1、TD-SCMA室內覆蓋特殊場景規(guī)劃與優(yōu)化 TD-SCDMA 室內覆蓋 特殊場景規(guī)劃與優(yōu)化二OO七年十月 TD-SCMA室內覆蓋特殊場景規(guī)劃與優(yōu)化 1 概述在擴大的 TD-SCDMA 規(guī)模網絡技術應用試驗網建設中,隧道、地鐵、大型場館以及 高層覆蓋等特殊場景,由于無法使用 TD-SCDMA 核心技術之一的智能天線,同時由 于場景的特殊,給網絡建設帶來了較大的困難,使得其 TD-SCDMA 室內覆蓋實施方 案與一般室內覆蓋不同。本文對上述特殊場景的研究做出總結,以供 TD-SCDMA 網絡建設參考。2 大型場館 TD2.1 場景特點大型場館建筑特點上有很多相似之處, 信號為視距傳輸, 能量以直達徑

2、為主。劃時需要區(qū)別考慮。2.2大型場館(1CS64k 業(yè)務連續(xù)覆蓋,且覆蓋率大于 95%;2%;(390%的位置, 99%的時間可 CS64連續(xù)覆蓋區(qū);(4 塊差錯率目標值 (BLER Target :話音小于 1%, CS64K 0.11%, PS 數據 510%;(5切換成功率高于 98%;(6 TD-SCDMA 覆蓋場強要求場館內無線覆蓋邊緣場強 PCCPCH RSCP >=-80dBm;PCCPCH C/I >=-3dB;場內信號電平場外信號電平 10dB ; TD-SCMA室內覆蓋特殊場景規(guī)劃與優(yōu)化 2.3 容量規(guī)劃由于 TD-CDMA 網絡是多業(yè)務并存的網絡,對小區(qū)容量

3、的估算不能再簡單沿用純語音 網絡的估算方法,中興通訊對 TD-SCDMA 系統(tǒng)的容量采用 KR (Kaufman-Roberts 算 法的思路進行估算?？紤]小區(qū)容量負荷為 75%、上下行時隙配置為 3:3的情況下,業(yè)務模型按照話音用戶 忙時話務量 0.02Erl/用戶(2% 呼損,數據卡用戶忙時數據流量 1kbps/用戶(5% 呼 損計算得到各種配置下基站支持的用戶數如下表: 2.4 TD-SCDMA 室內覆蓋實施方案TD-SCDMA 網絡建設, 特別是大型奧運場館中的 TD-SCDMA 網絡建 TD-SCDMA 核心技術之一的智能天線,建設帶來了較大的困難。2.4.1 建設方式根據各大型體育

4、場館工程進度和施工條件,其 TD-SCDMA 系統(tǒng)的建設可以采用以下 兩種方式:獨立新建 TD-SCDMA 方式,以及與 2G 合路方式。(1獨立新建 TD-SCDMA 方式:原則上每小區(qū)在滿足邊緣場強設計指標的前提下,盡量減少天線數量,應綜合場館的 重要性、性價比及安裝條件,合理選擇賦型天線 /窄波束天線或平板天線,提高小區(qū)間 隔離度;天線應盡量安裝在小區(qū)中心位置,平行于看臺安裝,以減少對鄰區(qū)的干擾;根據信源位置、信源輸出功率、天線點位置及走線條件進行功率預算,合理設計分布 系統(tǒng),使 TD-SCDMA 系統(tǒng)信號邊緣場強必須滿足設計指標。(2與 2G 合路方式: 2.4.2一個頻點,異頻使用二

5、個頻點。由上表對比可知, 多種組網方式下異頻 4小區(qū)組網容量能夠達到最大值, UE 發(fā)射功率 和 TCP 較好,異頻 4小區(qū)組網方式能夠得到容量與功率的相對平衡,可以認為是最佳 的組網方式。 行必要的調整。2.4.3 信源選擇及分布系統(tǒng)根據不同的主設備廠家,信源可采用 BBU+RRU或者微蜂窩,原則上不選用直放站。 在滿足各場館具體施工條件的前提下, RRU 應盡量靠近天線安裝; 功率預算: TD-SCMA室內覆蓋特殊場景規(guī)劃與優(yōu)化 場館室內覆蓋應遵循室、內外一體的規(guī)劃原則,確保室內分布系統(tǒng)提供良好的室 內覆蓋,同時,要控制好室內、外的導頻信號強度,控制場館內、外話務吸收以 及越區(qū)切換;TD-

6、SCDMA 分布系統(tǒng)信源應采用 PCCPCH 信道功率進行功率預算, PCCPCH 信 道按 2628dBm(根據設備情況可進行適當調整考慮;根據信源位置、信源輸出功率、天線增益、天線點位置及走線條件進行功率預算, 合理設計分布系統(tǒng),應盡量采用無源分布系統(tǒng); 系2.4.4 頻率規(guī)劃和容量對于大型體育場館 TD-SCDMA 系統(tǒng)建設,場館內、場館外應異頻組網,目前可采用 5M 頻率(3個頻點或 10M 頻率(6個頻點,在最優(yōu)的組網方案下, 10M 頻率(6 TD-SCMA室內覆蓋特殊場景規(guī)劃與優(yōu)化 個頻點場館內 TD-SCDMA 容量基本可以滿足大型場館預測總容量的 10%,如果有 更大的容量需

7、求時,可以通過增加頻點的方式擴容。2.5 其他大型場館 TD-SCDMA 室內覆蓋實施方案其他大型場館主要指會展中心 /民航機場 /火車站等大型場館。此類建筑物結構一般采用全鋼骨架、玻璃幕墻、不銹鋼鐵皮屋頂。候機樓內的房間舉 架高、面積大、基本無阻擋,傳播環(huán)境比較簡單,信號視距傳輸,能量以直達徑為主。中占的比重相對較高,其中候機 /車大廳、 VIP2.5.1 規(guī)劃思路提下,綜合考慮候機 /車大廳、 VIP擾,充分滿足容量需求。頻點規(guī)劃時充分考慮頻點復用。在 6頻點 TS0六復用,業(yè)務頻點 2復用的 N 3個 頻點 N 頻點組網。 在使用 10M 機場內部的外圍小區(qū) (與室外宏小區(qū) 3個頻點組網

8、,機場內部的中心小區(qū)可以使用2.5.2TD-SCDMA 室內覆蓋實施案列GSM 和 TD-SCDMA 的合路系統(tǒng)。 信號覆蓋候機樓所 TD-SCDMA 分布系統(tǒng)室內 覆蓋 PCCPCH 邊緣場強 >=-75dBm。實施方案充分利用 BBU+RRU多通道室內覆蓋組網特點,進行小區(qū)整體規(guī)劃。從容量 和干擾兩個方面考慮, 利用中間異頻小區(qū)的隔離降低小區(qū)間干擾, 充分滿足容量需求, 得出最優(yōu)規(guī)劃方案。本次規(guī)劃采用 TD-SCDMA 規(guī)劃采用室內結合室外的思路進行規(guī) 劃。 室內站點使用 F7/F8/F9進行 TS0三復用的 N 頻點組網, 為保證室內小區(qū)間的隔離 要求,中間小區(qū) cell 2使用

9、F4異頻組網,室外覆蓋停機場宏小區(qū)使用 F5/F6組網,室 內外異頻組網,降低干擾。 TD-SCMA室內覆蓋特殊場景規(guī)劃與優(yōu)化 機場候機大樓分為南北樓各三層,南樓 1-3層和 17-19登機口劃為 1個小區(qū) cell 1,包 括電梯。北樓 3層 6-10號登機口和南北樓中間的自動扶梯,以及 2層行李分檢區(qū)劃為 1個小區(qū) cell 2。 Cell1 和 cell 2間的切換區(qū)設置在南北樓之間的鏤空地帶, 減少切換發(fā) 生率。北樓東側 3層 11-16號登機口和 2層的辦公室、貴賓室劃為 1個小區(qū) cell 3。北 樓西側 3層 1-5號登機口和 2層的辦公室、貴賓室劃為 1個小區(qū) cell 4,使

10、用室外 F4頻點,并將覆蓋停機場的室外宏小區(qū)頻點設置為 F5F6,避免室內外同頻。大樓地下 1層的停車場考慮以后改建為商場和辦公區(qū),容量需求較大,單獨劃 1個小區(qū)。整體規(guī) 劃方案如下: 2.5.2.2 廈門會展中心 TD-SCDMA 室內覆蓋實施方案實施方案充分利用 BBU+RRU組網特點,采用 TD-SCDMA 規(guī)劃采用室內結合室外規(guī) 劃的思路進行, 室外會展中心周邊區(qū)域采用 F1/F2/F3進行 3個頻點 N 頻點組網; 會展 TD-SCMA室內覆蓋特殊場景規(guī)劃與優(yōu)化 中心規(guī)劃采用 F4/F5/F6 , F7/F8/F9/ 進行 TS0六復用, 業(yè)務頻點二復用的思路進行規(guī)劃。 對會展中心區(qū)

11、周邊辦公區(qū)域的覆蓋結合會展中心進行規(guī)劃,降低干擾。會展中心區(qū)分為 ABCDE 五部分組成, 各個區(qū)之間為直通, 在各個區(qū)的交界處 2F 以上 為鋼混承重橫梁,分區(qū)參見圖 1:會展中心小區(qū)規(guī)劃整體采用 ABCDE 各個會展區(qū)均采用一個小區(qū)進行覆蓋,采用 3載 頻 N 頻點組網方式。天饋系統(tǒng)采用壁掛天線進行覆蓋,天線位置選點利用建筑物進行 天線的旁瓣抑制,使本小區(qū)和第二鄰小區(qū)(相同業(yè)務頻點達到最大的隔離度。 3.1劃方面:在工作日高峰時間段,流動人員數目相當集中且話務量較高,主要是以語音 業(yè)務,短信和一些即時業(yè)務為主。3.2 隧道覆蓋解決方案TD-SCDMA 隧道覆蓋方式主要有 BBU +RRU

12、+泄漏電纜方式、 BBU +RRU +定向天 線方式。對于地鐵、鐵路隧道一般采用 BBU +RRU +泄漏電纜方式,對于公路隧道一TD-SCMA室內覆蓋特殊場景規(guī)劃與優(yōu)化 般采用 BBU +RRU +定向天線方式。本文以下解決方案采用和 GSM 共網覆蓋的角度 進行描述分析,如下:3.2.1 BBU +RRU +泄漏電纜方式泄露電纜并通過電纜外導體的一系列開口,在外導體上產生表面電流,從而在電纜開 口處橫截面上形成電磁場,這些開口就相當于一系列的天線,起到信號的發(fā)射和接收 作用。泄露電纜主要用于隧道、地鐵或長條形建筑物等特定環(huán)境下的覆蓋,其優(yōu)點是 場強分布均勻,可控性高,頻段寬,多系統(tǒng)兼容性好

13、。采用 RRU+泄漏電纜覆蓋的相1 S RRU 級聯的方式進行覆蓋擴展延伸。 2RRU +泄漏電纜系統(tǒng)示意圖 TD-SCMA室內覆蓋特殊場景規(guī)劃與優(yōu)化 圖 4BBU+RRU+泄漏電纜系統(tǒng)示意圖采用 BBU+RRU作為信源, BBU 可以集中維護,系統(tǒng)容量大,且可以共享基帶資源。 BBU 放置在隧道口一個, 安裝 GPS 天線,工程簡單。采用泄漏電纜作為覆蓋手段, 適 用于各種隧道彎曲的場景,缺點是成本較高。3.2.2 BBU +RRU +定向天線方式1 覆蓋距離計算 3.2.3 BBU +RRU +泄漏電纜 +定向天線方式根據隧道彎曲的特點, 可以采用泄漏電纜 +定向天線的方式, 降低成本。

14、在隧道彎曲的 區(qū)域采用泄漏電纜覆蓋,在平直的區(qū)域采用定向天線覆蓋。 TD-SCMA室內覆蓋特殊場景規(guī)劃與優(yōu)化 3.3 切換分析3.3.1 地鐵切換分析地鐵覆蓋的切換設計分析如下:3.3.1.1 切換過程列車在行進過程中,切換過程如下圖所示: 一 個 給 定 的 門 限 RSCP_DL_COMP時 , 即 滿 足 -PCCPCH_RSCP_serving > RSCP_DL_COMP(持續(xù)時間 應向 RNC 發(fā)送一個事件測量報告。切換區(qū)組成2部分組成:鄰區(qū)信號比本小區(qū)信號高于 RSCP_DL_COMP的距離。假設 RSCP_DL_COMP=3dB, 則距離為 3/2/4.9*100=30.

15、6米。到完成切換的時間, 大概 1秒, 列車最快時速為 80km/h, 則距離為 80*1000/3600*1=22.2米。折合 22.2*4.9/100*2=2.2dB。按照上面分析,可直觀認為:當鄰小區(qū)信號比本小區(qū)信號強 5.2dB 的時候,完成切換。 TD-SCMA室內覆蓋特殊場景規(guī)劃與優(yōu)化 3.3.1.3 切換區(qū)的設置對覆蓋的影響沒有切換區(qū),單小區(qū)覆蓋距離如下: 圖 8有切換區(qū)單小區(qū)覆蓋假設行進方向上的切換區(qū)長度為 L ,整個切換區(qū)長度為 2L 。分析如下: TD-SCMA室內覆蓋特殊場景規(guī)劃與優(yōu)化 場景 1分析,邊緣場強 -85dBm 的點正好位于切換區(qū)的中間,則 R01的覆蓋距離不

16、變。 切換點的信號分析(以 5.2dB 為例,鄰小區(qū)信號為 -82.4dBm ,本小區(qū) -87.6dBm 。 場景 2分析, 邊緣場強 -85dBm 的點正好位置切換區(qū)的邊緣, 則單小區(qū)的覆蓋距離縮短 L ,影響較大。此時,切換點的信號分析(以 5.2dB 為例,鄰區(qū)信號為 -79.8dBm ,本 小區(qū)信號為 -85dBm 。3.3.1.4 切換區(qū)的設置對于切換區(qū)的設置,有兩種方案,如下:方案 1:地鐵覆蓋切換區(qū)設計在隧道中間,此時,列車以 速度前進, L=30.6+22.2=52.8米。方 案 2:建議切換區(qū)設置在站臺 10km/h, L=30.6+2.7=33.3米。兩種方案的對比:方案

17、1換用戶。方案 1干擾區(qū)。方案 2優(yōu)點:切換區(qū)更小;方案 23.3.1.5 結論減小切換區(qū), 增加 RRU 覆蓋距離。 并確保在3.3.2隧道覆蓋一般規(guī)劃單小區(qū)。3.3.2.1 切換過程切換過程如下圖所示: TD-SCMA室內覆蓋特殊場景規(guī)劃與優(yōu)化 圖 9當 UE 測量得到某個鄰小區(qū)的 PCCPCH T1內持續(xù)高于于本小區(qū)的 PCCPCH_RSCP一 個 給 定 門 時 , 即 滿 足 PCCPCH_RSCP_neighbering-(持續(xù)時間 T1時, UE 應向 RNC3.3.2.2 切換區(qū)組成切換區(qū)由 2RSCP_DL_COMP的距離。假設 RSCP_DL_COMP=3dB, 則距離為

18、米。大概 1秒, 車輛最快時速為 40km/h, 則距離為 40*1000/3600*1=11.2。4.2dB 的時候,完成切換。 L=30.6+11.2=41.8米,切換區(qū)域為 2L=83.6米。3.3.2.3 存在問題由于車輛進入隧道時,隧道口附近微小區(qū)場強較弱,隧道外宏小區(qū)信號場強較強,隧 道外不具備切入隧道內微小區(qū)的條件,車輛進入隧道后宏小區(qū)信號急劇衰減,隧道內 微小區(qū)信號則上升緩慢,需要至少 41米才完成切換,此時隧道外的宏小區(qū)衰減迅速, 其信號強度將難以滿足切換要求,因此往往產生掉話。TD-SCMA 室內覆蓋特殊場景規(guī)劃與優(yōu)化 隧道外 負載 泄漏電纜 隧道內 場強 切換區(qū)間 A B C 距離 隧道內信號場強 隧道外信號場強 圖10 隧道口未安裝天無的切換示意圖 3.3.2.4 解決方案 為保證車輛在進出隧道外時無順利切換，設計在隧道口泄漏電纜末