畢業設計-談td-scdma室內覆蓋解決方案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 進行有效調整避免自激情況的出現。 自激的原因一般都是由于施主天線和重發天線之間的隔離度達不到要求，通常情況下．通過網管系統就可以即時調整直放站的增益．消除自激。只有在特殊情況下才需要工程技術人員到達現場對直放站的天線進行調整。所以網管對于直放站的使用非常重要，TD—SCDMA網絡中的直放站應當具備網管監控和自激保護的功能。韓國的 3G無線覆蓋中使用了大量直放站，從系統覆蓋和服務質量看，效果不錯。從以前 GSM網絡的使用經驗來看．直放站主要用于邊際網的建設當中。但對于在 3G網絡建設的初期階段．城區等高話務地區直放站的作用只是對基站無法覆蓋到的個別 盲區進行覆蓋，而且如果進行室內分布系統建設的 時候，可以考慮小功率直放站的使用。 至 J3G網絡進入大規模發展時期以后．需要進行邊際網的建設，包括農村．山區 交通道路等地域。相對來說，邊際網的建設需要比較多的直放站。 由于話務量集中的室內通常是酒店，寫字樓，賓館，機場等場所，安裝基站的空間有限，通常安裝于弱電井中，對基站的尺寸有著很嚴格的要求，室外宏蜂 窩基站很難安裝其中用于室內覆蓋，因此微蜂窩就應運而生了。由于微蜂窩尺寸 有限，能夠安裝的載波也有限，因此在 2G系統中，微蜂窩通過級聯用于解決大大慶石油學院華瑞學院本科生畢業設計（論文） 5 容量的需求，對于有條件的 場所，則使用宏蜂窩基站解決容量需求。應用于解決大面積的室內覆蓋時，一般與分布式天線系統聯系在一起，因為在大型建筑物內，墻壁阻擋使得一個固定點的天線很難形成有效的覆蓋，而分布式天線可以克服這些不足，并且其場強覆蓋均勻。分布天線包括泄漏電纜、同軸饋電式分布天線和光纖式分布天線。 從吸收室內話務量的比例看，室內覆蓋系統可以給網絡營運者帶來巨大的經濟效益；從優化角度來看，室內、室外分開覆蓋，有利于網絡優化，從而為客戶提供高質量的通話服務，提高客戶的滿意度。所以，大力發展室內覆蓋系統是各運營商的一個工作重點。 室內覆蓋系統的結構 從大的方面來說，室內覆蓋系統由信號源和分布系統 (DAS)組成，具體地講， 由以下幾個部分構成： ●信號源，如基站，直放站等 ●信號傳輸介質，光纖，同軸饋纜和泄露電纜等 ●功率分配元件，如功分器，耦合器等 ●有源器件，如干放 ●天線 從分布類型分： ? 無源天饋信號分布系統 ? 有源天饋信號分布系統 ? 光纖信號分布系統 ? 漏纜信號分布系統 從信號源來分 ? 以基站（含微蜂窩）為信號源的室內覆蓋系統 ? 以直放站為信號源的室內覆蓋系統 室內覆蓋的技術方案 室內覆蓋的技術方案按照信號源可劃分為宏蜂窩 基站，微蜂窩基站 BBU+RRU和直放站。其中宏蜂窩基站的解決方案可分為接室內分布系統和直接接室外窄波束高增益天線定向覆蓋兩種方式。其他類別的信號源在室內解決方案中都是需要大慶石油學院華瑞學院本科生畢業設計（論文） 6 連接室內分布系統。 如上所述，宏蜂窩基站的技術解決方案，可以通過采用或利用室外宏蜂窩基站的信號和連接室內分布系統兩種方式來解決存在的室內覆蓋盲區或信號弱的問題，采用何種方案需要根據實際環境，建筑物特點，室內覆蓋的需求及話務密度等因素來決定。如在住宅區，通話 90％以上發生在室內，但住宅區的建筑和功能特點不允許在樓內安裝室內分布系統，且住宅區的 建筑物密集，安裝的成本也很高，另外其話務特點是發生在工作時間以外，休息日等非工作時間，話務密度不高。如果在此類區域出現室內覆蓋問題，首要考慮的方案是在臨近住宅區的地方或住宅區內，使用宏蜂窩加高增益，窄波束的天線解決。 如前所述， 3G網絡中相當的業務量產生于室內，而作為 3G特色的高速數據業務要求的接收機靈敏度要高于話音業務，宏蜂窩基站也可連接室內分布系統提供室內覆蓋，從信號源的角度，宏蜂窩這種解決室內覆蓋的方式與微蜂窩，BBU+RRU和直放站的方式沒有本質的區別，與其他信號源提供室內覆蓋的解決方案想比，缺點是 宏蜂窩基站體積較大，對于酒店，寫字樓，商場等寸土寸金的地方，很難找到合適的空間安裝宏蜂窩基站，優點是相對于微蜂窩，宏蜂窩基站容量較大。但這一優點隨著 3G中 BBU+RRU的廣泛應用而減弱，宏蜂窩基站作為信號源的室內解決方案在 BBU+RRU推出之后將很快成為歷史。 微蜂窩室內解決方案的特點是微蜂窩體積小，占地面積小，重量輕，對空間的要求不苛刻，而且可以通過級聯方式增加容量，擴大覆蓋，部署靈活。缺點是級聯方式雖然可以增加容量，但作為一個小區需要進行射頻合路，造成信號源側功率損失。在 2G系統中，微蜂窩是室內覆蓋中信 號源采用最廣泛的解決方案，在 3G系統中，微蜂窩也占據著主導地位，但隨著 BBU的小型化，可擴展，系列化發展，微蜂窩有逐漸退出舞臺的趨勢。站的趨勢，其特點是基帶池 (BBU)體積小，占地面積小，重量輕，可擴展性強， 通過堆疊可以輕松實現基帶擴容， BBU+RRU是目前無線接入 (㈣側的發展趨勢，有逐步取代傳統宏蜂窩基 站的趨勢，其特點是基帶池 (BBU)體積小，占地面積小，重量輕，可擴展性強，通過堆疊可以輕松實現基帶擴容，且基帶池可以實現資源共享，根據話務量動態調整。 RRU是遠端射頻單元，即功放，收發信機等射頻模塊，電源模 塊和防雷 BBU+RRU成為室內覆蓋的首選解決方案 模塊于一體，其發展趨勢是小型化，輕量化，高效率節能化。最新的 TD． SCDMA的 RRU產品已經比微蜂窩的體積小，重量輕。 RRU與 BBU之間通過光纖連接， RRU之間可以通過光口級聯，射頻通路可以實現軟合并，不需要射頻合路器，不會帶來射頻合并造成的損失。由于 BBU與 RRU體積小，重量輕，無需嚴格的機房和建站條件。 BBU資源共享，室外基站的基帶部分可以同時處理室內和室外的話務量，可以節省 CAPEX和 OPEX。 大慶石油學院華瑞學院本科生畢業設計（論文） 7 直放站作為信號源的室內解決方案．通常是在節省成本或 條件不允許安裝基站的前提下使用的一種方式。此種方案一般用于解決隧道。地下室等場景，其實先是通過直放站，將某個室外宏蜂窩基站的信號引入室內分布系統，完成室內覆蓋該方式實施簡單，但因為沒有提供新的網絡資源，該方式適用于話務量較低的建筑。同時，它還需要保證直放站接收和發射天線之間的隔離度。對于地下室、停車場等強調覆蓋而非容量的建筑，直放站是不錯的選擇。 從國內部分移動運營商的建設方案可以看出，直放站將成為解決室內覆蓋的重要手段之一：對于無法利用室外基站信號達到良好室內覆蓋的有價值的公麩場所，直放站的使用比例一般會 在 50％以上，很多地市甚至計劃全部采用直放站的方式來解決室內覆蓋。 需要指出的是，直放站干擾是困擾我國移動運營商的主要問題之一．從某種意義上說，直放站是 ?把雙刃劍。但是，從 $KT使用的案例中可以看到，如果使用的方法科學，直放站對基站的影響并不是很大。一般情 況下， SKT使用小功率的直放站實現室內覆蓋，而對于大功率的射頻直放站、光纖直放站， SKT認為并不適用于室內覆蓋。在丈際的網絡部署中． SKT在全國范圍內的直放站超過 10萬個，其中光纖直放站約 5000個，大部分用于室外覆蓋，僅 80個用于室內，其中大部分還是針對 不能安裝基站的大型住宅匱；射頻直放站約 10萬個， 99％為 500roW的小型自適應小功率直放站， SKT還經常使用手掌大小的增益為 0dB的直放站，用于解決某些公寓區中單家庭的服務質 量 不良的問題。 大慶石油學院華瑞學院本科生畢業設計（論文） 8 綜上所述，室內覆蓋的技術方案的選擇，也即信號源的選擇，需要綜合考慮建筑物的覆蓋、容量和周圍網絡環境等關鍵因素．一般應該遵循如下原則： ●對于低話務密度、較為封閉，以覆蓋為主，不考慮容量的場所，選用直 放站作為信號源，這樣可以充分利用室外宏基站的容量。 ●對于中等話務密度和中等規模覆蓋規模的場景，選用微蜂窩或 BBU+RRU作為信號源。 ● 對于高話務密度和大覆蓋規模的場景，優先選用 BBU+RRU作為信號源。 室內覆蓋系統的組網方式 室內覆蓋系統的組網方式根據傳輸介質的不同，可以分為光纖分布，同軸分布和泄漏電纜分步。根據中繼方式的不同可以分為無源式室內分布和有源式室內 分布。 針對不同的建筑物，應選擇不同的組網方案。同軸電纜分布的優點是成本低，設計方案靈活，易于維護，可兼容多種移動通信系統，缺點是覆蓋范圍受同軸電纜傳輸損耗的限制。光纖分布的優點是傳輸損耗低，易于設計和安裝，可兼容多種移動通信系統，缺點是遠端模塊需 要供電。泄漏電纜分布的優點是信號強度均勻，缺點則是安裝要求十分嚴格，每隔 1米就要求裝一個掛鉤，懸掛起來時電纜不能貼著墻面，而且至少要與墻面保持 2厘米的距離，這不但會影響環境的美觀，而且造價高，泄露電纜價格是普通電纜的 2倍。這些分布方式的系統組成可以是 某種單一的傳輸介質，也可以是多種介質的靈活組合。這些組成方式也就是室內分布系統的功率分配方式的表現形式。 ●根據覆蓋面積選取合適的分布系統。例如，對于覆蓋面積較大、需布放較多天線的場景，可根據實際情況選用有源分布系統或光纖分布系統。 ●根據建筑結構選取合適的分布 系統。例如，對于建筑物內部結構簡單、墻體屏蔽較小、樓層較低但建筑物較為分散的場景優先選用光纖分布系統；而對于內部結構狹長的特別區域，如隧道，地鐵等，可選用泄漏電 纜分布系統。 ●根據信源方式選取合適的分布系統。對于信源方式微／宏蜂窩的場景，優 先選用有源分布系統；對于信源方式為 BBU+RRU或直放站的場景，優先選用無源分布系統。 室內覆蓋技術方案的發展方向 大慶石油學院華瑞學院本科生畢業設計（論文） 9 Pico RRU是一種小功率射頻模塊，其體積和重量都比普通的宏 RRU小的功率和容量較小，支持各種傳輸接口 (光纖， RJ45)等 如上圖，與上述介紹的室內覆蓋的組網方案不同的是，多個 Pico RRU可 通過五類線，匯集到無線集線器 0U／ UB)， RTFUB通過光纖連接到基帶模塊 BBU滿足室內覆蓋的需求，這種組網方案簡單，靈活，不需要安裝復雜粗重的饋纜．大大減少了無源器件的使用數量。也不需要增加干放，同時由于饋線和無源器件的減少，使得 UE和 RRU的有效功率的利用率大大提高，且所有網元都可在 OMC上監控維護，減少了運營維護成本。 此種技術和組網方案的缺點是， Pico RRU的目的是替代傳統的分布系 統，因此完成一個建筑物的全面覆蓋，使用的 PICORRU和 P． HUB的數量較多，成本節省的空間有限。不能與建筑物內己存的室內分布系統共用資源，或者被其他無線接入技術共用 PICORRU室內網絡資源。由于這兩者的原因， PIEORRU的使用范圍比較有限。 從網絡中需要完善窀內覆蓋的建筑類別或場景類別分析，酒店，寫字樓，候機廳，體育場館等大型室內場景的覆蓋解決方案日趨完善，而家庭，辦公室會議室等小型場所的覆蓋逐漸為運營商所重視。尤其是 3G網絡，以數據業務為重點，而數據業務通常發生在人數有限的住宅，公寓．辦公室等小型 場所。雖然此類場所在宏蜂窩網絡或審內分布系統的覆蓋范圍之內，但由于宏蜂窩或室內分卻系統面對的是為數眾多的用戶．其帶寬等資源是共享的，因此處在這些場所中的用戶大慶石油學院華瑞學院本科生畢業設計（論文） 10 在大多數情況下不能體驗高速率的數據業務。通過擴容雖然可以改善這種況，但受到環境．設備等條件的限制，擴容往往需要很長的時間。 第 3 章 TDSCDMA 室內覆蓋系統規劃與設計 3. 1 室內覆蓋的幾種方式 81無源天饋信號分布系統功分器耦合器壁掛天線信源吸頂天線 3. 1. 1 無源天饋分布系統常用器件 大慶石油學院華瑞學院本科生畢業設計（論文） 11 97無源天饋分布系統常用器件室內天線室內天線功分器功分器低損耗功分器低損耗功分器低損耗耦合器低損耗耦合器 3. 1. 2 無源信號分布系統的系統特性 98? 原理圖2202C D U C（ 6 載波）10 : 1 耦合器4: 1 耦合器二功分器壁掛天線定向天線吸頂天線二功分器4: 1 耦合器15dB 耦合器機頂跳線7 / 8 ” 饋線1 / 2 ” 饋線三路合成器二功分器室內直放站無線接入微蜂窩基站三功分器四功分器室內天線口輸入功率的范圍建議在 1 5 d B m支持 800 ～ 2500MHz 頻段無源信號分布系統的系統特性 大慶石油學院華瑞學院本科生畢業設計（論文） 12 82射頻有源分布系統功分器耦合器壁掛天線信源吸頂天線干放 83光纖信號分布系統主機光端機 光端機 光端機 大慶石油學院華瑞學院本科生畢業設計（論文） 13 84漏纜信號分布系統 3. 2 室內覆蓋系統的信號源 85以基站為信號源的室內覆蓋系統宏蜂窩耦合器功分器天線 大慶石油學院華瑞學院本科生畢業設計（論文） 14 86以