TO_NP05_C1_0 TD-SCDMA室内分布系统毕业论文.doc

TO_NP05_C1_0 TD-SCDMA室内分布系统毕业论文目 录第1章 概述11.1 TD-SCDMA网络介绍11.2 室内分布系统概述2第2章 室内分布系统应用的设备32.1 无源器件32.2 有源设备12第3章 室内分布系统介绍153.1 分布式系统153.2 泄漏电缆系统243.3 TD-SCDMA室分系统的特点24第4章 无线传播模型274.1 空间的电磁波传播274.2 室内环境的电磁波传播274.3 无线侧链路预算28第5章 室内分布系统设计315.1 信号源选址315.2 天馈系统规划315.3 链路预算325.4 参数规划32第6章 多网合一室内分布系统设计336.1 多网合一互干扰分析336.2 多网合一室内分布系统设计366.3 多网合一建设思路38第7章 室内场景模型437.1 场景分类437.2 典型场景分析447.3 TD-SCDMA系统的室内话务模型477.4 室内场景对信源的容量和覆盖需求50第8章 室内分布系统设计案例518.1 TD/GSM室内分布案例518.2 方案系统原理图5253第1章 概述1.1 TD-SCDMA网络介绍TD-SCDMA网络目前的工作频段为2010MHz 2025MHz，相比900MHz和800MHz，2000MHz的散射、反射损耗以及穿透损耗都很大，由于地形、建筑等因素影响，在室内更容易形成各种信号覆盖盲区。同时在许多规模大、质量好的建筑物，单纯依靠室外覆盖不能完全解决其覆盖和话务量问题。在大型建筑物的低层、地下商场和停车场等环境，由于过大的穿透损耗，形成了网络的盲区和弱区；在建筑物的中间楼层，由于来自周围过多基站信号的重叠，产生乒乓效应，是网络的干扰区；在建筑物的高层，由于受基站天线的高度限制，产生孤岛效应，是网络的盲区。另外，在有些建筑物内，虽然用户能够正常通话，但是用户密度大，基站信道拥挤，手机上线困难，是网络的忙区。建筑物电磁环境模型简略图如下：图 1.11 建筑物电磁环境模型目前TD-SCDMA网络在室内信号覆盖的问题主要有以下几个方面：1覆盖方面，由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传输衰耗，形成了无线信号的弱场强区甚至盲区；2容量方面，建筑物诸如大型购物商场、会议中心，由于无线市话使用密度过大，局部网络容量不能满足用户需求，无线信道发生拥塞现象；3质量方面，建筑物高层空间极易存在无线导频污染，服务小区信号不稳定，出现乒乓切换效应，话音质量难以保证，不时出现掉话现象；以上各种问题严重影响了终端的正常使用，影响用户的主观感知度。根据网络优化的经验以及用户反应，需要室内覆盖主要为：1室内盲区新建大型建筑、停车场、办公楼、宾馆和公寓等2话务量高的大型室内场所车站、机场、商场、体育馆、购物中心等3发生频繁切换的室内场所高层建筑的顶部，收到许多基站的功率近似的信号1.2 室内分布系统概述移动通信的网络覆盖、容量、质量是运营商获取竞争优势的关键因素。网络覆盖、网络容量、网络质量从根本上体现了移动网络的服务水平，是所有网络优化工作的主题。室内分布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方案。其原理是利用室内覆盖式天馈系统将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。第8章 室内分布系统设计案例第2章 室内分布系统应用的设备室内分布系统的作用是完成射频信号的透明传输，主要由有源设备和无源天馈系统组成。有源设备为直放站、干放、光纤近端（远端）机等；无源天馈系统由功分器、耦合器、电桥和分布式天线等无源器件组成。下面对室分系统常用的器件作一下介绍，如下所述。2.1 无源器件2.1.1 天线天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能的设备，天线的主要指标有：增益、带宽、极化方式、波瓣角（垂直和水平）、前后比、驻波比。通信天线种类按工作频段分为：超长波、长波、中波、短波、超短波、微波天线；按方向性分为：全向、定向天线；按结构特性：线天线、面天线。室内分布系统主要应用的天线种类有：全向吸顶天线，定向壁挂天线，定向八木天线，下面对其进行简述：2.1.2 全向吸顶天线全向吸顶天线在室内分布系统应用中主要安装在天花板上，增益一般为3dB，主要用于常规区域的覆盖。参考指标如下：序号型号ModelZXIB10-ANT-0011频率（MHz）1710-25002增益（dBi）3.03驻波比1.44水平波瓣宽度3605垂直波瓣宽度40706极化方式垂直极化7功率容量（W）508水平方向图垂直方向图9阻抗（）5010接头型号N-50K11尺寸：直径x高（mm）160X9512重量（Kg）0.3513辐射体材料铜14温度（）-40+70参考图如下：图 2.11 吸顶天线2.1.3 壁挂天线壁挂天线在室内分布系统中，主要用于电梯以及长廊的覆盖，和全向天线的区别是波束集中，前后比高，增益高（一般为7dB左右）；有时用于控制信号室外泄漏。参考指标如下：序号型号ModelRMBJ-ZTE-00021频率（MHz）1710-25002增益（dBi）7.03驻波比1.44水平面波束宽度60205垂直面波束宽度80406极化方式垂直7功率容量（W）508水平方向图垂直方向图9阻抗（）5010接头型号N-50K11尺寸（mm）1701586012重量（Kg）0.913辐射体材料铜14温度（）-40+70图 2.12 壁挂天线2.1.4 八木天线八木天线的优点具有更高的增益，缺点是频段较窄，在室内分布系统中，主要用于单网系统电梯覆盖或作为TD-SCDMA直放站的施主天线。参考指标如下：序号型号ModelRMBJ-ZTE-00031频率（MHz）200020302增益（dBi）12.03驻波比1.44水平面波束宽度505垂直面波束宽度406极化方式垂直7功率容量（W）1008水平方向图垂直方向图9阻抗（）5010接头型号N-50K11尺寸（mm）56012013612重量（Kg）113辐射体材料铜14温度（）-40+70图 2.13 八木天线2.1.5 栅格天线栅格天线的优点高增益，窄波瓣。在室内分布系统中，作为TD-SCDMA直放站的施主天线。参考指标如下：序号型号ModelRMBJ-ZTE-00041频率（MHz）200020302增益（dBi）17.03驻波比1.44水平面波束宽度215垂直面波束宽度236极化方式垂直7功率容量（W）1008水平方向图垂直方向图9阻抗（）5010接头型号N-50K11尺寸（mm）100012重量（Kg）13.6（含抱杆）13辐射体材料铜14温度（）-40+70图 2.14 栅格天线2.1.6 功分器功分器是一种能量的等值分配的器件，目前的技术水平可以达到很宽的频带特性。按照制作原理以及工艺区分，有微带功分器和腔体功分器，区别是微带功分器各个输出口之间有隔离度，腔体功分器没有隔离度，腔体功分器在承受功率和插损上比微带功分器有一定的优势，主要参考指标如下：技术指标（微带）二功分器三功分器四功分器频段(MHz)17002500接头N型插入损耗(dB)3.5 5.56.5 隔离度(dB)=20=20 =20驻波比1.31.31.3特性阻抗（）50 50 50承载功率（W）505050工作温度-3060图 2.15 功分器2.1.7 耦合器耦合器是一种能量的不等值分配的器件，目前的技术水平可以达到很宽的频带特性。按照制作原理以及工艺区分，有微带耦合器和腔体耦合器，腔体耦合器在承受功率和插损上比微带耦合器有一定的优势，主要参考指标如下：技术指标（微带）5dB7dB10dB15dB20dB频段(MHz)17002500插入损耗（dB）2.21.40.90.70.5耦合度（dB）57101520定向性（dB）2020202020驻波比1.31.31.31.31.3阻抗（）5050505050承载功率（W）5050505050工作温度()-3060图 2.16 耦合器2.1.8 电桥电桥是一种进行同频率的载波进行频率合路的器件，主要用于基站不同载频的合路，主要参考指标如下：项目指标频率范围(MHz)20002030插损(含分配损耗)(dB)3.2移相（度）901.5端口电压驻波比1.15分配臂间隔离度(dB)25最大允许输入功率（W）100工作环境温度范围（）-25+60工作湿度090%，相对重量(g)(不包含接头)114外形尺寸（mm）(不包含接头)606020接口方式N-K(50)图 2.17 电桥2.1.9 负载负载是用于射频信号输出匹配的器件，主要用于空余端口的射频匹配，主要参考指标如下：序号项目指标1频率范围03GHz2阻 值503工作温度-20 +604驻 波1.15功率容量5W6接头N-K/507结构尺寸如下图图 2.18 射频负载2.1.10 合路器合路器的主要左右是将每一端口信号的输出功率馈送到同一输出端口,同时避免各个端口信号之间的相互影响。参考指标如下：序号项目端口1端口21频率(MHz)20102025240024832插入损耗(dB)0.60.63带内波动(dB)0.30.34电压驻波比1.21.25带外抑制80dB2400248380dB201020256接头类型型型7三阶互调抑制120dBc120dBc8功率容量100W9阻抗（欧姆）5010工作温度-305511尺寸（不大于）240mm200mm40mm图 2.19 合路器2.1.11 RF同轴电缆RF同轴电缆的作用是在它能承受的所有环境条件下，在发射设备和天线之间充分地传输信号功率，所有电磁波都在封闭的外导体内沿轴向传输而不能和电缆外部环境中的电磁波发生耦合。RF同轴电缆由内导体、绝缘体、外导体和护套4部分组成。主要参考指标如下：产品类型1/2”馈线1/2”超柔馈线7/8”馈线结构参数内导体外径（mm）4.80.13.60.190.1外导体外径（mm）13.70.112.20.1250.2绝缘套外径（mm）160.113.50.1280.2机械性能最小弯曲半径（mm）一次弯曲半径7035120多次弯曲半径21050360电气性能阻抗（）501百米损耗（dB/100m）1900MHz11.016.66.162000MHz12.017.76.62400MHz13.519.27.4图 2.110 射频馈缆2.2 有源设备2.2.1 宏蜂窝NODEB室分应用由于不采用智能天线阵列，将减少上/下行波束赋形增益（7dB），上/下行覆盖范围会同时缩小。下行业务信道将不再以赋形波束发射，而是全向或扇区定向发射，下行受限取决于TS0的信道配置以及接入用户数的多少。如果TS0的码道数小于业务时隙的码道数，下行就受限于业务信道的覆盖范围；如果TS0的码道数大于业务时隙的码道数，下行就受限于公用信道的覆盖范围。在参数设置上，关闭智能效果，尽量保持输出信号的稳定；同时调整PCCPCH的功率；使其和业务码道具有相同的覆盖范围。在室外应用中，NODEB数据配置单载最大为34dBm（八天线的总功率），不含智能天线的处理增益，PCCPCH的配置功率为33dBm，业务总功率为34dBm；两码道的平均功率为25dBm，最大为28dBm。在室内应用中，各天线的发射功率为单通道，在原基础上均减9dB，同时无赋形增益。宏蜂窝应用是室内分布系统中，对安装环境要求较高。同时由于8通道的结构，馈缆众多，布线困难，对功率的利用率较差。2.2.2 微蜂窝ZXTR微基站目标就是提供一个小容量，一体化的TD-SCDMA室外微基站系统。并且将射频和基带统一在一个结构内，实现本系统的设计。可以认为本系统就是B30的一个3载波1天线的简化配置。基站最大输出功率Pmax是指在指定参考条件下，在天线连接口测得的在某个激活时隙上载波的平均功率电平。按照3GPP TS 25.105 V4.7.0第6.2节要求：在正常条件下，基站的最大输出功率应保持在额定输出功率的2dB内；在极限条件下，基站的最大输出功率应保持在额定输出功率的2.5dB内；在特定区域，正常条件下的最低要求也适用于超出所定义范围的某些条件。目前设计的文档TLP模块发射通路的技术指标如下，供参考：l频率范围2010-2025MHzl额定输出功率：32 dBm（滤波器输出口测试）lACLR -43dB 1.6MHz ; 2.2.3 RRU中兴通讯的射频拉远设备有RRU(射频远端单元)。信源的各通道是独立的,算法可以根据实际的配置以及UE上行信号所属的通道，对4个下行通道分别进行加权。比如一个UE只在某个通道的覆盖范围内，则Node B只对该通道赋权1，而其它通道赋权0。即对该UE的下行信号只在该通道发送。采用此方法节省了功率，降低了干扰，同时提升了容量。在室内分布系统设计时，若功率资源充足的情况下，还可以利用功分器件把每通道分到不同的楼层、不同的区域；类似2G室分系统微蜂窝的应用。2.2.4 干线放大器干线放大器的作用是补偿信号在功率分配以及进行长距离的传输的损耗，由于干线放大器类同直放站一样，它的加入可能使得基站接收低噪明显提高，会引起上行覆盖半径减小，。调测时应调整上行增益并计算此噪声经有效路径损耗到达基站接收机的噪声功率是否控制容忍范围以内，控制住上行噪声，减少对基站的干扰。在干线放大器的上下行增益、以及输出功率配置上，和GSM系统有一定的差异。需要根据施主基站的业务信号配置、基站类型确定，预留合适的功率，避免基站业务信道满功率时使功放饱和；同时必须保证上行增益比下行增益低，降低上行噪声对施主基站的影响。同时，由于TD-SCDMA系统是TDD系统，由于腔体功分器端口间无隔离度，在干放的输入端禁止使用腔体功分器。参考指标如下：第3章 室内分布系统介绍目前室内分布系统依据传输方式及信号源大致有以下几种：1分布式系统宏蜂窝分布式系统微蜂窝分布式系统直放站分布式系统BBU-RRU分布式系统2泄漏电缆系统3.1 分布式系统该方式为基站信号通过无源器件进行分路，经由馈线将无线信号分配到每一付分散安装在建筑物各个区域的低功率天线上，从而实现室内信号的均匀分布。在某些需要延伸覆盖的场合，使用干线放大器对输入的信号进行中继放大，达到扩大覆盖范围的目的。该系统主要包括干线放大器、射频同轴电缆、功分器、耦合器、电桥、天线等器件。3.1.1 宏蜂窝采用宏蜂窝作信号源，其主要的有点是业务承载量大，适用于用户众多、业务量高的大楼、场馆等建筑；缺点是信号源安装环境要求较高，馈缆较多，需要较大的布线空间。图 3.11 宏蜂窝分布系统3.1.2 微蜂窝采用微蜂窝作信号源，相对宏蜂窝业务承载较小，适用于业务量适中的大楼等建筑；优点是易于安装。图 3.12 微蜂窝分布系统3.1.3 直放站直放站（中继器）属于同频放大设备，是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。直放站在下行链路中，由施主天线现有的覆盖区域中拾取信号，通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。在上行链接路径中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站，从而达到基地站与手机的信号传递。直放站的使用会给施主基站引入一定的噪声，导致基站热噪声电平升高，引起基站接收机的灵敏度降低。对小区覆盖范围来讲，会引起上行覆盖半径减小，对基站覆盖区的用户来讲，手机的的发射功率会相应增大，或者处在小区边缘的用户会发生单通或上行话音质量下降或掉话等现象。调测时应调整上行增益并计算此噪声经有效路径损耗（不同的直放站计算有所不同）到达基站接收机的噪声功率在容忍的范围以内，控制住上行噪声，减少对基站的干扰。在直放站的上下行增益、以及输出功率配置上，和GSM系统有一定的差异。需要根据施主基站的业务信号配置、基站类型确定，预留合适的功率，避免基站业务信道满功率时使功放饱和；同时必须保证上行增益比下行增益低，降低上行噪声对施主基站的影响。直放站有多种类型最常见的有：同频无线直放站、光纤传输直放站、移频直放站；如下：（1）无线同频直放站：这是最常见的一种直放站，设备成本低易于安装，尤其是方便搬迁，是补盲、扩大覆盖区域最简便的方法，但同频无线直放站如果调测不当极易造成对基站的干扰，在CDMA系统中这种现象更加突出。TD-SCDMA直放站与传统2G直放站主要区别在于时分方式下的收发同步切换控制，TD直放站类产品的同步目前主要有四种方式：能量检测GPS模块手机模块能量、比特相关检测无线同频直放站分宽带直放站和选频直放站，宽带直放站在在TD-SCDMA频段的全部或部分频段内工作的直放站，干扰较大；选频直放站在TD-SCDMA频段的全部或部分频段内选择一个或多个TD-SCDMA指配信道工作的直放站，干扰相对较小。参考指标如下：下行链路：测试项目指标工作频段20102025MHz标称最大输出功率30dBm自动电平控制（ALC）在最大输出功率处，输入增加10dB，输出功率应保持2dB之内标称最大增益90dB3dB增益调节范围30dB增益调节步长2dB增益调节误差在010dB范围内总误差1dB在1020dB范围内总误差1dB在大于20dB范围内总误差1.5dB带内波动2dB（峰峰值）任一1.6MHz带宽内噪声系数6dB输入输出电压驻波比（最大值）1.5 传输时延 1s邻道泄漏功率比（ACLR）40dB 1.6MHz45dB 3.2MHz杂散发射9kHz150kHz36dBm1kHz150kHz 30MHz36dBm10kHz30MHz 1GHz36dBm100kHz1GHz12.75 GHz25dBm1MHz互调衰减-45dBc调制精度（EVM）12.5%峰值码域误差(PCDE)-28dB扩谱系数为16TDD开关时间精度1s上行链路测试：测试项目指标工作频段20102025MHz标称最大输出功率30dBm2dBm自动电平控制（ALC）在最大输出功率处，输入增加10dB，输出功率应保持2dB之内标称最大增益90dB3dB增益调节范围30dB增益调节步长2dB增益调节误差在010dB范围内总误差1dB在1020dB范围内总误差1dB在大于20dB范围内总误差1.5dB带内波动2dB（峰峰值）任一1.6MHz带宽内噪声系数6dB 输入输出电压驻波比（最大值）输入：1.5 最大增益条件下输入：1.5 最小增益条件下传输时延 5s邻道泄漏功率比（ACLR）40dB 1.6MHz45dB 3.2MHz杂散发射9kHz150kHz36dBm1kHz150kHz 30MHz36dBm10kHz30MHz 1GHz36dBm100kHz1GHz12.75 GHz25dBm1MHz互调衰减-45dBc调制精度（EVM）12.5%峰值码域误差(PCDE)-28dB扩谱系数为16（2）光纤直放站：指借助光纤进行信号传输的直放站，它需要使用光纤将基站信号连入直放站系统内，信号源比较纯净，一般不容易对大网形成干扰，光纤直放站使用中要控制接入基站的底部噪声电平。对于室内覆盖使用时，出现高大建筑物采用光纤接入时，有时为了平衡各扇区间的话务量，还会采用多扇区接入的光纤直放站。光纤直放站的近端机和远端机的原理图如下：参考指标如下：下行链路：测试项目指标工作频段20102025MHz输出光功率23.5dBm标称最大输出功率30dBm自动电平控制（ALC）在最大输出功率处，输入增加10dB，输出功率应保持2dB之内标称最大增益48dB3dB增益调节范围30dB增益调节步长2dB增益调节误差在010dB范围内总误差1dB在1020dB范围内总误差1dB在大于20dB范围内总误差1.5dB带内波动2dB（峰峰值）任一1.6MHz带宽内输入输出电压驻波比（最大值）1.5传输时延5s邻道泄漏功率比（ACLR）40dB 1.6MHz45dB 3.2MHz杂散发射9kHz150kHz36dBm1kHz150kHz 30MHz36dBm10kHz30MHz 1GHz36dBm100kHz1GHz12.75 GHz25dBm1MHz互调衰减-45dBc调制精度（EVM）12.5%峰值码域误差(PCDE)-28dB扩谱系数为16TDD开关时间精度1s上行链路：测试项目指标工作频段20102025MHz输出光功率23.5dBm标称最大输出功率-5dBm2dBm自动电平控制（ALC）在最大输出功率处，输入增加10dB，输出功率应保持2dB之内标称最大增益48dB3dB增益调节范围30dB增益调节步长2dB增益调节误差在010dB范围内总误差1dB在1020dB范围内总误差1dB在大于20dB范围内总误差1.5dB带内波动2dB（峰峰值）任一1.6MHz带宽内噪声系数6dB输入输出电压驻波比（最大值）1.5 传输时延 5s邻道泄漏功率比（ACLR）40dB 1.6MHz45dB 3.2MHz杂散发射9kHz150kHz36dBm1kHz150kHz30MHz36dBm10kHz30MHz 1GHz36dBm100kHz1GHz12.75 GHz25dBm1MHz互调衰减-50dBc调制精度（EVM）12.5%峰值码域误差(PCDE)-28dB扩谱系数为16（3）移频直放站：指直放站施主信号在传输的过程中，使用的频率与整个网络使用的频率无关。因而不会增加对大网的干扰信号。移频从基站引入的信号经变频后发射，其频率避开了移动通信网当前的使用频率，空间不会增加相同的频率成分，对保证网络的通信质量显然是有益的，这种方法，成本增加也不多，是市区内室内无线信号源推荐采用的信号引入方法。采用直放站作信号源，需要注意直放站的上行噪声对施主基站灵敏度的影响，直放站的使用会给施主基站引入一定的噪声，导致基站热噪声电平升高，引起基站接收机的灵敏度降低！引起基站的最大覆盖半径收缩，详细分析过程如下。1首先可以求得直放站热噪声经过放大和传输路径损耗后，到达基站接收机输入端的热噪声电平：Prep_inject = KTB+Frep_reverse+Grep_reverse-PLnet其中：K 波尔兹曼常数，真值为1.38E-23J/K; T 环境温度，取290K; B 带宽，取1.23MHz; Frep_reverse 直放站上行噪声系数； Grep_reverse 直放站上行增益； PLnet 直放站到基站路径衰减净值，包括直放站馈线损耗、直放站施主天线增益、路径损耗、基站天线增益、基站馈线损耗；2而此时的基站接收机输入端等效热噪声电平：Pbts_noise_floor = KTB+Fbts_receiver3这样基站热噪声电平升高ROTrepROT =10log(10PBTS/10+ 10PINJ/10)/ 10PBTS/10=10log(1+10-NIM/10)引入噪声注入裕量NIM：NIM=10log(10PBTS/10 / 10PINJ/10)此值即决定了直放站对施主基站上行链路的影响。每增加1dB，就意味着施主基站的上行链路功率预算减少1dB或所允许的基站到手机的空间路径损耗减少1dB，对小区覆盖范围来讲，会引起上行覆盖半径减小，对基站覆盖区的用户来讲，手机的的发射功率会相应增大，或者处在小区边缘的用户会发生单通或上行话音质量下降或掉话等现象。因而，在直放站在满足覆盖的前提下，尽量减小其上行增益，市区应用时其引起的基站噪声指数增加应小于1dB 。3.1.4 BBU+RRU该方式信号源为由RRU（Radio Remote Unit）和BBU（Base Band Unit）组成。RRU与BBU分别承担基站的射频处理部分和基带处理部分，各自独立安装，分开放置，通过电接口或光接口相连接，形成分布式基站形态。它能够共享主基站基带信道资源，使得Iub接口中继增益最大化，根据话务容量的需求随意更改站点配置和覆盖区域。（1）和宏基站相比，由于RRU是尽可能的靠近天线，在相同的机顶输出功率的情况下，RRU降低射频部分的馈缆传输损耗，充分利用其输出功率。（2）和直放站相比，RRU增加容量，而直放站不增加容量；RRU不降低系统的灵敏度，而直放站会降低系统的灵敏度；系统的灵敏度直接导致宏蜂窝的覆盖和容量降低；直放站作为双向放大器，只能区分不同频率而不能区分不同码字。RRU实际上只是NodeB的一种类型，是对常用NodeB信号覆盖的一种深层应用，对室分系统天馈组网没有明显的变化。图 3.13 RRU分布系统3.2 泄漏电缆系统该方式为基站信号通过泄漏电缆直接覆盖，泄漏电缆具有均匀的带状孔，集信号发射和接受于一体；该系统主要包括基站、干线放大器、泄漏电缆；该方式优点覆盖狭长区时，信号覆盖均匀，带宽宽，缺点是造价高。适用于隧道、长廊、电梯井等特殊区域。3.3 TD-SCDMA室分系统的特点TD-SCDMA系统和GSM/CDMA等系统相比，其关键技术主要是为室外覆盖应用考虑的，如智能天线技术、联合检测技术、接力切换。（1）智能天线技术：TD-SCDMA室外覆盖应用的智能天线技术，由于采用了多根天线架构，不适用于室内分布系统（成本高昂、无布线空间）。智能天线是移动通信系统中抗多径衰落的关键技术，它使基站收发信机工作于选择性接收和发射状态，减小了多径衰落，其实质是空间域自适应滤波技术，能有效抑制小区间的干扰。取消了智能天线系统不再具有波束赋型增益和SDMA，覆盖范围将变小，抗干扰能力降低。但在室内环境一般要求的覆盖范围较小，小区环境没有室外环境复杂，室外基站通常不会对室内信号产生严重干扰。所以，室内环境下不采用智能天线，对系统性能影响不是很大。因而采用单天线架构，可以降低成本；同时可以和目前室内分布系统兼容，达到系统共用。从目前NODEB的应用于室内分布来看，可以对基站的各个端口分别覆盖不同的区域，完成覆盖。（2）联合检测技术联合检测是CDMA通信系统中抗多址干扰的关键技术，它在传统检测技术的基础上，充分利用用户信号之间的相关性对用户信号进行检测，从而具有很好的抗多址干扰(MAI)性能,其实质是时间域自适应滤波技术。联合检测能够有效减少小区内的干扰。在TD-SCDMA系统中，智能天线常常是和联合检测同时使用。由于基站无法为联合检测提供相邻小区用户的特征序列,单独运用联合检测无法消除相邻小区间的MAI。而智能天线技术充分利用用户信号的空时特征，可以有效地消除相邻小区的MAI，大大提高系统的抗干扰能力。在室内不采用智能天线的情况下，我们分析一下联合检测的性能，是否能够有效消除MAI。室内的环境时延扩展相对比较小，其他小区的信号泄漏到室内的信号强度很小；室内用户基本上是处于静止或低速运动，无需快速功率控制，信道估计利用TD-SCDMA现有的结构进行估计的结果是比较准确的，联合检测性能不会受到影响，能够有效消除MAI。因此，在室内覆盖的环境下，单天线的简化基站使用联合检测还是可行的。（3）接力切换技术接力切换适用于同步CDMA移动通信系统，是TD-SCDMA移动通信系统的核心技术之一。不同于硬切换和软切换的是，当用户终端从一个小区或扇区移动到另一个小区或扇区时，利用智能天线和上行同步等技术对UE的距离和方位进行定位，根据UE方位和距离信息作为切换的辅助信息，如果UE进入切换区，则RNC通知另一基站做好切换的准备，从而达到快速、可靠和高效切换的目的。在室内分布系统中，由于没有了智能天线，加上室内分布的特殊组网，对UE的距离和方位定位都有了影响，接力切换的性能和硬切换类似，没有明显的优势。第4章 无线传播模型4.1 空间的电磁波传播当电磁波在自由空间传播时，其路径可认为是连接收发信机的一条射线，可用Ferris公式计算自由空间的电磁波传播损耗：式中：Pr是接收功率，Pt是发射功率，Gt和Gr分别是发射和接收天线的增益，R是收发信机之间的距离，功率损耗与收发信机之间的距离R的平方成反比。上面公式可以用对数表示为：式中：指发射机发射信号电平接收机接收信号电平；Gr和Gt分别代表接收天线和发射天线增益（dB）；R是收发天线之间的距离； 是波长。4.2 室内环境的电磁波传播研究表明，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；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。室内传播模型有很多种，如衰减因子模型，对数距离路径损耗模型等。经验表明，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38dB；d：距离（m）；FAF：环境损耗附加值(dB)，对于不同的材料，环境损耗附加值不同，在组网时，需要考虑到建筑物结构、材料和类型，同时结合经验模型进行修正；8 dB：室内环境下的快衰落余量。表 4.21 2.0GHz频段电磁波传播损耗参考取值表（材料）材料类型损耗普通砖混隔墙（ 30 cm）1015dB混凝土墙体2030dB混凝土楼板2530dB天花板管道18dB电梯箱体轿顶30dB人体3dB木质家具36dB玻璃0 dB4.3 无线侧链路预算终端的接收电平天线口输出功率天线增益路径损耗；根据无线侧覆盖所要的边缘电平，反向预算的到达天线口的输出功率电平。4.3.1 单天线覆盖能力在室内分布系统系统的设计中，设计人员需要结合覆盖场景，需要模拟测试单天线在该场景下的覆盖距离，以便进行室内天线的布放设计。为使设计人员对室内单天线的覆盖距离有一个初步的了解，根据PHS、GSM系统室内分布的工程经验，给出了各种不同场景下，单天线的典型输入功率和与之相对应的覆盖半径。根据室内传播模型可知，只要确定了各种典型场景下的FAF、发射天线增益Gt、发射天线入口电平Pt、最小接收电平Pr等，即可得出该种场景下的覆盖能力。根据室内分布系统小功率多天线的吸顶天线布放策略，各吸顶天线入口的PCCPCH两码道功率可按照0-5dBm设计（在某些场合，可以提高到10dBm）。下面是信号频率2020M的传播损耗图：图 4.31 2020M传输损耗图对空中链路预算的损耗表如下：频率(MHz)距离(m)LOSS(dB)输入功率(dBm)天线增益(dBi)FAF(dB)多径衰落余量（dB）接收电平(dBm)2020138.5 53158-53.5 2020244.6 53158-59.6 2020348.1 53158-63.1 2020450.6 53158-65.6 2020552.5 53158-67.5 2020654.1 53158-69.1 2020755.4 53158-70.4 2020856.6 53158-71.6 2020957.6 53158-72.6 20201058.5 53158-73.5 20201159.4 53158-74.4 20201260.1 53158-75.1 20201360.8 53158-75.8 20201461.5 53158-76.5 20201562.1 53158-77.1 20201662.6 53158-77.6 20201763.2 53158-78.2 20201863.7 53158-78.7 20201964.1 53158-79.1 20202064.6 53158-79.6 从上表可以看出，在天线口输入电平为5dBm、FAF为15dB（穿透一面墙的环境）时，覆盖距离为20m左右；实际作方案设计时，需要考虑实际场景，进行链路计算。第5章 室内分布系统设计5.1 信号源选址根据所选取的信号源类型，对信号源的安装位置进行规划，一般的原则为尽量避免因过长的线路引起的传输损耗。5.2 天馈系统规划5.2.1 平面楼层天线选址建筑物的楼层一般采用平面连续覆盖，考虑各天线的互补。2000MHz信号穿透楼层的损耗约在25dB以上，因而在TD-SCDMA室分设计一般不考虑隔层覆盖以及平面层穿透2堵墙的覆盖。天线选址规则如下：楼层平面覆盖一般采用全向吸顶天线，特殊场合采用壁挂定向天线；在覆盖能满足需求的前提下，天线尽量分布在楼道中，便于工程施工；天线尽量选取在木门、玻璃门或窗附近，减少穿透实墙体引起的损耗；天线尽量选取视角比较好的区域，利用视距传播；在低楼层（3F以下）尽量利用墙体遮挡，降低信号泄漏到室外；高楼层（10F以上）由于背景噪声较高，需要提高的边缘覆盖电平，抑制导频污染；天线导频输入功率一般在05dBm（视环境而定），覆盖面积约为200400平方米（具体根据结构以及链路预算确定）。5.2.2 地下室天线选址地下室区域室内外信号泄漏的几率均较小，外界干扰较低；因而边缘覆盖电平可降低，天线数量可以少些。需要注意的是，地下室出、入口信号做好交叉覆盖过度区。5.2.3 电梯天线选址电梯覆盖一般在电梯井道内安装定向壁挂天线覆盖，根据电梯轿箱的结构，考虑穿透损耗，信号应从上往下覆盖。该方式相对平面每层安装天线，具有使用天线较少，覆盖效果好。一般每5层（约18米）安装一副壁挂天线（7dBi），天线口输入电平为5dBm左右；采用分段组网，尽量避免由于传输距离过长引起的过多的功率损耗。在一些特殊场合的电梯（如透明的观光梯），可以采用泄漏电缆覆盖。5.3 链路预算链路计算分为两部分，一部分为空中损耗，在上节传播模型中已经说明；另一部分为信源到天线端口损耗，以下简称有线链路预算，采用无源设备组网时一般链路计算可以只考虑下行链路预算，在有源设备组网时需要考虑干放的上下行平衡以及上行噪声系数。本节的链路预算指有线侧链路预算，根据到达天线口的功率，确定根节点需要输入的功率。具体预算如下：天线口输入功率有源器件输出功率（基站、干放）耦合器损耗功分器损耗接头损耗馈线损耗接头损耗其余器件损耗线路预算：当信号源无法向子系统提供足够功率时，应在主干路增加干线放大设备，如果系统内有多个干线放大设备，干放设备是并联关系。一般情况下支路馈线使用1/2馈线，较长的馈线和主干采用7/8馈线。5.4 参数规划TD-SCDMA采用P-CCPCH_RSCP的接收电平值来衡量小区的覆盖能力数据密集区域(满足PS384Kbps PS144Kbps PS64Kbps CS64Kbps)覆盖条件：P-CCPCH_RSCP80dBm；语音电话(满足AMR12.2Kbps)条件：P-CCPCH_RSCP85dBm天线口输入功率规划：在新建室内分布系统中，以及与PHS共网的系统中，建议P-CCPCH=0 5dBm；在与早期GSM900M/CDMA800M的室内分布系统共网时，在某些特定的场合，如果不对平面层作改造的情况下，建议对Ec进行链路预算匹配，提高P-CCPCH值,以达到和GSM900M/CDMA800M同等覆盖。第6章 多网合一室内分布系统设计6.1 多网合一互干扰分析在室内分布系统的干扰包括系统内部的自干扰和系统间的干扰，系统内部的干扰及其影响已在通过仿真的方法进行了研究；在本节将进行不同系统之间的干扰分析，从理论上分析，干扰是由于干扰源的存在，使得在被干扰系统的接收机产生了信噪比的恶化，影响了系统的性能。干扰从产生的机理上讲分为：干扰源产生加性噪声干扰、引起被干扰接收机的阻塞和互调干扰：加性噪声干扰：干扰源产生在被干扰频段的噪声。包括干扰源的杂散、噪底、邻道、发射互调等噪声。交调干扰：当多个强信号同时进入接收机时，在接收机前端非线性电路作用下产生交调频率，交调频率落人接收机中频频带内造成的干扰，称为接收机交调干