TD无线网络规划与设计方法介绍.doc

TD-SCDMA无线网络规划与设计浅析概述随着青岛、保定等地的TD-SCDMA规模网络技术应用试验网的顺利实施，作为第三代移动通信系统的主流标准之一的TD-SCDMA系统，越来越成为大家瞩目的焦点。虽然目前还没有商用的TD-SCDMA网络，但已建成的青岛、保定、厦门、北京、上海5个城市的试验网可以说具有较为可观的规模，对TDSCDMA无线网络规划的各环节实施和验证提供了有力的支持。本文主要结合TD-SCDMA的技术优势和建设特点，对TD-SCDMA无线网络规划与设计中的主要问题进行了探讨。1 TD-SCDMA技术特点和优势第三代移动通信系统TD-SCDMA的关键技术主要有：上行同步、联合检测、智能天线、接力切换、动态信道分配、功率控制等。由于TD-SCDMA采用的关键技术与WCDMA/CDMA 2000有一定差异， 所以相对于WC DMA/CDMA 2000来说其技术优势主要体现在以下几个方面：1.1 呼吸效应不明显小区的呼吸效应是CDMA系统网络规划的难点之一，但由于TD-SCDMA单时隙最多只能支持8个12.2k的话音用户，单时隙用户数量少使得用户的自干扰比较少，同时由于TD-SCDMA系统智能天线和联合检测等关键技术，进一步抑制了TD-SCDMA系统的自干扰，使得TD-SCDMA系统呼吸效应不明显。因此在网络规划中可以把覆盖分析与容量分析分开考虑，大大减小了网络规划的复杂性，使得网络扩容方式简单，容易做到扩大的容量最贴近业务量的实际增长，减小扩容成本；同时覆盖不会随着业务量的增大发生收缩，便于新业务的接入。1.2 多业务同径覆盖扩频系数不同，带来扩频增益的不同。扩频增益与业务速率成反比关系，速率越高，扩频增益越小，这就会带来不同速率业务在覆盖半径上的差异。TD-SCDMA系统采用时分的帧结构，低速业务的SF系数本身不是很大（最大为16）。其次高速业务可以分布在不同的时隙内，所以不同业务的扩频系数差异不大，例如64K业务的扩频系数为2，128K为1，384K也为1，所以不同业务的覆盖半径差异很小。1.3 高效支持非对称业务通过改变上下行时隙的转换点的方式，使得TD-SCDMA可以适应对称或不对称的3G业务，从低比特速率的话音业务到高比特速率的数据业务，极大的提高了频谱利用率，使时隙的上下行传输能力和业务上下行负载的比例关系相匹配，避免因资源单向受限造成的容量损失。但在网络规划与组网时，应该合理对邻近小区的上下行时隙比例的分配，尽量避免交叉时隙干扰导致系统容量的损失 ，对干扰进行适当的规避。2 TD-SCDMA无线网络规划2.1 TD-SCDMA无线网络规划目标网络规划是网络建设的根本依据，它决定了网络的基本布局和建设思路。从设计目标方面考虑，一般包括覆盖目标、容量目标、质量（Qos）目标、成本目标等。(1) 规划首先要考虑覆盖需求，确定网络需要完成连续覆盖的区域，将覆盖区域根据传播环境划分成不同传播类型，统计各区域的面积。并要明确运营商要求的通信概率，结合覆盖场景的差异，采取不同的解决方案。(2) 容量目标描述的是在系统建成后所能满足的话音业务用户数和数据业务用户数。该指标主要结合网络规模预测所提出的网络建设要求做出。在进行系统设计时，不仅要考虑到目前的用户数，还要考虑到未来发展需要所必须具备的系统扩容能力。(3) 质量目标包括无线信道呼叫阻塞率、延时、BLER（Block Error Rate 块错误率）等，对于CS业务的衡量标准是阻塞率，对于PS业务的衡量标准是最大延迟时间和延迟概率。块误码率（BLER）是指数字电路中错误块数与接收到的总块数之比。BLER一般用于W-CDMA性能需求测试（多路条件下的检波测试等）。(4) 在系统规划过程中，最终的目标是实现系统性价比最优。在满足覆盖、容量和质量目标的基础上，尽可能降低建设成本，使运营企业的成本最小化。设定合理的成本目标，并与上述3个目标有机的联系起来，在设计实施过程中实现，是网络规划人员应该考虑的问题。2.2 TD-SCDMA无线网络规划流程TD-SCDMA网络规划流程如图1所示。图1 TD-SCDMA网络规划流程2.3 无线网络覆盖估算根据运营者的覆盖要求和区域内的无线传播环境，通过链路预算对通信链路中的各种损耗和增益的核算并应用合适的传播模型，可以快速地估计基站的大致覆盖距离和站间距，从而估计基站站点的大致数目。Node B 数量覆盖面积i/单NodeB的覆盖面积i2.4 无线网络容量估算T D- S C D M A 所支持的业务与WCDMA的业务类型一样，遵循3GPP对业务的统一要求。3G系统支持的业务种类繁多，业务分成4个Qos传输等级：会话类、流类、交互类、后台类。网络设计人员需要利用合适的方法预测移动网络的发展趋势，获得网络在未来几年内所需满足的业务规模。做出合适业务量预测之后，就可以利用混合业务的容量估算方法得出容量受限下的基站规模。2.5 无线网络规模估算根据覆盖估算和容量估算分别得出所需基站数量，以数量最大者为最后的网络设计结果，从而确定网络规模。若容量受限时需要较多数量基站时，可以考虑在单站的小区载波配置数量上进行调整，以缩小容量受限和覆盖受限情况下基站数量的差异。2.6 仿真分析及规划调整仿真分析是目前移动通信网络规划的基本方法和重要手段。TD-SCDMA系统仿真可以输出P-CCPCH RSCP、Eb/Io、小区内干扰、小区外干扰、上下行覆盖概率等若干个图层，如图2为P-CCPCH RSCP图层。规划调整包含很多内容，常用的手段有基站调整和天馈系统的调整。增加或调整基站分为两种情况：一种方式是要解决无覆盖或弱覆盖的区域，保证覆盖的连续性；另一种方式是由于业务负载过大，在容量需求上要加一个新的基站来分担部分话务量。由于无线传播环境的不同，在进行场强预测和覆盖分析时，有可能在某些地区或区域存在如信号覆盖不理想等问题。解决覆盖的手段主要有调整基站的发射功率、调整天线的挂高、调整天线的水平角或下倾角，或在原有网络布局的基础上采用微基站、直放站等方式进行补盲。3 TD-SCDMA网络无线参数规划设置3.1 频率规划若运营商分配到多个频点，则建议采用N频点技术，即多频点小区仅在主载频上发送导频（如DwPTS、UpPTS等）和广播等其它公共信道信息。多频点小区中，同一个扇区的N个载频同属于一个逻辑小区，其中仅一个载频为主载波，其余为辅载频，承载公共信道的载频称为主载频，不承载公共信道的载频称为辅载频。在业务信道同频组网的情况下，P-CCPCH类似于异频组网，可以有效降低干扰；P-CCPCH可以共用多个频点的总功率，扩大覆盖范围；相当于下行导频码增加N倍，频点与码字资源充足，规划简单方便；能改善终端测量。对于5M H z 带宽， 载波配置为S-333频率规划方案如图3所示，其中图中红色的表示主载频：图2 P-CCPCH RSCP 仿真图层对仿真结果和规划的预期目标对比情况进行评估，若不满足规划的要求，则需对网络进行适当的调整，并将调整后的各网络参数导入到软件中重新进行仿真，如此循环迭代，直到满足规划的要求，使得网络性能得到最大化的提高。图3 5M 同频组网频率分配示意图结合网络覆盖应用场景，可以在局部地区采用HCS分层组网方案解决室内覆盖的需求。综合考虑频率资源的充分利用，以及对容量、覆盖规划的要求，对于15M带宽可以采用低5MHz带宽进行宏站组网，高5MHz带宽用于微基站补盲、室内分布系统等，中间5MHz带宽作为预留，根据需要补充分配到宏站或室内分布系统中去。宏站和室内微基站采用异频分配方案，可以使宏站和室内微基站的频率、码规划具有相对的独立性。3.2 扰码规划TD-SCDMA系统码资源共32个码组，含下行同步码、上行同步码、扰码、基本中间码四种码资源，其中扰码为128个, 每个扰码用于UE区分不同的小区。多频点小区方案为主、辅频点共用相同的扰码和基本中间码。码规划以码组为单位进行，主要是基于扰码和下行导频码的规划，采取先扰码后导频码的规划原则，同扰码组码字尽量取较大的空间隔离，同码字复用距离尽可能大，避免码间干扰，需要遵循下面原则：(1) 相邻小区不采用同频、同码字；(2) 若两个小区同属一个小区的邻区，则该两个小区不能采用同频、同码字。如图4所示，Cell B 、Cell C分别为Cell A的相邻小区，则Cell B 、Cell C小区不能采用同频、同码字。图4 邻区关系示意图若规划Node B数量较多，则扰码规划的计算量会比较大，所以建议扰码规划需要借助规划工具来完成，减少码规划和核查的工作量。3.3 邻区规划邻区规划表可以由仿真工具给出，作为网络的初始化配置，同时邻区表需要在网络运行过程中不断的进行优化调整。邻区的设置一般考虑如下条件：物理距离近、无线信号质量好、互配率高等，但是由于TD-SCDMA系统采用了同频算法的干扰消除等技术，所以邻区配置与其他系统又有些差异，对于个别物理距离远但存在一些越区覆盖的现象，为了消除干扰，可以把这个越区覆盖的基站加为邻区，同时需通过调整RSCP_DL_ADD、RSCP_DL_COM参数来增加个性偏移或提高切换门限，以限制切换的发生。3.4 功率规划功率规划涉及到各个公共信道的配置，如承载于TS0的P-CCPCH、S-CCPCH.、FPACH等以及DwPCH，其中PCCPCH发射功率是网络的重要标定参数，其场强的大小直接影响到网络的覆盖效果，也是未来优化工作需调整的重要参数之一。PCCPCH初始的发射功率可以根据网络的覆盖需求、质量需求来调整设定，可以借助仿真工具，尽量避免出现覆盖空洞或过覆盖现象，同时还应注意到各个公共信道的码道功率平衡问题。4 TD-SCDMA站址选择和天馈设计需注意问题4.1 站址选择需要注意的问题(1) 站点的选择应遵循蜂窝状的拓扑结构，站点的选择整体上应符合预规划输出结果；(2) 要避免天线附近有高大建筑物的阻挡，天线附近的阻挡会严重影响无线电波传播，产生大尺度衰落；(3) 基站天线安装条件需要满足天线挂高应高出周边建筑物平均高度约58米的要求，同时设置合适下倾角以减小对其他小区的干扰；可参照表1来设置天线挂高。表1 天线挂高建议表(4) 基站选址时要考虑天馈系统安装的可行性，注意现有安装位置的荷载和空间是否能满足要求，同时走线路由是否便利和可行。42 天馈设计需要注意的问题天馈设计是无线设计的一个关键环节，天馈设计是否适当直接影响到网络运行指标，需要注意以下问题：(1) 根据安装环境的不同选择合适的天馈安装方式。目前TD-SCDMA系统天馈常用的安装方式有女儿墙抱杆方式、落地式抱杆方式、增高架、铁塔等多种安装方式，这些方式已经在试验网中得到了广泛的应用，效果良好，经受住了海风等多方面的考验。同时随着部分厂商推出6单元智能天线和单塔放产品，天馈系统的荷载和风载需求不断降低，因此TD-SCDMA天馈系统的安装将会越来越便利。(2) 注意保证与其他天馈系统安装的隔离度。目前国内商用的2G网络基站在市区的密度已经很大，在未来的TD-SCDMA系统的建设工程中与2G网络共站址的概率很大，这样规避系统间的干扰问题则是网络设计工程师常需要解决的问题。不同的系统隔离度有着不同的要求，目前系统间天线进行垂直隔离是常用方式之一，垂直隔离便于操作和实现。(3) 合理天馈的方向角、下倾角的初始设置，并为后期优化提供适度的调整空间。合适的初始设置会给后续的优化工作减少相应调整的工作量。由于天面条件的复杂性特别是与其他系统共站的情况下，合适的安装位置不是太多，这样就给天馈工程设计带来一定的难度。天线的方向角、下倾角的初始设定可以根据预规划的结果和实际基站周围的传播环境来设定，同时要注意考虑给后期优化提供适度的调整空间，特别是水平角的调整空间，要注意避免水平角可能的调整范围内有其他移动天线、微波天线、阁楼等障碍物，影响优化调整手段的有效实施。5 结束语本文对TD-SCDMA无线网络规划方法和流程作了简单叙述，重点对规划设计过程中遇到的一些重要的参数作了探讨，并给出了一些建议。随着TD-SCDMA新产品不断推出如光纤拉远基站以及HSDPA等新技术的应用，TD-SCDMA无线网络规划也会不断有新的课题出现，规划的各个环节也有许多内容需投入资源去完善，同时在TD-SCDMA网络设计、建设和优化过程的经验也需要不断的进行总结。TD-SCDMA直放站系统的同步控制(2008-02-01 12:57:48)TD-SCDMA第三代移动通信系统经过紧张的建设，在不久的将来能为广大的移动通信用户提供更加快速和优质的网络服务。相对于大家熟知的第二代通信系统，TD系统提供了众多吸引人的网络特性，包括动态信道配置、联合检测、同步、智能天线等技术。这些新技术的引进带来了一些技术的变革和更高的要求，系统设备设计的复杂度也大大增加了。对于直放站和干放设备，不同于传统的2G设备的是，TD设备双工方式不能简单地依靠双工器实现，能否稳定精确实现与基站同步成为设备的设计难点。TD系统与PHS系统的双工方式都是TDD（时分双工），但是实际的情况又有着很大的差别，主要体现在两个方面：一是PHS系统的切换点只有一个，而且固定，TD系统的切换点有两个，其中第一个为固定的，第二个可以滑动，第二个时隙切换点可以根据业务量的不同进行变化；二是PHS系统的发射功率峰均比大约为23dB，而TD系统的发射峰均比能达到10dB以上。TD信号的能量包络比较杂乱，不能直接通过能量变化控制功放的开关，如果这样做，在TD系统的时隙内部就会出现大量的有误动作导致信号失真。目前对于TD系统双工控制的解决方案主要有以下三个办法。（1）GPS同步，采用与TD基站一致的同步方式，按照GPS的标准时刻进行业务标定，此种方式虽然可行，但是现场使用时，需要进行信源信号到设备的延时测定，通过设置来抵消基站到设备的传输延时。（2）检波同步，又称特征窗搜索同步，通过检波分析信号的包络形式，搜索到特征窗口后进行同步输出（如图1所示）。图1 TD系统时隙特征窗（3）基带解码同步，对下行导频时隙信号进行相关运算，当出现相干峰时，代表同步。针对室内覆盖的低成本解决方案，检波同步干线放大器成为了第一选择，其采用的方式如图2所示。图2 TD检波同步系统框图下行的射频信号经过耦合器进入检波芯片检波，检波芯片的输出电压一路通过高速AD及MCU（这里采用FPGA嵌入式软核CPU）进行运算，CPU通过DA设置合理的下行开启电平。这样检波芯片的另一路输出进入比较器与开启门限进行比较，以滤除时隙内的抖动峰值输出一个相对纯净的同步开关信号。同步捕获部分电路根据DwPTS时隙功率特征进行捕获，DwPTS时隙的两端各有一个零功率区，它们是TS0时隙的拖尾保护GP1、DwPTS自身的GP2和上行保护GP，然后通过逻辑器件（CPLD或者FPGA）进行处理，输出功放开关控制序列方波。实际使用时，检波同步确定第一转换点的位置后，需要人工设置第二转换点的位置，在长时间的使用过程中，如果第二时隙转换点发生变化，需要进行及时调整。有关TD系统同步设计的探讨是直放站系统中的重要课题，在实际的通信网络发展过程中必将持续深入研究。TD-SCDMA室内分布场景与方案设计(2008-02-02 15:03:19)摘要 室内分布系统是解决室内覆盖，吸收话务量，提高用户满意度的直接有效方式。当前TD-SCDMA即将步入商用化，由于TD-SCDMA具有时分、智能天线等关键特性，室内覆盖的方式、设备注定不同于传统的室内覆盖解决方案。本文探讨了不同覆盖场景内不同覆盖解决方案，为TD-SCDMA室内覆盖的设计提供了参考。专家预测，未来的3G业务90%会发生在室内，3G会带来丰富多彩的业务应用需要高容量和高QoS的保障，因此，进行3G网络建设必须考虑室内覆盖。室内覆盖可以有不同选择。一种是采用室外基站进行室内覆盖，另一种是建设更多的室内分布系统。然而，以往的经验表明，如果采用室外基站进行室内覆盖，对于信号的控制和深度覆盖不能做到最优，严重影响用户的满意度，因此3G室内分布系统部署是必然的、也是急迫的。1、室内分布场景分类为了方便对室内场景进行话务模型和传播模型分析，综合考虑了建筑物结构、电磁波传播环境和容量需求方面的因素，将室内分布场景细分为以下几类。（1）商务写字楼。该环境穿透损耗较小，高端用户比重较大。需要考虑一定数量用户的数据业务需求；（2）大型购物商场。穿透损耗小，层间穿透损耗较大，用户业务主要考虑语音业务，高峰时段的话务密度较大；（3）会展中心、会议中心、室内体育场馆。室内无线传播条件比较理想，信号为视距传输，能量以直达径为主，与室外的隔离度比较高，用户的话务主要以事件为触发，有大量的数据业务覆盖需求；（4）民航机场、火车站。传播环境比较简单，信号视距传输，能量以直达径为主。数据业务在总的业务中占的比重相对较高，其中候机大厅、VIP候机厅要保证数据业务的覆盖；（5）宾馆酒店。该场景穿透损耗较大，高端用户比重较大，语音业务和数据业务量相对较大；（6）娱乐场所。室内面积小，高端用户多，话务需求不高，场所数量众多且分布不集中；（7）地下停车场。封闭情况很好。虽然高端用户比重较大，但话务量较小，且以语音业务为主。2、室内分布的业务模型2.1语音业务语音业务是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1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）。考虑到体育馆民航机场在特殊时段，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1 室内覆盖的语音业务模型2.2可视电话表2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2 室内覆盖的可视电话业务模型2.3数据业务室内数据业务特征如下。（1）业务渗透率：在室内有数据业务需求的场景，其渗透率在30%50%之间，而室外场景最高为50%；（2）单用户吞吐量：室外密集一类的单用户平均吞吐量为每忙时0.81 kbit/s，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3倍取值。另外，对于数据业务，其上下行流量的比例为1:4；（3）数据业务各类承载的比例为PS64：PS128:PS384=6:3:1。表3 室内覆盖的数据业务模型2.4规模估算根据混合业务话务量Campbell计算方法，估算典型场景下的载波需求，如表4所示。表4 典型场景下的载波需求估算2.5室内传播模型选取下述室内传播模型：Ploss=Plosssm+201lg(d)+FAF+8(dB)其中：Ploss：路径损耗（dB）；Plosssm：距天线1m处的路径衰减（dB），参考值为38.4dB；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。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。3、典型场景的室内分布系统3.1概述在信源选择上，根据不同话务需求和覆盖场景选择不同信源，信源的选择要求如表5所示。表5 信源选择总体要求对于具体的覆盖场景，在总体原则的指导下，需要从系统容量和功率需求的角度确定信源的规模选型和天线的布置方法。容量确定方法：首先，通过室内分布的业务模型和场景特性，确定对信道数的需求，再根据信源的能力，确定需要信源的规模。功率确定方法：首先要计算单层覆盖所需的吸顶天线数量及其布放方法，然后计算满足单层覆盖所需的功率，再根据信源设备的功率推算其可以覆盖的楼层数，进而可知要满足整个大楼覆盖所需的信源的规模。从容量和功率需求的角度，综合考虑，确定最终的方案。3.2写字楼首先，根据计算，当写字楼吸顶天线入口处PCCPCH两码道功率为5dBm，分布天线增益为3dRi，覆盖边缘接收电平取-85dBm时，根据传播模型，其单天线覆盖半径为19m，对于单层尺寸为5050m的写字楼，只需要用34个吸顶天线即可解决，但是考虑写字楼高端客户较多，对通信的质量要求较高。在写字楼环境下，按照小天线，多功率的要求，将天线半径控制在10m左右，这样，覆盖楼层需要8个吸顶天线才能完成覆盖。考虑到写字楼内话务量较大，并且，考虑写字楼远期话务量的发展，方便扩容，采用易于扩容的BBU+RRU方式实现室内覆盖。假设天线的位置方位图和通道功率需求分布图如图1所示，馈线采用1/2馈线，根据天线入口要求、馈线损耗、以及器件的耦合损耗等可反推出楼层入口处单载波PCCPCH信道功率应为17dBm左右。若室内信源采用2W/3载波的单通道信源，该信源每通道的最大输出功率为33dBm，RRU单通道单载波PCCPCH最大功率为：图1 天线的位置方位/通道功率需求分布图33-10lg3-10lg5+3=24（dBm）这样，从功率分析的角度出发，单RRU信源至少可以覆盖3个楼层（24-10lg317），整个写字楼的全覆盖需要9个RRU。从载波需求表看出，整个大楼需要8个载波，9个RRU可以提供27个载波，满足需求，系统受限于功率。综合考虑覆盖和容量的需求，对于该典型尺寸的写字楼，需要采用9台单通道RRU信源设备。在光纤资源充足的情况下，可以在每对BBU和RRU之间直连光纤，在光纤资源不足的情况下，RRU可以级联，级联的级数不同厂家有不同的性能。3.3商场超市3.3.1BBU+RRU假设该写字楼长150m，宽100m，共6层。通过规模估算，该大楼需3个频点即可完成覆盖，只需要1台RRU（2W/3载波/单通道）即可。从功率角度考虑，根据计算，当商场超市吸顶天线入口处PCCPCH两码道功率为5dBm，分布天线增益为3dBi，覆盖边缘接收电平取-85dBm时，其单天线覆盖半径为20m，对于单层尺寸为150m100m的商场超市，需要用12个吸顶天线解决。因单层结构面积较大，所以层内采用7/8馈线；若要求覆盖天线入口处功率达到5dBm左右，则单通道单载波PCCPCH信道楼层入口处功率需求为20dBm。图2 天线功率需求分布图若用一个RRU（2W/3载波单通道）进行6层大楼的覆盖，则到达楼层入口单载波的PCCPCH功率为：33-10lg6-10lg3-10lg5+3=16.4720dBm所以，用单RRU实现全大楼覆盖是不现实的，从功率需求的角度分析，若单通道覆盖2层楼，需采用3台RRU（2W/3载波单通道）才能实现全覆盖。33-10lg2-10lg3-10lg5+3=21dBm20dBm主路结构设计：信源设备采用3台RRU（2W/3载波/单通道）。3.3.2微蜂窝+无线光纤分布系统（WFDS）方案容量分析可以看出，本大楼从容量角度只需要3个载波即可，信源可以考虑微蜂窝，从功率的角度出发，微蜂窝+干放+传统室内分布的才能满足功率的需求。WFDS是北京东方信联开发的第三代室内无线信号分布覆盖系统，其系统标准型WFDS应用方案中主单元与扩展单元（EH）之间采用光纤实现分布传输，在扩展单元与远端天线单元采用五类线或CATV电缆实现中频分布传输。图3 WFDS原理图标准型WFDS由主单元、扩展、远端单元组成，主单元和扩展单元用光纤连接，扩展单元与远端单元之间用五类线连接。标准型WFDS最大的连接模式为1:4:32，即一个主单元最多可按4个扩展单元，每个扩展单元最多连接8个RAU，所以一个主单元最多带4个扩展单元、32个远端接入单元。单层天线的布局和BBU+RRU方案的一致，在平层，天线分为3路，每一个远端天线单元带一路，每层需3个远端单元。图4 WFDS主路路由与天线分布图3.4会展中心对于会展中心，通常长度在数百米，宽度在数十米左右，高度为35层，又分成若干个展厅和大小型会议室，单个展厅的典型场景是100m100m。以该场景的单个展厅进行规模估算，一个展厅只需3个频点即可完成覆盖，只需要1台RRU（2W/3载波单通道）即可。从功率角度考虑，对于会展中心一般楼层较高，比较开阔，可以考虑将天线入口处PCCPCH两码道功率提高到7dBm，采用定向板状天线增益为7dBi，覆盖边缘接收电平取-85dBm时，天线覆盖半径为45m，对于单层尺寸为100m100m的会展中心，从4个角落往展厅中部发射需用4个天线完成覆盖。图5 天线功率需求分布图同商场超市场景相同，因采用的是（2W/3载波/单通道）RRU设备，所以，单载波PCCPCH信道功率可达24dBm。最长馈线估计不会超过100m，加上功分器的分配损耗，单天线最大馈线损耗加分路损耗不超过20 dB，单天线单载波PCCPCH信道入口功率可达7dBm。综上，对于该场景的一个展厅，选用3载波单通道的RRU设备即可解决其覆盖和容量的需求。对于更大规模的会展中心，可以根据展厅进行分区，每一分区由一RRU实现覆盖，设计方法同上。3.5室内体育场馆室内体育场馆内部比较空旷，屋顶较高，一般可达10 m，所以在此种场景下可以适当提高天线口输出功率，以便减少天线数量，降低施工难度。现假设每载波每时隙支持8个语音用户，根据计算，若采用6载波设备，则需要1台RRU。从覆盖方面，我们考虑PCCPCH信道天线入口功率为7dBm时，其覆盖边长为89m，满足该80m80m面积体育馆的覆盖。综上，可以选用2W/6载波单通道的RRU设备作为该场景的信源，采用在场馆屋顶中央安装一个吸顶天线的方法进行设计和施工。3.6宾馆酒店对于单层面积为60m17m，共有20层，每层有25间客房的宾馆，假设对于此种场景，每载波每时隙可同时提供8个语音用户，通过计算，要满足该建筑物内用户的通话需求，只需配置1台RRU（3载波/RRU），信源可以采用微蜂窝、宏蜂窝。我们考虑单载波单天线PCCPCH入口功率为5dBm，根据室内传播模型估算覆盖半径为10m，对于下面典型楼层结构可做如下设计。对于单个楼层，单载波PCCPCH信道入口功率需求为12dBm，因采用3载波设备，所以单载波PCCPCH功率为24dBm，所以每通道至少可以覆盖5个楼层，电梯覆盖由处于电梯门口的吸顶天线兼顾。该处所需资源较少，可以采用直放站进行覆盖。单楼层天线布置和分区和RRU方案一致，所不同的在于信源部分。图6 天线功率需求分布图3.7娱乐场所和宾馆场景相比，娱乐场所用户密度更大，高端用户相对较多。通过计算，在50m50m5层规模的一个娱乐场所，计算需要2个载波，需要采用1台RRU设备（3载波）。从覆盖方面，因覆盖面积不大，采用多天线，小功率的覆盖策略，单天线覆盖半径约为17m，以15m为标准，单层需4个天线完成覆盖，单层入口功率约13dBm。图7 天线分布图与功率需求分布图信源也可以选择微蜂窝、直放站，从信源出来，可以通过功分器到各层。3.8地下停车场若地下停车场在某大厦下，且该大厦需要进行室内分布系统，则须和大厦地上部分一并考虑，采用同一套分布系统解决。若地下停车场为一单独的场景，由于其内部话务量可忽略不计，而且功率需求也不大，为节约成本，可以考虑采用直放站解决。3.9电梯若某建筑物需要进行室内覆盖，根据其楼层结构分析，有必要而且可以在电梯口安装吸顶天线时，利用每层安装于电梯门口的吸顶天线兼顾电梯和楼层的覆盖；另外一种方式是采用壁挂天线，天线口功率采用05 dBm，板状定向天线增益为7dBi，边缘场强为-85dBm，那么每一个天线的覆盖距离在15m左右，即5层楼的高度。也就是在电梯覆盖中，每5层楼需要架设一个板状天线。建筑物本身不需要覆盖，只需对其中电梯进行覆盖，此种情况下，为节省成本，建议采用直放站作信源。在这种情况下，如果需要覆盖的井道较多，一台直放站提供的功率不足的话，可考虑在井道内采用7/8馈线。另外一种方案是采用东方信联的WFDS系统方案，将五类网线附在电梯数据线上面，远端单元和天线放置在电梯轿箱顶部，远端单元（RAU）和天线随电梯移动，天线口输出功率可控制在5dBm以内，可以实现电梯的良好覆盖。图8 WFDS电梯覆盖示意图4、小结本文通过对室内分布的场景进行分类研究后，建议TD-SCDMA室内分布规划可以遵循如下的思路。确定TD-SCDMA系统室内话务模型，话务模型是室内分布系统设计和信源选型的依据。当前，对3G数据业务模型在国内尚没有现网参考值，本文中的业务模型也是当前大多数厂家推荐的业务模型，需要在以后的工作中进行修正。室内分布天线端口功率在05dBm左右，根据小功率多天线的策略，天线覆盖半径在10m左右。可以根据不同的场景需求，提高天线出口功率，提高天线覆盖半径，降低成本。结合室内话务模型和天线半径，从功率和容量的角度，确定场景的容量需求和功率需求。具体方法为：根据场景话务模型，确定容量需求-确定单天线入口PCCPCH信道功率（单载波）确定覆盖半径确定单个楼层需要天线个数确定天线安装位置和走线方法进行单层功率预算，计算单层入口功率需求确定整个建筑需要的设备数量和主路走线方法。TD-SCDMA接入网本地网管系统的接口测试(2008-01-10 15:33:24)摘要从实践上介绍了TD-SCDMA无线接入网本地网管系统的接口测试策略，为测试设计、测试执行人员在进行网络管理系统接口测试提供一种思路。1、引言TD-SCDMA无线接入网由Node B和RNC两部分组成，RNC作为无线网络控制器，通过Iub接口可接上百个Node B。Node B的本地维护管理系统一般称为LMT-B，RNC的本地维护管理系统称为LMT-R，OMC-R则是管理多个RNC和Node B的综合网络管理系统。OMC-R经由RNC通过E1/STM1线路以IPOA方式实现对Node B设备的管理，一般部署在移动运营商机房，用于网络运营过程中的维护和管理。TD-SCDMA无线接入网络系统示意如图1所示。图1TD-SCDMA无线接入网络系统示意TD-SCDMA本地维护管理系统在TD-SCDMA无线接入网络系统中也扮演着很重要的角色。一方面，在TD-SCDMA无线接入网络系统进行网络部署、设备安装时，工程技术人员需要通过本地网管系统对TD-SCDMA无线接入设备进行参数配置和调试；另一方面，TD-SCDMA无线接入网设备的后期维护和升级，也经常用到本地网管系统进行故障定位、性能分析、网络配置参数的修改、系统运行软件的更新等。本地网管系统和无线接入网络设备之间的交互信息是否准确可用，其中接口测试完成的如何是非常关键的。2、本地网管系统的接口测试实践中，我们完成了LMT-B和Node B之间、LMT-R和RNC之间的接口测试。这里以LMT-B和Node B之间的接口测试为例，说明TD-SCDMA无线接入网本地网管系统的接口测试方法。被测LMT-B和Node B的接口示意如图2所示，它们之间的交互消息分为三大类：标准SNMP报文、基于TCP连接的自定义消息和基于FTP的文件传输。标准SNMP报文用于系统正常运行过程中LMT-B与Node B OM代理模块之间的管理信息传递；自定义消息用于系统初始化过程中的信息收发和参数配置；LMT-B与Node B OM代理模块之间的文件传输采用FTP，LMT-B作为服务器，Node B OM代理作为客户端。LMT-B收到的数据以数据文件和数据库表形式存放，数据库的接口采用ADO标准接口。图2被测Node B与LMT-B的接口示意显然，如果等LMT-B系统和Node B设备开发完毕后，把两者直接连接进行接口测试，就会出现软件缺陷定位难的问题。两者交互信息出错时，难以判断到底是Node B OM模块的问题，还是LMT-B在消息处理上存在缺陷，因此必须采取措施避免出现该现象。采取的策略是：寻求一种或几种仿真测试工具分别对Node B OM和LMT-B的接口进行测试，待全部测试用例或绝大部分可测用例通过后，再实现LMT-B和Node B设备的对接测试。 2.1Node B OM的接口测试对于Node B OM的接口测试，需要找到一种类似于本地维护管理站的仿真工具。分析被测Node B OM的接口，主要采用的是SNMP，维护操作基于管理信息库（MIB）。SNMP是移动网络系统中广泛使用的一种简单网络管理协议。MIB是管理对象结构化组织的一种抽象，是一个概念上的数据库，由管理对象组成，采用ASN.1描述形式。通过调研，发现大多数的MIB浏览器工具都能够满足测试需求，而且这些工具一般都经过严格的测试，运行稳定，如：由MG-SOFT公司开发的MG-SOFT MIB浏览器；由AdventNet公司开发的SNMPv3 MIB浏览器等。我们仅需要提供Node B的MIB，就可以利用这些工具来完成Get、Set配置管理操作。另外，这些工具还提供了Trap监视功能，便于监视和分析由Node B发送的Trap消息是否符合产品需求。需要注意的是，MG-SOFT MIB浏览器必须通过所提供的MIB Compiler工具，对MIB编译入库后才可以使用，而AdventNet公司的SNMPv3 MIB浏览器是可以直接加载MIB使用的。被测Node B的性能数据的上报、初始化信息的上报等均是以XML文件形式进行的，可完全通过上报到FTP服务器上的数据文件、SNMP Trap消息来分析Node B OM执行过程是否满足需求定义。被测Node B的OM接口测试示意如图3所示。图3被测Node B的OM接口测试示意2.2LMT-B的接口测试若要完成LMT-B的接口测试，则需要Node B OM仿真工具来模拟Node B设备的维护管理支持功能。LMT-B和Node B之间是管理者（Manager）和代理者（Agent）的关系。一些公司如AdventNet，也开发了比较通用的Agent仿真器。然而对于本地维护管理系统，国内或国际并没有严格进行标准化（其实即使有标准，不同设备开发商的理解角度也不尽相同），这些Agent仿真工具并不能很好地满足测试要求，需要根据Node B产品特性开发Node B OM仿真器。开发Node B OM仿真器付出的代价并不大，完全可以利用开源的SNMP+和AGENT+开发包，这两个开发包提供了很好的SNMP支持。我们还可以通过AgentPro工具将ASN.1形式的MIB编译成C+形式的MIB框架文件（.CPP和.H文件）。这样，具有SNMP支持的Node B OM仿真器软件框架就完成了，剩下的工作就是如何让它响应Get、Set操作，发发Trap信息了。通过调用AGENT+提供的外部接口，可为Node B OM仿真器开发出友好的可视化界面（UI）。LMT-B的任何配置和修改操作都可以直观反映到Node B OM仿真器的UI上来，便于测试人员判断LMT-B操作的正确性。我们还可以通过UI设置和修改MIB中的值来模拟Node B参数发生变化的情况，来判断LMT-B是否能够真实反映当前Node B的实际工作和运行状况。Node B OM仿真器屏蔽了实际Node B OM对维护信息的复杂的处理过程，使得LMT-B的接口测试操作变得相对容易、简单。以故障管理功能的测试为例，只需要按照Trap PDU格式要求进行信息的封装和上报即可。不但可以手工发送单个告警来判断LMT-B对告警信息的处理情况，也可以选择自动发送大量告警信息，来模拟Node B出现告警风暴时间接测试LMT-B系统的负载处理能力。另外，一些在实际环境中不常发生的情况，如板卡温度过高告警、风扇故障告警等，也可以利用Node B OM仿真器来模拟，方便充分验证LMT-B本地网管系统。诸如Node B性能数据上报、系统测试结果上报的模拟，可以采用数据模板来实现。Node B OM仿真器只需要套用这些数据模板，生成符合要求的XML文件，上载到LMT-B的FTP服务器上，并发送相应的Trap消息即可。测试人员通过对数据模板进行修改，来测试LMT-B对各种数据的处理情况。LMT-B系统接口测试示意如图4所示。图4LMT-B系统接口测试示意2.3LMT-B和Node B OM的对接测试经过上述两个测试过程，基本上可以发现和解决LMT-B和Node B OM模块绝大部分的软件缺陷。事实也证明了这一点，当完成上述两个步骤后，把LMT-B本地网管系统和Node B设备进行对接，可以看到：LMT-B成功地发现了Node B设备，LMT-B上的各种操作基本上都可以下发到Node B设备，而且绝大部分测试用例都可以测试通过。这也从侧面证明了接口测试方案的可行性。3、结束语网络维护管理系统的接口测试方法是多种多样、千差万别的，但本文的TD-SCDMA无线接入网本地网管系统的接口测试策略不失一般性，完全可以应用于其他维护管理系统的接口测试，并为测试设计、测试执行人员进行网管系统接口测试提供一种思路。TD-SCDMA基站无线勘察与设计(2007-12-24 14:22:23)摘要TD-SCDMA基站无线勘察与设计是TD-SCDMA系统设计的重要组成部分，直接影响无线网络的性能和建设成本。本文从流程、设备、基站勘察等多方面进行了介绍，为相关从业人员提供一定的指导和帮助。1、前言以中国移动为主导的第二轮10个城市TD-SCDMA商用实验网络建设正在如火如荼地进行中，其中中国电信（保定）、中国网通（青岛）继续在原有实验网的基础上扩容，两家新增基站规模在700个左右；除了在厦门扩大建设外，中国移动在北京、上海、广州等7个城市都需要新建大量基站，初步规划新增基站规模达到8 000多个，室内分布系统3 000多套。由于没有2G网络基础，中国电信和中国网通基站（机房和塔桅）建设基本上以新建为主，而中国移动则可以充分利用现有庞大的GSM网络资源，共站建设，利用原有机房、塔桅和天面。TD-SCDMA基站无线勘察与设计是网络建设中的一个重要环节，内容包括基站初勘选址、站址获取、勘察、设计及出图等，要求设计人员一方面从规划、可研的高度理解TD-SCDMA网络建设目标，明确覆盖对象和策略；另一方面从工程和技术两个层面选址勘察设计，以确保设计方案在技术上可行，工程上易实施并且使网络质量性能达到最优。2、TD-SCDMA基站无线勘察设计流程TD-SCDMA基站勘察设计流程和以往2G系统基本相似，即在规划的基础上明确最终站址、配置、天线等参数，勘察设计的结果又反馈到规划中进行局部调整。由于目前TD-SCDMA网络还没有实际运营和商用用户，因此某些以往的成熟通用做法会受到限制，只能借鉴使用。TD-SCDMA基站无线勘察设计流程如图1所示。图1TD-SCDMA基站无线勘察设计流程从实验网建设情况来看，站址获取是TD-SCDMA网络建设面临的一个突出难题，尤其是没有2G网络资源的运营商，社会公众对环境环保问题的关注和对电磁辐射的误解更加重了站址获取的难度。3、TD-SCDMA基站主设备及天馈系统在实际的勘察设计之前，要对TD-SCDMA基站设备及天馈系统有一定的了解，尤其是设备物理参数、性能参数和工艺要求，熟练掌握了设备特性，有助于在勘察设计中提出最优技术解决方案。3.1TD-SCDMA基站主设备TD-SCDMA基站设备种类主要有宏基站、微基站、拉远站、直放站和一体化基站，在2006年的三地实验网中，宏基站得到了广泛使用和验证，部分厂商的微基站得到少量应用，拉远站（BBU+RRU）因馈线少、适应环境能力强而颇被运营商看好，直放站在TD-SCDMA组网中应用较少。TD-SCDMA基站主设备基本物理参数见表1。表1TD-SCDMA基站主设备物理参数宏基站是TD-SCDMA RAN系统的重要组成部分，是构建无线网络覆盖的主要设备类型，广泛应用于市区、郊区、农村、道路等各种环境。宏基站通过Iub接口与RNC连接，通过Uu接口与UE通信。宏基站与外围设备的连接如图2所示。图2宏基站与外围设备的连接拉远型基站分为基带拉远设备和中频拉远设备两种，其主要区别在于RRU信号在何处与BBU分开，基带处分开就是基带拉远设备，中频处分开就是中频拉远设备，目前实际应用中以基带拉远为主。基带拉远设备功能如图3所示。图3基带拉远设备功能3.2TD-SCDMA天馈系统TD-SCDMA天馈系统包括智能天线、馈线、TPA和GPS等，智能天线是整个天馈系统的核心。智能天线尺寸大、馈线多等也是目前业界着力解决的问题，从早期的8目智能天线（高1 347 mm宽650 mm深110 mm）到6目智能天线（高1 350 mm宽506 mm深70 mm），从31根馈线到3根集束电缆，从2个TPA到1个集成压铸模TPA，其目标都是降低安装工艺要求，减少站址获取及施工的难度。天馈系统的实物照如图4所示。图4天馈系统实物照4、基站无线勘察设计4.1基站选址勘察基站选址隶属无线网络范畴，从网络预测到工程详细设计，其结果直接影响到网络性能的好坏。选址是否合理，对通信项目建设的经济性和建成后的生产效益，都起着举足轻重的作用，也直接反映了设计质量的好坏和水平的高低，是立足通信设计市场的重要因素。选址的主要步骤如下：（1）前期针对上述地形地貌进行必要的传播模型校正或选择适当的传播模型进行模拟仿真；（2）结合当地经济、人口情况判断是否具备建站条件，确定是否需要新增基站；（3）依据网络覆盖现状分析是否可以通过网优方式解决问题，可以则取消建站计划；（4）对于待建站点，应参照典型数据，结合现场地形地物分布，估计能否达到覆盖效果，确定该站址是否满足通信需求；（5）根据现场调查判断该站址是否满足工程施工条件；（6）是否符合通信工艺规范要求；（7）确认站址。基站选址在满足以上步骤之后，还应注意以下事项：（1）远离加油站，至少保证：油量少于50 m?时间距大于12 m，油量为501 000m?时间距大于15 m，油量为1 0002 000 m?时间距大于20 m；（2）不宜在大功率无线发射台、大功率电视发射台、大功率雷达站以及有电焊设备、X光设备或产生强脉冲干扰的热和机、高频炉的企业或医疗单位附近设站；（3）站址不应选择在易燃、易爆