TD-SCDMA系统介绍及室内分布设计分析

计 分析 制 : y 单击 此处 键入姓名 日期： 007核 : y 单击 此处 键入姓名 日期： 单击 此处 键入日期 批准 : 单击 此处 键入姓名 日期： 单击 此处 键入日期 产品行销部 版权所有 侵权必究 统介绍及室内分布设计分析 内部资料 注意保密 o., 第 2 页 , 共 40 页 文件更改履历表 序号 修改页码及条款 修改人 审核人 批准人 更改日期 1 2007 统介绍及室内分布设计分析 内部资料 注意保密 o., 第 3 页 , 共 40 页 目 录 1 引言 .档目的 . 5 读对象 . 5 缩语 . 5 2 统概述 .统逻辑结构 . 6 率划分及帧结构 . 7 关键技术 . 8 分双工 . 智能天线 . 联合检测 . 同步 . 10 件无线电 . 10 力切换 . 10 3 备介绍 .远方式对比 . 11 绍 . 12 蜂窝介绍 . 13 放站介绍 . 13 . 14 放工作原理 . 14 线直放站工作原理 . 15 纤直放站工作原理 . 15 4 内覆盖设计分析 . 16 内覆盖设计特点及 基本原则 . 16 . 16 本原则 . 17 计指标 . 17 号覆盖电平 . 17 动台最大发射功率 . 17 下行误块率（ . 17 换成功率 . 17 通率 . 17 话率 . 17 号外泄 . 17 行噪声电平 . 17 统介绍及室内分布设计分析 内部资料 注意保密 o., 第 4 页 , 共 40 页 内覆盖场景 . 18 源选择 . 19 务模型及容量分析 . 20 务模型 . 20 内话务的信源配置估算方法 . 22 内覆盖传播模型及链路预算 . 23 由空间的电磁波传播 . 23 内电磁波传播模型 . 24 盖区场强预测方法 . 25 内覆盖干扰分析 . 26 散干扰分析 . 26 调干扰分析 . 27 塞干扰分析 . 28 系统兼容干扰消除方法 . 28 统频率规划和码规划 . 28 . 28 . 30 5 内分布改造分析 . 30 案设计的差异分析 . 30 务需求的差异 . 30 统容量设计上的差异 . 31 线信号传输的差异 . 31 S . 32 统改造的面临的问题 . 32 行系统改造的策略 . 32 6 内分布引入干放影响分析 . 37 放引入时延对系统的影响 . 37 径时延对系统的影响 . 38 下行时延不平衡的影响 . 38 入干放后对基站底噪抬升的影响分析 . 38 下行增益不平衡对接入和切换的影响 . 39 统介绍及室内分布设计分析 内部资料 注意保密 o., 第 5 页 , 共 40 页 1 引言 档目的 本文介绍了 统构成，对各种信源设备以及直放站产品进行了介绍，通过对室内 分布系统设计的分析，希望能够提高工程人员对于 各种的设备的认识，提升 程设计能力。 读对象 工程设计 督导 、市场 销售 推广人员 缩语 3G， 3第三代移动通信系统 (误码率 (误块率 C/I 载干比 电路交换域 行导频信道 o 导频干扰功率比 (频分双工 ： 站 :分组交换域 公共控制物理信道 无线网络控制器 /基站控制器 纤拉远设备 干比 务信道 P:(输层控制协议 /网间协议 (时分双工 时分多址 时分同步码分多址系统 (对无线频率信道号 (用户设备 ，如 3G 手机 行导频信道 收信号码片功率 扰信号码功率 of S)当前时隙的信号强度 统介绍及室内分布设计分析 内部资料 注意保密 o., 第 6 页 , 共 40 页 2 统概述 统逻辑结构 用移动通信系统与第二代移动通信系统在逻辑结构方面基本相同。如果从功能上看，可以分成一些不同功能的子网 (主要包括核心网 (无线接入网 (部分。核心网主要处理 统内部所有的话音呼叫、数据连接和交换，以及与外部其它网络的连接和路由选择。无线接入网完成所有与无线有关的功能。这两个子网与用户终端设备 (起构成了完 整的 统，其结构如图所示。其中多个 同构成了 无线网络控制器、 基站、 用户终端，终端之间通过 中接口连接。 统介绍及室内分布设计分析 内部资料 注意保密 o., 第 7 页 , 共 40 页 率划分及帧结构 我国时分双工（ 式主要工作频段： 1880 1920 2010 2025充工作频段： 2300 2400无线电定位业务共用，均为主要业务，共用标准另行制定。 (目前实验网中规划采用 2010 2025 9 个频点的前三个作为室外覆盖，中间三个频点作为室内覆盖用 ) 物理信道采用四层结构：超帧、无线帧、子帧和时隙 /码。时隙用于在时域和码域上区分不同用户信号，具有 特性。图中给出了物理信道的帧格式。 无线帧 ( 1 0 m s ) 时隙 ( 0 5 m s ) 子帧 #2i 子帧 # 2 i+1 子帧 ( 5 m s ) T S ( 7 5 u s ) G ( 7 5 u s ) T S ( 12 5u s ) 帧 # i 帧 # i+1 转换点 转换点 图 物理信道帧格式 一个超帧长 720 72 个无线帧组成。 一个无线帧长 10又分为两个 子帧。 每个子帧由 7 个主时隙（长度 675个特殊时隙下行导引时隙（ 上行导引时隙（ 保护时隙（ 成。 在个主时隙中， 般用 于下行，作为小区广播使用； 般用于上行。 物理信道是由频率、时隙、信道码和无线帧分配来定义的。小区使用的扰码和基本 广播的，而且可以是不变的。建立一个物理信道的同时，也就给出了它的起始帧号。物理信道的持续时间可以无限长，也可以定义资源分配的持续时间。 上行时隙和下行时隙之间由转换点分开，在 统中，每个 5子帧有两个转换点（ L，和 通过灵活的配置上下行时隙的个数，使 用于上下行对称及非对称的业务模式。 下行导频时隙 (每 个子帧中的 作为下行导频和同步而设计的。该时隙是由长为64 列和 32保护间隔组成，其结构如图所示。 统介绍及室内分布设计分析 内部资料 注意保密 o., 第 8 页 , 共 40 页 7 5 u s G P ( 3 2 c h i p s ) S Y N C _ D L ( 6 4 c h i p s ) 图： 突发结构 一组 ，用于区分相邻小区，系统中定义了 32 个码组，每组对应一个 列， N 码集在蜂窝网络中可以复用。 发射，要满足覆盖整个区域的要求，因此不采用智能天线赋形。将 在单独的时隙，一个是便于下行同步的迅速获取，再者，也可以减小对其他下行信号的干扰。 上行导频时隙 (每个子帧中的 为建立上行同步而设计的，当 于空中登记和随机接入状态时，它将首先发射 得到网络的应答后，发送 个时隙由长为 128列和 32保护间隔组成，其结构如图所示。 S Y N C _ U L ( 1 2 8 c h i p s ) G P ( 3 2 c h i p s ) 125图： 突发结构 一组 , 用于在接入过程中区分不同的 保护时隙 (即在 侧，由发射向接收转换的保护间隔 ,时长为 756可用于确定基本的小区覆盖半径为 里。同时，较大的保护时隙 ，可以防止上下行信号互相之间干扰，还可以允许终端在发出上行同步信号时进行一些时间提前。 关键技术 用时分双工 址方式工作、基于同步 能天线、软件无线电、联合检测等技术。 分双工 在 式下， 用在周期性重复的时间帧里传输 发脉冲的工作模式，通过周期性转换传输方向，在同一载波上交替进行上下行链路传输。该方案的优势是： 1) 根据不同业务，上下行链路间转换点的位置可任意调整。在传输对称业务时，可选用对称的转换点 位置；在传输非对称业务时，可在非对称的转换点位置范围内选择。 2) 用不对称频段，无需成对频段，系统采用 s 的低码片速率，这样可以降低多用户检测器的复杂度，灵活满足 3G 要求的不同数据传输速率； 3) 下行工作于同一频率，对称的电波传播特性使之便于利用智能天线等新技术，可达到提高性能、降低成本的目的； 4) 统设备成本低，无收发隔离的要求，成本比 统低 20% 能天线 随着社会信息交流需求的急剧增加，个人移动通信的迅速普及，频谱已成为越来越宝贵的资源。在已 统介绍及室内分布设计分析 内部资料 注意保密 o., 第 9 页 , 共 40 页 有的 时分多址（ 频分多址（ 码分多址（ 用方式基础上，智能天线 （ 技术引入了第四维多址复用方式 空分多址（ 式，使得用户在相同时隙、相同频率或者相同地址码情况下，仍可以根据其空间传播路径来加 以区分，从而成倍地扩展了移动通信系统的容量。 智能天线是一种由多个天线单元组成的阵列天线，它通过调节各阵元信号的加权幅度和相位来改变阵列的天线方向图，从而抑制干扰，提高信干比。广义地说，智能天线技术是一种天线和传播环境与用户和基站的最佳空间匹配技术。 智 能天线系统能有效产生多波束赋形，每个波束指向一个特定终端，并能自动跟踪移动终端。在接收端，通过空间选择性分集，可大大提高接收灵敏度，减少不同位置同信道用户的干扰，有效合并多径分量，抵消多径衰落，提高上行容量。在发送端，智能空间选择性波束成形传送，降低输出功率要 求，减少同信道干扰，提高下行容量。智能天线改进了小区覆盖，智能天线阵的辐射图形完全可用软件控制，在网络覆盖需要调整等使原覆盖改变时，均可通过软件非常简单地进行网络优化。 智能天线可以运用于移动通信系统的基站或者终端，它具有如下几大作用： 天线波束赋形的结果等效于增大了天线增益。对于 N 元天线阵列，天线增益最大可能增加10 天线波束赋形的结果使得多址干扰大大降低。只有来自主瓣方向和较大副瓣方向的多径才对有用信号带来干扰。 天线阵可以对来波方向进行精确计算。来波方向可以用于用户定位和越区切换。 智 能天线和单天线相比，可以用多个小功率的线性功率放大器来代替单一的大功率的线性功率放大器。因为线性功率放大器的价格与功率值不成线性关系，使用智能天线大大降低了接收机的成本。 智能天线提高了系统的设备冗余度。任何一台收发信机的损坏并不影响系统的工作。 智能天线能够补偿信号衰落。 智能天线提高了系统容量。 合检测 在 统中，用户通过不同的扩频序列之间的正交性来区分和检测。但是对于移动通信环境，空间的无线信道带来了用户信号的时延扩展和频域扩展，破坏了用户信号之间的正交性，引入了码间干扰和多址干扰。此外，还 有路径损耗和衰落带来的“远近效应”，这些都严重影响了系统容量。传统的 离地检测出各个用户的信号，导致系统容量下降。考虑到多址干扰中含有许多先验信息，如确知的用户扩频序列，因此，如果能利用这些干扰，把所有用户的检测看作一个统一的信号检测过程，必然提高系统的容量，这类检测方法称为多用户检测。根据对多址干扰的处理方法不同，多用户检测方法分为干扰抵消和联合检测两种。通常，干扰抵消技术具有相对较小的计算量，而联合检测技术具有相对较好的性能。 干扰抵消技术的基本思想是判决反馈， 它对多址干扰信号进行估计、再生，然后从接收信号中减去，最后再用传统接收机接收。为了有效地抵消多址干扰，可以采用多阶抵消。从结构来看，干扰抵消器可以分为串行干扰抵消和并行干扰抵消。从信号再生方式来看，干扰抵消器可以分为软判决干扰抵消和硬判决干扰抵消。 联合检测技术的基本思想是利用和多址干扰相关的先验信息，结合信道估计的结果，同时把所有用户 统介绍及室内分布设计分析 内部资料 注意保密 o., 第 10 页 , 共 40 页 的信号检测出来。从理论上来说，联合检测可以完全抵消多址干扰和码间干扰的影响，克服“远近效应”，大大提高系统的抗干扰能力。但是，在实际系统中，考虑可实现性，尤其是实际的信道估计 的影响，不能完全消除多址干扰的影响。 步 步 通过软件及物理层设计实现，这样可使使用正交扩频码的各个码道在解扩时完全正交，相互间不会产生多址干扰，克服了异步 成码道非正交所带来的干扰，大大提高 高了频谱利用率，还可简化硬件，降低成本。 件无线电 软件无线电是利用数字信号处理软件实现无线功能的技术，能在同一硬件平台上利用软件处理基带信号，通过加载不同的软件， 可实现不同的业务性能。其优点是： 1) 通过软件方式，灵活完成硬件功能； 2) 良好的灵活性及可编程性； 3) 可代替昂贵的硬件电路，实现复杂的功能； 4) 对环境的适应性好，不会老化； 5) 便于系统升级，降低用户设备费用。对 统来说，软件无线电可用来实现智能天线、同步检测和载波恢复等。 力切换 接力切换 ( 动通信系统的核心技术之一。其设计思想是利用智能天线和上行同步等技术，在对 距离和方位进行定位的基础上，根据 位和距离信息作为辅助信息来判断目前 否移动到了可进行切换的相邻基站的临近区域。如果 入切换区，则 知该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。 统既支持频率内切换，也可支持频率间切换，具有较高的准确度和较短的切换时间，它可动态分配整个网络的容量，也可以实现不同系统间的切换。 图 1、图 2 和图 3 是接力切换前后的场景示意图。绿色链路表示 接收数据的下行链路，红色链路表示 发送数据的上行链路。需要指出的是，在图 2 中，基站 B（目标小区）和基