td-scdma室内覆盖系统规划设计 毕业论文

摘要3G的魅力在于高速数据与多媒体业务，而视频电话、视频流、游戏等高速数据业务一般都发生在舒适的室内环境中，这些业务功能都需要较大的系统容量和良好的网络质量。3G时代6070的数据业务将发生在室内，欧美国家和中国香港地区的统计显示室内移动电话话务量约占总话务量的1/3；日本NTTDOCOMO公司的调查发现3G用户的室内使用量占到了70，而室外使用量只有30。对运营商而言，大量使用室内覆盖系统，可以争夺室内的话务量。NTTDOCOMO公司统计，实施室内覆盖的建筑物内话务量增大了143倍。室内覆盖还可以用于分散过密地区的网络压力，解决高端用户密集城区覆盖问题，减少室外基站的数量和配置，降低室外网络的整体干扰水平，从而提高整个系统的容量，更好地满足用户对质量的要求，其性能的好坏将直接影响到运营商的客户体验及收益，是其取得成功的关键因素之一。解决室内覆盖的主要方法是建设室内覆盖分布系统，室内分布系统的基本原理是将室外信号通过有线方式引入到室内，再通过小型天线将信号发送出去，从而提高室内覆盖水平。TDSCDMA是3G三大主流技术之一，TDSCDMA室内分布系统将是TDSCDMA整个网络建设的重点之一。本文将从一些工程经验出发，分析TDSCDMA室内分布系统设计的特点，并总结出一些方法和技巧。关键词3G；TDSCDMA室内覆盖ABSTRACT3GISTHECHARMOFHIGHSPEEDDATAANDMULTIMEDIASERVICES,ANDVIDEOTELEPHONY,VIDEOSTREAMING,GAMINGANDOTHERHIGHSPEEDDATASERVICESAREUSUALLYOCCURREDINACOMFORTABLEINDOORENVIRONMENT,THESEBUSINESSFUNCTIONSREQUIREALARGENETWORKOFSYSTEMCAPACITYANDGOODQUALITY3GERA60TO70OFTHEDATASERVICESWILLTAKEPLACEINDOORS,EUROPEANDTHEUNITEDSTATESANDCHINA,HONGKONGSSTATISTICSSHOWTHATTHETOTALINDOORMOBILETELEPHONETRAFFICTELEPHONETRAFFICABOUT1/3JAPANSNTTDOCOMOS3GUSERSURVEYINDOORUSEACCOUNTEDFOR70,WHILEONLY30OFOUTDOORUSEOFTHEOPERATORS,EXTENSIVEUSEOFINDOORCOVERAGESYSTEM,CANCOMPETEFORTHEINDOORTELEPHONETRAFFICNTTDOCOMO,INC,THEIMPLEMENTATIONOFTELEPHONETRAFFICWITHINTHEBUILDINGINDOORCOVERAGEINCREASED143TIMESINDOORCOVERAGECANALSOBEUSEDTODISPERSETHEPRESSUREOVERTHENETWORKDENSITYAREAS,DENSEURBANSETTLEMENTCOVERINGHIGHENDUSERS,REDUCETHENUMBEROFOUTDOORBASESTATIONSANDCONFIGUREDTOREDUCETHEOVERALLINTERFERENCELEVELOUTSIDETHENETWORK,THEREBYENHANCINGTHECAPACITYOFTHEENTIRESYSTEMTOBETTERMEETUSERQUALITYREQUIREMENTS,THEPERFORMANCEISGOODORBADWILLHAVEADIRECTIMPACTONTHEOPERATORSCUSTOMEREXPERIENCEANDREVENUE,ISTHEKEYFACTORFORSUCCESSTHEMAINWAYTOSOLVEINDOORCOVERAGEISTOBUILDINDOORCOVERAGEDISTRIBUTIONSYSTEM,THEBASICPRINCIPLESOFINDOORDISTRIBUTIONSYSTEMISTOOUTDOORSIGNALTHROUGHWIREINTRODUCEDINTOTHEROOM,THENTHROUGHASMALLANTENNATOSENDOUTTHESIGNALSOASTOENHANCETHELEVELOFINDOORCOVERAGETDSCDMAISONEOFTHETHREE3GMAINSTREAMTECHNOLOGY,TDSCDMAINDOORDISTRIBUTIONSYSTEM,TDSCDMAWILLBEONEOFTHEMAJORCONSTRUCTIONOFTHEENTIRENETWORKSOMEWORKSFROMTHISEXPERIENCE,ANALYSISOFTDSCDMAINDOORDISTRIBUTIONSYSTEMDESIGNFEATURES,ANDSUMMARIZESOMEOFTHEMETHODSANDTECHNIQUESKEYWORDS3GTDSCDMAINDOORCOVERAGE目录摘要1第1章绪论5113G网络室内覆盖系统的重要性512TDSCDMA简介6121TDSCDMA网络试验和商用概况8122TDSCDMA标准的现状10123TDSCDMA标准的后续发展10第2章TDSCDMA室内覆盖系统的组成1221信号源1322传输介质和分布系统1523元器件和天线16第3章TDSCDMA室内覆盖系统规划与设计1731组网原则及建设原则17311组网原则18312建设原则1832技术指标要求1833TDSCDMA室内覆盖系统建设流程19第4章容量配置方案2241人口密度和用户密度估算2242室内分布系统话务模型23421语音业务23422可视电话业务24423数据业务25424典型场景容量预测2643TDSCDMA室内覆盖信号源配置参考26第5章覆盖方案2851室内传播模型2852室内覆盖场强预测方法2953室内覆盖典型环境单天线覆盖能力3054天线功率需求及布放原则3055天线布放参考31551客房楼层天线的布放31552办公楼层的覆盖34553大型办公区域的覆盖37554地下停车库的覆盖39555娱乐场所的覆盖40556电梯的覆盖41555卫生间的覆盖4356TDSCDMA室内覆盖信号源功率参考46第6章TDSCDMA与其他系统共用室内覆盖系统4761系统如何合路4762功率匹配问题4763TDSCDMA与其它系统共用室内分布系统的网络规划4864双TDSCDMA室内分布系统时的网络规划51结论53致谢54参考文献55第1章绪论113G网络室内覆盖系统的重要性随着移动通信的迅速发展和普及，城市规模的不断扩大，摩天大楼和地下设施的大量涌现，室内吸收了大部分的话务量。NTTDOCOMO的3G商用网络的最新业务统计数据显示图11，在3G网络中室外的业务量语音和数据仅占整个网络业务的303，而室内业务占整个网络业务的697，这些场所主要是办公楼、车站和家庭等图12。图11商用网络用户统计分析图12室内话务量明细针对现在许多大城市高楼密集和建筑物内的移动用户较多的现状，单依靠室外宏蜂窝基站对其覆盖已经不能满足网络覆盖、容量和质量的要求。主要存在以下一些问题。覆盖方面3G工作在超短波频段，而且电波的绕射能力差，穿透损耗较大，导致网络的深层次覆盖存在着缺陷，产生信号的弱区或盲区，如在建筑物电梯间、地下停车场和地铁等。容量方面一些建筑物如超市、会议中心等，由于用户密度过大，CDMA网络用户底部噪声大大抬高，GSM拥塞严重，导致容量有限。质量方面由于频率干扰、导频污染和乒乓效应等导致小区的信号不稳定，话音质量难以保证，甚至发生掉话。对运营商而言，大量使用室内覆盖系统，可以争夺室内的话务量，开拓新的话务量。据DOCOMO的统计，实施室内覆盖的建筑物内话务量增大了143倍。同时室内覆盖还可以用于分散过密地区的网络压力，解决高端用户密集城区覆盖问题，减少室外基站的数量和配置，降低室外网络的整体干扰水平，从而提高整个系统的容量，更好地满足用户对质量的要求，其性能的好坏将直接影响到运营商的客户体验及其收益，是其取得成功的关键因素之一。与3G其他制式的系统一样，TDSCDMA在布网的过程中也无法回避室内覆盖的问题。同样受限于IMT2000频段无线电波的传播特性和建筑物的材质，仅仅室外的宏蜂窝基站无法保证充分覆盖，不可避免产生盲区。解决问题的最有效方法是引入室内分布系统。12TDSCDMA简介TDSCDMA，TIMEDIVISIONSYNCHRONOUSCODEDIVISIONMULTIPLEACCESS，即时分同步的码分多址技术，是ITU正式发布的第三代移动通信空间接口技术规范之一，它得到了CWTS及3GPP的全面支持。TDSCDMA集CDMA、TDMA、FDMA技术优势于一体、系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强的移动通信技术。它采用了智能天线、联合检测、接力切换、同步CDMA、软件无线电、低码片速率、多时隙、可变扩频系统、自适应功率调整等技术。TDSCDMA为TDD模式，在应用范围内有其自身的特点一是终端的移动速度受现有DSP运算速度的限制只能做到240KM/H；二是基站覆盖半径在15KM以内时频谱利用率和系统容量可达最佳，在用户容量不是很大的区域，基站最大覆盖可达3040KM。所以，TDSCDMA适合在城市和城郊使用，在城市和城郊这两个不足均不影响实际使用。因在城市和城郊，车速一般都小于200KM/H，城市和城郊人口密度高，因容量的原因，小区半径一般都在15KM以内。而在农村及大区全覆盖时，用WCDMAFDD方式也是合适的，因此TDD和FDD模式是互为补充的。TDD模式是基于在无线信道时域里的周期地重复TDMA帧结构实现的。这个帧结构被再分为几个时隙。在TDD模式下，可以方便地实现上/下行链路间地灵活切换。这一模式的突出的优势是，在上/下行链路间的时隙分配可以被一个灵活的转换点改变，以满足不同的业务要求。这样，运用TDSCDMA这一技术，通过灵活地改变上/下行链路的转换点就可以实现所有3G对称和非对称业务。合适的TDSCDMA时域操作模式可自行解决所有对称和非对称业务以及任何混合业务的上/下行链路资源分配的问题。TDSCDMA的无线传输方案综合了FDMA，TDMA和CDMA等基本传输方法。通过与联合检测相结合，它在传输容量方面表现非凡。通过引进智能天线，容量还可以进一步提高。智能天线凭借其定向性降低了小区间频率复用所产生的干扰，并通过更高的频率复用率来提供更高的话务量。基于高度的业务灵活性，TDSCDMA无线网络可以通过无线网络控制器（RNC）连接到交换网络，如同三代移动通信中对电路和包交换业务所定义的那样。在最终的版本里，计划让TDSCDMA无线网络与INTERNET直接相连。TDSCDMA所呈现的先进的移动无线系统是针对所有无线环境下对称和非对称的3G业务所设计的，它运行在不成对的射频频谱上。TDSCDMA传输方向的时域自适应资源分配可取得独立于对称业务负载关系的频谱分配的最佳利用率。因此，TDSCDMA通过最佳自适应资源的分配和最佳频谱效率，可支持速率从8KBPS到2MBPS的语音、互联网等所有的3G业务。根据ITU的要求和原邮电部的准备，我国于1998年6月底向国际电联提交了我国对IMT2000无线传输技术（RTT）的建议TDSCDMA。2000年5月5日，国际电联正式公布了第三代移动通信标准，我国提交的TDSCDMA已正式成为ITU第三代移动通信标准IMT2000建议的一个组成部分。我国自主知识产权的TDSCDMA、欧洲WCDMA和美国CDMA2000成为3G时代最主流的技术。121TDSCDMA网络试验和商用概况2006年，罗马尼亚建成了TDSCDMA试验网。2007年，韩国最大的移动通信运营商SK电讯在韩国首都首尔建成了TDSCDMA试验网。同年，欧洲第二大电信运营商法国电信建成了TDSCDMA试验网。2007年10月，日本电信运营商IPMOBILE原本计划建设并运营TDSCDMA网络，但该公司最终受限于资金困境而破产。2008年1月，中国移动在中国北京、上海、天津、沈阳、广州、深圳、厦门、秦皇岛市建成了TDSCDMA试验网；中国电信集团公司在中国保定市建成了TDSCDMA试验网；原中国网络通信公司（现中国联合网络通信集团有限公司）在中国青岛市建成了TDSCDMA试验网。2008年4月1日，中国移动在中国北京、上海、天津、沈阳、青岛、广州、深圳、厦门、秦皇岛和保定等10个城市启动TDSCDMA社会化业务测试和试商用。截止2008年年末，在中国使用TDSCDMA网络的3G手机用户已达到419万人。但是TDSCDMA手机放号首日即出现诸多问题，如网络建设尚未完善、功能尚未全部开发等，因而不少手机用户仍然持观望态度。2008年9月，中国普天信息产业集团公司为意大利的一家通信公司MYWAVE建设了TDSCDMA试验网，该网络于9月12日建成并开通；从建设工程仅为11天推算，应为小型企业网。2009年1月7日，中国政府正式向中国移动颁发了TDSCDMA业务的经营许可，中国移动也已经开始在中国的28个直辖市、省会城市和计划单列市进行TDSCDMA的二期网络建设，预计于2009年6月建成并投入商业化运营。该公司计划到2011年，TDSCDMA网络能够覆盖中国大陆100的地市。TDSCDMA的发展过程1998年初，在当时的邮电部科技司的直接领导下，由电信科学技术研究院组织队伍在SCDMA技术的基础上，研究和起草符合IMT2000要求的我国的TDSCDMA建议草案。该标准草案以智能天线、同步码分多址、接力切换、时分双工为主要特点，于ITU征集IMT2000第三代移动通信无线传输技术候选方案的截止日1998年6月30日提交到ITU，从而成为IMT2000的15个候选方案之一。ITU综合了各评估组的评估结果，在1999年11月赫尔辛基ITURTG8/1第18次会议上和2000年5月在伊斯坦布尔的ITUR全会上，TDSCDMA被正式接纳为CDMATDD制式的方案之一。CWTS中国无线通信标准研究组作为代表中国的区域性标准化组织，从1999年5月加入3GPP以后，经过4个月的充分准备，并与3GPPPCG项目协调组、TSG技术规范组进行了大量协调工作后，在同年9月向3GPP建议将TDSCDMA纳入3GPP标准规范的工作内容。1999年12月在法国尼斯的3GPP会议上，我国的提案被3GPPTSGRAN无线接入网全会所接受，正式确定将TDSCDMA纳入到RELEASE2000后拆分为R4和R5的工作计划中，并将TDSCDMA简称为LCRTDD低码片速率TDD方案。经过一年多的时间，经历了几十次工作组会议几百篇提交文稿的讨论，在2001年3月棕榈泉的RAN全会上，随着包含TDSCDMA标准在内的3GPPR4版本规范的正式发布，TDSCDMA在3GPP中的融合工作达到了第一个目标。至此，TDSCDMA不论在形式上还是在实质上，都已在国际上被广大运营商、设备制造商所认可和接受，形成了真正的国际标准。122TDSCDMA标准的现状自2001年3月3GPPR4发布后，TDSCDMA标准规范的实质性工作主要在3GPP体系下完成。在R4标准发布之后的两年多时间里，大唐与其他众多的业界运营商、设备制造商一起，又经过无数次会议讨论、邮件组讨论，通过提交的大量文稿，对TDSCDMA标准规范的物理层处理、高层协议栈消息、网络和接口信令消息、射频指标和参数、一致性测试等部分的内容进行了一次次的修订和完善，使得到目前为止的TDSCDMAR4规范达到了相当稳定和成熟的程度。在3GPP的体系框架下，经过融合完善后，由于双工方式的差别，TDSCDMA的所有技术特点和优势得以在空中接口的物理层体现。物理层技术的差别是TDSCDMA与WCDMA最主要的差别所在。在核心网方面，TDSCDMA与WCDMA采用完全相同的标准规范，包括核心网与无线接入网之间采用相同的LU接口；在空中接口高层协议栈上，TDSCDMA与WCDMA二者也完全相同。这些共同之处保证了两个系统之间的无缝漫游、切换、业务支持的一致性、QOS的保证等，也保证了TDSCDMA和WCDMA在标准技术的后续发展上保持相当的一致性。2006年1月20日已经被宣布为中国的国家通信标准注说法不确切。1月20日国家信息产业部规定为行业标准，而非国家的通信标准123TDSCDMA标准的后续发展在3G技术和系统蓬勃发展之际，不论是各个设备制造商、运营商，还是各个研究机构、政府、ITU，都已经开始对3G以后的技术发展方向展开研究。在ITU认定的几个技术发展方向中，包含了智能天线技术和TDD时分双工技术，认为这两种技术都是以后技术发展的趋势，而智能天线和TDD时分双工这两项技术，在目前的TDSCDMA标准体系中已经得到了很好的体现和应用，从这一点中，也能够看到TDSCDMA标准的技术有相当的发展前途。另外，在R4之后的3GPP版本发布中，TDSCDMA标准也不同程度地引入了新的技术特性，用以进一步提高系统的性能，其中主要包括通过空中接口实现基站之间的同步，作为基站同步的另一个备用方案，尤其适用于紧急情况下对于通信网可靠性的保证；终端定位功能，可以通过智能天线，利用信号到达角对终端用户位置定位，以便更好地提供基于位置的服务；高速下行分组接入，采用混合自动重传、自适应调制编码，实现高速率下行分组业务支持；多天线输入输出技术MIMO，采用基站和终端多天线技术和信号处理，提高无线系统性能；上行增强技术，采用自适应调制和编码、混合ARQ技术、对专用/共享资源的快速分配以及相应的物理层和高层信令支持的机制，增强上行信道和业务能力。在政府和运营商的全力支持下，TDSCDMA产业联盟和产业链已基本建立起来，产品的开发也得到进一步的推动，越来越多的设备制造商纷纷投入到TDSCDMA产品的开发阵营中来。随着设备开发、现场试验的大规模开展，TDSCDMA标准也必将得到进一步的验证和加强。为了加快TDSCDMA的产业化进程，早日形成完整的产业链和多厂家供货环境,2002年10月30日，TDSCDMA产业联盟在北京成立。TDSCDMA产业联盟的成员企业由最初的7家，发展到目前的30家企业，覆盖了TDSCDMA产业链从系统、芯片、终端到测试仪表的各个环节。第2章TDSCDMA室内覆盖系统的组成室内分布系统即针对建筑物内的移动用户，解决其通信网络覆盖的一种方案。利用室内分布系统将基站信号均匀地覆盖到室内盲区，以保证室内区域都拥有理想的信号覆盖。图21是通过无线同频直放站引入信号源，再由耦合器、功分器、干线放大器、室内分布式天线等组成的室内分布系统的示意图。图21直放站的室内分布系统示意图室内分布系统主要由信号源,信号的传输和分布系统以及干线放大器、功分器、耦合器、室内天线等部分组成。按照信号源的不同可以分为宏蜂窝、微蜂窝、直放站、射频拉远等。传输介质有光纤、同轴电缆和泄漏电缆等。同时设备又分为有源设备和无源设备；天线分为全向天线和定向天线等。TDSCDMA的室内分布系统结构与传统的分布系统类似，主要由三部分组成信号源，传输和分布系统，元器件和天线。TDSCDMA的室内分布系统可以与其他系统共享相同的单元。由于室内传播环境和工程上的考虑，智能天线并未引入到室内分布系统的覆盖中。在TDSCDMA的室内分布系统的设计和建设过程中，应该根据覆盖的目标、服务的类型、工程成本等方面的要求综合考虑，选取适当的信号源、元器件和传输介质等。21信号源通常可以选作为室内覆盖的信号源有宏蜂窝基站，微蜂窝基站，直放站和射频拉远单元等。（1）宏蜂窝基站直接采用室外的宏蜂窝基站作为信号源。在密集城区为了深度覆盖而采用该方式时，需要留出15DB20DB的穿透损耗余量，这部分的余量直接导致小区的半径缩小，站点数量增加。但是即便如此，室内覆盖的效果仍然较差，存在大量的覆盖盲区，另外严重的导频污染使用户接收多个强干扰，3G业务在室内达不到预期的使用效果。最重要的是其网络容量有限，接通率低。基站的发射功率很大一部分消耗在穿透损耗上，影响了系统的容量。它适用于建筑物的电磁密闭性较差或建筑物较为稀疏而且话务量较低的场景。（2）微蜂窝基站采用独立的微蜂窝基站作为信号源，可以独立承载话务量，并且可以分担宏蜂窝小区的话务量。该方式虽然需要传输和供电设备，但是实施简单，无需机房资源，更重要的是能够提供更多的网络资源，信号稳定干净，抑制导频污染，可以灵活结合具体室内分布系统来实现室内覆盖。因此，该方式通常应用于面积较大或者人流比较大、话务量比较高的室内覆盖，如大型购物广场、候机厅等，但是建设的成本比较高。（3）直放站采用直放站作为信号源，分为空间直放站和光纤直放站两种。它只是通过直放站收发系统将室外的宏基站的信号引入到室内，共享基站的基带处理能力，并不增加系统的容量，适合在话务量不高的室内环境中。稳定、信号质量好的信号源，可以使用空间直放站作为信号源，但是易受到周围的无线环境影响及宏基站的稳定性限制。相比之下光纤直放站能够解决以上的问题，但要受到光纤条件限制。直放站的优点是投资省、安装方便快捷，可以很快地解决信号弱和盲区问题。缺点是通过定向天线难以取得单一纯净的信号，系统的话音质量相对于蜂窝系统较差，且易造成对其他基站的干扰。直放站作为一种实现无线覆盖的辅助技术手段可以利用较少的投资和较短的周期，迅速扩大无线覆盖范围和解决盲区覆盖。对于TDSCDMA系统，由于采用TDD模式上下行处于同一个频点的不同时隙，所以对其的发射端和接收端的隔离度、上下行发射的定时、与室外基站的同步方面有较高的要求。直放站在放大转发上行信号过程中会增加信号的传输时延，对于信号质量有可能产生负面影响。对于TDSCDMA系统中直放站的使用有待进一步研究。（4）射频拉远单元RRU该方式可以提供接近微蜂窝基站作为信号源的覆盖效果，即将基站中的射频部分取出通过光纤与基站中的数字基带部分相连，剩下的控制加基带部分被称为支持远端模块的“宿主基站”。远端模块共享宿主基站的基带资源。RRU避免了直放站信号的简单重复放大，且不像直放站仅改变原有扇区的覆盖拓扑，而是占用一定的基带资源提供容量服务，不会产生直放站的接收底噪抬升以至饱和自激的问题。优点在于建设的成本较低，无需严格的机房和建站条件，可以灵活地结合具体的室内覆盖系统，并且配置和实施十分灵活。缺点是要仔细核算基站的基带所能承载的处理能力，同时远端无线接入设备需要独立的传输和供电设备。对于TDSCDMA系统，射频电缆在2GHZ以上频段的损耗比较大，拉远距离短，一般在60M左右；且射频电缆数量多，也相应带动其他辅材数量的增加，给基站成本很大压力；而射频拉远技术在降低馈线损耗和电缆数量及安装难度控制等方面面临着极大的困难，导致了建设成本偏高的后果。TDSCDMA网络中每个宏峰窝基站一套天线的覆盖半径只能有13KM，在城市内高楼林立的地区覆盖半径还要小得多，为实现完好的覆盖，就必须架设大量的基站。TDSCDMA系统中，采用中频拉远方案就可以很好地解决上述问题，即将无线基站中的模拟射频收发部分与无线基站的基带数字信号处理部分在模拟中频处分开，形成远端射频前端设备与室内单元。中频拉远技术通过基站室内单元的模拟中频接口，将射频的收发信机拉远至天线附近。下行方向将中频信号传输到射频前端，经混频后转换为射频信号，再由天线发射；上行方向将从天线发射过来的射频信号在前端混频为中频信号，通过中频传输系统传回到基站室内单元。远端射频前端设备与室内单元间可以用有线和无线传输手段相连接。其介质可以是中频电缆、光纤等。与传统的射频拉远技术相比，中频拉远技术具有以下显著的优点电缆数量少、传输距离远、组网灵活、成本大幅降低等。针对以上关于室内覆盖的信号源的介绍，我们对一些特定方案下的典型场景提出了解决方案，如表21所示。表21部分场景的室内覆盖解决方案22传输介质和分布系统传输介质和分布系统作为室内覆盖系统的重要组成部分，主要有同轴电缆，光纤和泄漏电缆三种。（1）同轴电缆是最为常用的材料，其优点是性能稳定、造价便宜、设计方案灵活、易于维护和进行线路调整、工作频段合适、可以兼容多种制式的系统，但覆盖范围受同轴电缆的传输损耗的限制，传输保密性差。大型同轴电缆室内分布系统通常需要多个干线放大器作为信号的放大接力。（2）光纤的路损较小，不加干线放大器也可以将信号送到多个区域，保证足够的信号强度，性能稳定可靠，传输容量较大，易于设计和安装，可兼容多种移动通信系统。但是在建设的过程中需要增加专门的电转光，光转电设备，且依赖于远端供电。在TDSCDMA室内分布系统中还有一个问题是光电互换时存在时延，需要在使用中引起注意。（3）泄漏电缆由导体、绝缘介质和开有周期性槽孔的外导体组成。电磁波在泄漏电缆中纵向传输的同时通过槽孔向外界辐射电磁波；外界的电磁场也可以通过槽孔感应到泄漏电缆内部并送到接收端。泄漏电缆提供的是功率低、辐射均匀的“雾状”覆盖。优点是信号强度均匀，缺点是较高的电缆传输损耗，需要较强的信号输入；安装技术要求较高，每隔1M就要求装一个挂钩，悬挂起来时电缆不能贴着墙面，而且至少要与墙面保持2CM的距离，不但影响美观，而且价格是普通电缆的2倍。它多用于一些特殊场景下，因为普通天线无法实现较好的覆盖，如竖井，隧道，地铁等。23元器件和天线除了信号源，传输介质和分布系统之外，室内分布系统还需要功分器，耦合器，干线放大器和天线等器件。（1）功分器和耦合器主要有无源和有源功分器和耦合器两种器件，工作频段合适可以兼容多种制式的系统。采用无源器件的系统设备性能稳定，安全性高，维护简单，信号经过功分器，耦合器和线路损耗后，到达天线处的强度不同，覆盖的效果也不同。而有源系统的信号到达末端时被放大器放大，达到理想的强度，保证覆盖效果。例如一些大型商场，就需要有源系统保证其覆盖。因而，有源系统建设和维护复杂，有源设备易损坏，系统的安全性和稳定性不如前者。（2）干线放大器信号的传输会有一定的损耗，为了保证覆盖的效果，需要在传输过程中进行放大，这时就需要干线放大器。在TDSCDMA系统中，上下行工作于同一频段，应该避免上下行链路的自激干扰问题；另外，对于多种制式共用室内分布系统，不同频段的信号在此前的路损可能不同，应均衡各频段信号的放大率，以达到最佳的覆盖效果。（3）天线室内覆盖的天线主要有全向天线和定向天线两种，根据具体场景的需求合理选择。通常以吸顶天线为主，它主要有3DBI天线和5DBI天线，在水平方向全向发射。两种天线在垂直方向信号能量集中角度上有区别，3DBI天线适合开阔空间的覆盖，如会议厅；5DBI天线的垂直发射角度对于前者要小，能量更加集中，适合于楼层间的覆盖。为了防止室内信号泄漏对室外信号产生干扰等情况，采用定向天线向室内需求方向覆盖。与2G等其他系统共用室内分布系统时，需要考虑不同制式的链路损耗的区别来调整天线的位置和数量，以满足覆盖需求。综上所述，信号源，信号的传输介质和分布系统以及功分器，耦合器，干线放大器，天线等器件共同组成了室内分布系统。根据具体的情况选取适合的器件，其中一些器件可以不用，如干线放大器等。第3章TDSCDMA室内覆盖系统规划与设计31组网原则及建设原则311组网原则对于TDSCDMA室内分布系统，优先选择异频组网方案，在频率紧张的情况下，可考虑混频组网方案（但须保证主频点和周围邻区主频点异频）。312建设原则（1）TDSCDMA室内分布系统建设以改造现有GSM室内分布系统、2G/3G共用方式为主，应确保原有GSM网络正常运行，并为后续优化建设留有余地。（2）室内外覆盖一体化原则确保室内分布系统提供良好的室内覆盖，同时要控制好室内信号，避免对室外构成强干扰。（3）在频率资源足够、设备支持的情况下室内外尽量采用异频组网方式室内外频点分配见频率配置方案。频率资源紧张的情况下也应保证与室外有切换关系的室内小区的主载频与室外主载频保持异频。（4）TDSCDMA室内分布系统信号源主要采用宏蜂窝、微蜂窝、BBURRU等设备。（5）室内分布系统工程的建设必须满足国家和通信行业相关标准，电磁辐射3值应满足国家标准。（6）室内分布系统的改造需要综合考虑GSM900、DCS1800、3G和WLAN共用的需求。32技术指标要求（1）室内分布无线覆盖边缘场强PCCPCHRSCP85DBM。（2）PCCPCHC/I3DB。（3）室内信号的外泄电平，在室外10米处PCCPCHRSCP95DBM。或者距离室内分布系统楼宇10米外，室内分布系统信号PCCPCHRSCP强度应比室外基站信号强度低9DB以上。（4）无线信道呼损无线信道呼损不高于2。（5）无线覆盖区内可接通率要求在无线覆盖区内的90的位置，99的时间移动台可接入网络。（6）块差错率目标值（BLERTARGET）话音1，CS64K011，PS数据510。33TDSCDMA室内覆盖系统建设流程图31给出了TDSCDMA室内分布系统建设流程示意。图31TDSCDMA室内分布系统建设流程示意图通过专项规划确定TDSCDMA室内覆盖区域和业务之后，应勘察所需覆盖的建筑物，得到建筑物平面图。获得建筑物相关信息、人员分布情况，考察可能的天线布放位置、电缆布放、寻找信号源放置的最佳位置。在详细设计前收集周围小区的信息，按照上节的原则选择信号源和分布系统。共分布系统还需要勘查该站点各楼层的GSM天线布置情况，包括各楼层的天线数量、天线安装位置和每个天线口的功率设计指标；分布系统的详细网络拓扑图，以及各段馈缆的长度、直径和衰耗；接头、功分器、耦合器的安装位置和衰耗。根据这些资料进行共分布系统改造设计。在现场往往还需要用测试手机进行路径损耗测试，以确定是否需要添加新的覆盖区域和天线。测量和验证最小耦合损耗（MCL），即考虑手机在位于离天线最近时候的路径损耗，测试呼叫阻塞率、成功率、掉话率、切换成功率等指标，在一定的服务等级和容量要求的条件下，预测室内传播模型。最后画系统连接图，进行参数设计，给出解决方案，采用不断建设不断优化的方式来得到高质量的室内系统。第4章容量配置方案和2G系统的室内分布不同的是在TDSCDMA系统的室内分布系统中，需要考虑室内用户的数量、业务类型以及单用户话务量，以便采用相应的设备吸收室内话务，减少宏基站负担，提高用户满意度，同时降低运营商投资。室内覆盖的容量规划应充分考虑各种数据业务需求。系统建设要分区预留，分区数量主要依据容量预测结果，以上行75/下行75负荷。各类场景及其业务特点如下表41表41各类场景业务特点41人口密度和用户密度估算由于室内分布是针对精品区域的重点覆盖，与广覆盖的室外场景相比，主要有以下区别（1）业务分布方面，室内分布场景的高端用户比例较高，数据业务需求相对较大；（2）用户密度方面，室内分布的用户密度普遍高于70000用户/KM2，对应于室外密集城区的最高情况；（3）用户渗透率室外用户渗透率在5（农村）34（密集城区）之间，室内分布的用户渗透率在3050之间，同样高于室外密集城区的一般情况。表42给出了不同室内场景下的人口密度和用户密度的估算方法，其数据参考了国外提供的资料和国内的工程经验并统一按高峰时段给出，这里的用户指TDSCDMA用户。表42室内情况下的人口密度与用户密度42室内分布系统话务模型421语音业务考虑到语音业务是3G的最基本业务，所以不同室内场景下的语音业务渗透率同室外一样，均设定为100。表43分别给出了不同场景室内语音业务的单用户话务量及话务量密度（结合用户密度，以1000M2为基本单位）。考虑到体育馆在重大比赛前和比赛休息阶段、民航机场在候机时段和航班到港时段，语音话务量会出现高峰，因此其单用户话务量按室外密集一类的最高值给出；相较而言，商场超市、宾馆酒店、娱乐场所的话务量稍低，按室外一般城区给出；而地下停车场的话务量则按照室外的交通干线给出。表43各类场景室内话务量及密度422可视电话业务表44是可视电话的单用户话务量及话务量密度，其单用户行为特征均参考语音业务。表44423数据业务相较于室外环境较高的移动性，在室内场景下特别是在写字楼、民航机场、室内体育场/会议中心和宾馆酒店等场所，用户位置相对固定，对数据业务的需求相对较高。与室外相比，室内数据业务特征如下（表45）业务渗透率在室内有数据业务需求的场景，其渗透率在3050之间，而室外场景最高为50；单用户吞吐量室外密集一类的单用户平均吞吐量为081KBPS/忙时，而室内的各种场景中，只有娱乐场所按此值定义，其它场景考虑较高的数据需求，均按其三倍取值。对于单用户吞吐量较高的几种典型场所主要基于如下考虑会展中心/会议中心新闻中心存在大量数据业务需求，个人用户也会有文件即时传送的数据业务要求；室内体育场馆新闻中心存在大量数据业务需求，个人用户会有即时图片传送等数据业务要求；民航机场在候机时，会有WWW浏览、INTRANET接入、收发EMAIL等的数据要求；宾馆酒店存在WWW浏览、INTRANET接入、收发EMAIL、FTP等数据要求。表45各类场景数据业务特征424典型场景容量预测表46典型场景容量预测43TDSCDMA室内覆盖信号源配置参考TDSCDMA建设初期，主要解决网络覆盖和网络质量问题，因此初期网络容量的配置相对要求较低，但是必须为日后网络扩容预留方案。可供选择信号原如下表47所示表47信号源的选择参考结合目前TD行业发展情况（BBURRU为主流组网方案），初期网络配置建议按照如下原则（1）如2G室内分布系统使用直放站做信号源，则TDSCDMA选择微蜂窝/RRU做信号源；（2）如2G室内分布系统使用微蜂窝做信号源，则TDSCDMA选择微蜂窝/RRU做信号源；（3）如2G室内分布系统使用宏蜂窝做信号源，则TDSCDMA选择宏蜂窝或者BBURRU做信号源；（4）如2G室内分布系统存在分区现象，则TDSCDMA采用类似的分区。（5）初期按照3CH/CELL配置，但需要考虑日后扩容到6CH时，仍满足覆盖要求。第5章覆盖方案51室内传播模型室内无线信道和传统的无线信道相比具有两个显著的特点其一，室内覆盖的面积小的多；其次，室内传播环境变化更大。研究表明，影响室内传播的因素主要是建筑物的布局、建筑材料和建筑类型等。室内传播模型有很多种，如对数距离路径损耗模型，ERICSSON多充端点模型，衰减因子模型等。目前普遍选取下述室内传播模型其中路径损耗（DB）；距天线1米处的路径衰减（DB），参考值为39DB；D距离（M）；FAF环境损耗附加值DB，和建筑物类型、建筑结构、所用材料等相关，取值是在表51的基础上，结合建筑物类型、结构以及室内分布的工程经验而来。此值需在今后的实际工程中结合实际场景进行修正。8DB室内环境下的衰落余量，包括空间衰落效应和时间衰落效应引起的衰落。表51给出了在2G频段电磁波的典型穿透损耗值表512G频段电磁波典型穿透损耗值52室内覆盖场强预测方法在室内覆盖系统中，对于下行链路而言，吸顶天线的入口功率比较小，一般在1015DBM,而对上行链路来说，手机最大发射功率为24DBM，远高于下行天线口功率，由此可知，在室内分布系统中，下行覆盖小于上行覆盖。所以在进行室内分布系统的天线规划时以单天线下行覆盖能力为规划依据。室内环境下的接收信号场强可按下式计算其中，PT天线入口功率；GT发射天线增益；路径损耗，按公式可以计算得出；GR接收天线增益由上式可得路径损耗L为结合室内传播模型，选取合适的FAF值，便可求得相应场景下单天线的覆盖能力。53室内覆盖典型环境单天线覆盖能力表52室内覆盖典型环境单天线覆盖能力54天线功率需求及布放原则（1）天线口输出功率要求PCCPCH信道功率为05DBM；（2）在部分场合为更好的满足业务需求，如会议室、总经理办公室、大客户所在地等，可适当减少单个天线的覆盖范围，天线口PCCPCH信道功率可达到7DBM以上。（3）在可视环境下，如商场、超市、停车场、机场等，覆盖半径取815米。（4）在多隔断的情况，如宾馆、居民楼、娱乐场所等，覆盖半径取410米。（5）对于电梯，采用小板状天线进行覆盖，天线口PCCPCH信道输入功率放置到8DBM，覆盖距离控制在12米以内。55天线布放参考平层覆盖方式主要是根据平层的具体功用以及建筑结构的特点分为客房结构式、写字楼结构式、大型办公区结构式、地下室结构以及卫生间部分等几种覆盖方式，下面就不同的结构覆盖方式说明如下551客房楼层天线的布放结构特点结构复杂，卫生间基本在走廊侧，房间结构基本为背对背建设。覆盖要点由于卫生间部分大部分墙体结构较厚，装修豪华，墙体的信号衰减较大，基本从走廊到房间内部必须要穿透两堵墙，对于TDSCDMA信号，若天线安装在走廊内卫生间侧基本无法保证覆盖。且由于走廊相对较窄，天线距离卫生间距离有限，无法保证信号的有效绕射，信号的衰减较严重。因此，对于宾馆式结构楼层的覆盖，天线的布放要求尽量避开卫生间一侧，最佳安位置应在两房间对应的门口。具体如下图具体覆盖方式1对于对称客房，一般四个客房门口对应，即两侧四个房间门口相对应，卫生间部分相对应。对于此类结构的客房楼层可采取如下方式进行覆盖四个房间门口共用一副全向吸顶天线，能够很好的兼顾四个客房的覆盖。考虑到有效覆盖距离内信号穿透最多不多于一堵墙。天线的间距基本在10M之内。天线口PCCPCH功率基本可控制在4DBM左右（如图51）。图51相关链路计算覆盖模型（如图52）图52强度计算（如表53）表53工程实例参考（如图53）图532）对于一侧为客房的楼层，可考虑采用一些定向吸顶天线，定向吸顶天线即可降低走廊另一侧的信号泄漏，又可通过定向吸顶天线增益高的特性，适当降低天线口的PCCPCH功率，建议若采用下图覆盖方式的话，PCCPCH功率可控制在2DBM左右。天线可采用120度定向吸顶天线（如图54）。图54相关链路计算覆盖模型（如图55）图55强度计算（表54）表54小结对于客房部分的覆盖天线的布放非常关键，具体原则是多天线、小功率，尽量避开卫生间及竖梁（即承重柱子的影响），天线口PCCPCH功率建议根据宾馆天花板高度及天线的安装高度作适当调整。一般情况下建议该种场合PCCPCH功率4DBM左右。552办公楼层的覆盖结构特点楼层相对较高，天花板相对较高，房间到走廊基本是一堵墙体阻隔，办公楼层房间的隔断由于墙体结构不同有多种形式，如石膏板结构、木板结构、砖体结构、混凝土墙结构等。覆盖要点办公楼层的覆盖的关键是隔断的具体结构，不同隔断结构具有不同的覆盖方式，即天线的布局（单副有效覆盖面积）也不尽相同，一般情况下，天线间距可控制在1015M之间，但对于混凝土结构的隔断楼层，建议天线有效覆盖范围内不超过一堵墙体，对于如木板、石膏板等衰减较小物质隔断的楼层，天线的间距可适当放大一些。天线口PCCPCH功率基本控制在05DBM。对于楼层较高如45M的楼层，天线口PCCPCH功率最大不超过8DBM。具体覆盖方式1）对称结构的楼层覆盖对于对称结构的楼层，一般采用全向吸顶天线进行信号覆盖，对于混凝土墙隔断的办公室，建议单副天线有效覆盖距离不超过一堵墙，对于木板、石膏板隔断的办公楼层，天线的密度可适当降低，天线的有效覆盖距离建议控制在15M之内（如图56）。根据要求合理控制泄漏。图56相关链路计算覆盖模型（如图57）图57强度计算（如表55）表552）非对称结构的办公楼层非对称结构的办公楼层，可考虑采用一些定向吸顶天线来覆盖，一般定向吸顶天线的增益都较全向吸顶天线增益大3DB左右，因此，若采用定向吸顶天线，天线口PCCPCH功率可控制在03DBM（如图58）。具体要根据实际结构作一些相应调整。图58相关链路计算覆盖模型（如图59）图59强度计算（如表56）表56工程实例（如图510）图510小结对于办公结构的楼层，由于隔断结构不同，采用的覆盖方式也不尽相同，对于砖墙或混凝土结构的隔断，建议在天线布放时，尽量不超过一堵墙体隔断，对于属承重墙部分，要满足覆盖要求，切记不超过一堵墙。对于石膏板结构或木板结构隔断的办公结构楼层，天线的布放间距根据实际结构情况可放的大一些。553大型办公区域的覆盖结构特点中间基本无隔断，平层面积较大，楼层较高，吊顶基本在3M左右。主要有大型会议室、大型办公区等。覆盖要点考虑到3G业务的需要，建议PCCPCH覆盖强度满足384K业务需要。由于面积较大，天线布放在走廊将难以满足边缘覆盖强度要求。因此，在天线布放时，建议天线安装其内部，最好距离走廊墙体近一些，走廊部分可通过房间内的天线穿透一堵墙体来满足覆盖。另外，考虑到大型会议室或大型开放式办公区基本无隔断，天线的布放密度可根据需要适当少一些。覆盖具体方式（如图511）图511大型办公室覆盖平面图图512大型办公室覆盖实景图相关链路计算覆盖模型（如图513）图513强度计算（表57）表57554地下停车库的覆盖结构特点对于地下停车场，内部基本无隔断，结构封闭，基本无吊顶，天线挂高会受到横梁的一些影响。覆盖要点地下停车场属较封闭场所，受外界信号的影响较小，覆盖强度与质量容易保证，可考虑采用全向吸顶天线或定向小板状天线来进行覆盖，天线口PCCPCH功率基本控制在05DBM即可。对于车道进入口部分一定要注意切换区域的控制。另外，由于地下停车库一般无吊顶，若采用全向吸顶天线，天线安装平面建议低于水平横梁，可采用吊杆式安装；若采用定向小板状天线，天线安装建议安装在墙壁侧面。具体覆盖方式1）全向吸顶天线方式（如图514）图514全向吸顶天线方式全向吸顶天线的使用要根据实际建筑的结构特点进行合理的布放设计。2）定向板状天线方式（如图515）图515定向板状天线方式定向板状天线的采用一般采用定向小板状，工作频段在8002500MHZ，采用壁挂式安装，安装施工较方便。555娱乐场所的覆盖结构特点隔断较多、且对信号屏蔽较大。覆盖要点采用多天线、小功率覆盖方式，建议天线布放按照宾馆类处理。覆盖实例（如图516）图516娱乐场所覆盖实例556电梯的覆盖结构特点电梯一般均为钢筋混凝土承重墙体结构，且电梯井道多为独立式的结构。覆盖要点电梯覆盖基于3G的要求，不建议采用平层兼顾覆盖方式，建议尽量采用井道内专项覆盖方式，即在井道内部安装专用的天馈系统来保障电梯内部的信号覆盖。对于TDSCDMA频段，电梯轿箱的损耗值大约在3035DB，2G的损耗值大约为2530DB。目前，进行电梯覆盖的方式有泄漏电缆式、小板状天线与吸顶天线分布式等三种，针对覆盖要求兼顾8002500MHZ覆盖要求，考虑到两系统的兼容性，建议推广小板状天线分布式覆盖方式。具体覆盖方式1）井道小板状天线覆盖方式方式一天线下倾安装方式覆盖楼层一般为56层，从上往下进行覆盖，共覆盖约20M。天线口功率一般RSCP控制在810DBM。方式二天线侧装方式。覆盖楼层一般控制在34层。天线口功率一般RSCP控制在6DBM左右。2）井道吸顶天线覆盖方式覆盖楼层一般为5层，覆盖距离20M之内。天线口功率一般TDSCDMA为RSCP5DBM左右。吸顶天线的安装（如图517）图517吸顶线的安装3）井道泄漏电缆覆盖方式采用泄漏电缆的要求泄漏电缆通