李光文

【摘要】 隨著近幾年市區(qū)基站的大規(guī)模建設(shè)以及社會的發(fā)展和城市環(huán)境的變化，基站工程建設(shè)越來越困難，文章主要探討影響TD網(wǎng)絡(luò)覆蓋因素、TD街道覆蓋場景及后備電源解決方案。

【關(guān)鍵詞】 TD網(wǎng)絡(luò) TD街道站 解決方案

一、引言

隨著TD網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)的快速發(fā)展，TD現(xiàn)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)問題逐步顯現(xiàn)，主要體現(xiàn)在城區(qū)以外區(qū)域的廣度覆蓋不足和城區(qū)深度覆蓋不足。自從第三次電信行業(yè)重組以來，中國移動正式開展全業(yè)務(wù)運(yùn)營。其TD-SCDMA的3G業(yè)務(wù)得到快速發(fā)展，目前，中國移動3G用戶數(shù)已突破6000萬戶。同時，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)爆炸式增長，隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷豐富和增加，用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求越來越大，使整個TD網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力面臨巨大的挑戰(zhàn)。

本次探討力求解決以下問題：（a）找到解決TD網(wǎng)絡(luò)覆蓋不高的原因，提出能夠有效提升TD覆蓋率、擴(kuò)大覆蓋范圍、提升用戶感知的方法。（b）針對TD街道站提出有效的解決方案。（c）通過現(xiàn)有一體化基站對比提出TD街道站后備電源的解決方案。

二、影響TD網(wǎng)絡(luò)覆蓋因素

從理論上說，影響TD-SCDMA業(yè)務(wù)信道覆蓋的因素主要包括幀結(jié)構(gòu)、處理增益、不同業(yè)務(wù)的接入Eb/No（碼元能量噪聲比）、智能天線和聯(lián)合檢測、接力切換、持續(xù)中斷概率、干擾儲備等。

下面從不同業(yè)務(wù)的接入Eb/No、智能天線和聯(lián)合檢測等方面簡要說明。

（1）不同業(yè)務(wù)的接入Eb/No。Eb/No為每個業(yè)務(wù)信道信息比特能量與總的噪聲和干擾功率譜密度的比值，反映了信噪比的大小。Eb/No的目標(biāo)值隨傳播環(huán)境、移動速度、鏈路實(shí)現(xiàn)方案的不同而不同。Eb/No的值與廠家的設(shè)備性能有關(guān)。

（2）智能天線和聯(lián)合檢測。智能天線的基本原理是在無線基站端使用天線陣和相干無線收發(fā)信機(jī)實(shí)現(xiàn)射頻信號的接收和發(fā)射。在TDD（時分雙工）模式下，上行鏈路和下行鏈路使用同一個頻段，基站端可根據(jù)在上行鏈路上得到的接收信號估測信道信息，就能較為準(zhǔn)確地判斷下行鏈路的多徑信道的衰落特性，實(shí)現(xiàn)良好的下行波束成形，同時采用低成本的低輸出功率放大器。通過多波束成形使期望用戶接收的信號功率最大，而使其他位置上的非期望用戶受到的干擾最小。這將大大降低多址干擾，增加基站側(cè)等效接收靈敏度和等效發(fā)射功率，它對提高TD-SCDMA的覆蓋起到了關(guān)鍵作用。但是智能天線也有它的缺陷，它對時延超過一個碼片寬度的多徑造成的碼間干擾沒有簡單有效的抑制方法，另外智能天線的上下行波束成型采用的是同樣的空間參數(shù)，由于用戶的移動，其傳播環(huán)境是隨機(jī)變化的，如果用戶高速移動，那么將很難克服多普勒頻移造成的快衰落影響。

作為TD的關(guān)鍵技術(shù)，聯(lián)合檢測是把所有用戶的信號都當(dāng)做有用信號，而不是干擾信號來處理，這樣就可以充分利用各用戶信號的碼號、幅度、定時和延遲等信息，從而大幅度降低多徑多址干擾。TD是一個時隙和幀控的TDMA（時分多址）方案，每載波的用戶大都分布到每個幀的各傳輸方向的時隙，最終使每時隙中并行用戶的數(shù)量很少，可通過較低的計算量和較低的信干比要求即可被有效檢測到。聯(lián)合檢測已應(yīng)用在8 kbit/s到384 kbit/s等多種傳輸速率的TD技術(shù)中。

TD系統(tǒng)中智能天線技術(shù)一般是與聯(lián)合檢測技術(shù)配合起作用的，采用二者相結(jié)合的方法使得在計算量沒有大幅度增加的情況下，就能在上行獲得分集接收的好處，下行實(shí)現(xiàn)波束成形。智能天線主要降低了小區(qū)間的干擾，而聯(lián)合檢測技術(shù)則主要降低了小區(qū)內(nèi)不同用戶之間的干擾。智能天線與聯(lián)合檢測聯(lián)合應(yīng)用，降低了小區(qū)干擾，從而大大提高了系統(tǒng)容量。在鏈路預(yù)算中一般把這兩者的作用聯(lián)合起來等效為天線的賦形增益。

以上均為理論分析，在實(shí)際工程方面可以總結(jié)很多影響TD網(wǎng)絡(luò)覆蓋的因素。

（1）TD基站部署的數(shù)量。這是確定一個區(qū)域TD網(wǎng)路覆蓋水平的決定因素，假設(shè)需要覆蓋區(qū)域的面積為S，該區(qū)域基站的覆蓋半徑為R，那么基站的覆蓋面積為2.598R2，若實(shí)現(xiàn)全覆蓋，則需要的基站數(shù)量為S/2.598R2。如果部署的基站能夠有效覆蓋用戶，則網(wǎng)絡(luò)整體覆蓋率較高；反之則較低，用戶感知度就會降低?；镜慕ㄔO(shè)規(guī)模直接影響到網(wǎng)絡(luò)覆蓋的好壞，是信號覆蓋的決定因素。

（2）現(xiàn)網(wǎng)工程參數(shù)設(shè)置不合理。實(shí)際工程中，在網(wǎng)絡(luò)開通后，通過路測發(fā)現(xiàn)信號強(qiáng)度達(dá)不到預(yù)期的期望值，通過網(wǎng)優(yōu)手段解決后，信號的覆蓋能力和覆蓋范圍往往會得到較大程度的提高。究其原因往往是下傾角設(shè)置不合理、天線選型不合理或者天線方位角設(shè)置不合理等因素造成的。

（3）建筑物遮擋造成的信號衰減。城區(qū)建筑物密集、房屋結(jié)構(gòu)復(fù)雜、墻體等障礙物穿透損耗較大（一般在20 dB左右）。TD信號往往需要經(jīng)過多重繞射和穿透才能接入到手機(jī)終端，此時的信號強(qiáng)度往往非常低，達(dá)不到手機(jī)解調(diào)的最低門限，這樣就會影響網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，這一點(diǎn)尤其在市區(qū)的一些高層建筑物的上端尤為明顯。該部分往往導(dǎo)頻污染嚴(yán)重，信號乒乓切換嚴(yán)重，容易產(chǎn)生掉話。

三、TD街道站解決方案

隨著近幾年市區(qū)基站的大規(guī)模建設(shè)以及社會的發(fā)展和城市環(huán)境的變化，基站工程建設(shè)越來越困難：一是人們對于基站輻射的防范意識正在逐步增強(qiáng)，這給新建基站的站址租賃工作帶來了很大的困難，也造成了一定數(shù)量的已有基站因?yàn)闃I(yè)主投訴被逼遷；二是隨著人們對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和覆蓋率的要求越來越高，需要移動公司在一些地形特殊的地方建站來提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，比如城市景觀道路、大橋等，但這些場景建站空間非常有限；三是市政部門對基站建設(shè)的要求越來越高，傳統(tǒng)土建基站由于建設(shè)周期長、外型不美觀、建站易遭居民投訴等因素報建困難，而且在要求精確建站精確選址的大前提下。對于基站的建設(shè)采用多種方式，所以基站建設(shè)需要轉(zhuǎn)變思路，移動通信基站建設(shè)向集約化和景觀化方向發(fā)展。本次主要討論市政路燈街道站的建設(shè)方案。

建設(shè)要求：街道站主要覆蓋目標(biāo)為周邊道路，并兼顧周邊建筑覆蓋，天線掛高最好高于周邊建筑平均高度5米，路燈桿不宜遮擋天線以便能夠達(dá)到前期規(guī)劃的覆蓋要求。主要難點(diǎn)在于傳輸線路配套部分的室內(nèi)管道資源是否具備條件及無線站址協(xié)調(diào)等。建議使用ODP-065R09K室外定向板狀小天線（增益9dBi，長度和寬度都小于30cm）。

如圖1為某城區(qū)街道站站點(diǎn)分布圖，通過利用該區(qū)域市政路燈桿進(jìn)行街道站建設(shè)，很好的解決了該區(qū)域TD網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足的問題，達(dá)到了預(yù)期效果。

四、街道站后備電源解決方案

4.1 室外一體化基站現(xiàn)狀

隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的人都逐步開始使用移動電話，于是通信基站的建設(shè)也逐步頻繁起來。近幾年來，多次發(fā)生人們因擔(dān)心電磁輻射而制止基站建在自己家附近的事件，通信運(yùn)營商沒有辦法在最合適的地方建設(shè)基站，所以基站的選址難、建設(shè)難度大已經(jīng)成為各大運(yùn)營商不得不重視的問題。

現(xiàn)今室外一體化基站的建設(shè)大多都選擇屋頂、街道等地址，數(shù)量大、分布廣，沒有專門的機(jī)房。這樣市電供電的波動大對設(shè)備的長期正常運(yùn)行造成了不小的麻煩，大多數(shù)運(yùn)營商采用的建設(shè)方式都是在室外放置一體化電源柜，但是鉛酸電池工作對環(huán)境和溫度的要求都十分苛刻，長期高溫或太陽直射的地方，鉛酸電池的壽命就會非常短。所以，性能優(yōu)異的鐵鋰電池代替鉛酸電池將成為今后基站建設(shè)的必然趨勢。

4.2 鐵鋰電池后備電源解決方案

隨著移動通信技術(shù)的快速發(fā)展，新技術(shù)、新產(chǎn)品的層出不窮，新建基站和通信設(shè)備的后備供電問題已日益嚴(yán)峻，其間不少電池能源廠商如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，其中鐵鋰電池以性能強(qiáng)、壽命長的特點(diǎn)被不少通信運(yùn)營商看好，各大運(yùn)營商及中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會都把通信用鐵鋰電池為后備式供電首選目標(biāo)作為重要課題來研究。

磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池，具有高能量密度、長壽命、環(huán)境適應(yīng)性好、無污染等優(yōu)點(diǎn)，但價格較高，目前在通信業(yè)已有少量試應(yīng)用。

目前，在通信行業(yè)中大量使用的閥控式密封鉛酸蓄電池，經(jīng)過數(shù)年的建設(shè)及運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，主要存在能量密度低、運(yùn)行環(huán)境溫度要求高、放電效率低、壽命短、鉛污染嚴(yán)重等弱點(diǎn)。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展、節(jié)能減排的需要，在新形勢下通信行業(yè)對蓄電池有了更高的要求，需要革命性的技術(shù)進(jìn)步才可以解決上述問題，從現(xiàn)有電池技術(shù)來看，鐵鋰電池具有很多切合我們對新型電池要求的特點(diǎn)，因此，我們需要積極穩(wěn)妥地探索將其引入通信行業(yè)中的可行性，全面驗(yàn)證其相關(guān)性能。

傳統(tǒng)電源解決方案為直流遠(yuǎn)供或是放置室外一體化電源柜，直流遠(yuǎn)供由于需要遠(yuǎn)端使得安裝不方便及曝露在外面影響美觀，室外電源柜體積大也影響美觀；根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)無法滿足的缺陷，我們在某地市研究了多功能設(shè)備箱（如圖2），該設(shè)備箱集成了安裝RRU、鐵鋰電池及電源，且外觀美觀、體積小，有利于在街道路邊放置；解決了現(xiàn)有設(shè)備放置不規(guī)范、供電難等一系列難題。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 李世鶴. TD-SCDMA第三代移動通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)[M]. 北京人民郵電出版社，2003

[2] 木根. TD-SCDMA移動通信系統(tǒng). 北京郵電大學(xué)，2009