大唐移动TD-SCDMA室内覆盖解决方案

大唐移动TD-SCDMA室内覆盖解决方案

一、概述

　　国外某3G运营商的统计数据显示，在3G网络中，室外的业务量(包括话音和数据)仅占整个网络业务量的30.3%，而室内业务量占整个网络业务量的69.7%，这是由于3G的主要业务量来自于数据，而通常情况下使用数据业务时用户大多数都在室内。同时，由于3G的2GHz频段特性以及良好的网络覆盖质量的需求，可以预期，对于3G网络建设来说，室内环境将成为运营商重点考虑的3G信号覆盖的区域。而对于现有移动通信运营商来说，从现有技术到3G阶段运营过渡是必然趋势。

　　大唐移动针对3G建设中面临的上述挑战，提出了基于TD-SCDMA技术的3G室内覆盖全面解决方案。该方案可以为TD-SCDMA网络的运营商提供一站式服务，能够使运营商在3G网络建设初期迅速地以低成本、高容量的网络开展室内区域的TD-SCDMA网络建设，从而在争夺用户市场上占得先机。

　　二、建设室内覆盖系统的目的

　　(1)室内盲区的扫除。典型场景：新建的楼宇、地下停车场、地下商场、大型楼宇、地下通道、电梯。

　　(2)均衡网络话务减轻室外宏站的话务量，改善网络质量。典型场景：大型购物场所、展览场所、体育馆、机场、车站、码头。

　　(3)解决无主服务区室内区域，加强室内覆盖信号，改善室内信号质量，减少乒乓切换，改善网络指标。典型场景：较高的楼层、周围没有主覆盖小区的楼房。

　　(4)配合业务推广，提高品牌影响力，提升企业形象。

　　三、室内无线传播环境场景划分

　　TD-SCDMA系统进行室内覆盖时信源的选取和各种场景室内覆盖系统的解决方案主要依据不同的建设场景进行选择。建设场景选择一般结合楼宇的功能和楼宇的大小进行区分，按照楼宇的功能，可以区分为以下几类：

　　Ø 室内分布系统工程建设覆盖范围为三星级以上的酒店;人员集中、知名度高的办公写字楼;大型展馆、娱乐餐饮场所;

　　Ø 机场车站等交通枢纽楼及交易会场等重要公共场所;

　　Ø 面积大、人流量大、经济情况好的商场、超市;

　　Ø 地下商场、停车场等;

　　Ø 奥运场馆、大型体育场馆;

　　Ø 地铁、隧道等。

　　从建筑物面积大小对室内无线传播环境场景进行划分可以如下：

　　Ø 微型建筑物(6000m2以下);

　　Ø 小型建筑物(6000～16000m2);

　　Ø 中型建筑物(16000～60000m2);

　　Ø 大型建筑物(60000m2以上)。

　　四、TD-SCDMA室内覆盖特点

　　(1)多系统合路。现有GSM室内覆盖建设的很好，新建TD-SCDMA室内覆盖应当尽量复用原有的GSM室内分布系统，节省成本投入。

　　(2)无智能天线。由于室内的特殊条件，在室内环境下，我们无法使用智能天线，因此也就无法得到天线赋型，下行功率受损。

　　(3)TD-SCDMA系统上行受限，适合“多天线，小功率”的覆盖策略。

　　(4)频率高，传播损耗高。由于TD-SCDMA处于2010MHz～2025MHz，因此TD-SCDMA信号在馈线中及空中传播的损耗比GSM高，和GSM合路会造成覆盖不平衡。

　　(5)机房资源紧缺。经过GSM和CDMA的建设，现有的站址机房条件都比较紧缺，需要采用新型信源解决机房问题。

　　五、室内分布系统总体解决方案

　　(一)信源介绍

　　大唐移动BBU+RRU+分布式智能天线方案是解决TD-SCDMA室内覆盖的最佳方案。

　　传统的基站架构如下图所示：

 

　　新型的BBU+RRU基站将基带处理和射频处理放在两个物理实体中，基带处理单元实体称为BBU，射频处理实体称为RRU。基带处理实体与射频处理实体采用光纤链接，光纤拉远距离最大为40Km。其架构如下图所示：

 

　　大唐移动的BBU+RRU架构产品系列有BBU产品TDB18AE和TDB36A，RRU产品TDRRU03068和TDRRU12061。其中TDB18AE采用紧凑型设计，19英寸宽，4U高，特别适合机房条件紧张的环境。

　　(二)基于光纤拉远型室内覆盖解决方案

 

BBU+RRU方案图

　　在2G系统的室内覆盖中，比较多的采用分布式系统来进行覆盖，而对于3G系统的室内覆盖，由于2G频段传输的恶化，要达到2G相同的覆盖效果，需要建设的基站数目显著增多，而新增机房一方面需要大量的投资，另一方面要想找到合适的机房和站点已经越来越困难，由于机房的限制已经严重阻碍网络的建设进度。在这种背景下，各个厂商不约而同地考虑到采用一种具有自适应能力解决方案的新型基站——拉远型宏基站或分布式基站(DBS：distributed Base Station)，通过采用类似室内覆盖中分布式系统的分布式覆盖技术，在节省机房的前提下改善系统覆盖性能。

　　根据链路预算，TD-SCDMA系统是一个上行受限系统，在室内场景下，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，设备的功率与设备的容量相关。1个12W的TDRRU12061覆盖面积能达到3万平方米，实际使用当中，根据面积大小选择TDRRU12061的数量来完成覆盖。

　　采用分布式基站，将射频单元拉到离天线近的地方进行覆盖，降低了信源和天线之间馈线损耗，在确保了天线覆盖半径前提下，降低了对信源功率的要求。

　　与馈线相比，光纤工程施工简单，加快了工程进度。射频单元室外设计的特性可适应恶劣室外环境，可在-40～+55℃的环境下正常工作。

　　1.大容量是3G室内覆盖发展业务的前提

 

　　在2G时代，70%的话务量发生在室内，3G的特殊业务是数据业务，目前的数据业务大多发生在室内，因此进入3G，其业务将有超过70%发生在室内，室内覆盖的容量需要很大。在室内覆盖中，在网络发展初期最小的容量是需要6载波，但随着业务的发展需求，容量需求肯定会超过6载波，在室内覆盖建设初期就要考虑到后期扩容，为此，大唐移动推出了业内容量最大的专门用于室内的单通道RRU TDRRU12061，它的容量达到了9载波，完全能够满足后期业务发展需求，对于BBU设备，大唐移动的TDB18AE最大容量为24载波，可堆叠扩展为36载波，完全满足后期扩容需求。

　　2.全矩阵全动态基带池技术使规划更加简单

　　分布式基站的室内单元将基带处理单元统一处理，看作一个池，通过汇聚单元连接到射频单元，由汇聚单元将基带池内的基带资源和射频单元一一对应起来，这种对应关系最小颗粒是1载波对应1个射频单元通道，可以是多个载波对应1个射频单元通道，还可以是1个载波对应多个射频单元通道，并且这种对应关系可通过软件配置修改。如下图所示：

 

　　图中的三个通道本来都属于CELL1，经过软件配置，则分别属于两个小区CELL1和CELL2。一个小区能够最大设置6个载波，经过这种小区软分裂方法，只要在室内单元增加基带处理单元即可使容量增加1倍。

　　作为全动态基带池，软件可根据话务量的流动自动将载波在CELL1和CELL2两个小区之间动态调度，降低CAPEX，降低掉话率，提高用户感知度。

　　使用全矩阵全动态基带池技术，在网络规划初期可以按照覆盖要求进行统一规划，容量增长时则通过在机房增加基带处理单元即可以很方便地进行容量的扩充。

　　3.分布式智能天线方案让网络质量更上一层楼

　　大唐移动为了解决室内环境下无法使用智能天线的问题，率先提出了分布式智能天线方案。分布式智能天线能够有效降低系统内的干扰，提高系统容量，特别是对于大型场馆等特殊场景，分布式智能天线是保证满容量的前提条件。

　　大型场馆等空旷场景有如下特点：

　　1、 传播环境空旷，无遮挡;

　　2、 容量需求大，小区多;

　　3、 无法使用智能天线;

　　上述三个特点使得大型场馆等空旷场景覆盖有如下几个问题：

　　1、 小区多，规划难;

　　2、 小区多，过覆盖明显，小区间干扰大，容量下降;

　　采用分布式智能天线方案，多个射频通路可天线池来处理，可灵活配置天线到不同的小区，使得小区规划更加简单。

　　对于小区间干扰问题，采用分布式智能天线算法可完美解决。

　　在上行方向，不同用户上行信号从多个射频通道接收，降低了上行底噪，保证了系统满容量。

 

　　在下行方向，首先可以通过上行信号来判断用户离哪个通道最近，在下行上就只在这个通道上发送用户的信号，降低了系统内用户之间下行干扰;如果用户离两个通道都很近，则可以从两个通道上发送该用户的下行信号，产生下行分集增益，提高空口速率。

 

　　大唐移动在上海和广州的大型场馆均采用了分布式智能天线方案，同时也为其他奥运城市的奥运场馆覆盖提供了理论支撑，为TD-SCDMA服务奥运会比赛提供保障。

　　六、小结

　　大唐移动针对TD-SCDMA室内覆盖的特点提出了基于光纤拉远的解决方案，加快了室内覆盖网络建设，提高网络质量，助力中国移动打造TD精品网络。