基于GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的TD-SCDMA改造探討

摘要　文章對現(xiàn)有GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行TD-SCDMA改造的關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析，提出了相關(guān)設(shè)計(jì)流程和技術(shù)指標(biāo)建議，以及小型無源、中型無源和大型有源三種典型GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的TD-SCDMA改造方案。

1、前言

　　統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，70%的移動通信話務(wù)發(fā)生在室內(nèi)；同時，3G高級業(yè)務(wù)也大都發(fā)生于室內(nèi)。因此，良好的室內(nèi)覆蓋，是提高服務(wù)等級、發(fā)展客戶、提高營運(yùn)收入的關(guān)鍵，也是決定3G成敗的重要因素。TD-SCDMA作為全球三大3G標(biāo)準(zhǔn)之一，室內(nèi)覆蓋將是其業(yè)務(wù)競爭的一個制高點(diǎn)。

　　在已有GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行TD-SCDMA改造，是一種既節(jié)省投資又能夠快速實(shí)現(xiàn)建網(wǎng)的TD-SCDMA室內(nèi)覆蓋建設(shè)方法，是當(dāng)前TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的研究熱點(diǎn)之一。

2、基于GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的TD-SCDMA改造分析

　　2.1　室內(nèi)分布系統(tǒng)改造的一般原則

　　室內(nèi)分布系統(tǒng)的改造需要考慮新老系統(tǒng)間的功率匹配、干擾，以及對原系統(tǒng)器件和天饋的利舊問題。因此，一般而言，室內(nèi)分布系統(tǒng)的改造都要遵循以下原則：

　?。?）性能優(yōu)先

　　◆確保原有室分系統(tǒng)在改造后能達(dá)到覆蓋效果。

　　◆確保原有網(wǎng)絡(luò)在改造后不受新室分系統(tǒng)干擾。

　　◆確保新室分系統(tǒng)的覆蓋、質(zhì)量和容量。

　　◆確保原有室分系統(tǒng)不干擾新的室分系統(tǒng)。

　?。?）利舊

　　◆盡量利用原有室分系統(tǒng)的設(shè)備、器件和天饋，控制改造成本。

　　◆盡量采用原有室分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。

　　2.2　TD-SCDMA改造的關(guān)鍵問題

　?。?）功率匹配

　　GSM和TD-SCDMA的頻段差異如表1所示：

表1　GSM與TD-SCDMA工作頻率比較

　　由于TD-SCDMA系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)的工作頻段差異，導(dǎo)致兩系統(tǒng)的空間損耗存在較大差距。根據(jù)自由空間路徑損耗計(jì)算公式：

　　L=32.45+20logf(MHz)+20log D(km)

　　其中，D為傳輸距離，f為電波頻率，可推算兩個系統(tǒng)的空間損耗差為：

　　△L=20log2020-20log900≈7dB

　　因此，同等距離TD-SCDMA系統(tǒng)的空間損耗比與GSM系統(tǒng)大7dB左右。同時，由于頻段差異，TD-SCDMA系統(tǒng)與GSM900系統(tǒng)的饋線損耗也存在差別，對于1/2"饋線，900MHz頻段的損耗約為7.5dB/百米，而在TD頻段的損耗約為12dB/百米；對于7/8的饋線，900MHz頻段的損耗約為4dB/百米，而在TD頻段的損耗一般為7dB/百米。

　　因此，對GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行TD-SCDMA改造時，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，精心選擇合路位置，并進(jìn)行合理的功率分配，以保證各系統(tǒng)的邊緣場強(qiáng)要求。

　?。?）系統(tǒng)間干擾

　　由于TD-SCDMA系統(tǒng)和GSM900系統(tǒng)的工作頻段間隔較遠(yuǎn)，鄰頻干擾的影響可以不考慮；另一方面，由于實(shí)際系統(tǒng)中很難將互調(diào)噪聲和雜散噪聲嚴(yán)格區(qū)分，按照慣例，這里將互調(diào)也歸入雜散噪聲一類。

　　對于雜散干擾，需要采用滿足隔離度要求的合路器來解決。計(jì)算得知，GSM/TD-SCDMA共享室內(nèi)分布系統(tǒng)中合路器的隔離度要求的典型值為60dB。在GSM/TD-SCDMA的頻率間隔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)隔離度為60dB同時保證較小的帶內(nèi)插損（≤0.6dB）的合路器是不難做到的。目前大多數(shù)廠家都能提供GSM 900/TD-SCDMA端口間隔離度≥80dB。

　?。?）其他問題

　　出于室內(nèi)傳播環(huán)境和工程上的考慮，智能天線未引入到TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋中。因此，TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)中業(yè)務(wù)信道沒有智能天線賦形增益；同時，由于沒有采用智能天線技術(shù)，不能實(shí)現(xiàn)接力切換，當(dāng)用戶由室內(nèi)分布區(qū)域向室外覆蓋區(qū)域移動時發(fā)生硬切換。

　　另外，若原GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的電梯是采用八木天線覆蓋時，由于八木天線自身結(jié)構(gòu)限制無法在寬頻范圍內(nèi)使用，在TD-SCDMA改造中應(yīng)更換為寬頻板狀天線。

　　2.3　TD-SCDMA改造的設(shè)計(jì)流程

　　在原有GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行TD-SCDMA改造，主要包括更換寬頻器件（當(dāng)原有GSM系統(tǒng)為窄頻系統(tǒng)時）、確定TD-SCDMA系統(tǒng)合路的位置、確定TD-SCDMA系統(tǒng)主干路由、根據(jù)需要增加天線或調(diào)整天線位置，以及相應(yīng)增加器件等工作內(nèi)容。可以按以下步驟來設(shè)計(jì)：

　?。?）收集原有GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、天饋線分布等。

　　（2）現(xiàn)場勘察，核實(shí)原有GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)與設(shè)計(jì)圖紙是否相符、核查原有GSM系統(tǒng)的器件和天線是否為寬頻（即是否滿足TD-SCDMA系統(tǒng)的頻段要求）、確定需要增加或調(diào)整天線的位置、掌握TD-SCDMA可能的合路位置的安裝條件及主干路由情況等。

　?。?）根據(jù)需要，修正原有GSM設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場不符的情況。

　　（4）根據(jù)需要，將窄頻器件和天線更換為支持TD系統(tǒng)的寬頻器件和天線。

　?。?）根據(jù)需要，增加天線或調(diào)整天線的位置。

　?。?）選擇標(biāo)準(zhǔn)層進(jìn)行功率預(yù)算，確定TD-SCDMA系統(tǒng)的最佳合路位置及主干路由。

　　（7）進(jìn)行系統(tǒng)功率計(jì)算，得到TD-SCDMA改造方案。

　　2.4　TD-SCDMA改造工程技術(shù)指標(biāo)建議

　　根據(jù)測試情況，基于GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的TD-SCDMA改造工程的技術(shù)指標(biāo)建議如下：

　?。?）基本覆蓋指標(biāo)建議

　　◆區(qū)域覆蓋概率＞=95%。

　　◆PCCPCH RSCP＞=-85dBm（CSD 64）。

　　◆PCCPCH C/I＞=-3dB。

　?。?）泄漏指標(biāo)建議

　　◆室內(nèi)信號在室外10米處的外泄電平PCCPCH RSCP＜=-95dBm。

　　◆泄漏電平滿足：室內(nèi)信號外泄電平-室外信號電平＜=-10dBm。

　　（3）天線口輸出功率建議

　　◆天線口PCCPCH信道功率為3dBm～10dBm。

　　◆在地下車庫、商場等較開闊環(huán)境中，天線口功率可以適當(dāng)降低，建議3dBm～5dBm。

　　◆住宅、酒店、寫字樓等多隔斷環(huán)境中，天線口功率可以適當(dāng)提高，建議5dBm～10dBm。

　　◆另外，對于天線確實(shí)比較稀疏（如天線間距超過三四十米以上）而又因施工難度大不能增加天線的情況下，也可以適當(dāng)提高天線口功率，保證良好覆蓋。

　?。?）天線覆蓋半徑建議

　　◆在較開闊環(huán)境中，如商場、停車場等，覆蓋半徑取8～15米。

　　◆在多隔斷的情況下，如賓館、夜總會等，覆蓋半徑取6～10米。

3、GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)TD-SCDMA改造典型設(shè)計(jì)方案

　　現(xiàn)有GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)按照規(guī)模大小及是否使用了有源器件可分為小型無源系統(tǒng)、中型無源系統(tǒng)和大型有源系統(tǒng)。下面將針對此分類，提出三種典型的GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的TD-SCDMA改造方案。

　　3.1　小型無源系統(tǒng)

　　小型GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)，多采用微蜂窩、直放站作信號源，使用無源室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋。此類GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)在進(jìn)行TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)改造時，可直接在原有GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號源處合路，完全利舊原有GSM分布系統(tǒng)。如圖1所示：

圖1　小型無源系統(tǒng)改造方案

　　3.2　中型無源系統(tǒng)

　　中型GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)采用微蜂窩或宏蜂窩設(shè)備作信號源，通常也只需要使用無源室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋。此類系統(tǒng)在進(jìn)行改造時，若直接在GSM系統(tǒng)信號源處合路，會由于饋線損耗過大而無法滿足TD-SCDMA系統(tǒng)天線口輸出功率的指標(biāo)要求。因此，需要另外選擇合適的合路位置，并新增TD-SCDMA主干。如圖2所示：

圖2　中型無源系統(tǒng)改造方案

　　3.3　大型有源系統(tǒng)

　　大型GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)，采用宏蜂窩設(shè)備作信號源，且通常使用有源室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋。此類GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)在進(jìn)行TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)改造時，有兩種方案可選：

　　（1）方案1：在GSM干放之前合路，然后在GSM干放處使用寬頻分路器把GSM和TD-SCDMA信號分開，通過各自的干放進(jìn)行信號放大，再通過寬頻合路器進(jìn)行合路。如圖3所示。

圖3　大型有源系統(tǒng)改造方案1

　　（2）方案2：新建TD-SCDMA主干，使用TD-SCDMA干線放大器將TD-SCDMA信號放大，然后在GSM干放之后與GSM合路。如圖4所示：

圖4　大型有源系統(tǒng)改造方案2

4、結(jié)束語

　　3G業(yè)務(wù)分布特點(diǎn)，以及TD-SCDMA頻段特性，使TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中至關(guān)重要。而TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)將會以改造現(xiàn)有GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的方式為主。本文提出的相關(guān)設(shè)計(jì)流程和技術(shù)指標(biāo)建議，以及三種典型GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的TD-SCDMA改造方案，對當(dāng)前TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。