TD-SCDMA室內(nèi)外協(xié)同覆蓋及優(yōu)化策略

根據(jù)用戶的生活習(xí)慣和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的行為分析，絕大多數(shù)的3G業(yè)務(wù)將會發(fā)生在室內(nèi)，室內(nèi)覆蓋的完善是3G取得成功的關(guān)鍵因素之一。本文從介紹TD-SCDMA室內(nèi)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(nèi)外站點協(xié)同覆蓋應(yīng)把握的關(guān)鍵問題，給出了室內(nèi)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(wù)和多媒體業(yè)務(wù)將是3G業(yè)務(wù)的重點。根據(jù)用戶的生活習(xí)慣和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的行為分析，絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)將會發(fā)生在室內(nèi)。由目前2G/2.5G網(wǎng)絡(luò)的運營經(jīng)驗可知，移動用戶的60%也分布在室內(nèi)。NTTDoCoMo的統(tǒng)計數(shù)據(jù)也表明，3G室內(nèi)業(yè)務(wù)量占到網(wǎng)絡(luò)總業(yè)務(wù)量的69.7%，主要原因在于室內(nèi)提供舒適的環(huán)境，用戶的等候時間也大多在室內(nèi)消磨，他們也更喜歡在室內(nèi)使用視頻電話、游戲等高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。所以就以上幾方面而言，室內(nèi)覆蓋對3G來講有著更多的重要性，而且在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)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(luò)覆蓋，這樣用戶才會考慮使用3G網(wǎng)絡(luò)。因此，提高室內(nèi)覆蓋能力，不僅可以給用戶帶來更好的業(yè)務(wù)使用體驗，還可以分散用戶過于密集地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)壓力，更可以與其他運營商的網(wǎng)絡(luò)爭奪室內(nèi)話務(wù)量�？梢钥隙ǖ氖�，室內(nèi)覆蓋的完善是3G取得成功的關(guān)鍵因素之一。

目前，TD-SCDMA試驗網(wǎng)的建設(shè)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(luò)，在TD-SCDMA室內(nèi)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(diào)室內(nèi)外站點的信號、平衡室內(nèi)外覆蓋，使網(wǎng)絡(luò)性能更加優(yōu)化的問題，對提高TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。本文從介紹TD-SCDMA室內(nèi)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(nèi)外站點協(xié)同覆蓋應(yīng)把握的關(guān)鍵問題，給出了室內(nèi)外站點協(xié)同優(yōu)化的策略。

二、TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)

1．TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)的組成

與傳統(tǒng)的室內(nèi)分布系統(tǒng)類似，TD-SCDMA的室內(nèi)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(shè)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(zhì)、元器件和天線：傳輸介質(zhì)有同軸電纜、光纖、泄露電纜等，信號在傳輸介質(zhì)中傳輸，有時根據(jù)覆蓋的需要還要通過放大設(shè)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(nèi)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(nèi)傳播環(huán)境和工程上的考慮，智能天線暫未引入到室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋中，TD-SCDMA室內(nèi)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(nèi)分布系統(tǒng)示結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2．TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)的特點

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

（1）TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)不使用智能天線，系統(tǒng)覆蓋、容量和質(zhì)量均受到影響。業(yè)務(wù)信道沒有下行鏈路賦型增益，同室外覆蓋方式相比，業(yè)務(wù)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(wù)信道的覆蓋分開考慮。由于室內(nèi)業(yè)務(wù)信道沒有智能天線賦形增益，因此它是一個業(yè)務(wù)信道覆蓋受限系統(tǒng)。TD-SCDMA的導(dǎo)頻功率可以根據(jù)要求靈活設(shè)置，而不是固定值。

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

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

（5）工作頻段高、損耗大，信號室內(nèi)傳播能力差，深層覆蓋難度大。

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

（7）在室內(nèi)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(shè)備時延。TD-SCDMA基站覆蓋最大半徑為11.25km，這就要求室內(nèi)分布系統(tǒng)中繼設(shè)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(shù)，對直放站和干放的技術(shù)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(nèi)分布系統(tǒng)解決方案

TD-SCDMA的室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計和建設(shè)，應(yīng)根據(jù)覆蓋目標、服務(wù)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(zhì)。根據(jù)應(yīng)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(nèi)覆蓋系統(tǒng)解決方案。

（1）微蜂窩＋干線放大器＋室內(nèi)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(wù)量，并能分擔宏小區(qū)話務(wù)。該方式雖然需要傳輸和供電設(shè)備，但是實施簡單，更重要的是能夠提供更多的網(wǎng)絡(luò)資源，可以靈活結(jié)合具體室內(nèi)分布系統(tǒng)來實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋。因此，該方式通常應(yīng)用于面積比較大或者人流量比較大、話務(wù)量比較高、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占有一定比例的室內(nèi)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(nèi)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(wù)的基站系統(tǒng)可保證話音業(yè)務(wù)的高質(zhì)量和穩(wěn)定性，因數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)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(nèi)、室外混合覆蓋

該方式的優(yōu)點在于建設(shè)成本低，室外基站的基帶部分可以同時處理室內(nèi)和室外的話務(wù)量，無需嚴格的機房和建站條件，同時可靈活地結(jié)合具體的室內(nèi)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(shè)備需要獨立的傳輸和供電設(shè)備。

（4）直放站＋室內(nèi)分布系統(tǒng)

該方式實施簡單，但因為沒有提供新的網(wǎng)絡(luò)資源，該方式適用于話務(wù)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(diào)覆蓋而非容量的建筑，直放站是不錯的選擇。

三、TD-SCDMA室內(nèi)外協(xié)同覆蓋及優(yōu)化策略

1．TD-SCDMA室內(nèi)外協(xié)同覆蓋

眾所周知，室外網(wǎng)絡(luò)的覆蓋是連續(xù)的，而室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋則是離散的。連續(xù)覆蓋的室外網(wǎng)絡(luò)和離散分布的室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)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(nèi)覆蓋與室外網(wǎng)絡(luò)特定的環(huán)境結(jié)合起來，實現(xiàn)真正的室內(nèi)外協(xié)同的覆蓋。

（1）室內(nèi)覆蓋區(qū)域選擇

在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，室內(nèi)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(luò)室內(nèi)外協(xié)同覆蓋，首先必須選擇合適的室內(nèi)覆蓋區(qū)域，建立綜合考慮室內(nèi)外覆蓋平衡的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)根據(jù)覆蓋等級、話務(wù)等級，結(jié)合市場發(fā)展策略，確定建設(shè)優(yōu)先級，分批建設(shè)。對無法利用室外基站信號達到室內(nèi)良好覆蓋以及對業(yè)務(wù)需求大的公共場所，應(yīng)優(yōu)先安排建設(shè)。

根據(jù)權(quán)威調(diào)查公司的影響力模型分析結(jié)果，對于新的移動通信產(chǎn)品，年輕人、白領(lǐng)商務(wù)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(yīng)，應(yīng)有針對性地對年輕人、商務(wù)白領(lǐng)人士經(jīng)�；顒拥膱鏊鶅�(yōu)先覆蓋。優(yōu)先覆蓋的原則如下。

從建筑物的性質(zhì)考慮：大型公共場所、重要辦公樓優(yōu)先。

從話務(wù)量角度考慮：高業(yè)務(wù)量區(qū)域、人流量大的區(qū)域優(yōu)先。對擁有二代網(wǎng)絡(luò)的運營商而言，應(yīng)優(yōu)先考慮2G／3G需求有交集的建筑�？筛鶕�(jù)2G網(wǎng)絡(luò)的話務(wù)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(nèi)間隔較多的建筑物優(yōu)先。如果存在2G網(wǎng)絡(luò)，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(yù)測TD-SCDMA覆蓋情況；也可根據(jù)室外基站規(guī)劃仿真結(jié)果，對室外基站能否解決室內(nèi)覆蓋進行初步判斷。

（2）室內(nèi)外異頻組網(wǎng)方案

做好室內(nèi)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(nèi)外信號之間干擾和泄漏的一種良好方案。室內(nèi)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(nèi)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(luò)負荷。全同頻組網(wǎng)方案必須規(guī)劃好室內(nèi)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(nèi)出入口上迅速衰減時，由室外到室內(nèi)可以采取基于RSCP的切換策略，而由室內(nèi)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(gòu)架玻璃幕墻的方式，室外信號對室內(nèi)的影響越加明顯。為了消除室外信號在室內(nèi)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(nèi)時，經(jīng)由該同頻小區(qū)盲切到室內(nèi)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(nèi)外站點協(xié)同優(yōu)化策略

TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)是自干擾系統(tǒng)，室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號泄漏容易造成對室外信號的干擾，導(dǎo)致室外用戶選用室內(nèi)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(nèi)覆蓋系統(tǒng)產(chǎn)生不良的影響。因此，統(tǒng)一規(guī)劃室內(nèi)外站點后，我們?nèi)砸�做好室�?nèi)外站點協(xié)同優(yōu)化的相關(guān)工作，平衡室內(nèi)外信號，使覆蓋效果達到最佳。根據(jù)室內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(gòu)成干擾。因此，高層建筑的室內(nèi)分布系統(tǒng)，應(yīng)采取小功率、多天線的覆蓋方式，室內(nèi)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(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)中，如果工程安裝條件許可，可以在高層建筑室內(nèi)靠窗位置安裝定向天線，從窗邊向室內(nèi)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(nèi)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(shè)計時，我們也采取高前后比的定向天線從室外向室內(nèi)高層進行覆蓋的方式，充分利用小區(qū)內(nèi)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(nèi)分布系統(tǒng)信號外泄的情況

對于中低層建筑，室內(nèi)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(nèi)外切換，使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量下降。這種情況，主要通過調(diào)整室內(nèi)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(nèi)泄漏的情況

在有墻壁阻擋的區(qū)域，室外信號對室內(nèi)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(nèi)窗戶附近的信號產(chǎn)生較大影響，導(dǎo)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(nèi)信號的范圍，以保證室內(nèi)窗戶附近使用的室內(nèi)信號強度；或在室內(nèi)窗戶附近區(qū)域增加天線，以提高室內(nèi)信號強度。

結(jié)束語

通過以上分析可以看出，TD-SCDMA系統(tǒng)室內(nèi)、外是相互作用和相互干擾的整體，室內(nèi)、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(diào)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(diào)整方案，需在實際的網(wǎng)絡(luò)測試中根據(jù)工程經(jīng)驗分析總結(jié)。