畢業(yè)論文-td-scdma室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 使得 UE 在接入網(wǎng)絡(luò)前，或者網(wǎng)絡(luò)在建立無(wú)線鏈路時(shí)，能夠根據(jù)計(jì)算下行鏈路的路徑損耗來(lái)估計(jì)上行或下行鏈路的初始發(fā)射功率。當(dāng)它接收到的功率越強(qiáng)，說(shuō)明收發(fā)雙方距離較近或有非常好的傳播路徑，發(fā)射的功率就越小，反之則越大。 開(kāi)環(huán)功控只能在決定接入初期發(fā)射功率和切換時(shí)決定切換后初期發(fā)射功率的時(shí)候使用。 上行開(kāi)環(huán)功率控制由 UE 和網(wǎng)絡(luò)共同實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)需要廣播一些控制參數(shù)，而 UE 負(fù)責(zé)測(cè)量 PCCPCH 的接收信號(hào)碼功率，通過(guò)開(kāi)環(huán)功率控制的計(jì)算，確定隨機(jī)接入時(shí) UPPCH、 PRACH、 PUSCH 和 DPCH 等信道的初試發(fā)射功率。 功率控制 — 內(nèi)環(huán)（閉環(huán)） 快速閉環(huán)功率控制（內(nèi)環(huán)）的機(jī)制是無(wú)線鏈路的發(fā)射端根據(jù)接收端物理層的反饋信息進(jìn)行功率控制，這使得 UE（ NodeB）根據(jù) NodeB（ UE）的接收SIR 值調(diào)整發(fā)射功率，來(lái)補(bǔ)償無(wú)線信道的衰落。在 TDSCDMA 系統(tǒng)中的上、下行專用信道上使用內(nèi)環(huán)功率控制，每一個(gè)子幀進(jìn)行一次。 功率控制 — 內(nèi)環(huán)（外環(huán)） 內(nèi)環(huán)功率控制雖然可以解決損耗以及遠(yuǎn)近效應(yīng)的問(wèn)題，使接收信號(hào)保持固定的信干比（ SIR），但是卻不能保證接收信號(hào)的質(zhì)量。接收信號(hào)的質(zhì) 量一般由誤塊率（ BLER）或誤碼率（ BER）來(lái)表征。環(huán)境因素（主要是用戶的移動(dòng)速度、信號(hào)傳播的多徑和遲延）對(duì)接收信號(hào)的質(zhì)量有很大的硬性。當(dāng)信道環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，接收信號(hào) SIR 和 BLER 的對(duì)應(yīng)關(guān)系也相應(yīng)發(fā)生變化。因此，需要根據(jù)信道環(huán)境的變化，調(diào)整接收信號(hào)的 SIR 目標(biāo)值。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 TDSCDMA 的關(guān)鍵技術(shù) 10 動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù) 動(dòng)態(tài)信道分配方法 TDSCDMA系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)信道分配 DCA的方法有如下幾種： （ 1）時(shí)域動(dòng)態(tài)信道分配 因?yàn)?TDSCDMA 系統(tǒng)采用了 TDMA 技術(shù)，在一個(gè) TDSCDMA 載頻上，使用 7 個(gè)常規(guī)時(shí) 隙，減少了每個(gè)時(shí)隙中同時(shí)處于激活狀態(tài)的用戶數(shù)量。每載頻多時(shí)隙，可以將受干擾最小的時(shí)隙動(dòng)態(tài)分配給處于激活狀態(tài)的用戶。 （ 2）頻域動(dòng)態(tài)信道分配 頻域 DCA 中每一小區(qū)使用多個(gè)無(wú)線信道（頻道）。在給定頻譜范圍內(nèi)，與 5MHz 的帶寬相比， TDSCDMA 的 帶寬使其具有 3 倍以上的無(wú)線信道數(shù) (頻道數(shù) )?？梢园鸭せ钣脩舴峙湓诓煌妮d波上，從而減小小區(qū)內(nèi)用戶之間的干擾。 （ 3）空域動(dòng)態(tài)信道分配 因?yàn)?TDSCDMA 系統(tǒng)采用智能天線的技術(shù)，可以通過(guò)用戶定位、波束賦形來(lái)減小小區(qū)內(nèi)用戶 之間的干擾、增加系統(tǒng)容量。 （ 4）碼域動(dòng)態(tài)信道分配 在同一個(gè)時(shí)隙中，通過(guò)改變分配的碼道來(lái)避免偶然出現(xiàn)的碼道質(zhì)量惡化。 動(dòng)態(tài)信道分配分類 （ 1）慢速 DCA： 慢速 DCA 主要解決兩個(gè)問(wèn)題：一是由于每個(gè)小區(qū)的業(yè)務(wù)量情況不同，所以不同的小區(qū)對(duì)上下行鏈路資源的需求不同；二是為了滿足不對(duì)稱數(shù)據(jù)山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 TDSCDMA 的關(guān)鍵技術(shù) 11 業(yè)務(wù)的需求，不同的小區(qū)上下行時(shí)隙的劃分是不一樣的，相鄰小區(qū)間由于上下行時(shí)隙劃分不一致時(shí)會(huì)帶來(lái)交叉時(shí)隙干擾。所以慢速 DCA 主要有兩個(gè)方面：一是將資源分配到小區(qū)，根據(jù)每個(gè)小區(qū)的業(yè)務(wù)量情況，分配 和調(diào)整上下行鏈路的資源；二是測(cè)量網(wǎng)絡(luò)端和用戶端的干擾，并根據(jù)本地干擾情況為信道分配優(yōu)先級(jí)，解決相鄰小區(qū)間由于上下行時(shí)隙劃分不一致所帶來(lái)的交叉時(shí)隙干擾。具體的方法是可以在小區(qū)邊界根據(jù)用戶實(shí)測(cè)上下行干擾情況，決定該用戶在該時(shí)隙進(jìn)行哪個(gè)方向上的通信比較合適。 （ 2）快速 DCA： 快速 DCA 主要解決以下問(wèn)題：不同的業(yè)務(wù)對(duì)傳輸質(zhì)量和上下行資源的要求不同，如何選擇最優(yōu)的時(shí)隙、碼道資源分配給不同的業(yè)務(wù)，從而達(dá)到系統(tǒng)性能要求，并且盡可能地進(jìn)行快速處理。快速 DCA 包括信道分配和信道調(diào)整兩個(gè)過(guò)程。信道分配是根 據(jù)其需要資源單元的多少為承載業(yè)務(wù)分配一條或多條物理信道。信道調(diào)整（信道重分配）可以通過(guò) RNC 對(duì)小區(qū)負(fù)荷情況、終端移動(dòng)情況和信道質(zhì)量的監(jiān)測(cè)結(jié)果，動(dòng)態(tài)地對(duì)資源單元（主要是時(shí)隙和碼道）進(jìn)行調(diào)配和切換。 接力切換技術(shù) 接力切換是一種應(yīng)用于同步碼分多址（ SCDMA）通信系統(tǒng)中的切換方法。該接力切換方式不僅具有上述“軟切換”功能，而且可以在使用不同載波頻率的 SCDMA基站之間，甚至在 TDSCDMA系統(tǒng)與其它移動(dòng)通信系統(tǒng)，如 GSM或 IS95 CDMA系統(tǒng)的基站之間實(shí)現(xiàn)不丟失信息、不中斷通信的理想的越區(qū)切換。 接力切換適用于同步 CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)，是 TDSCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。 同步碼分多址通信系統(tǒng)中的接力切換基本過(guò)程可描述如下（參見(jiàn)圖 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 TDSCDMA 的關(guān)鍵技術(shù) 12 23）： (1)MS 和 BS0 通信； (2) BS0 通知鄰近基站信息，并提供用戶位置信息（基站類型、工作載頻、定時(shí)偏差、忙閑等）； (3) 切換準(zhǔn)備（ MS 搜索基站，建立同步）； (4) BS 或 MS發(fā)起切換請(qǐng)求； (5) 系統(tǒng)決定切換執(zhí)行； (6) MS 同時(shí)接收來(lái)自兩個(gè)基站的相同信號(hào)； (7) 完成切換。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 TDSCDMA 的關(guān)鍵技術(shù) 13 正常工作的 SCD MA 系統(tǒng)可否切換?系統(tǒng)知道終端的位置原基站通知終端附近基站的信息系統(tǒng)接收到來(lái)自終端的切換請(qǐng)求系統(tǒng)發(fā)出切換請(qǐng)求系統(tǒng)中兩個(gè)基站同時(shí)發(fā)射下行信息兩個(gè)基站同時(shí)接收上行信息目的基站接收電平和定時(shí)正確保持兩個(gè)基站同時(shí)和一個(gè)終端通信系統(tǒng)要求結(jié)束切換或接收到終端完成切換的要求中斷原基站和終端的通信 切換結(jié)束獲得上行發(fā)射功率和發(fā)射定時(shí)偏差在目的基站下行信道加上此功率控制和定時(shí)偏差調(diào)整要求系統(tǒng)發(fā)起切換Y esNoY esNo 圖 23 基站的接力切換過(guò)程山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 TDSCDMA 室內(nèi)無(wú)線信號(hào)傳播分析 14 3 TDSCDMA 室內(nèi)無(wú)線信號(hào)傳播分析 室內(nèi)區(qū)域分類 在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，一般將目標(biāo)覆蓋區(qū)域劃分為不同的區(qū)域類型，按照不同的區(qū)域類型采用不同的服務(wù)等級(jí)和配置原則，以便合理地配置網(wǎng)絡(luò)資源，以有限的投資滿足既定的服務(wù)質(zhì)量要求。對(duì)于以宏蜂窩為骨架的室外網(wǎng)絡(luò)，通常根據(jù)業(yè)主業(yè)務(wù)需求和無(wú)線傳播環(huán)境進(jìn)行區(qū)域分類。對(duì)于室內(nèi)覆蓋而言，也有必要采取相類似的分類原則，但其分類更為微觀和具體。由于建筑功能決定了用戶的聚類和密集程度，及室內(nèi)的業(yè)務(wù)需求和服務(wù)要求，因此，室內(nèi)區(qū)域只需要根據(jù)建筑物功能和無(wú)線環(huán)境的特點(diǎn)分類。 筑物功能分類 按建筑物功能分類是對(duì)不同建筑物的縱向分割，即室內(nèi)區(qū)域的宏觀分割 。 按照建筑物的功能，室內(nèi)區(qū)域可分為 8大類共計(jì) 26 小類，如表 31所示。 按無(wú)線環(huán)境的特點(diǎn)分類則是對(duì)同一建筑的橫向分割，即室內(nèi)區(qū)域的微觀分割。 按照無(wú)線環(huán)境的特點(diǎn)，室內(nèi)區(qū)域可以分為裙樓、標(biāo)準(zhǔn)層、地下層和電梯等類型。室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)根據(jù)不同的室內(nèi)環(huán)境特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行覆蓋 : (1)裙樓 :一般位于建筑物的低樓層，樓層面積較大，空間隔斷較少或空曠。通常窗邊附近區(qū)域信號(hào)較 好，縱深處信號(hào)較差。商業(yè)用途的裙樓不僅需要解決信號(hào)覆蓋和容量問(wèn)題，而且還應(yīng)該注意控制信號(hào)外泄以及與室外基站的平滑切換。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 TDSCDMA 室內(nèi)無(wú)線信號(hào)傳播分析 15 (2)標(biāo)準(zhǔn)層 :裙樓以上的樓層 (包括樓梯 )，空間間隔較為規(guī)則，通常高樓層信號(hào)較為雜亂，縱深處信號(hào)較差。標(biāo)準(zhǔn)層用途通常為住宅、辦公室、酒店房間等，室內(nèi)分布系統(tǒng)主要解決覆蓋問(wèn)題，重點(diǎn)是要在室內(nèi)形成主導(dǎo)信號(hào)。 (3)地下層 :建筑物地面以下部分，包括地下室、地下停車場(chǎng)等，通常為信號(hào)盲區(qū)，采用室內(nèi)分布系統(tǒng)解決覆蓋問(wèn)題的同時(shí)還要注意與地面信號(hào)之間的切換問(wèn)題。 (4)電梯 :一般位于建筑物中 部，屬于封閉環(huán)境，為信號(hào)盲區(qū)。室內(nèi)分布系統(tǒng)以滿足語(yǔ)音業(yè)務(wù)的需求為主。通常采用在電梯內(nèi)安裝高增益定向天線或鋪設(shè)泄漏電纜的方式進(jìn)行覆蓋，應(yīng)注意保持信號(hào)連續(xù)性，減少電梯運(yùn)行和用戶進(jìn)出電梯時(shí)的切換和掉話問(wèn)題。 表 31 室內(nèi)區(qū)域按建筑物類型分類 序號(hào) 類別 建筑功能 1 重要機(jī)關(guān)、辦公樓 重要寫(xiě)字樓 政府機(jī)關(guān) 醫(yī)院 地方電信大樓 學(xué)校（教學(xué)樓、辦公樓、宿舍樓） 部分樓層大客戶 2 賓館酒店 四、五星級(jí)賓館 三星級(jí)或者同級(jí)別賓館 二星級(jí)賓館 3 餐飲娛樂(lè)消費(fèi)場(chǎng)所 大型專業(yè) 市場(chǎng)（電子城、購(gòu)物中心等） 餐飲娛樂(lè)場(chǎng)所 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 TDSCDMA 室內(nèi)無(wú)線信號(hào)傳播分析 16 室內(nèi)區(qū)域的分類對(duì)于室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)具有重要的作用。在室內(nèi)分布系統(tǒng)的規(guī)劃過(guò)程中，首先需 要根據(jù)建筑物的功能確定建設(shè)的優(yōu)先級(jí)、需要覆蓋的目標(biāo)區(qū)域、需要提供的業(yè)務(wù)類型以及信源選取，在設(shè)計(jì)和建筑過(guò)程中則必須根據(jù)裙樓、標(biāo)準(zhǔn)層、地下層和電梯等不同區(qū)域的無(wú)線環(huán)境特點(diǎn)，合理地進(jìn)行天線布局和功率分配。 室內(nèi)環(huán)境特點(diǎn)及傳播機(jī)制 室內(nèi)環(huán)境是封閉、半封閉的傳播環(huán)境，由于墻壁、門窗、家具和其他物體的存在，從發(fā)射天線到接收天線的電波不僅有直射波、反射波，還有經(jīng)過(guò)物體棱角邊緣的繞射產(chǎn)生的繞射波。室內(nèi)無(wú)線信號(hào)的傳播主要受以下因室內(nèi)批發(fā)市場(chǎng)（包括集貿(mào)市場(chǎng)等） 商場(chǎng)、百貨、超市等 4 交通樞紐 機(jī)場(chǎng) 火車站、汽車站 地鐵 5 大型場(chǎng)館 會(huì)展中心、會(huì)議中心 大型體育場(chǎng) 6 住宅樓宇 大型住宅小區(qū) 高檔住宅小區(qū) 密集城中村（戶外基站無(wú)法解決的） 高層住宅樓（純住宅） 7 隧道 鐵路隧道 公路隧道 重要景區(qū)巖洞 8 綜合樓宇 商住樓宇 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 TDSCDMA 室內(nèi)無(wú)線信號(hào)傳播分析 17 素的影響 : 來(lái)自室內(nèi)墻體、樓板等物體的反射和繞射。 穿過(guò)墻體、樓板和其他障 礙物的透射。 能量的隧道效應(yīng)，高頻段信號(hào)在長(zhǎng)走廊內(nèi)傳播場(chǎng)景下尤為明顯。 在無(wú)線鏈路的一段或兩端人員或物體的移動(dòng)。 由于信號(hào)在室內(nèi)無(wú)線環(huán)境受到諸多因素的影響，由此而導(dǎo)致了以下幾個(gè)方面的結(jié)果 : （ 1）路徑損耗。除了自由空間損耗還包括其他障礙物以及穿透建筑材料所產(chǎn)生的額外損耗，此外，自由空間損耗可能因隧道效應(yīng)而降低。 （ 2）路徑損耗的時(shí)間和空間變化。 （ 3）電波的反射和繞射分量導(dǎo)致的多徑效應(yīng)。 （ 4）移動(dòng)臺(tái)的隨機(jī)放置導(dǎo)致的極化失配。 圖 31 給出了電波從發(fā)射 機(jī)到接收機(jī)的 4 種傳播機(jī)制 — 直射波、反射波、繞射波和透射波。 圖 31 從發(fā)射機(jī)到達(dá)接收機(jī)的射線 假設(shè)發(fā)射源的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)為 0E ，對(duì)視距傳播而言，由于發(fā)射機(jī)與接收機(jī)山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 TDSCDMA 室內(nèi)無(wú)線信號(hào)傳播分析 18 之間沒(méi)有阻擋，則視距情況下接收到的直射波場(chǎng)強(qiáng) LOSE 為 : 10 1jkrLOS eEEr?? (31) 式 (31 )中， k 為波數(shù)， 1r 為發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的視距距離。 經(jīng)過(guò)一次繞射后接收到的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng) DE 為 : 23201 3 2 3( + )jk r jk rD reE E D er r r r? ?? (32) 式 (32)中， 2r 為發(fā)射機(jī)到墻體轉(zhuǎn)角的距離 。r3為轉(zhuǎn)角到接收機(jī)的距離 。D為繞射系數(shù)。 經(jīng)過(guò)一次透射和反射 到達(dá)接收機(jī)的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng) TRE 為 : 456()0 4 5 6jk r r rTR eE E R T r r r? ? ???? (33) 式 (33 )中， r4 為發(fā)射機(jī)到墻體的距離 。r5 為從透射出墻體到反射點(diǎn)的距離 。r6為反射點(diǎn)到接收機(jī)的距離。 對(duì)于射線的多次反射、透射和繞射，連續(xù)地應(yīng)用上面的公式，就能得到信號(hào)的最終場(chǎng)強(qiáng)。設(shè)共有 n 條射線到達(dá)了接收機(jī)，第 i 條射線在接收機(jī)處的場(chǎng)強(qiáng)為 Ei，則接收點(diǎn)處總的電場(chǎng)強(qiáng)度 Etotal為 : total iiEE??