中興通訊TD-SCDMA“多通道”室內(nèi)覆蓋解決方案

一、“多通道”覆蓋方案的市場(chǎng)需求

TD-SCDMA在室內(nèi)并不使用智能天線，這使得TD系統(tǒng)從室外的碼資源受限系統(tǒng)變成了室內(nèi)的干擾受限系統(tǒng)。同時(shí)多種不同的技術(shù)在室內(nèi)覆蓋時(shí)存在互擾，在建設(shè)包含TD系統(tǒng)的室內(nèi)分布系統(tǒng)時(shí)，無(wú)論是新建，還是擴(kuò)建，如何降低干擾已經(jīng)成為室內(nèi)覆蓋建設(shè)最主要的問(wèn)題。

室內(nèi)用戶具有周期性業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)多的特點(diǎn)，用戶在相關(guān)建筑中移動(dòng)時(shí)，會(huì)因?yàn)楦采w和容量的需求而造成資源冗余。因此室內(nèi)覆蓋方案應(yīng)該考慮如何共享和調(diào)度資源來(lái)減少冗余。

除了提供更好的性能，降低CAPEX和OPEX也是新時(shí)代室內(nèi)覆蓋方案的訴求點(diǎn)之一。當(dāng)前室內(nèi)外覆蓋技術(shù)都是采取粗獷式運(yùn)營(yíng)，即為了降低系統(tǒng)管理的復(fù)雜性，而犧牲了精細(xì)運(yùn)營(yíng)在成本上帶來(lái)的節(jié)約。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，粗獷式經(jīng)營(yíng)中，即使小區(qū)沒(méi)有用戶，所有設(shè)備也必須持續(xù)運(yùn)行，而精細(xì)運(yùn)營(yíng)則會(huì)根據(jù)當(dāng)前小區(qū)的話務(wù)量來(lái)降額運(yùn)營(yíng)。運(yùn)營(yíng)商的投入在其他方面也有可節(jié)省的余地，如機(jī)房費(fèi)用、工程建設(shè)開(kāi)通成本等。

微基站和直放站在GSM和WCDMA得到了大量的應(yīng)用。微基站靈活性好，作室內(nèi)覆蓋時(shí)，相比較宏基站也更為經(jīng)濟(jì)。直放站經(jīng)濟(jì)性好，在室外用作補(bǔ)盲或者小規(guī)模室內(nèi)覆蓋時(shí)，也非常方便靈活。TD系統(tǒng)由于采用TDD技術(shù)，對(duì)干擾、時(shí)延的要求更為嚴(yán)格，且同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性和靈活性，微基站和直放站就存在一定的不足。如微基站話務(wù)調(diào)度能力較弱，經(jīng)濟(jì)性不好，不適合精細(xì)運(yùn)營(yíng)；直放站存在時(shí)延，引入干擾，降低了網(wǎng)絡(luò)性能，同時(shí)網(wǎng)管能力較弱。我們建議，在充分考慮不同場(chǎng)景的特點(diǎn)后，微基站和直放站依然可以發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)。而更多的時(shí)候，我們需要一種更為經(jīng)濟(jì)靈活的方案，并且滿足TDD技術(shù)對(duì)干擾、時(shí)延的需求。

二、“多通道”光纖到樓層原理及實(shí)現(xiàn)

“多通道”光纖到樓層方案的核心思想是將基站的基帶部分和射頻部分分開(kāi)：射頻部分可以靈活地放置在室內(nèi)任何地方，基帶池（即BBU）集中放置使得基帶可以共享，光纖連接基帶池與分布于建筑中的射頻拉遠(yuǎn)單元（即RRU）。該方案具有集中部署網(wǎng)絡(luò)容量、分布式無(wú)線覆蓋、施工簡(jiǎn)便、成本低的優(yōu)勢(shì)。見(jiàn)圖1。

圖1“多通道”光纖到樓層示意圖

“多通道”光纖到樓層方案特點(diǎn)：

1.一個(gè)BBU可以支持多個(gè)RRU，多個(gè)RRU的多根線纜形成多通道隔離干擾，有效降低了系統(tǒng)整體噪聲水平；

2.基帶集中放置，光纖遠(yuǎn)距離傳輸，不同室內(nèi)位置可以更好地共享基帶容量，支持遠(yuǎn)距離話務(wù)調(diào)度；

3.CAPEX和OPEX低。RRU不僅不增加額外基帶資源，而且無(wú)需額外的lub接口資源，更為經(jīng)濟(jì)。使用RRU可以根據(jù)業(yè)務(wù)關(guān)閉時(shí)隙或者降低發(fā)射功率，節(jié)省電耗降低OPEX。

“多通道”的概念是相對(duì)于傳統(tǒng)意義上室內(nèi)覆蓋只有一條主干線路的思想提出的。傳統(tǒng)的室內(nèi)覆蓋，所有的天線通過(guò)分布系統(tǒng)后，最終都通過(guò)一條主饋線匯聚到信源，在整個(gè)覆蓋系統(tǒng)中，主干線路的載干比最為惡劣。“多通道”的含義是指合理利用室內(nèi)覆蓋的特點(diǎn)，把通過(guò)墻壁、樓板分隔的區(qū)域信號(hào)通過(guò)獨(dú)立的線纜匯聚到信源。由此避免了主干線路載干比惡化的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而優(yōu)化了系統(tǒng)的干擾水平，提升了用戶體驗(yàn)。

基帶池和射頻遠(yuǎn)端的分離帶來(lái)了諸多好處。從基帶池角度來(lái)看，基帶可以集中放置，備份抗災(zāi)、管理能力都得到了提高，同時(shí)所需要的lub接口大大減少。射頻遠(yuǎn)端可以做到單通道、單設(shè)備，性價(jià)比較高。由于體積小、重量輕，射頻遠(yuǎn)端可以就近放在需要覆蓋的地方，不僅降低甚至擺脫了對(duì)干放的需求，而且更加符合網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)按覆蓋和容量獨(dú)立規(guī)劃的特點(diǎn)。連接在基帶池和射頻遠(yuǎn)端之間的光纖，不僅替代節(jié)省了相應(yīng)饋線所帶來(lái)的損耗，更重要的意義是超長(zhǎng)距離的傳輸能力使得基帶共享的能力更好地發(fā)揮，話務(wù)調(diào)度使得按最小容量建設(shè)成為了可能。

三、“多通道”室內(nèi)覆蓋方案

1.多通道空間隔離，降低干擾

TD在室外采用智能天線波束賦型降低干擾，而在室內(nèi)由于空間和傳輸環(huán)境的限制不能使用智能天線。在室內(nèi)，為了降低干擾，一方面降低饋線的使用，減少有用信號(hào)的衰減，另一方面進(jìn)行空間隔離。雖然室內(nèi)建筑有較強(qiáng)的穿透損耗，但不同空間的信號(hào)依然會(huì)穿透墻面造成干擾。這些干擾在上行通過(guò)功分器、耦合器、合路器后匯聚到主干線路，使得主干線路信噪比惡化，最終迫使終端提升發(fā)射功率，終端發(fā)射功率提高后繼續(xù)惡化傳輸環(huán)境，導(dǎo)致惡性循環(huán)。

“BBU+RRU”方案很好地借用了室外多根天線、多根傳輸線纜的思想，RRU拉出的每一根饋線相當(dāng)于室外的一根天線，信號(hào)通過(guò)不同的饋線匯聚到RRU，經(jīng)過(guò)RRU轉(zhuǎn)化成數(shù)字基帶信號(hào)傳輸給基帶池。由于噪聲在RRU的不同通道處被分隔，不會(huì)在主干線路上疊加，這有力規(guī)避了主干線路信噪比惡化的風(fēng)險(xiǎn)，使得室內(nèi)CDMA系統(tǒng)減少了自身的功率攀升。

方案優(yōu)勢(shì)：

●上行方向：RRU多個(gè)通道采用不同線纜傳輸，空間隔離，降低干擾，見(jiàn)圖2；

圖2 上行：多通道干擾隔離

●下行方向：每個(gè)用戶的信號(hào)通常只在歸屬的通道下發(fā)射，不會(huì)影響其他通道，有效降低了用戶間的干擾。當(dāng)歸屬通道過(guò)載時(shí)，每個(gè)用戶信號(hào)在歸屬通道（最強(qiáng)通道）和次強(qiáng)通道同時(shí)發(fā)送，實(shí)現(xiàn)下行發(fā)射分集，見(jiàn)圖3；

圖3 下行：多通道分集發(fā)射

●多通道降低了干擾，進(jìn)而降低了手機(jī)的發(fā)射功率，不引起功率攀升，用戶終端待機(jī)通話時(shí)間更長(zhǎng)。

2.BBU基帶共享，支持話務(wù)調(diào)度

在一些相關(guān)建筑中，用戶話務(wù)會(huì)隨時(shí)間變化在不同覆蓋區(qū)域之間遷移，當(dāng)采用傳統(tǒng)的微基站時(shí)必須考慮各個(gè)區(qū)域單獨(dú)的話務(wù)量峰值來(lái)配置容量，資源不能共享、設(shè)備成本較高。采用“多通道”光纖到樓層方案，話務(wù)量相關(guān)地區(qū)采用1:N組網(wǎng)方式，基帶集中放置，用不同的RRU實(shí)現(xiàn)各個(gè)區(qū)域的覆蓋。見(jiàn)圖4。

圖4 周期性的業(yè)務(wù)基帶分時(shí)共享調(diào)度

方案優(yōu)勢(shì)：

●容量和覆蓋獨(dú)立規(guī)劃：話務(wù)量相關(guān)地區(qū)基帶共享，隨著話務(wù)量的遷移實(shí)現(xiàn)靈活的話務(wù)調(diào)度，設(shè)備配置只需要考慮各個(gè)區(qū)域總話務(wù)量即可，降低設(shè)備冗余；

●話務(wù)量增多需要擴(kuò)容時(shí)，只通過(guò)在BBU增加基帶板即可實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)容方便；

●RRU和BBU可以看作一個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)，傳輸組網(wǎng)簡(jiǎn)單。

3.經(jīng)濟(jì)靈活，降低CAPEX和OPEX

在CAPEX方面，由于支持基帶共享、話務(wù)調(diào)度，在多個(gè)相關(guān)建筑或者房間內(nèi)，可以只設(shè)置一套BBU，而配備多個(gè)RRU，無(wú)需更多冗余基帶，降低了CAPEX。同時(shí)由于基帶集中放置，僅需一套lub接口即可，降低了傳輸資源的投入。

光纖到樓層間接引起的CAPEX降低：

●光纖減少饋線使用，降低饋線成本、電耗，減少干放等有源器件的使用；

●對(duì)附近室外的補(bǔ)盲補(bǔ)熱，可利用室內(nèi)基帶冗余，拉一根光纖即可，無(wú)需lub接口；

●降低了對(duì)機(jī)房的需求，同時(shí)布線簡(jiǎn)單靈活，降低了工程施工的成本；BBU可以放置在弱電井或掛墻安裝（超小體積RRU可掛墻安裝）；

●主要設(shè)備集中放置，支持N+1備份，管理集中、抗災(zāi)能力強(qiáng)、維護(hù)成本低。

在OPEX方面，由于光纖到RRU，減少了饋線的使用，使得使用“BBU+RRU”建設(shè)的室內(nèi)系統(tǒng)更少地依賴干放等有源器件。同時(shí)，根據(jù)室內(nèi)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，在晚上時(shí)，通常業(yè)務(wù)量非常低，如果采用3:3對(duì)稱時(shí)隙配置，在晚上關(guān)閉2個(gè)對(duì)稱時(shí)隙（也可關(guān)閉載波降額使用），只留1個(gè)即可滿足容量的要求。如果采用2:4時(shí)隙，則關(guān)閉1個(gè)對(duì)稱時(shí)隙和3個(gè)下行時(shí)隙，依然保留1個(gè)對(duì)稱時(shí)隙即可。假設(shè)每天有一半的時(shí)間采用降額模式，而降額時(shí)因?yàn)殛P(guān)閉了多個(gè)時(shí)隙，則每天可節(jié)省約20％以上的電。此外，由于多通道降低了干擾，也降低了用戶投訴的風(fēng)險(xiǎn)，間接降低了網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)成本。

四、廈門室內(nèi)覆蓋實(shí)際案例

中興通訊在廈門同安承建的室內(nèi)覆蓋是業(yè)界第一個(gè)采用“光纖到樓層”覆蓋方式的案例。由于采用了多個(gè)RRU單元就近放置覆蓋區(qū)域，整個(gè)系統(tǒng)鏈路充裕，并且具備良好的覆蓋和干擾隔離。

實(shí)踐表明，使用“光纖到樓層”覆蓋方案，RRU就近放置，減少了信號(hào)從信源到樓層間的損耗；減少了對(duì)干放的依賴（此案例中沒(méi)有使用干放）；同時(shí)鏈路預(yù)算難度大為降低，當(dāng)RRU在多個(gè)樓層間居中放置時(shí)，上下樓層可成對(duì)稱分布。

五、總結(jié)

中興通訊推出的“多通道”光纖到樓層解決方案，充分考慮TD作為3G標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)特性，可以迅速滿足市場(chǎng)建網(wǎng)需求。