的，8W@6C是平衡的，12W@9C是平衡的，設(shè)備的功率與設(shè)備的容量相關(guān)。1個(gè)12W的TDRRU12061覆蓋面積能達(dá)到3萬(wàn)平方米，實(shí)際使用當(dāng)中，根據(jù)面積大小選擇TDRRU12061的數(shù)量來(lái)完成覆蓋。

　　采用分布式基站，將射頻單元拉到離天線近的地方進(jìn)行覆蓋，降低了信源和天線之間饋線損耗，在確保了天線覆蓋半徑前提下，降低了對(duì)信源功率的要求。

　　與饋線相比，光纖工程施工簡(jiǎn)單，加快了工程進(jìn)度。射頻單元室外設(shè)計(jì)的特性可適應(yīng)惡劣室外環(huán)境，可在-40～+55℃的環(huán)境下正常工作。

　　1.大容量是3G室內(nèi)覆蓋發(fā)展業(yè)務(wù)的前提

?

　　在2G時(shí)代，70%的話務(wù)量發(fā)生在室內(nèi)，3G的特殊業(yè)務(wù)是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，目前的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)大多發(fā)生在室內(nèi)，因此進(jìn)入3G，其業(yè)務(wù)將有超過70%發(fā)生在室內(nèi)，室內(nèi)覆蓋的容量需要很大。在室內(nèi)覆蓋中，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期最小的容量是需要6載波，但隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，容量需求肯定會(huì)超過6載波，在室內(nèi)覆蓋建設(shè)初期就要考慮到后期擴(kuò)容，為此，大唐移動(dòng)推出了業(yè)內(nèi)容量最大的專門用于室內(nèi)的單通道RRU TDRRU12061，它的容量達(dá)到了9載波，完全能夠滿足后期業(yè)務(wù)發(fā)展需求，對(duì)于BBU設(shè)備，大唐移動(dòng)的TDB18AE最大容量為24載波，可堆疊擴(kuò)展為36載波，完全滿足后期擴(kuò)容需求。

　　2.全矩陣全動(dòng)態(tài)基帶池技術(shù)使規(guī)劃更加簡(jiǎn)單

　　分布式基站的室內(nèi)單元將基帶處理單元統(tǒng)一處理，看作一個(gè)池，通過匯聚單元連接到射頻單元，由匯聚單元將基帶池內(nèi)的基帶資源和射頻單元一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系最小顆粒是1載波對(duì)應(yīng)1個(gè)射頻單元通道，可以是多個(gè)載波對(duì)應(yīng)1個(gè)射頻單元通道，還可以是1個(gè)載波對(duì)應(yīng)多個(gè)射頻單元通道，并且這種對(duì)應(yīng)關(guān)系可通過軟件配置修改。如下圖所示：

?

　　圖中的三個(gè)通道本來(lái)都屬于CELL1，經(jīng)過軟件配置，則分別屬于兩個(gè)小區(qū)CELL1和CELL2。一個(gè)小區(qū)能夠最大設(shè)置6個(gè)載波，經(jīng)過這種小區(qū)軟分裂方法，只要在室內(nèi)單元增加基帶處理單元即可使容量增加1倍。

　　作為全動(dòng)態(tài)基帶池，軟件可根據(jù)話務(wù)量的流動(dòng)自動(dòng)將載波在CELL1和CELL2兩個(gè)小區(qū)之間動(dòng)態(tài)調(diào)度，降低CAPEX，降低掉話率，提高用戶感知度。

　　使用全矩陣全動(dòng)態(tài)基帶池技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃初期可以按照覆蓋要求進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，容量增長(zhǎng)時(shí)則通過在機(jī)房增加基帶處理單元即可以很方便地進(jìn)行容量的擴(kuò)充。

　　3.分布式智能天線方案讓網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量更上一層樓

　　大唐移動(dòng)為了解決室內(nèi)環(huán)境下無(wú)法使用智能天線的問題，率先提出了分布式智能天線方案。分布式智能天線能夠有效降低系統(tǒng)內(nèi)的干擾，提高系統(tǒng)容量，特別是對(duì)于大型場(chǎng)館等特殊場(chǎng)景，分布式智能天線是保證滿容量的前提條件。

　　大型場(chǎng)館等空曠場(chǎng)景有如下特點(diǎn)：

　　1、 傳播環(huán)境空曠，無(wú)遮擋;

　　2、 容量需求大，小區(qū)多;

　　3、 無(wú)法使用智能天線;

　　上述三個(gè)特點(diǎn)使得大型場(chǎng)館等空曠場(chǎng)景覆蓋有如下幾個(gè)問題：

　　1、 小區(qū)多，規(guī)劃難;

　　2、 小區(qū)多，過覆蓋明顯，小區(qū)間干擾大，容量下降;

　　采用分布式智能天線方案，多個(gè)射頻通路可天線池來(lái)處理，可靈活配置天線到不同的小區(qū)，使得小區(qū)規(guī)劃更加簡(jiǎn)單。

　　對(duì)于小區(qū)間干擾問題，采用分布式智能天線算法可完美解決。

　　在上行方向，不同用戶上行信號(hào)從多個(gè)射頻通道接收，降低了上行底噪，保證了系統(tǒng)滿容量。

?

　　在下行方向，首先可以通過上行信號(hào)來(lái)判斷用戶離哪個(gè)通道最近，在下行上就只在這個(gè)通道上發(fā)送用戶的信號(hào)，降低了系統(tǒng)內(nèi)用戶之間下行干擾;如果用戶離兩個(gè)通道都很近，則可以從兩個(gè)通道上發(fā)送該用戶的下行信號(hào)，產(chǎn)生下行分集增益，提高空口速率。

?

　　大唐移動(dòng)在上海和廣州的大型場(chǎng)館均采用了分布式智能天線方案，同時(shí)也為其他奧運(yùn)城市的奧運(yùn)場(chǎng)館覆蓋提供了理論支撐，為TD-SCDMA服務(wù)奧運(yùn)會(huì)比賽提供保障。

　　六、小結(jié)

　　大唐移動(dòng)針對(duì)TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋的特點(diǎn)提出了基于光纖拉遠(yuǎn)的解決方案，加快了室內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，助力中國(guó)移動(dòng)打造TD精品網(wǎng)絡(luò)。