TD-SCDMA室内覆盖设计要点分析

【前言】TD-SCDMA室内覆盖设计要点分析由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。作为运营商的工程管理人员，在对设计文件的质量把关时应抓住要点，本文将从如何做好TD-SCDMA室内分布系统设计工作的角度分析其要点。室内分布系统设计工作的重点主要包括设计勘测、信源设计、分布系统设计、模拟测试等方面。 2 技术指标要求 （1）无线信道呼损：无线...

【摘要】文章从勘察、设计、模拟测试等方面出发，对td-scdma室内覆盖站点的设计要点进行了简要的分析，以期能为中国移动的TD-SCDMA网络建设提供有益的参考。

【关键词】TD-SCDMA 信源分布系统

1 引言

随着移动通信数据业务的迅猛发展，室内的话务量占总话务量的比例越来越大，对于运营商来说，室内分布系统的建设和优化越来越重要。但由于建筑物的结构、隔断的不同，无线信号在室内的传播很复杂，须考虑的因素也很多。

为使室内分布系统的建设达到预期的质量，方案设计尤为重要，设计决定了投资的多少和质量好坏。

作为运营商的工程管理人员，在对设计文件的质量把关时应抓住要点，本文将从如何做好TD-SCDMA室内分布系统设计工作的角度分析其要点。室内分布系统设计工作的重点主要包括设计勘测、信源设计、分布系统设计、模拟测试等方面。

2 技术指标要求

（1）无线信道呼损：无线信道呼损不高于2％；

（2）无线覆盖区内可接通率：要求在无线覆盖区内的90％位置，99％的时间移动台可接入网络；

（3）室内分布无线覆盖边缘场强PCCPCH RSCP>=

-85dBm，PCCPCH C/I>=-3dB；

（4）对于电梯、停车场等边缘地区功率场强要求：PCCPCH RSCP≥-90dBm，C/I>=-3dB；

（5）块差错率目标值（BLER Target）：话音1%，CS64k0.1%～1%，PS数据5%～10%；覆盖区域内通话应清晰，无断续、回声等现象；

（6）室内信号的外泄电平，在室外10米处PCCPCH RSCP≤-95dBm；

（7）天线口输出功率要求：PCCPCH信道功率为0dBm～5dBm；在部分场合为更好的满足业务需求，可适当减少单个天线的覆盖范围，天线口PCCPCH信道功率可达到7dBm。对于体育场馆、空旷展览中心、会场等特殊场景，TD信源功率和天线口功率可酌情提高。

3 设计勘测

设计勘测是设计工作的重要环节，设计勘测收集的数据是指导设计方案的重要依据。设计勘测的工作内容包括现网覆盖信号场强的测试和工程安装环境的勘察。

信号场强的测试包括室内GSM信号场强和室内TD信号场强的测试，室内采用步行测试，遍历边缘覆盖区域和室内纵深点，要求地下层和非标准层每层必测，标准层隔层测，利用测试手机和测试软件记录相应的场强数据以供分析。GSM信号场强测试结果主要供2G/3G互操作分析用，TD室外信号的测试结果供室内外协同覆盖分析用。

安装环境的勘察包括信源设备的安装位置、GPS天线的安装位置及馈线走线路由的勘察等。

4 信源设计

信源的设计包括信源的选取及对信源的合路方式、功率配置的确定，信源的设计须和分布系统的设计统一考虑，须综合考虑建设成本、建设质量和施工难度等因素。

4.1 信源选取

信源的选取是在遵循信源选取原则的基础上，结合容量需求和设备的扩容能力来考虑的。

（1） 室内覆盖场景的划分

室内覆盖场景的划分依据有多种，本文的场景划分根据建筑面积划分为：

微型建筑物（6000m2以下），主要包括餐饮娱乐、小型超市、小型商场、小型停车场等场景；

小型建筑物（6000m2～16000m2），主要包括大型超市、小型办公楼、小型医院等；

中型建筑物（16000m2～50000m2），主要包括大型写字楼、中型酒店、大型医院、政府机关等；

大型建筑物（50000m2以上），主要包括大型酒店、综合性写字楼、大型体育场馆、大型展览中心、政府机关、交通枢纽等。

（2）信源的选取原则

目前，TD-SCDMA室内信源方式主要有：BBU+RRU、光纤直放站和无线直放站，各自的特性和应用场景如表1所示：

目前TD-SCDMA系统主要设备类型为BBU＋RRU基站，BBU+RRU能适合各类使用场景，相对于传统信源，具有组网灵活、可分散分布功率资源、易于组成超级小区等优点，非常适合作为各场景下室内覆盖系统的信源，故在信源的选取上应优先考虑BBU＋RRU设备。由于TD-SCDMA直放站会给施主基站带来干扰，在直放站的应用上须慎重考虑。

（3）容量需求分析

对容量的需求分析首先要建立业务模型，根据业务模型得到不同载频配置下的理论最大可承载用户数，然后根据目标的用户数得出须配置的载频数。业务模型须考虑的因数包括CS域业务渗透率、每用户忙时话务量、PS（R4）业务激活率、忙时每用户数据流量、上下行数据量比例等，另外，如需支持HSDPA，还须考虑HSDPA的业务模型。表2是在经验业务模型设定下不同载频时隙配置时可承载的最大用户数，仅供参考。

4.2 信源合路方式

在原有GSM室内分布系统的基础上进行TD信源的馈入，有前端合路和末端合路两种方式，具体采用何种合路方式须根据功率预算取定。

如图1所示，前端合路方式在GSM系统信源馈入处同位置馈入TD-SCDMA信源，利用GSM原有的分布系统实现TD-SCDMA信号的覆盖，主要对原有分布系统的无源器件替换、增加TD干放等。

如图2所示，末端合路方式新增TD-SCDMA主干线，根据功率预算在合适的位置馈入TD-SCDMA信源，适用于大型建筑物且施工较易的场合。

4.3 信源功率的配置

TD-SCDMA室内分布采用BBU+RRU作为信源，用PCCPCH信道功率进行功率预算，对12W 6载波设备总输出功率按照40.8dBm取定，考虑上下行各业务平衡，PCCPCH信道功率建议按照32dBm取定进行链路预算。

4.4 信源的小区设置

TD-SCDMA室内分布系统小区规划应该遵循以下原则：

（1）TD-SCDMA室内分布系统小区规划要充分考虑室内具体环境。规划时重点考虑小区之间的隔离。可以借助建筑物的楼板、墙体等自然屏障产生的穿透损耗形成小区间的隔离。

（2）空旷或封闭性较差的室内环境，如：同一楼层由多个小区覆盖的商场、超市，或挑空大堂、体育场馆等开放性室内环境，必须严格控制不同小区之间的覆盖区域，并在不同小区之间采用码隔离度较高的码组。对于大型场馆等小区间隔离度较低的场景，应采用异频组网。

（3）原则上单个小区覆盖面积不宜过大，容量不宜过高，均衡覆盖和容量，从而避免后期容量增加对现网室内分布系统做大的调整。

4.5 信源的频率设置

在信源的频率配置上应遵循以下原则：

（1）充分利用2010MHz～2025MHz频段，在业务高密度区，扩展使用1880MHz～1900MHz频段增加网络容量，满足业务需求。

（2）室内使用F1～F3，室外使用F7～F9，F4～F6原则上根据实际情况合理设置；F1~F9对应的中心频点如表3所示。

（3）对有特殊容量需求的室内场景可以使用室外频点或使用1880MHz~1900MHz频段的频点。

（4）室内覆盖与室外覆盖尽量采用异频组网方式；在频率紧张的情况下，应保证与室外有切换关系的室内小区的主载频与室外小区主载频保持异频。

（5）HSDPA和R4的组网方式优选HSDPA/R4混合载波独立时隙组网方式，在N频点系统中，HSDPA既可以配置在主载波上，也可以配置在辅载波上。

4.6 码字设置

TD-SCDMA的码字在设计时重点考虑的是下行同步码和扰码，在码字设置时应遵循以下原则：

（1）使用频率和码字来区分小区，频率规划和码规划需要结合在一起做。

（2）相邻小区或干扰小区不能分配同频同码组，即保证同频同码组的复用距离尽可能大，尽量保证同频同码组小区的干扰电平低于噪声电平。

（3）同一个小区的各相邻小区之间不能使用同频同码组。

4.7 时隙配比设置

时隙比例规划需要根据目前TD-SCDMA网络用户的业务种类和比例来进行设置，通过计算来获取最佳的上下行时隙配置比例，以使频谱资源利用率最高。计算举例如下：

某小区忙时有100个用户，其中AMR语音用户有90个，PS64k用户为5个，PS128k用户为3个，PS384k用户为2个（暂时不考虑HSDPA业务用户），在满足所有用户的前提下，根据表4中的BRU需求数量来计算，共需要364个下行码道（BRU）和260个上行码道（BRU）。

按照上行260个BRU和下行364个BRU计算，那么采用不同时隙比例的资源利用率结果如表5所示：

从表5可以看出，在这种业务模式下，3:3 的分配比例更为合适。

4.8 邻区的规划

相邻小区的设置须同时考虑到TD-SCDMA系统内的相邻小区和其他系统（GSM）系统间的邻区。

（1）对于封闭性较好的室内小区可只考虑室内TD小区之间及室内GSM小区之间的邻区关系；

（2）对封闭性较差的室内小区除考虑室内TD小区之间及室内GSM小区之间的邻区关系外开需考虑室内外小区的邻区关系。

5 分布系统设计

室内分布系统的设计是整个室内覆盖设计的重点所在，室内分布系统的设计须结合链路预算和模拟测试的结果，使得在满足边缘覆盖场强要求的前提下，天线口的输出功率在合理的范围之内，同时满足室内外协同覆盖的要求及系统间互操作的要求。

5.1 天线口输出功率分析

（1）最小耦合损耗

最小耦合损耗（MCL，Minimum Coupling Loss）定义了基站和手机的发射部分与接收部分之间最小的耦合损耗，MCL要求≥65dB。

假设TD-SCDMA系统UE的最小发射功率为-49dBm，PCCPCH按照32dBm计算，基站到该分布天线路径损耗为L，全向吸顶天线增益Gant=3dBi，UE天线增益GUE=0dBi，UE距离天线最近为1米，天花板损耗3dB左右，其路径损耗为L1，则有：

MCL=L+Gant+L1+GUE

L1=32.45+20lgf+20lgd=38.4dB

MCL=L+3-3+38.4-0＝L+38.4≥65dB，得到L≥26.6dB（分布系统损耗）。

天线口输出功率Pant为：Pant=32-L

得出，Pant≤32-26.6=5.4dBm。

相应地，当PCCPCH设为29dBm、27dBm时，最大的天线口输出功率如表6所示：

（2）天线口输出功率分析

计算公式：

P=信源输出功率 - ∑合路器损耗 - ∑馈线和接头损耗 - ∑功率分配器件的插入损耗和分配损耗

在设计时应详细分析各个天线口的输出功率，对于不在指标要求（0dBm~5dBm）范围内的天线，须阐述取值的依据。

5.2 边缘场强分析

计算公式：

边缘场强=天线口功率+天线增益-自由空间传播损耗-衰落余量

其中：

天线口功率按天线口功率计算公式得到；

天线增益：全向天线取3dBi，定向天线取6dBi；

自由空间损耗=20lgd+20lgf-28。

衰落余量参考表7：

对边缘场强进行分析时须结合室外小区的信号强度，确保室内TD小区信号比室外TD小区的信号强，切须保证边缘场强的信号强度满足2/3G互操作的需求。

5.3 模拟测试

模拟测试是在天线口注入模拟TD信源信号，使用测试手机或扫频仪进行信号强度测量。在进行分布系统的方案设计时，模拟测试是很重要的辅助设计和方案验证手段。在进行模拟测试时，必须保证测试的样本点数，否则测试就会流于形式，但同时也要兼顾模拟测试的工作量，已满足设计进度的要求。

模拟测试的一些要求：

（1）模拟信源信号的发射功率应按照设计的天线口功率进行设置，调整发射功率时须考虑分布系统的改动。

（2）对于建筑物的地下部分要求每层必测，地面部分首层必测，非标准层每层必测，标准层如果天线布局一样，则可选取理论计算值较小的楼层进行测试。

（3）对于每个天线的测试，重点测试目标覆盖区域的边缘覆盖场强，应特别关注窗边、拐角区域。

5.4 切换区域设置

（1）切换区域不宜过大或过小，过大容易引起小区间的干扰；过小不容易保证切换时间的要求。

（2）室内小区与室外小区的切换区域规划在建筑物的入口处。其他区域，尽量控制室内、外信号的相互泄漏，避免相互干扰。在室内的用户尽量用室内分布系统覆盖。

（3）室内小区以楼层为小区边界的，切换带规划在楼梯处。

（4）电梯的小区划分可把电梯覆盖信号与低楼层划分为一个小区或把电梯覆盖信号单独划分为一个小区，与平层之间的切换尽量设置在电梯厅处。

6 结束语

室内覆盖的设计是室内覆盖工程建设的关键环节，室内信号传播的复杂性使得室内覆盖的设计方法与室外宏基站设计方法不同，室内覆盖设计须考虑的因素更多，同时室内覆盖的设计效率也待进一步摸索提高。

【作者简介】

尹启禄：毕业于暨南大学，工商管理硕士，高级工程师，现任中国移动通信集团广东有限公司工程管理中心总经理，长期从事移动通信网络工程建设管理及技术研究工作。

葛磊：毕业于北京邮电大学，工学，高级工程师，现任职于中国移动通信集团广东有限公司工程管理中心，长期从事移动通信网络工程建设技术管理和研究工作。

陈 浩：毕业于北京邮电大学，高级工程师，现就职于中国移动通信集团广东有限公司，长期从事移动通信网络工程建设项目管理和技术支撑工作。