TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)探討

1、引言

　　與其他制式的系統(tǒng)一樣，TD-SCDMA在進行城區(qū)覆蓋時無法回避室內(nèi)覆蓋的問題。受限于IMT-2000頻段無線電波的傳播特性和城市建筑物的材質(zhì)，僅僅室外宏蜂窩基站無法保證建筑物內(nèi)部的充分覆蓋，建筑物內(nèi)部不可避免產(chǎn)生覆蓋盲區(qū)。像大型寫字樓/ShoppingMall的內(nèi)部、地鐵、隧道等這些具有城市特點的覆蓋場景由于所處環(huán)境的限制，也無法從外部獲得穩(wěn)定可靠的信號。解決問題的最有效方法就是引入室內(nèi)分布系統(tǒng)?；镜男盘柾ㄟ^有線或其他替代的方式引入到指定的區(qū)域，以滿足通信所需。

2、TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)介紹

　　TD-SCDMA的室內(nèi)分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與2G系統(tǒng)的類似，主要由三個部分組成：信號源、傳輸介質(zhì)和中繼設(shè)備/器件、天線。信號源即提供小區(qū)信號的設(shè)備，在室內(nèi)分布系統(tǒng)的工程實施中可以是微蜂窩基站，也可以是射頻拉遠基站或直放站設(shè)備；傳輸介質(zhì)包括同軸電纜、光纖、泄露電纜等，信號在傳輸介質(zhì)中傳輸，有時根據(jù)覆蓋的需要還要通過放大設(shè)備對信號進行放大；天線是室內(nèi)分布系統(tǒng)發(fā)射和接收信號的部分，TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)可與其他系統(tǒng)共用相同的天線器件。出于室內(nèi)傳播環(huán)境和工程上的考慮，智能天線未引入到室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋中。

　　TD-SCDMA的室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計和建設(shè)中，應(yīng)根據(jù)覆蓋目標、服務(wù)類型、工程成本等方面的要求合理選取適當?shù)闹鳈C設(shè)備、元器件和傳輸介質(zhì)。

　?。?）主機設(shè)備

　　●微蜂窩基站

　　通常用于面積較大或話務(wù)量較大的室內(nèi)覆蓋，如大型購物廣場，機場候機廳等。這種方式可以提供很大的網(wǎng)絡(luò)容量，信號穩(wěn)定。但需要專用的傳輸線路和供電設(shè)備，必要的情況下需要提供機房。這種方式的建設(shè)成本較高。

　　●射頻拉遠單元

　　這種方式可以提供接近微蜂窩基站作為信號源的覆蓋效果，信號質(zhì)量易保證，可以與室外宏蜂窩基站共享基帶資源，且無需機房資源，整體成本低于微蜂窩基站室內(nèi)分布系統(tǒng)。就目前情況而言，TD-SCDMA射頻拉遠單元的基帶接口在廠家實現(xiàn)中存在差異，建設(shè)時需考慮拉遠單元與宏蜂窩基站基帶接口的互操作問題。

　　●直放站

　　這種方式適用于對覆蓋要求較高、對容量要求較低的覆蓋場景，或一些不方便安裝基站的場景。直放站的信號耦合自室外蜂窩，與室外蜂窩共享小區(qū)資源。直放站的優(yōu)勢在于成本低，安裝方便。它的缺點與其優(yōu)勢同樣明顯。對于TD-SCDMA系統(tǒng)，由于采用TDD方式上下行處于同一頻點，所以這對直放站發(fā)射端和接收端間的隔離度、上下行發(fā)射的定時、與室外基站的同步方面有較高的要求。直放站在放大轉(zhuǎn)發(fā)上下行信號過程中會增加信號傳輸?shù)臅r延，對信號質(zhì)量有可能產(chǎn)生負面影響。對于TD-SCDMA系統(tǒng)中直放站的使用，還需要進一步研究。

　　（2）元器件

　　●功分器和耦合器

　　功分器和耦合器在TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)中使用的主要有兩種類型：無源和有源（電功分器或電耦合器）。只要工作頻段合適可兼容多種制式的通信系統(tǒng)。這一類器件的使用與其他系統(tǒng)類似，這里不再贅述。

　　●干線放大器

　　信號在線纜中傳輸會存在一定路損，為了保證末端的覆蓋效果，需要在傳輸過程中進行放大，這里就要用到干線放大器。干線放大器在TD-SCDMA系統(tǒng)中使用有兩個問題值得研究：一個是上下行工作于同一頻段的TDD系統(tǒng)應(yīng)避免上下行鏈路的“自激”干擾問題；另一個是當多種制式系統(tǒng)共用室內(nèi)分布系統(tǒng)時，由于不同頻段的信號在此前的傳輸路損可能不一致，如何均衡各頻段信號的放大，以達到最佳的覆蓋效果。

　　●天線

　　室內(nèi)覆蓋通常以室內(nèi)吸頂天線為主，目前主要使用的有3dBi天線和5dBi天線，在水平方向上全向發(fā)射。兩種天線在垂直方向信號能量集中角度上有區(qū)別，3dBi天線適用于開闊空間的覆蓋，如會議廳、走廊，5dBi天線的垂直發(fā)射角度對于3dBi要小，能量更集中，適用于樓層間的覆蓋。由于2GHz信號鏈路損耗的原因，在與2G系統(tǒng)共用室內(nèi)分布系統(tǒng)時，需考慮不同制式信號鏈路損耗的區(qū)別。必要時需要調(diào)整天線的位置和天線的數(shù)量以滿足室內(nèi)覆蓋要求。

　　（3）傳輸介質(zhì)

　　●同軸電纜

　　同軸電纜屬于無源器件，不依賴電源工作。造價低，性能穩(wěn)定。工作頻段合適可兼容多種制式的系統(tǒng)，且易于維護和進行線路調(diào)整。但也有傳輸過程中有損耗，影響覆蓋范圍，傳輸保密性差等問題。

　　●光纖

　　光纖路損小，性能穩(wěn)定，傳輸容量大。但在建設(shè)過程中需增加專門的電轉(zhuǎn)光、光轉(zhuǎn)電設(shè)備，且依賴于遠端供電。在TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)中還有一個問題是光電互轉(zhuǎn)時存在時延，需要在使用中引起注意。

　　●泄露電纜

　　在一些特殊場景下，普通天線無法實現(xiàn)較好的覆蓋，如隧道。在這種情況下，使用泄露電纜進行成串覆蓋。泄露電纜的缺點是造價貴，安裝要求嚴格。

3、TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計建設(shè)中需要注意的問題

　　TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計和建設(shè)應(yīng)納入到網(wǎng)絡(luò)的整體規(guī)劃中：

　　●在頻點選擇上根據(jù)建筑物位置的室外信號分布環(huán)境選擇合適的頻點，在頻譜資源豐富的情況下，可以考慮使用與室外宏蜂窩信號不同的頻點；使用N頻點的系統(tǒng)（假設(shè)頻點數(shù)等于3）的主載波頻點應(yīng)盡量避開信號最強的2個相鄰宏蜂窩主載波的頻點。

　　●TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)在設(shè)計中，在建筑物非完全封閉的條件下應(yīng)采用與室外宏蜂窩一致的時隙格式，以避免業(yè)務(wù)時隙的上下行干擾。但根據(jù)已有3G運營商業(yè)務(wù)量統(tǒng)計，3G的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有70%以上發(fā)生在室內(nèi)，所以室內(nèi)分布系統(tǒng)使用非對稱時隙格式將有利于提高系統(tǒng)資源的利用率，也有助于室內(nèi)系統(tǒng)向未來的HSDPA演進。所以，這就需要在條件允許的情況下，室內(nèi)分布系統(tǒng)使用獨立于室外蜂窩的頻點，并保證頻點或信號間的有效隔離。

　　●在室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)中，應(yīng)對建筑物中已有的室外蜂窩的信號予以評估。如果進入到室內(nèi)的室外基站信號足夠強，可以考慮調(diào)整室內(nèi)信號的場強分布，并調(diào)整相應(yīng)的無線參數(shù)避免多個小區(qū)的過度重疊覆蓋。

4、結(jié)束語

　　室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計和建設(shè)是一個綜合的系統(tǒng)工程，它融匯了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、性能目標、工程實施等諸方面內(nèi)容，同時也要考慮所承載系統(tǒng)的技術(shù)特點，方方面面做到統(tǒng)籌兼顧。TD-SCDMA系統(tǒng)作為我國自主研發(fā)的通信系統(tǒng)，其室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計和建設(shè)一方面可以借鑒國內(nèi)外已有的2G/3G室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗，另一方面也需要各生產(chǎn)、研究單位發(fā)揮主觀能動性展開深入研究，全面提高網(wǎng)絡(luò)的性能。