包浩卿　嚴佩敏

摘 要：闡述3G室內(nèi)覆蓋分布系統(tǒng)的建設(shè)必要性及室內(nèi)覆蓋的基本原理，分析CDMA室內(nèi)覆蓋分布系統(tǒng)與其他3G分布系統(tǒng)的設(shè)計上的異同，探討以上分析結(jié)構(gòu)對于CDMA室內(nèi)覆蓋的參考意義。

關(guān)鍵詞：CDMA2000 分布系統(tǒng) 3G

中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）006-083-03

1 引言

當下國內(nèi)三大運營商運營的3G系統(tǒng)分別是：中國電信CDMA2000，中國移動TD-SCDMA及聯(lián)通的WCDMA。從制式上來，這三種3G系統(tǒng)都是源自CDMA技術(shù)。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各地高樓聳立，這些場所都采墻體材料，對無線電波有較強的屏蔽和吸收效果，造成手機無線信號較大的傳輸衰耗，在室內(nèi)形成了移動信號的弱區(qū)甚至盲區(qū)，移動用戶單向通話或通話時續(xù)時斷，甚至會出現(xiàn)不在服務(wù)區(qū)的現(xiàn)象。解決室內(nèi)覆蓋問題對運營商和移動用戶都是意義重大的事情。

2 室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計

室內(nèi)分布系統(tǒng)的原理是利用室內(nèi)天線分布系統(tǒng)將移動通信基站的信號均勻分布在室內(nèi)每個角落，從而保證室內(nèi)區(qū)域擁有理想的信號覆蓋。無線室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)主要由二部分組成（見圖1）：信號源和室內(nèi)天饋線分布系統(tǒng)。信號源主要分為兩類：基站、射頻拉遠和直放站；室內(nèi)天饋線分布系統(tǒng)由有源器件、無源器件、天線、纜線等組成。

圖1 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)組成示意圖

而就其系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)分類的話，可分為同軸電纜分布系統(tǒng)、光纖分布系統(tǒng)、五類線分布方式、光電混和分布方式、泄漏電纜分布方式和多系統(tǒng)合路綜合分布系統(tǒng)。針對普通樓宇室內(nèi)環(huán)境進行的室內(nèi)覆蓋分布系統(tǒng)建設(shè)一般采用的是同軸電纜分布系統(tǒng)，若樓宇數(shù)量眾多或單棟樓宇面積巨大，則主干采用光纖，由光遠端機把信源信號放大。一般而言，室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計指的就是上述這種方式。

3 CDMA室分系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的異同

WCDMA、CDMA2000與TD-SCDMA都能在靜止狀態(tài)下提供2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，對三種3G系統(tǒng)在室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃上，既有共同的特點，又一些關(guān)鍵技術(shù)仍存在著較大的差別，性能上也有所不同，表現(xiàn)出較大差異。

3.1 頻段劃分

表1 3G頻段劃分

這里不得不說的是C網(wǎng)由于現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備只運營在2G頻段（上行：825MHz—835MHz，下行：870MHz—880MHz），而國家下發(fā)的1900MHz頻段作為現(xiàn)網(wǎng)的補充頻段預(yù)留。

而TD-SCDMA在試驗網(wǎng)還曾獲得2010MHz-2025MHz的頻譜，加上表1上國家規(guī)定的移動3G頻段，TD-SCDMA共有35MHz的帶寬。

3.2 雙工模式

WCDMA與CDMA2000都是采用FDD（頻分數(shù)字雙工）模式，TD-SCDMA采用TDD（時分數(shù)字雙工）模式。FDD是將上行（發(fā)送）和下行（接收）的傳輸使用分離的兩個對稱頻帶的雙工模式，需要成對的頻率，通過頻率來區(qū)分上、下行，對于對稱業(yè)務(wù)（如語音）能充分利用上下行的頻譜，但對于非對稱的分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（如互聯(lián)網(wǎng)）時，由于上行負載低，頻譜利用率則大大降低。TDD是將上行和下行的傳輸使用同一頻帶的雙工模式，根據(jù)時間來區(qū)分上、下行并進行切換，物理層的時隙被分為上、下行兩部分，不需要成對的頻率，上下行鏈路業(yè)務(wù)共享同一信道，可以不平均分配，特別適用于非對稱的分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（如互聯(lián)網(wǎng)）。TDD的頻譜利用率高，而且成本低廉，但由于采用多時隙的不連站覆蓋半徑較小，同時也造成抗衰落和抗多普勒頻移的性能較差，當手機處于高速移動的狀態(tài)下時通信能力較差。WCDMA與CDMA2000能夠支持移動終端在時速500公里左右時的正常通信，而TD-SCDMA只能支持移動終端在時速120公里左右時的正常通信。TD-SCDMA在高速公路及鐵路等高速移動的環(huán)境中處于劣勢。

3.3 越區(qū)切換技術(shù)

WCDMA與CDMA2000都采用了越區(qū)“軟切換”技術(shù)，即當手機發(fā)生移動或是目前與手機通信的基站話務(wù)繁忙使手機需要與一個新的基站通信時，并不先中斷與原基站的聯(lián)系，而是先與新的基站連接后，再中斷與原基站的聯(lián)系，這是經(jīng)典的CDMA技術(shù)?！败浨袚Q”是相對于“硬切換”而言的。

而TD-SCDMA則是采用了越區(qū)“接力切換”技術(shù)，接力切換是一種改進的硬切換技術(shù)，可高切換成功率，與軟切換相比可以減少切換時對鄰近基站信道資源的占用時間。

3.4 三種3G的室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

由于三種制式的3G分屬不同的運營商，各運營商對分布系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)上要求也有著較大的差異。

3.4.1 CDMA2000的分布系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

（1）CDMA2000 1X信號覆蓋電平。

標準層、裙樓：目標覆蓋區(qū)域內(nèi)95%以上位置，前向Ec≥-85dBm，Ec/Io≥-8dB；

地下層、消防及緊急通道：目標覆蓋區(qū)域內(nèi)95%以上位置，前向Ec≥-90dBm，Ec/Io≥-8dB；

電梯必須保證覆蓋100%位置，前向Ec≥-90dBm，Ec/Io≥-8dB（前向空載）。

（2）CDMA2000 EV-DO信號覆蓋要求。

標準層、裙樓：目標覆蓋區(qū)域內(nèi)95%以上位置，EvDO載波前向接收信號強度RXpower應(yīng)大于-80dBm，C/I比應(yīng)大于-5dB（邊緣速率大于153.6kbps）；

電梯、地下層、消防及緊急通道：目標覆蓋區(qū)域內(nèi)95%以上位置，EvDO載波前向接收信號強度RXpower應(yīng)大于-85dBm，C/I 比應(yīng)大于-8dB（邊緣速率大于76.8kbps）。

（3）接通率。

要求在目標覆蓋區(qū)域內(nèi)的98%位置，99%的時間移動臺可接入網(wǎng)絡(luò)。

（4）掉話率。

忙時話務(wù)統(tǒng)計：掉話率1%。

（5）切換成功率。

室內(nèi)外小區(qū)和室內(nèi)各小區(qū)之間的切換成功率>95%。

（6）信號外泄。

如室內(nèi)外采用同頻，室內(nèi)導(dǎo)頻在建筑物10米處的信號強度應(yīng)比室外導(dǎo)頻信號強度低10dB以上，且最大不得超過-90dBm；如室內(nèi)外采用異頻建設(shè)，則室內(nèi)導(dǎo)頻信號強度在建筑物10米處的泄漏不得超過-90dBm。

3.4.2 TD-SCDMA的分布系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

（1）接通率。

移動臺在無線覆蓋區(qū)域內(nèi)90%的位置，99%的時間可接入網(wǎng)絡(luò)。

（2）呼損率。

無線信號呼損：語音業(yè)務(wù)無線信號呼損不高于2%。

（3）差錯率。

塊差錯率目標值（BLER Target）：語音1%，CS64K 0.1～1%，PS數(shù)據(jù)5～10%；PCCPCH RSCP≥-85dBm；PCCPCH C/I≥-3dBm。

（4）信號外泄。

室外信號泄漏強度：室內(nèi)信號的外泄電平，在室外≥10m處PCCPCH RSCP≤-95dBm。

3.4.3 WCDMA的分布系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

（1）覆蓋邊緣導(dǎo)頻（CPICH）（下行75%、上行50%）。

重要樓宇或區(qū)域（高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）：導(dǎo)頻覆蓋邊緣場強≥-85dBm且Ec/Io≥-10；

次重要樓宇或區(qū)域（低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）：導(dǎo)頻覆蓋邊緣場強≥-90dBm且Ec/Io≥-12；

一般性樓宇或區(qū)域（語音業(yè)務(wù)、可視電話業(yè)務(wù)）：導(dǎo)頻覆蓋邊緣場強≥-95dBm且Ec/Io≥-14。

（2）通話效果。

對于12.2kbps 的語音業(yè)務(wù)，BLER<=1%

對于64kbps 的CS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，BLER<=0.5%

對于PS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，BLER<=10%

覆蓋區(qū)域內(nèi)通話應(yīng)清晰，無斷續(xù)、回聲等現(xiàn)象。

（3）信號外泄。

導(dǎo)頻信號在室外10米處≤-90dBm，或室外10米處小于室外主導(dǎo)頻強度10dB以上。

（4）天線口輸出功率。

一般區(qū)域0-5dBm，推薦3dBm左右；

特殊區(qū)域5-10dBm，推薦7dBm左右。

從上述三點上可以看出，無論在天線的建議輸出功率、覆蓋的邊緣場強，還是在信號外泄等典型室內(nèi)覆蓋的設(shè)計參數(shù)上，三種3G制式所規(guī)定的指標都是有明顯的區(qū)別。如果在同一樓宇內(nèi)，建設(shè)三套不同的3G分布系統(tǒng)系統(tǒng)，雖然在最終的網(wǎng)絡(luò)覆蓋上能達成類似的良好效果，參數(shù)指標上的差異還是會形成結(jié)構(gòu)上，主干功率分配上完成不同的三套分布系統(tǒng)設(shè)計。

3.5 分布系統(tǒng)設(shè)計流程

在室內(nèi)覆蓋分布系統(tǒng)的建設(shè)過程中，三種制式的分布系統(tǒng)就設(shè)計流程上來說基本是一致，遵循如圖2的順序。

4 對CDMA室分系統(tǒng)建設(shè)的參考意義

首先，現(xiàn)網(wǎng)CDMA2000室分在頻段上，由于使用2G頻段（800MHz），饋線或者空間傳播損耗較小，比其他兩種3G系統(tǒng)有優(yōu)勢。相同的樓宇結(jié)構(gòu)下，可以使用更少的天線來覆蓋相同區(qū)域，同時使用的信號源輸出功率要求較其他系統(tǒng)更低。

然而在大型樓宇的分布系統(tǒng)設(shè)計中，采用多系統(tǒng)合路平臺，將多家運營商的分布系統(tǒng)合路進一套上下行分纜的室分系統(tǒng)中（TD-SCDMA為時分的上下行，在POI系統(tǒng)中，TD-SCDMA系統(tǒng)僅在上行分路上進行信號合路）。由于CDMA系統(tǒng)使用的信號源輸出功率不高，并且由于合路在2G頻段，而其他3G系統(tǒng)均為POI合路器后端進行合路，所以CDMA系統(tǒng)要考慮預(yù)留更多的功率以應(yīng)對信源輸出不足及更多的器件插損。所以在POI合路的分布系統(tǒng)設(shè)計中，CDMA的天線口功率是首要滿足的。

5 結(jié)束語

作為時下室外網(wǎng)絡(luò)的對于室內(nèi)的信號的補充和優(yōu)化而進行的3G信號室內(nèi)覆蓋中，通過本文對三種3G室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的介紹和論述，可以認識到三種3G標準的室內(nèi)覆蓋分布系統(tǒng)設(shè)計的流程上基本是一致的，存在差異的是其頻段、雙工模式和分布系統(tǒng)參數(shù)上的差異。本文旨在通過技術(shù)和設(shè)計上的比較，在CDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計上帶來一定的幫助。

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