（电磁场与微波技术专业论文）tdscdma室内覆盖规划优化研究.pdf

， 声明 独创性( 或创新性) 卢明 本人卢明所节交的论文是本人往导师 旨导卜进行的研究l ：作及取得的研究成果。尽我所 知，除了文中特别加以标注利致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电人学或其他教育机构的学何或i 止i5 而使州过的材 料。与我一同i ：作的同忠对本研究所做的任何贡献均已住论文中作了明确的说明力：表示了谢 意。 中请学何论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： o 阻 日燃：p l q ：0 | s 。 关丁论文使川授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电人学有关保留和使刖学，奇：论文的规定，即：研究生住校 攻读学位期问论文i ：作的知识产权单位属北京邮电人学。学校有权保留并向围家有关部门或 机构送交论文的复印什禾磁盘，允许学何论文被布阅利借阅：学校可以公布学位论文的全部 或部分内容，可以允许采川影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学何论文。( 保密的学位 论文在解密后逆守此规定) 保密论文注释：本学佗论文属丁- 保密住一年解密后适川本授权i 5 。1 卜保密论文注释：本 学位论文不属丁保密范罔，适川本授权i5 。 本人签名： 导师签名： 日期： 日期： 塑! ： ：f 冱业l 婢 ui 0295m7，j1 洲y ， t j ， - l 北京邮电大学硕士学位论文t d s c d m a 室内覆盖规划优化研究 t d s c d m a 室内覆盖规划优化研究 摘要 t d s c d m a 标准是由我国提出、国际组织i t u 认可的3 g 标准之一， 是中国企业首个具有自主知识产权的主流移动通信标准，也是中国厂 家主导研发的第三代移动通信标准。随着t d 在国内的商用，t d 越来 越受到业界的关注。相比传统的2 g 网络，t d 网络的主要优势就在于 其能够提供高速的数据和多媒体等业务，而大部分数据业务发生在室 内。据预测，未来的t d 网络中，室内通信将承担t d 的7 0 以上的业 务量，其中9 0 的业务来自于数据业务。因此室内覆盖将成为t d 发展 的焦点，对t d 室内覆盖的研究是非常必要的。 本文首先从t d 发展史及现状出发，简单介绍了t d s c d m a 的主要 技术特点，并对t d 室内覆盖的规划和优化的现状和必要性以及面临的 问题等做了阐述。 接着从t d 室内覆盖的规划设计流程、总体思路和目标，以及规划 设计所包含的内容等方面详细讨论了t d 室内覆盖的规划设计方法，特 别是对t d 的容量估算、时隙载频配置等规划做了深入讨论，并结合某 北方大型城市的t d 室内现网配置实例作了验证。 之后，针对目前t d 室内覆盖缺乏统一测评标准和体系的现状，结 合本人的一些测试实例经验，提出了一套测试评估体系，从用户体验 角度出发，给出了主要的测评方案，并对该方案的测试实例作了t d 室内网络现状分析。同时，着眼于未来t d 室内覆盖可能面临的容量受 限问题，提出了一种评估t d 室内网络利用率的分析方法，为日后网络 扩容和优化提供参考。并根据实际测试情况，从覆盖优化、容量优化 和切换优化等几个典型问题对t d 室内覆盖的优化提出了参考建议。 最后，本文将t d s c d m a 网络与2 g 系统( j z i ：i g s m ) 和3 g 系统( 如 w c d m a ) 的规划优化方法的异同点做了对比研究，特别地，对t d 室 内覆盖网络与t d 全网的规划优化的关系做了分析。 关键词t d s c d m a 室内分布系统规划测评优化 - l 一 北京邮电大学硕。卜学位论文t d s c d m a 室内覆盖规划优化研究 r e s e r c h0 nt d s c d n 【ai n d 0 0 r c o v e r a g es y s t e mp l a n & d e s i g na n d o p t i m i z a t i o n a b s t r a c t t d s c d m a ( t i m ed i v i s i o n s y n c h r o n o u sc o d ed i v i s i o nm u l t i p l e a c c e s s ) ，p r o p o s e db y c h i n e s e g o v e r n m e n ta n da p p r o v e d b y t h e i n t e m a t i o n a lt e l e c o m m u n ic a t i o nu n i o n ( i t u ) a so n eo ft h et h r e ep r i n c i p a l 3 gm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o ns t a n d a r d s ，i st h ef i r s t3 r dg e n e r a t i o n t e l e c o m m u n i c a t i o nw i t hi t sr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n tm a i n l yl e db y c h i n e s ei n d u s t r i e sa sw e l la si t si n t e l l e c t u a lp r o p e r t yr i g h t si nc h i n e s e e n t e r p r i s e s a si tb e c a m ead o m e s t i cc o m m e r c i a ln e t w o r k ，t d s c d m a g a i n e dm o r ea n dm o r ea t t e n t i o n c o m p a r e dt o2 gn e t w o r k ，t h em a i n a d v a n t a g eo ft d s c d m an e t w o r ki st h a t ，i tc a na f f o r dh i g hs p e e dd a t a a n dm u l t i m e d i as e r v i c e s ，m o s to fw h i c ho c c u ri n d o o r i ti sp r e d i c t e dt h a t ， 7 0p e r c e n to ft h et ds e r v i c ew i l lb eo c c u r e di n d o o r ，9 0p e r c e n to fw h i c h i sd a t as e r v i c e s t h e r e f o r e ，i n d o o rc o v e r a g ew i l lb et h ef o c u so f t d s c d m an e t w o r k ，a n di ti se s s e n t i a lt os t u d yt h ei n d o o rc o v e r a g eo f t d s c d l t h i sa r t i c l ef i r s t l yi n t r o d u c e st h es t a t eo ft d s c d m a ，f o l l o w e db ya b r i e fi n t r o d u c t i o no ft h em a i nt e c h n i c a lc h a r a c t e r i s t i c so ft d s c d m aa n d t d h s d p a ，w h i c hi st h ea d v a n c e dt e c h n o l o g yo ft d s c d m a t h e nt h e c i r c u m s t a n c ea n de s s e n t i a l i t yo fi n d o o rt dc o v e r a g ep l a n o p t i m i z a t i o n a r ep r e s e n t e d t h es e c o n dp a r to ft h i sa r t i c l ep r e s e n t e dt h ew h o l ei d e aa n dp r o c e s s o ft di n d o o rc o v e r a g ep la na n dd e s i g n t h e ns e v e r a la s p e c t so ft h ep l a n a n dd e s i g nw e r ed i s c u s s e di nd e t a i l ，e s p e c i a l l yt h ec a p a b i l i t ye s t i m a t i o n ， t i m e s l o t c o n f i g u r a t i o n ， c a r r i e r f r e q u e n c y e t c c u r r e n tn e t w o r k c o n f i g u r a t i o no f s o m en o r t h e mm e t r o p o l i si si n t r o d u c e da sa ne x a m p l e a tp r e s e n t ，t h e r ei sn ou n i f o r me s t i m a t i o ns y s t e mo rs t a n d a r d ，s oi n t h i r d p a r t o ft h i sp a p e r ， ar e c o m m e n d e de s t i m a t i o ns y s t e mw a s p r o p o s e d ，f r o mt h eu s e re x p e r i e n c ep o i n to f v i e w f o l l o w e db yt h ed e t a i l 一 l 北京邮电人学硕士学位论文 t d s c d m a 室内覆盖规划优化研究 i n t r o d u c t i o no fe v e r yt e s tp r o c e d u r e t h e s ee s t i m a t i o np r o c e s s e sa r et h e b a s i so fo p t i m i z a t i o n t h e nw i t ha g r e a td e a lo ft d s c d m ai n d o o r c o v e r a g et e s ta n de x p e r i m e n t ，t h ep r e s e n ti n d o o rn e t w o r kq u a l i t yw a s a n a l y z e d i ta l s o1 i s t ss o m ep r o b l e m so fi n d o o rc o v e r a g et h a tn e e dt ob e s o l v e d b e s i d e s ， a na n a l y s i sm e t h o df o rt h eu t i l i z a t i o ne f f i c i e n c yo f t d 。s c d m ai n d o o rn e t w o r kw a sp r o p o s e da sa n o t h e rr e f e r e n c ef o rf u t u r e o p t i m i z a t i o n t h i sp a p e rd i s c u s s e dt h em a i no p t i m i z a t i o nm e t h o df o rt h e r e p r e s e n t a t i v ei n d o o rc o v e r a g ep r o b l e m ss u c ha sc o v e r a g eo p t i m i z a t i o n ， c a p a c i t yo p t i m i z a t i o n ， a n dh a n d o v e ro p t i m i z a t i o n i nt h el a s tp a r to ft h i sp a p e r ，t h em a i ns i m i l a r i t i e sa n dd i f f e r e n c e so f g s ma n dt d s c d m ap l a na n do p t i m i z a t i o nw a sd i s c u s s e d ， a sw e l la s t h ec o m p a r i s o no fw c d m aa n dt d s c d m a k e yw o r d st d s c d m a ， i n d o o rd i s t r i b u t i o ns y s t e m s ， p l a n n i n g ，e v a l u a t i o n ，o p t i m i z a t i o n 一 一 北京邮电大学硕士学位论文 目录 第一章概述 1 1 课题研究背景及意义 1 2t d - s c d m a 概述 1 2 13 g 简介 1 2 1t d s c d m a 发展史及现状 1 2 2t d s c d m a 的关键技术 1 3t d - s c d m a 室内覆盖情况 1 3 1t d - s c d m a 室内覆盖的必要性 1 3 2t d s c d m a 室内覆盖的现状 1 4 论文的组织形式 第二章t d - s c d m a 室内覆盖的规划 2 1t d - s c d m a 室内覆盖规划设计思路与流程 2 1 1t d s c d m a 室内覆盖的规划设计总体思 2 1 2t d - s c d m a 室内覆盖的规划设计流程 2 2t d s c d m a 室内覆盖的规划方案 2 2 1t d s c d m a 室内覆盖的覆盖规划 2 2 2t d - s c d m a 室内覆盖的容量规划 2 2 3t d s c d m a 室内覆盖的载频规划 2 2 4t d s c d m a 室内覆盖的时隙规划 2 2 5t d - s c d m a 室内覆盖的扰码规划 2 2 6t d - s c d m a 室内覆盖的小区规划 2 3t d s c d m a 室内覆盖的设计方案 2 3 1 信源设计 2 3 2 信号分布系统设计 2 3 3 天线分布设计 2 3 4 传输设计 2 4t d s c d m a 室内分布系统与其他系统合路设 2 4 1与原有2 g 分布系统共建思路 2 4 。2 多系统合路解决方案 第三章t d - s c d m a 室内覆盖的测试评估 3 1t d - s c d m a 室内覆盖的评估流程 i v ， j | 北京邮电人学硕士学位论文t d s c d m a 室内覆盖规划优化研究 3 2t d - s c d m a 室内覆盖的评估指标 3 3t d - s c d m a 室内覆盖的评估方法 3 2 1t d - s c d m a 室内覆盖的评估工具 3 2 2t d - s c d m a 室内覆盖的主要测评业务及评估方式 3 4t d - s c d m a 室内覆盖测评实例分析 第四章t d - s c d m a 室内覆盖的优化 4 1t d - s c d m a 室内覆盖优化概述 4 2t d s c d m a 室内覆盖的优化内容 4 2 1t d s c d m a 室内覆盖的覆盖优化 4 2 2t d - s c d m a 室内覆盖的容量优化 4 2 3t d - s c d m a 室内覆盖的切换优化 第五章各种系统规划优化比较 5 1t d s c d m a 与g s t v ! 网络规划优化的异同 5 1 1 规划的异同 5 1 2 优化的异同 5 2t d s c d m a 与w c d m a 网络规划优化异同 5 3t d s c d m a 室内规划优化与全网规划优化的异同 第六章总结与展望 参考文献 致谢 攻读学位期间发表的学术论文目录 v 4 8 8 o 6 4 4 5 5 6 6 8 8 8 9 9 o 2 4 6 7 3 3 3 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 北京邮电大学硕士研究生学位论： = ! = t d - s c d m a 室内覆盖规划优化研究 1 1 课题研究背景及意义 第一章概述 t d s c d m a 全称为t i m ed i v i s i o n s y n c h r o n o u sc d m a ( 时分同步码分多址存 取) ，是由我国提出、国际组织i t u 认可的3 g 标准之一，是中国企业首个具有自主 知识产权的主流移动通信标准，也是中国厂家主导研发的第三代移动通信标准。 随着t d 在国内的商用，t d 越来越受到业界的关注。相比传统的2 g 网络，t d 网络 的主要优势就在于其能够提供高速的数据和多媒体等业务，而大部分数据业务发 生在室内。据预测，未来的t d 网络中，室内通信将承担7 0 以上的业务量，其中 9 0 的业务来自于数据业务。因此室内覆盖将成为t d 发展的焦点，对t d 室内覆 盖的研究是非常必要的。 1 2t d s c d m a 概述 1 2 13 g 简介 3 g ( 第三代移动通信系统) 与前两代系统相比，其主要特征是可提供丰富多 彩的移动多媒体业务，传输速率在高速移动环境中支持1 4 4 k b p s ，步行慢速移动环 境中支持3 8 4 k b p s ，静止状态下支持2 m b s ( 以上指国际电联对第三代移动通讯的 最低指标) 。其设计目标是为了提供比第二代系统更大的系统容量、更好的通信 质量，而且要能在全球范围内更好地实现无缝漫游及为用户提供包括话音、数据 及多媒体等在内的多种业务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。 目前国际电联接受的3 g 标准主要有以下4 种：w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 、 t d s c d m a 以及w i m a x 。w c d m a 全称为w i d e b a n dc d m a ，它是基于g s m 网发 展出来的3 g 技术规范，是欧洲提出的宽带c d m a 技术，与日本提出的宽带c d m a 技术基本相同，目前正在进一步融合。c d m a 2 0 0 0 是由i s 9 5 技术发展而来的 c d m a 技术，由美国主推。w i m a x 全称为w o r l d w i d ei n t e r o p e r a b i l i t yf o rm i c r o w a v e a c c e s s ( 微波存取全球互通) ，是以i e e e8 0 2 1 6 的系列宽频无线标准为基础，在2 0 0 7 年1 0 月正式被批准成) 9 i t u 移动无线标准【2 】。对于固定w i m a x 业务而言，3 5 g h z 是全球比较通用的频段，但对于移动w i m a x 币i 言，寻找较低的频段在各国都非 常困难，尤其是在中国。 t d s c d m a 标准是由我国提出、国际组织i t u 认可的3 g 标准之一，是中国企 业首个具有自主知识产权的主流移动通信标准，也是中国厂家主导研发的第三代 移动通信标准。 1 2 1t d s c d m a 发展史及现状 在3 g 标准制定之前，中国通信行业没有自己的标准和技术，所有核心技术和 1 北京邮电大学硕士研究生学位论文 t d s c d m a 室内覆盖规划优化研究 芯片都需要向国外通信相关厂商进口或者缴纳高额的专利费用才能生产使用，其 发展受到巨大的瓶颈，1 9 9 5 年，当时的邮电部决定发展自己的第三代通信技术。 t d s c d m a 标准是中国原信息产业部电信科学技术研究院( 现大唐电信科技产业 集团) 在国家主管部门的支持下，根据1 9 9 5 年以来大唐集团研究s c d m a 和 t d s c d m a 技术的成果提出的具有一定特色的3 g 标准。1 9 9 8 年6 月，我国信息产 业部通过传真将名为t d s c d m a 的第三代移动通信标准建议递交了日内瓦国际 电联总部。 1 9 9 8 年9 月，t d s c d m a 标准完成评估和修改；1 9 9 8 年1 1 月，t d s c d m a 标 准被i t u 接受为候选建议；2 0 0 0 年5 月，在土耳其伊斯坦布尔无线电大会上， t d s c d m a 正式成为i m t 2 0 0 0 的标准之一；2 0 0 1 年3 月，t d s c d m a 被3 g p p 接纳， 写入- j 3 g p pr 4 规范，这标志着t d s c d m a 被广大的设备运营商和制造商所接受。 t d s c d m a 虽然能满足互联网下载数据的需求，但只能提供3 8 4 k b i v s 的传输 速率，随着越来越多对流量和迟延要求较高的数据业务如视频、流媒体和下载等 涌现，对t d s c d m a 通信系统提出了更高的需求，要求系统提供更高的传输速率 和更小的传输时延。为此，在随后的r 5 版本中引入了高速数据分组接入( h s d p a ， h i g hs p e e dd a t ap a c k a g ea c e e s s ) 技术1 3 】，它采用共享的下行信道进行数据传输， 通过引入a m c 、h a r q 、1 6 q a m 等技术，可以获得较高的数据吞吐量，并有效降 低了数据重传的程度和传输时延。在r 6 版本中，又引入了h s u p a 功能，截止2 0 0 6 年，已经有了r 7 版本。此外，为了应对w i m a x 的竞争，3 g p p 还成立了3 g p pl t e ( l o n gt e r me v o l m i o n ) 项目组，致力于制定3 g p pl t e 版本演进的需求和技术规 范。 近几年来，随着t d s c d m a 成为国际标准，t d s c d m a 进入了稳定发展和改 进阶段，为了促进其进步与完善，推动其产业化进程和应用，中国移动、中国联 通、中国电信等运营商联合大唐、华为、中兴等设备商成立t t d s c d m a 技术论 坛和产业联盟，积极从事t d s c d m a 标准及产品的研究、开发、生产和制造，基 本形成了一条完整的产业链。 2 0 0 2 年1 0 月，信息产业部公布7 t d s c d m a 频谱规划，为t d s c d m a 标准划 分了总计1 5 5 m h z ( a 频段：1 8 8 0 1 9 2 0 m h z ，b 频段：2 0 1 0 2 0 2 5 m h z ，及补充频 段2 3 0 0 - 2 4 0 0 m h z ) 的非对称标准。2 0 0 6 年1 月，信息产业部正式颁布t d - s c d m a 为我国通信行业标准。2 0 0 6 年3 月到1 1 月，t d s c d m a 在国内厦门、保定、青岛 等五个城市进行了规模网络技术应用试验，后又在北京、上海、天津、沈阳、秦 皇岛、广州、深圳、厦门等8 个城市进行了大规模的建设；2 0 0 8 年8 月，唯一获得 国内t d s c d m a3 g 牌照的中国移动在利用3 g 网络服务北京奥运会的同时，在全 国范围内进行了试商用，并邀请8 万社会人员参加了友好用户体验，t d 网络已经 北京邮电大学硕士研究生学位论文t d s c d m a 室内覆盖规划优化研究 为广大普通用户所熟知。2 0 0 9 年4 月，中国移动t d s c d m a 网络正式开始了商用。 截止至1 j 2 0 0 9 年底，中国移动已经进入了t d = 期城市的建设，t d s c d m a 网 络基本遍布了全国各省市。目前，各城市在t d s c d m a 网络规划和建设时，基本 都引入了t d h s d p a ，通过其对分组数据业务量的分流，改善系统容量，提升用 户对3 g 业务的感知。 随着t d 的商用，很多通信设备支持商、相关研究单位和网络规划和优化公司 等都投入了大量的人力和物力来支持t d s c d m a 网络建设，但是由于t d s c d m a 技术相比其他3 g 网络还不是十分成熟，相关的技术人才还十分短缺，相关的研究 也比较匮乏和浅显。但是从近一年来t d 商用的情况看，t d 网络具有很大的发展 前景，可以预见，在未来的几年内，对t d 网络的研究和实际建设需求将非常迫切， 因此非常有必要加大对t d 网络的规划和优化研究。 1 2 2t d s c d m a 的关键技术 t d s c d m a 系统相对于w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 等其他3 g 技术，采用了更 多的新技术，主要有智能天线、联合检测、上行同步、动态信道分配、接力切换 等，这些关键技术对于实现大容量、高频谱利用率及抗干扰等目标起到了重要作 用，在t d s c d m a 网络规划和优化中必须对这些关键技术有基本了解。 ( 1 ) 智能天线技术 智能天线( s a ，s m a r ta n t e n n a ) 由多个天线组成天线阵，每个天线后接一个 加权器，即等价于乘以某一系数，“智能”的含义就是这些加权系数可以适当改 变和自适应调制，使天线波束在定范围内能够根据用户的需要和无线环境的改 变而自适应地调制【钔。智能天线的采用给t d s c d m a 系统带来了诸多方面的影 响，例如给d c a 算法增加了对空间域的处理，使功率控制流程改变、控制要求 降低、切换区域不再确定等。通过采用智能天线，可以提高小区容量。但在进行 室内覆盖时一般采取普通的吸顶天线，不具备赋形及定位功能。 ( 2 ) 联合检测技术 联合检测( j d ，j o i n td e t e c t i o n ) 是多用户检测的一种。在实际的c d m a 移 动通信系统中，多个用户的信号在时域和频域上是混叠的，存在多址干扰( m a i ) ， 这是由于各个用户之间存在一定的相关性。随着用户数的增加或信号功率的增 大，m a i 就成为宽带c d m a 通信系统的一个主要干扰。联合检测技术充分利用 m a i 把所有用户都当作有用的信号来对待，而不是看作干扰信号，从而一步之内 将所有用户的信号都分离出来。联合检测技术为通信系统带来了优于传统r a k e 接收机的效果、提高了系统的容量，增加了用户数量，降低了用户设备的发射效 率、成本以及故障率，削弱了“远近效应”。但由于抗多址干扰能力不强，应该与 智能天线技术联合使用。 3 北京邮电大学硕- j ：研究生学位论文t d - s c d m a 室内覆盖规划优化研究 ( 3 ) 上行i 司步技术 t d s c d m a 中的同步技术一般指上行同步，即要求来自卜i 司位置和 i 刊距 离的用户终端的上行信号能够同步到达基站，包括上行同步的建立和位置。上行 同步能够给系统带来很大的好处。由于移动通信系统是工作在具有严重干扰、多 径传播和多普勒效应的实际环境中，让每个上行信号的主径达到同步，对改善系 统性能、简化基站接收机的设计都有明显好处。目前，t d s c d m a 系统采用g p s 进行同步。 ( 4 ) 动态信道分配技术 动态信道分配( d c a ，d y n a m i cc h a n n e la l l o c a t i o n ) 算法就是根据移动通信 的实际情况和约束条件，动态地对信道进行分配，设法使更多用户接入，从而提 高无线资源利用率和系统容量。无线资源包括频率、时隙、码字、功率及空间资 源，信道通过载频、时隙和扩频码的组合来标记。一般来说，d c a 包括两个方面： 慢速d c a 和快速d c a ，前者将资源分配n d , 区，后者则把资源分配给承载业务。 而d c a 的途径也存在频域、时域、码域以及空间域等四种。d c a 能够灵洒地支 持对称和非对称业务，具有频带利用率高、不需要信道预规划、可以自动适应网 络中负载和干扰的变化等优点，但由于相对固定信道分配来说较复杂，因此系统 开销较大。 ( 5 ) 接力切换技术 接力切换( b h ，b a t o nh a n d o v e r ) 是t d s c d m a 系统的核心技术之一，其 原理是利用智能天线和上行同步等技术，在对u e 的距离和方位进行定位的基础 上，根据u e 方向和距离信，包，作为辅助信息来判断目前u e 是否移动n t 可进行 切换的相邻基站的临近区域。如果进入切换区，则进行快速、可靠和高效的切换。 实现接力切换的前提是采用智能天线和上行同步等技术准确获得u e 的位置信 息，因此对于室内覆盖系统米说，由于没有采用智能天线，因此切换都属于硬切 换，而不是接力切换。 由于采用了以上多种先进技术，t d s c d m a 网络具有频谱效率高、支持多 载频、组网灵活，适合非对称数据业务传输等优点。 此外，在t d s c d m a 的r 5 版本中引入了t d - h s d p a 增强技术。为了后文 t d h s d p a 的规划优化介绍，这里简单介绍一下t d - h s d p a 的几个关键技术。 ( 1 ) 共享信道 t d h s d p a 在t d s c d m a 原有信道的基础上，新增了高速下行共享物理信 道h s p d s c h 、共享控制信道h s s c c h 、共享指示信道h s s i c h 三种物理信道， 其中，h s p d s c h 主要用于承载高速下行速率，h s - s c c h h s - s i c h 支持相应的 信令，由基站控制，用于发送传输信道的控制信息和终端的反馈信息p o 。 4 北京邮电人学硕士研究生学位论文 t d s c d m a 室内覆盖规划优化研究 此外，还新增一种传输信道，即高速下行共享信道h s d s c h ，用于承载高 速下行数据并映射到高速下行共享物理信道h s p d s c h 。 ( 2 ) 自适应调制编码( a m c ) 自适应调制编码是指，系统根据自身物理层能力和信道变化情况，实时调整 下行调制方式和信道编码速率，选择最佳的方式，用于补偿由于信道变化对接收 信号所造成的衰落影响，从而提高信号的信噪比性能，使用户达到尽可能高的数 据吞吐量。 ( 3 ) 混合自动重传( h a r q ) 该方式是将前向纠错( f e c ) 与自动重传( a r q ) 结合在一起的一种差错控 制方案，根据信道条件，通过发送附加冗余信息、改变编码速率对数据速率进行 较精细的调整，按系统性能要求和设备复杂程度来选择2 种类型的h a r q 机制， 自适应无线信道的变化。 ( 4 ) 高阶调制( 1 6 q a m ) 多电平正交调幅( q a m ，m u l t i 1 e v e lq u a d r a t u r em o d u l a t i o n ) 是中、大容量数字 微波通信最常见的一种调制方式，具有较高的频谱效率。q a m 有1 6 状态正交调 幅( 1 6 q a m ) 、6 4 状态正交调幅( 6 4 q a m ) 、2 5 6 状态正交调幅( 2 5 6 q a m ) 等。 高阶调制较低阶调制的数据速率成倍提高，1 6 q a m 的数据速率即为q p s k 的2 倍。t d s c d m a 中采用的是q p s k 、8 p s k 调制技术，而h s d p a 则增加了1 6 q a m 调制技术。 1 3t d s c d m a 室内覆盖情况 1 3 1t d s c d m a 室内覆盖的必要性 作为国产的3 g 技术标准，t d s c d m a 近几年来受到了我国政府的大力扶持， 并于2 0 0 8 年8 月首先在北京等城市进行了试商用，随之各省市均加快了t d 商用 网络的建设力度。 据n t td o c o m o 等领先运营商的研究结果及我国t d 现网运行情况统计，室 内覆盖承担了t d s c d m a7 0 以上的话务量和9 0 以上的数据业务量。室内用 户多数分布在办公室、车站、酒店等地方，因为室内环境相对舒适，室内环境用 户处于等待状态的较多，所以更加便于使用3 g 业务带来的丰富多彩的业务应用。 可以预见，t d s c d m a 网络的业务量也将主要发生在室内，因此室内覆盖的质 量和用户感知度是衡量网络质量的重要因素，也是各主要移动通信运营商竞相建 设的重点。 由于现代建筑大多采用钢筋混凝土结构，其对无线信号的屏蔽和衰减较强， 特别是在大中城市人口密集区，基站密度大，信号通过直射，反射，绕射等方式 进入室内，信号杂乱不稳定。此外，t d 使用的2 g h z 频段的穿透性要远远弱于 5 北京邮电人学硕士研究生学位论文 t d s c d m a 室内覆盖规划优化研究 g s m 目前使用的频段，使得室外t d 信号更难进入室内，很容易造成室内盲区或 弱覆盖。因此，t d 用户在室内的通信将受到明显影响和限制。 室内覆盖系统是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成 功的解决方案，近几年在全国各地的移动通信运营商中得到了广泛应用，其原理 是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证 室内区域拥有理想的信号覆盖，如图1 1 所示【7 1 。 图1 - 1室内覆盖系统示意图 1 3 2t d s c d m a 室内覆盖的现状 由于t d s c d m a 技术是由我国提出，具有我国独立知识产权的3 g 标准，而 欧美国家以及日本、韩国、新加坡等部分亚洲国家主要采用了w c d m a 和 c d m a 2 0 0 0 技术，因为t d 网络的建设技术方面没有太多的参考性，但通过运营 商多年来的2 g 网络建设，我们已经意识到室内覆盖的重要性。此外，尽管采用 的不同网络技术，但是3 g 网络的业务具有相通性，根据国外3 g 运营商的运营统 计数据显示，在3 g 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3 0 3 ，而室内业务量占整个网络业务量的6 9 7 ，这是由于3 g 的主要业 务量来自于数据。因此在建设大规模试验网的时候，运营商就在建设室外宏基站 基础上大规模的建设室内覆盖。目前，上海的t d 。s c d m a 试验网第一期在建设 了1 3 6 6 个室外覆盖基站的基础上，同时建设了1 1 5 4 个室内覆盖基站，以此更好 的保证了t d s c d m a 网络的预商用。而作为t d 一期城市的北京，t d 室内覆盖 的微站已达到了2 0 0 0 多个。 在2 g 网络建设时，运营商已经在市区一些密集区或者热点区域做了室内分布 系统，甚至有些楼宇同时布设了移动室内分布系统和联通室内分布系统等多系统 覆盖，为了节约成本、减少重复投资，并能快速建网，同时减少与物业交涉的难 6 北京邮电大学硕上研究生学位论文t d s c d m a 室内覆盖规划优化研究 度，在进行t d 的室内覆盖建设时，通常都是将t d 的室内分布系统与已建的2 g 分 布系统共享相同的单元，同时根据覆盖目标、业务场景需求、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。此外，为了提高用户 对高速数据业务的体验和感知，目前t d s c d m a 室内网络中基本都采用了 h s d p a 载波配置。 由于t d s c d m a 网络刚刚正式商用，很多技术都还处于摸索阶段，t d 室内 网络的规划和优化基本上也都停留在对2 g 室内网络规划和优化经验的借鉴，而 且这方面的人才十分稀缺，相关的研究也比较匮乏和浅显。但是从近一年来t d 商用的情况看，t d 网络具有很大的发展前景，可以预见，在未来的几年内，对 t d 网络的研究和实际建设需求将非常迫切，因此非常有必要加大对t d 网络的规 划和优化研究。在这种背景下，本课题将t d s c d m a 网络的室内覆盖作为一个 专题，通过对大量关于2 g 和3 g 室内规划和优化的资料进行提炼和整理，并结合 实际对t d 室内网络的实际测试，归纳出t d s c d m a 网络室内规划和优化体系， 为今后t d 网络的建设提供参考依据。 1 4 论文的组织形式 第一章概述。本章介绍了本文的课题研究背景，目前3 g 标准情况及 t d s c d m a 的发展史和现状，并简单介绍了t d s c d m a 以及t d h s d p a 中的 几个关键技术，同时对t d 室内覆盖的规划和优化的现状和必要性等做了阐述。 第二章t d s c d m a 室内覆盖规划设计。本章从t d 室内覆盖的规划设计总 体思路、流程和目标，以及规划设计所包含的内容等方面详细讨论了t d 室内覆 盖的规划设计方法，特别是对t d 的容量估算、时隙载频配置等规划做了深入讨 论，并结合某北方大型城市的t d 室内现网配置实例做了验证。 第三章t d s c d m a 室内覆盖的测试评估。本章针对目前t d 室内覆盖缺乏 统一测评标准和体系的现状，结合本人的一些测试实例经验，提出了一套测试评 估体系，从用户体验角度出发，给出了主要的测评方案，并对该方案的测试实例 做了t d 室内网络现状分析。 第四章t d s c d m a 室内覆盖的优化。本章根据实际测试情况，从覆盖优化、 容量优化和切换优化等几个典型问题对t d 室内覆盖的优化提出了参考建议。 第五章各种系统规划优化比较。本章从t d s c d m a 网络和g s m 网络的规 划优化比较方面、t d s c d m a 网络与w c d m a 网络规划优化比较方面，以及 t d s c d m a 室内覆盖与t d s c d m a 全网规划优化的比较三方面进行了对比研 究。 第六章结论与展望。本章对全文的研究工作进行总结，提出了主要结论， 并介绍了课题今后进一步的改进和发展方向。 7 北京邮电人学硕上研究生学位论文t d s c d m a 室内覆盖规划优化研究 第二章t d s c d m a 室内覆盖的规划 2 1t d s c d m a 室内覆盖规划设计思路与流程 2 1 1t d s c d m a 室内覆盖的规划设计总体思路 在进行室内覆盖规划和建设时，要充分考虑t d 的业务需求和发展趋势，特 别是数据业务的需求，要遵循规划区内连续覆盖和满足容量需求的原则，对重要 楼宇的覆盖建设尽可能一步到位。同时要控制好室内信号，避免对室外构成强干 扰。 在建设形式上，可根据楼字结构、现有分布系统覆盖经验、业务量大小等选 择分布系统建设。由于目前室内分布单位面积覆盖综合造价要高于室外宏站，因 此，从降低建设成本，减少建设难度的角度出发，改造现有室内分布系统为主， 新建室内分布系统为辅，提高t d s c d m a 和g s m 室内分布系统的共建率，充分 利用已有资源，降低建网成本，控制投资规模。改造应确保原有g s m 网络正常 运行，并为后续优化设计留有余地。 具体t d 室内覆盖规划和建设，以单通道r r u 为室内分布系统的主要信号源 方式，实际使用过程中，还需要根据实际环境的覆盖、容量需求，结合现有的 g s m 室内分布系统情况，选择合适的信号源。 2 1 2t d s c d m a 室内覆盖的规划设计流程 t d s c d m a 室内覆盖规划设计流程主要包括规划阶段及设计阶段，见图2 1 。 ( 1 ) 规划阶段 前期规划阶段主要目的是确定工程的覆盖对象以及规模，主要分为资料准备、 规划目标确认和容量估计三个阶段。 资料准备是室内覆盖规划中必不可缺的一步，主要包括：楼宇的建筑类型( 高 层、低层、钢筋混凝土、隔板墙等) 、人员分布情况( 人员密度、流量) 、网络现 状( 已有室分系统运行情况、业务量分布) 、应用场景( 写字楼、商场、公共交 通枢纽、居民区等) ，这些基础数据的收集和分析是后期容量估计、链路预算、 室分系统设计等环节的重要依据。 规划目标的确立来自于全方位的思考、多角度的平衡。关键需要考虑覆盖、 容量、质量和成本四大要素之间的平衡。覆盖目标指需要实现楼宇内的覆盖场强 及覆盖率，容量目标主要考虑用户总量预测、业务需求以及发展趋势。质量目标 主要分为