大唐移動TD-SCDMA室內覆蓋解決方案

一、概述

　　國外某3G運營商的統計數據顯示，在3G網絡中，室外的業務量(包括話音和數據)僅占整個網絡業務量的30.3%，而室內業務量占整個網絡業務量的69.7%，這是由于3G的主要業務量來自于數據，而通常情況下使用數據業務時用戶大多數都在室內。同時，由于3G的2GHz頻段特性以及良好的網絡覆蓋質量的需求，可以預期，對于3G網絡建設來說，室內環境將成為運營商重點考慮的3G信號覆蓋的區域。而對于現有移動通信運營商來說，從現有技術到3G階段運營過渡是必然趨勢。

　　大唐移動針對3G建設中面臨的上述挑戰，提出了基于TD-SCDMA技術的3G室內覆蓋全面解決方案。該方案可以為TD-SCDMA網絡的運營商提供一站式服務，能夠使運營商在3G網絡建設初期迅速地以低成本、高容量的網絡開展室內區域的TD-SCDMA網絡建設，從而在爭奪用戶市場上占得先機。

　　二、建設室內覆蓋系統的目的

　　(1)室內盲區的掃除。典型場景：新建的樓宇、地下停車場、地下商場、大型樓宇、地下通道、電梯。

　　(2)均衡網絡話務減輕室外宏站的話務量，改善網絡質量。典型場景：大型購物場所、展覽場所、體育館、機場、車站、碼頭。

　　(3)解決無主服務區室內區域，加強室內覆蓋信號，改善室內信號質量，減少乒乓切換，改善網絡指標。典型場景：較高的樓層、周圍沒有主覆蓋小區的樓房。

　　(4)配合業務推廣，提高品牌影響力，提升企業形象。

　　三、室內無線傳播環境場景劃分

　　TD-SCDMA系統進行室內覆蓋時信源的選取和各種場景室內覆蓋系統的解決方案主要依據不同的建設場景進行選擇。建設場景選擇一般結合樓宇的功能和樓宇的大小進行區分，按照樓宇的功能，可以區分為以下幾類：

　　? 室內分布系統工程建設覆蓋范圍為三星級以上的酒店;人員集中、知名度高的辦公寫字樓;大型展館、娛樂餐飲場所;

　　? 機場車站等交通樞紐樓及交易會場等重要公共場所;

　　? 面積大、人流量大、經濟情況好的商場、超市;

　　? 地下商場、停車場等;

　　? 奧運場館、大型體育場館;

　　? 地鐵、隧道等。

　　從建筑物面積大小對室內無線傳播環境場景進行劃分可以如下：

　　? 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室內覆蓋特點

　　(1)多系統合路。現有GSM室內覆蓋建設的很好，新建TD-SCDMA室內覆蓋應當盡量復用原有的GSM室內分布系統，節省成本投入。

　　(2)無智能天線。由于室內的特殊條件，在室內環境下，我們無法使用智能天線，因此也就無法得到天線賦型，下行功率受損。

　　(3)TD-SCDMA系統上行受限，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信號在饋線中及空中傳播的損耗比GSM高，和GSM合路會造成覆蓋不平衡。

　　(5)機房資源緊缺。經過GSM和CDMA的建設，現有的站址機房條件都比較緊缺，需要采用新型信源解決機房問題。

　　五、室內分布系統總體解決方案

　　(一)信源介紹

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

　　傳統的基站架構如下圖所示：

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

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　　大唐移動的BBU+RRU架構產品系列有BBU產品TDB18AE和TDB36A，RRU產品TDRRU03068和TDRRU12061。其中TDB18AE采用緊湊型設計，19英寸寬，4U高，特別適合機房條件緊張的環境。

　　(二)基于光纖拉遠型室內覆蓋解決方案

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BBU+RRU方案圖

　　在2G系統的室內覆蓋中，比較多的采用分布式系統來進行覆蓋，而對于3G系統的室內覆蓋，由于2G頻段傳輸的惡化，要達到2G相同的覆蓋效果，需要建設的基站數目顯著增多，而新增機房一方面需要大量的投資，另一方面要想找到合適的機房和站點已經越來越困難，由于機房的限制已經嚴重阻礙網絡的建設進度。在這種背景下，各個廠商不約而同地考慮到采用一種具有自適應能力解決方案的新型基站——拉遠型宏基站或分布式基站(DBS：distributed Base Station)，通過采用類似室內覆蓋中分布式系統的分布式覆蓋技術，在節省機房的前提下改善系統覆蓋性能。

　　根據鏈路預算，TD-SCDMA系統是一個上行受限系統，在室內場景下，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，設備的功率與設備的容量相關。1個12W的TDRRU12061覆蓋面積能達到3萬平方米，實際使用當中，根據面積大小選擇TDRRU12061的數量來完成覆蓋。

　　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，降低了對信源功率的要求。

　　與饋線相比，光纖工程施工簡單，加快了工程進度。射頻單元室外設計的特性可適應惡劣室外環境，可在-40～+55℃的環境下正常工作。

　　1.大容量是3G室內覆蓋發展業務的前提

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　　在2G時代，70%的話務量發生在室內，3G的特殊業務是數據業務，目前的數據業務大多發生在室內，因此進入3G，其業務將有超過70%發生在室內，室內覆蓋的容量需要很大。在室內覆蓋中，在網絡發展初期最小的容量是需要6載波，但隨著業務的發展需求，容量需求肯定會超過6載波，在室內覆蓋建設初期就要考慮到后期擴容，為此，大唐移動推出了業內容量最大的專門用于室內的單通道RRU TDRRU12061，它的容量達到了9載波，完全能夠滿足后期業務發展需求，對于BBU設備，大唐移動的TDB18AE最大容量為24載波，可堆疊擴展為36載波，完全滿足后期擴容需求。

　　2.全矩陣全動態基帶池技術使規劃更加簡單

　　分布式基站的室內單元將基帶處理單元統一處理，看作一個池，通過匯聚單元連接到射頻單元，由匯聚單元將基帶池內的基帶資源和射頻單元一一對應起來，這種對應關系最小顆粒是1載波對應1個射頻單元通道，可以是多個載波對應1個射頻單元通道，還可以是1個載波對應多個射頻單元通道，并且這種對應關系可通過軟件配置修改。如下圖所示：

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　　圖中的三個通道本來都屬于CELL1，經過軟件配置，則分別屬于兩個小區CELL1和CELL2。一個小區能夠最大設置6個載波，經過這種小區軟分裂方法，只要在室內單元增加基帶處理單元即可使容量增加1倍。

　　作為全動態基帶池，軟件可根據話務量的流動自動將載波在CELL1和CELL2兩個小區之間動態調度，降低CAPEX，降低掉話率，提高用戶感知度。

　　使用全矩陣全動態基帶池技術，在網絡規劃初期可以按照覆蓋要求進行統一規劃，容量增長時則通過在機房增加基帶處理單元即可以很方便地進行容量的擴充。

　　3.分布式智能天線方案讓網絡質量更上一層樓

　　大唐移動為了解決室內環境下無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內的干擾，提高系統容量，特別是對于大型場館等特殊場景，分布式智能天線是保證滿容量的前提條件。

　　大型場館等空曠場景有如下特點：

　　1、 傳播環境空曠，無遮擋;

　　2、 容量需求大，小區多;

　　3、 無法使用智能天線;

　　上述三個特點使得大型場館等空曠場景覆蓋有如下幾個問題：

　　1、 小區多，規劃難;

　　2、 小區多，過覆蓋明顯，小區間干擾大，容量下降;

　　采用分布式智能天線方案，多個射頻通路可天線池來處理，可靈活配置天線到不同的小區，使得小區規劃更加簡單。

　　對于小區間干擾問題，采用分布式智能天線算法可完美解決。

　　在上行方向，不同用戶上行信號從多個射頻通道接收，降低了上行底噪，保證了系統滿容量。

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　　在下行方向，首先可以通過上行信號來判斷用戶離哪個通道最近，在下行上就只在這個通道上發送用戶的信號，降低了系統內用戶之間下行干擾;如果用戶離兩個通道都很近，則可以從兩個通道上發送該用戶的下行信號，產生下行分集增益，提高空口速率。

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　　大唐移動在上海和廣州的大型場館均采用了分布式智能天線方案，同時也為其他奧運城市的奧運場館覆蓋提供了理論支撐，為TD-SCDMA服務奧運會比賽提供保障。

　　六、小結

　　大唐移動針對TD-SCDMA室內覆蓋的特點提出了基于光纖拉遠的解決方案，加快了室內覆蓋網絡建設，提高網絡質量，助力中國移動打造TD精品網絡。