3G基站選址及其在多系統(tǒng)間的可用性分析（上）

摘要　文章介紹了3G無線基站選址的原則與作用，從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、覆蓋能力及工程實施等方面對TD-SCDMA系統(tǒng)與WCDMA系統(tǒng)進行了對比分析，對按照WCDMA系統(tǒng)所選擇的站址在TD-SCDMA系統(tǒng)中的可用性進行了探討。

1、引言

近幾年，3G一直是我國通信界討論的熱門話題。但3G牌照發(fā)放的時間再三推遲，牌照發(fā)放數(shù)量與制式的不確定性又一直困擾著國內(nèi)通信運營商，特別是還沒有2G、2.5G網(wǎng)絡(luò)的固話運營商。困惑之一：為了能在3G牌照發(fā)放之時迅速搶占市場先機，做好3G業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃、3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等一些前期準(zhǔn)備工作是相當(dāng)重要的，但用哪種制式做規(guī)劃是其困惑之一。困惑之二：由于時間推后的原因，無線環(huán)境變化很大，原先做好的規(guī)劃很有可能與現(xiàn)實無線環(huán)境、業(yè)務(wù)環(huán)境不一致，需要及時做好規(guī)劃方案的后評估。但如何評估是其困惑之二。困惑之三：為了在獲得牌照之后能迅速實施，需要進行物業(yè)談判，首先獲得規(guī)劃站址的物業(yè)使用權(quán)。但又要預(yù)算支付一筆較大的租金是其困惑之三。困惑之四：運營商目前大部分都是以WCDMA網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)進行規(guī)劃的，但考慮到TD-SCDMA是國家全力扶持的制式，所有運營商都有可能獲得TD-SCDMA牌照，因此，需要考慮所選的站址對于TD-SCDMA系統(tǒng)的可用性。

本文結(jié)合3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃原理，首先介紹了3G無線基站選址的原則與作用，然后從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、覆蓋能力及工程實施等方面對TD-SCDMA系統(tǒng)與WCDMA系統(tǒng)進行了對比分析，對按照WCDMA系統(tǒng)所選擇的站址在TD-SCDMA系統(tǒng)中的可用性進行了探討。

2、3G無線基站選址的作用和原則

2.1　3G無線基站選址與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的關(guān)系

3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃一般在工程實施前就已經(jīng)完成，其具體流程如圖1所示：
 

　　圖1　3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程

基站選址可分為兩個階段，第一階段如圖1中“粗仿真”與“細仿真”之間的“實際選點、勘查”階段，這一階段的選址僅限于理論分析與現(xiàn)有地理環(huán)境因素考察，沒有考慮業(yè)主方的意見。第二階段是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃輸出初步方案后至工程實施之間的階段，因為在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與實際工程實施還有相當(dāng)長的時間，短則幾個月，長則可達3～4年，在這期間，原規(guī)劃站址周圍無線環(huán)境會發(fā)生變化，原選擇的物業(yè)會有不同，物業(yè)業(yè)主是否同意將所選站址出租或出售等等。因此，在工程正式實施前，需要對這些規(guī)劃的基站進行技術(shù)上的再確認，需要首先獲取站點物業(yè)使用權(quán)。本文所提及的無線基站選址主要是指第二階段。這一階段工作與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的關(guān)系如圖2所示：
 

　　圖2　無線基站選址與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的關(guān)系

2.2　3G無線基站選址的作用

3G業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃、3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃包括3G基站選址、3G工程實施等，都是3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的不可缺少的環(huán)節(jié)，如果3G業(yè)務(wù)定位不恰當(dāng)、3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過于粗糙都會影響3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)質(zhì)量。同樣，無線基站站址技術(shù)條件的好壞將直接影響無線網(wǎng)絡(luò)性能以及今后網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。同時，對于工程建設(shè)而言，基站站址選擇是否科學(xué)合理、能否獲取合理的站點物業(yè)也將直接影響到工程建設(shè)進度、工程建設(shè)難度以及工程建設(shè)投資。因此無線基站選址在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的作用相當(dāng)重要。具體包括技術(shù)確認和物業(yè)洽談等幾方面內(nèi)容。

2.3　3G無線基站選址的主要內(nèi)容

3G無線基站選址主要內(nèi)容包括無線環(huán)境的再確認、土建條件確認、配套資源的摸查、站址物業(yè)洽談幾方面。

（1）無線環(huán)境的再確認

隨著時間的推移，原來規(guī)劃好的站點周圍無線環(huán)境變化很大，例如：市政新規(guī)劃區(qū)域、舊城改造、原規(guī)劃的天線主瓣方向被新建的建筑物阻擋等等，在站址正式談判前需要進行無線技術(shù)再確認。

（2）土建條件確認

移動機房、天饋系統(tǒng)絕大部分在樓房的天面，工程安全性需要得到確認，特別是對于一些農(nóng)村居民樓需要得到絕對保證，而在原規(guī)劃中未涉及機房承重等土建方面的條件。因此，對站址的土建技術(shù)條件的確認相當(dāng)重要。
　　（3）配套資源的摸查

相關(guān)配套資源如傳輸、供電、接地等是否滿足網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需求，也將影響到工程建設(shè)的進度。

（4）站址物業(yè)洽談

在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)實施前首先需要通過物業(yè)談判，獲取那些合理的站點物業(yè)使用權(quán)。

3、站址在多系統(tǒng)之間的可用性分析

由于3G基站選址涉及到物業(yè)談判，要與物業(yè)業(yè)主簽訂租用和購買合同，選定后的站址能否用于多個3G系統(tǒng)，將是運營商比較關(guān)心的問題。本文結(jié)合TD-SCDMA系統(tǒng)技術(shù)特點從無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、覆蓋能力、工程實施三個方面與WCDMA系統(tǒng)進行了對比分析，對按照WCDMA規(guī)劃的站址能否用在TD-SCDMA系統(tǒng)中進行了初步探討。

3.1　TD-SCDMA技術(shù)特點及與WCDMA無線規(guī)劃的差異

WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA是3G的三種主流制式，其中前兩種制式都已在國際上成功商用多年，已有較完善的規(guī)劃方法，并且差異不大。而TD-SCDMA雖然與前兩種制式同屬于CDMA技術(shù)系列，但由于TD-SCDMA采用了時分和碼分相結(jié)合的多址方式、智能天線、聯(lián)合檢測、接力切換、動態(tài)信道分配等關(guān)鍵技術(shù)和先進的無線資源管理算法，其規(guī)劃方法和熟知的WCDMA無線網(wǎng)規(guī)劃有較多不同之處。

（1）智能天線技術(shù)

TD-SCDMA系統(tǒng)中的智能天線是由八個天線單元的同心陣列組成，其原理是使一組天線和相應(yīng)的收發(fā)信機按照一定的方式排列和激勵，利用波的干涉原理可以產(chǎn)生強方向性的輻射方向圖。通過各陣元信號的幅度和相位加權(quán)來改變陣列的方向圖形狀，能夠把主波束對準(zhǔn)入射信號并自適應(yīng)跟蹤信號，并將零陷對準(zhǔn)其他干擾信號，即實現(xiàn)空分多址。從而起到減小小區(qū)內(nèi)和小區(qū)間的干擾。如圖3所示。
 

　　圖3　有無智能天線時的方向圖

智能天線帶來分集和賦形增益，可彌補與WCDMA處理增益之差，提高系統(tǒng)覆蓋能力，降低對功放的要求。

（2）聯(lián)合檢測技術(shù)

聯(lián)合檢測技術(shù)是將其他用戶的同頻干擾信號作為先驗有用信號，從而減弱了多址干擾和多用戶干擾、多徑干擾、遠近效應(yīng)的不利影響�？梢种埔蜇摵缮仙�而帶來的呼吸效應(yīng)，提高了系統(tǒng)容量和頻譜的利用率。

（3）TDD模式

TDD模式即系統(tǒng)上下行使用相同的頻率，但使用不同的時隙或碼道進行通信。由于上下行頻率相同，這樣上下行的無線傳播特性具有互易性，可通過靈活調(diào)整上下行時隙的轉(zhuǎn)換點來適應(yīng)不同類型業(yè)務(wù)的需求。

（4）接力切換

由于智能天線的使用，在TD-SCDMA中引入了接力切換。與傳統(tǒng)的軟切換要保持與所有參與切換小區(qū)進行業(yè)務(wù)傳輸鏈路不同，接力切換只是在信令鏈路上保持與兩切換小區(qū)之間的連接，而業(yè)務(wù)傳輸鏈路只與一個小區(qū)有連接。這樣大大降低了無線資源消耗，使用資源與硬切換相同，且切換成功率高于硬切換，比軟切換略低。

（5）動態(tài)信道分配

TD-SCDMA系統(tǒng)中引入了動態(tài)信道分配DCA技術(shù)，在終端接入和鏈路持續(xù)期間，根據(jù)小區(qū)之間和本小區(qū)內(nèi)的干擾情況，進行信道的動態(tài)分配和調(diào)整，在空、時、頻、碼域有效分配信道資源，改善鏈路性能，保證業(yè)務(wù)接入成功率和業(yè)務(wù)質(zhì)量。

（6）在規(guī)劃方面與WCDMA的差異

由于TD-SCDMA采用了以上一些關(guān)鍵技術(shù)，與WCDMA相比，在網(wǎng)絡(luò)運行機制存在明顯差別，在無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方面有較大區(qū)別，詳細如表1所示：

表1　TD-SCDMA與WCDMA在規(guī)劃方面的差異

項目TD-SCDMAWCDMA

小區(qū)呼吸小區(qū)呼吸不明顯，覆蓋對話務(wù)負荷不敏感小區(qū)呼吸效應(yīng)明顯，覆蓋對話務(wù)負荷敏感

軟切換無軟切換，切換區(qū)設(shè)置需考慮切換性能，系統(tǒng)對切換比例不敏感有軟切換，切換區(qū)設(shè)置考慮切換性能，同時考慮軟切換的資源消耗

擾碼數(shù)量32個擾碼組，擾碼規(guī)劃要求較高，需要借助專門擾碼規(guī)劃軟件512個擾碼組，擾碼規(guī)劃要求相對較低，可借助專門的擾碼規(guī)劃軟件

業(yè)務(wù)覆蓋不同業(yè)務(wù)覆蓋差異小，不同業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋能力有較好的一致性不同業(yè)務(wù)覆蓋差異大，不同業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋能力存在較大差異

上下行業(yè)務(wù)對稱性支持非對稱業(yè)務(wù)，支持不同區(qū)域靈活的時隙配置非對稱業(yè)務(wù)會降低頻譜利用率