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1、*实践教学*兰州理工大学计算机与通信学院2011年秋季学期通信系统综合训练题 目： TD-SCDMA无线网络设计 专业班级： 08级通信工程（3）班 姓 名： 学 号： 指导教师： 成 绩： 摘要TD-SCDMA系统具有强大的独立组网能力，可提供经济高效的组网方案 支持密集市区、市区、郊区、农村等各种场景覆盖频谱利用率高，灵活支持各种对称、非对称业务 可以支持大范围覆盖和高速移动环境。移动通信的最终目标是实现人任何人可以在任何地点、任何时间与其他任何人进行任何方式的通信。TD-SCDMA系统是我国提出的第三代移动通信标准，该系统采用CDMA的框架体系，其差别在于物理层和移动性管理方面。关键词：
2、无缝覆盖、 TD-SCDMA、无线网29目录摘要1一、TD-SCDMA系统简介51.1 概述51.2 TD-SCDMA的特点5二、分布式覆盖方案介绍72.1分布式基站的功能72.2分布式天线的优点82.3 分布式基站的缺点92.4 分布覆盖的解决方案与应用环境9三、网络建设策略103.1 覆盖策略103.2 组网策略103.3 无线网络建设的总体原则103.4网络扩充方案探讨113.4.1 小区分裂113.4.2 扩容方案考虑12四、典型区域的覆盖方案总体分析134.1 密集市区、市区覆盖方案134.2郊区、农村覆盖方案134.3特殊区域解决方案144.3.1地铁、隧道解决方案144.3.2
3、公路、铁路解决方案144.3.3 草原、海面、沙漠等超远覆盖14五、基于TD-SCDMA的隧道覆盖方案设计165.1 概述165.2设计方案165.2.1信源选择165.2.2 组网方案185.2.3 小区划分195.2.4 安装及走线205.2.5 容量计算205.2.6 隧道内外切换215.3 理论分析215.3.1 链路计算215.3.2边缘覆盖场强235.3.3 切换区域235.3.4 信号外泄245.3.5 扩容分析245.3.6 电磁辐射245.4 主要设备清单24总结25参考文献26一、TD-SCDMA系统简介1.1 概述TD-SCDMA是世界上第一个采用时分双工（TDD）方式和
4、智能天线技术的公众陆地移动通信系统，也是唯一采用同步CDMA(SCDMA)技术和地码片速率（LCR）的第三代移动通信系统，同时采用了多用户检测、软件无线电、接力切换等一系列高新技术。TD-SCDMA系统可以采用这些技术并能保证它们很好的工作，关键是智能天线技术和特殊结构。因为TD-SCDMA系统的TDD模式可以利用上、下行信道的互易性（或互惠性），即基站对上行信道估计的信道参数可以利用于智能天线的下行波束成型，这样相对于FDD模式的系统，智能天线技术比较容易实现，另外，TD-SCDMA系统的低码片速率使得基带信号处理量比WCDMA系统大大降低。这样，目前的DSP技术可以较好的支持在TD-SCD
5、MA系统中采用智能天线技术。由于TD-SCDMA系统采用智能天线技术，使得TDD模式的缺点均可以克服，例如接受灵敏度低、主要适于低速移动环境、仅支持半径较小的小区等。采用智能天线后，可以让TD-SCDMA系统的所有码道同时利用，这样就克服了低码片速率支持的信息传输速率低的问题，采用智能天线后，可以实现单基站对移动台准确定位，从而实现接力切换。TD-SCDMA系统的帧结构中专门设置了一个特殊时隙UpPTS，这样保证了上行同步的很好实现。由于系统上行同步，大大降低了系统的干扰，解决了CDMA系统上行容量受限的难题。采用智能天线技术仍然站在多径高速移动环境下的性能方面不太理想，结合联合检测技术的智能
6、天线，使TD-SCDMA系统在快衰落情况下的性能进一步得到改善，从而使TD-SCDMA系统成为目前频谱效率最高的公众地移动通信系统。可以说，TD-SCDMA是一个以智能天线为中心的第三代移动通信系统。1.2 TD-SCDMA的特点1、TDD模式 在TDD时分双工方式中，接收和传送是在同一个频率信道即载波的不同时隙，用来保证时间来分离接受你与传输信道。 其优势如下：1） 频谱灵活2） 更高的频谱利用率3） 支持不对称数据业务4） 有利于采用新技术5） 成本低2、低码片速率 TD-SCDMA系统的码片速率为1.28Mc/s，仅为高码片速率的1/3，接收机接收信号采样后的数字信号处理量大大降低，从而
7、降低了系统设备成本，适合用于软件无线电技术，另外，还提高了频谱利用率、是频谱率使用更灵活。3、上行同步所谓上行同步就是上行链路各终端的信号在基站解调器完全同步。在TD-SCDMA中用软件和帧结构设计来实现严格的上行同步，是一个同步的CDMA系统，通过上行同步，可以让使用正交扩频码的各个码道在解扩时完全正交，相互间不会产生多址干扰，克服了异步CDMA多址技术由于每个移动终端发散的码道信号到达基站的时间不同而造成码道非正交所带来的干扰，从而大大提高了CDMA系统容量和频谱利用率，还可以简化硬件降低成本。4、接力切换两个小区的基站将接收来自同一个手机的信号，两个小区都将对此手机定位，并在可能切换区域
8、时，将定位结果向基站控制器报告，基站控制器根据用户的方位和距离信心判定手机用户现在是否移动到应该切换给另一个基站的临近区域，并告知手机其周围同频基站信息。4、智能天线因为TD-SCDMA系统的TDD模式可以利用上、下行信道的互惠性，即基站对上行信道估计的信道参数可以用于智能天线的下行波束成型，这样这样相对于FDD模式的系统，智能天线技术比较容易实现。5、软件无线电技术1）可以克服微电子技术的不足，通过软件方式，灵活完成硬件的功能。2）系统增加功能通过软件升级来实现，具有良好的灵活性及可编程性，对环境的适应性好，不会老化。3）可代替昂贵的硬件电路，实现复杂的功能，减少用户设备费用支出， 二、分布
9、式覆盖方案介绍在2G系统的室内覆盖中，比较多的采用分布式系统进行覆盖，在3G中，由于2G频段传输的恶化，要达到2G相同的覆盖效果，需要建设的基站数目显著增多，而新建机房一方面需要大量的投资，另一方面想要找到合适的机房和站点已经越来越困难了。由于机房的限制已经严重阻碍网络建设进度。在这种背景下，各个厂商不约而同的考虑到采用一种具有自适应能力建设方案的新型基站超级基站活分布式基站（DBS：distributed Base Station）,通过采用类似室内覆盖中地分布式系统的分布式覆盖技术，在节省机房的前提下，改善系统覆盖性能。所谓为分布式基站，是指在一片覆盖区域内，一个射频单元（称为子站）通过光
10、纤或其他数字化传输介质与处在远端的大容量基站（称为母站）相连并与母站共享基带处理资源地池、主控时钟单元及操作维护平台，从而实现对周围相邻地区覆盖的基站系统。2.1 分布式基站的功能分布式基站系统的关键技术包括子站射频部分、母站基带处理资源池、主控时钟及子站与母站交换数据和时钟的传输线路与协议。子站的主要功能是负责完成基带信号和射频信号的转换，实现对发射功率部分的功率控制、发射信号和接收信号功率检测和上报等功能。系统子站主要由接收、发射、控制和光纤接口以及检测四个部分组成。接收电路主要功能是对接收天线收到的UE发射的上行RF信号进行放大、下变频、滤波并解调成基带信号，然后送到基带处理单元去完成解
11、扰、解扩，以及对接收的场强进行检测；发射电路的主要功能是对下行基带处理单元送来的已加扰、加扩的基带信号进行成功滤波后，调制到射频信号，通过LPA激励放大后，有天线发射到相应的扇区。检测电路的主要功能是实现天线端口每个载频的发射功率以及端口的驻波比的检测。控制和光纤接口板实现对子站的控制与母站的数据交换和时钟。在设计时为了考虑可扩展性，子站一般都设置三到六载频，并预留组合接口，通过积木式累加来适应各种情况要求，单个此系统加上基带处理版等基站设备即可构成小型红蜂窝。微蜂窝或微微蜂窝，选用不同的电源模块和适应不同的供电环境。分布式基站系统的母站主要功能是完成物理层功能（包括：FEC编/解码测量控制、
12、更软切换时宏分集的分裂与合并，、传输信道BER、传输信道与CCtrCH的复用/解复用、速率匹配、传输信道与物理信道的映射、物理信道的扩频/解扩、Uu口同步，内环控制和信道功率分配）。Lub接口功能、系统时钟生效、整个基站系统的控制和分布式小区模式下子站信号的分列与合并等功能。 2.2 分布式天线的优点1、分布式覆盖由于分布式基站的母站通过数字光纤等数字化传输设备与子站相连，子站与母站之间可以相距较大距离，在建网初期通过在母站周围拉出的子站，可以形成大片区域的连续覆盖，尤可解决市区与城郊的连续覆盖问题，与相同容量的传统基站相比其覆盖面积可以增加几倍甚至几十倍。由于分布式基站的子站织包含射频部分，
13、因而体积可以小型化，这使得分布式基站可以灵活适应地铁、地下室以及高层建筑内等复杂地形和恶劣环境条件下的覆盖。通过光纤形成基站的串联还可应用于高速公路、铁路等的覆盖。子展示外设计的特性可适应恶劣室外环境，可在-4060oC的环境下正常工作。2、规划方便子站即可视为母站的远端扇区，也可视为与母站不同的逻辑基站，与其相邻基站统一进行码规划和载频规划，网络规划简单容易。TD-SCDMA系统智能天线的使用，使得Node B所需发射功率降低，使用普通功率放大器，就可以支持更多载波地进行工作，并且频率资源丰富，因此在网络规划初期可以按照覆盖要求进行统一规划，容量增长时通过在机房增加基带处理单元即可以很方便的
14、进行容量扩充。3、选站容易子站所覆盖的地区只需要射频单元，RRL有如下一些特点：体积小，由于仅有射频部分，建站无需机房；重量轻，可方便的安装在水泥预制杆、拉线塔以及建筑的墙体上，无需专用铁塔；因此不需要专用机房，可以十分方便的再规划地合适位置进行布站，从而可以保证网络的蜂窝结构更加合理，网络优化与调整更加方便。同时，由于基带处理部分集中放置，射频部分置于天面（即楼顶天线下方），从而节省了常规解决方案所需要的大量机房。如果因为话务量增加，数据业务的增长或调整优化等原因需要建设大容量基站，只需在合适的位置上增加基带处理板即可成为另一个基站，灵活适应网络建设需要，原有网络的蜂窝结构可以保持不变。4、
15、升级方便子站只是母站的射频远端，系统的升级只需对母站进行即可，可以适应系统的网络升级和业务的升级，使网络升级和业务升级变得非常简单。5、基带资源共享分布式基站的母站侧的基带处理采用资源池设计，分布式基站系统的子站之间以及子站与母站之间动态共享基带资源池。这样由于信道资源的统计复用使资源利用率大为提高，这就意味着用比常规基站少的多的资源就能达到常规站的容量效果。对每个子站来说，母站会根据其需求动态给其分配硬件资源。因此每个子站多的硬件资源都是随着时间动态发生变化，同处一地的基带资源共享，实现了话务量不均匀的各地区资源的充分利用。2.3 分布式基站的缺点由于分布式覆盖方案中许多子站共享集中进行基带
16、处理和主控时钟，当母站发生故障时将导致大片区域运行异常；同时由于传输射频信号，对传输资源的要求大，在没有光纤和大传输资源的地方，不能使用RRU拉远放置。2.4 分布覆盖的解决方案与应用环境由于分布式覆盖方案有以上几个特点，并且一般采用市电供电，适应室外环境，因此分布式覆盖的解决方案的应用环境十分广泛，在一定范围内有大容量需求的地方可以采用分布式基站实现较好的覆盖。该方案的具体实施方案如下：机房设置：可以将宏基站集中放置在有限的中心机房中，周围区域通过拉RRU进行覆盖。该覆盖方案可以保证各站点位置与网络规划的结果一致，同时周围区域的覆盖不必另觅机房。室外覆盖：通过光纤把RRU拉远放置在建筑物的顶
17、层，实现建筑物周围环境的覆盖，采用宏基站的基带处理能力，不需要额外的机房租赁。室内覆盖：RRU分别放置在需要的楼层，采用“RRU+室内分布系统”实现室内覆盖。根据容量和无线传播环境的情况，用一个RRU实现一个或多个楼层的覆盖。阴影覆盖：把RRU拉到窗户边采用定向天线实现对建筑物阴影区的覆盖，选择室外覆盖同一个频点。三、网络建设策略3.1 覆盖策略早期网络覆盖策略主要考虑一下几个方面，一方面是初期是建“薄薄”的还是“较厚”的无线网，后期扩容是以增加新基站为主，还是增加载波为主，另一方面，在区域的选择上，是考虑全国同时建网还是分不同区域进行不同的策略。移动网络用户移动性较大，具有不同地区漫游需求的
18、特点，要求移动通信网的建设最好在全国31各省份同时进行。但是，毕竟对于大多数用户来说，对于不同城市的漫游的需求要低于在同一个城市内部不同区域的覆盖的要求，因此我们建议初期在在重点区域还是优先建设一个“较厚”的无线网。由于2G频段无线传输的损耗较800M大的多，在全国建设一个全网络覆盖的系统投资大，周期长，所以难以同时在全国同时建设较好的全网覆盖网络，因此对于现有运营商最好通过双模手机实现主要传统业务的漫游，在重点区域重点实现3G覆盖，提供高速率的3G特色业务：而对于新运营商来说，推荐的优选方案为通过网间合作的方式，实现全国覆盖和漫游。3.2 组网策略 在CDMA技术规范和体制中，规定了包括Iu
19、、Iub、Iur等多个接口的开放，这为在一定地区内引入多个设备厂家提供了可能性。多个设备厂家的引入对于促进设备制造商的竞争、提高厂家的服务水平、降低设备的价格具有积极意义。但是，由于无线通信的特点，在一个区域内多设备厂家的共存，将会增加无线网络规划和运行维护的难度，造成一些不必要的噪声干扰和服务指标的降低，同时由于接口的开放，也不利于充分发挥一些设备的独有功能。所以这里建设在进行网络建设时，一个省份的设备类型不宜过多，对于一个本地网的范围尽量织使用一个厂家的设备。由于特殊情况，一个本地网如果出现了多个厂家设备，不同厂家的基站的分一定应避开高话务地区，而应选择切换发生少、话务量低的地区、减少负面
20、影响。3.3 无线网络建设的总体原则 以下几点是无限网络建设应该遵循的总体原则：（1）无线网络的建设应该重点解决好无线网络容量与无线覆盖两大问题，在网络建设初期重点保证无线覆盖，具体分析各地的不同情况，合理设置网络容量。并应协调好网络覆盖、系统容量和网络质量的关系，确保网络建设的综合效益。（2）应坚持规模发展的原则，统一规则，逐步实施。根据各地经济发展水平、市场需求，采用不同的覆盖策略。（3）充分利用各运营商现有的通信基站基础设施（包括机房、铁塔、传输等），减少重复建设，降低建设运营成本。（4）加强无线网络规划，提高综合服务质量。（5）充分考虑远期发展，便于扩容升级，满足远期业务需求。（6）尽
21、早完成前期的规划和准备，保证网络的快速部署。（7）给予用户对2G网的感受，注重无线网的规模建设，如城市的市区初期即实现连续的覆盖，郊区和农村采用逐步完善的策略。（8）从前瞻性考虑来保证网络长期的稳定性和平滑的可扩展性，方案上应避免短期话务预测不准而导致的网络动荡，避免频繁的网络调整。3.4网络扩充方案探讨随着经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及观念的变化，用户会不断增长，各种数据业务的使用比例也不断变化，因此，规划工作贯穿了无线网络的整个生命周期，并且在初期规划时就要考虑后期业务和用户的发展对网络的需求。进而导致网络的演变。在满足初期网络建设目标的同时，后期扩容工作也是无线网络规划必须关注
22、的。由于武宣网络建设中，站点选择和获得市影响工程建设忽然网络质量的关键因素，因此在后期建设中保留初期站点，有利于降低网络建设成本和保证工程建设进度。从建网成本考虑，增加容量方式依次是：增加载频、增加扇区、增加站点，增加站点的方式有分为两种，一种是通过小区分裂的方式增加，另一种是增加微小区层，采用HCS组网方式。3.4.1 小区分裂 无线小区还可以继续划小为微小区（Microcell)和微微小区(Piccell)以不断适应用户数增长的需要。若系统中所有小区都按原小区半径的一半分裂，则理论上，系统容量增长接近4倍。根据服务区内用户的密度不同，在用户密度高的区域，将小区面积划小，采用小区分裂的方法。
23、小区制的优点：1.提高了频谱利用率（最大的优点）；2.基站的功率减小，使相互间的干扰减少；3.小区的服务范围可根据用户的密度确定定，组网灵活。图1用户密度不等时的小区结构3.4.2 扩容方案考虑通过对覆盖和容量的分析，建议在密集市区建网初期就以500米到1公里作为理想蜂窝半径，分部建站，逐步提高系统的容量和覆盖概率，后期则以增加载波和微蜂窝的方式进行扩容，这样可以有效降低总体建设成本，对于郊区和乡村，则开始时以覆盖为原则，尽量使用较大的覆盖区，以后可以增加站点和小区分裂的方法实现容量的增长。四、典型区域的覆盖方案总体分析4.1 密集市区、市区覆盖方案城市密集区一般指建筑密集、物理位置集中于城市
24、中心的地区。其特点是建筑物错落排列，既有政府机关的办公大楼，又有普通的居民住宅，建筑高度相对于CBD较矮。因此考虑到初期成本，在2G多采用以宏蜂窝进行室内覆盖为主的方案进行建设，但3G核心频段的传播特性与800M存在较大的差异，估计最后还需要采用室内覆盖系统进行专用的室内覆盖，信源上可根据容量的需求采用不同配置的基站。根据覆盖区域特征和业务量不同，灵活配置不同的宏基站提供广覆盖。高业务量区域（如商务区、密集城区）适当采用微基站吸收业务量。建筑物密集区或大型建筑物内，采用微基站和室内分布系统吸收室内业务。图2 高业务量区域覆盖方案覆盖策略：1. 采用具备良好扩容能力的大容量基站进行覆盖；2. 少
25、站址高密集的覆盖策略；3. 适当采用微基站分流业务量，承载高速数据业务。4.2 郊区、农村覆盖方案此类区域包括县城、乡镇、旅游景点等。其特点是建筑物一般是分散的低矮的，电波传播条件优于市区。与密集城区和一般城区相比，话务量低一些。这些地区的无线传播环境介于城区与农村之间，有的地方可能接近城区，有些地方接近农村。接近城区的地方，在站址确定、站型选择和天线选型时必须统一考虑覆盖和干扰；接近农村的一些地方，覆盖成为主要考虑因素。对于郊区和乡镇的建筑物，绝大部分不会考虑专门的室内覆盖解决方案，因此在规划中需要考虑一定的穿透损耗余量。覆盖策略：1.根据不同地理区域的业务量和覆盖特点，灵活选择基站类型和载
26、波配置数量，实现低成本广域覆盖。2.灵活采用室外型宏基站和微基站，方便站址选取。3.允许降低小区容量和性能以进一步增大覆盖距离。图3 郊区、农村覆盖方案4.3特殊区域解决方案4.3.1地铁、隧道解决方案地铁传播环境的特点是：狭长，信号入射角度小，隧道信号不均匀，局部信号产生快衰落，地铁中信号基本以直线传播，容易被遮挡形成阴影效果，隧道内的反射信号很快被吸收。覆盖策略：1.采用泄露电缆弥补隧道无线信号传播不足。 电缆覆盖信号均匀，波束横向传播，特别适合于隧道内使用。2采用微基站作为信号源，沿着轨道方向建立分布系统以保证信号的覆盖。3.对于短隧道而言，直放站是比较好的低成本解决方案。4.3.2 公
27、路、铁路解决方案高速公路和交通干线属于典型的低话务量地区，一般将这种无线信号覆盖区域呈线状、带状或哑铃状的狭长覆盖场景统称为线状覆盖场景。它们具有鲜明的网络特征：网络覆盖范围和容量需求不大、覆盖区成连续带状、用户移动速度快、地形复杂多变、机房和配套设施解决困难，因此该场景首要解决的是连续覆盖问题。4.3.3 草原、海面、沙漠等超远覆盖草原、沙漠、近海海面等覆盖区域也是典型的低话务地区，这些区域一般地势平坦，人烟稀少，无线电波在海平面、沙漠等环境传播时，传播路径主要是通过空气传播的直达波和经过海面或地面的反射波。由于传播损耗很小，信号可以传播到很远的地方。此时，地球不能再看作平面，而应把它看作球
28、面，即地球曲率对信号传播产生的影响。另外，处于传播路径上的岛屿、沙丘等也会对信号传播产生阴影效应。在链路预算时，可采用农村开阔地模型，并在此基础上减小约3dB进行计算。对于无线网络的建设一般也要求通过少量的设备实现长距甚至超长距的覆盖，容量方面的要求相对较小。五、基于TD-SCDMA的隧道覆盖方案设计5.1 概述移动通信网络建设的目标是无缝覆盖，以保证随时随地通信，这就对无线网络规划提出了更高的要求，在实际的网络规划中通常的难点是对一些典型区域的覆盖，比如地下隧道等。地下隧道作为一种特殊场景，是城区覆盖方案的重要组成部分，其主要特点如下：1. 地下隧道能做到很好的电磁波隔离，不用担心与地面宏基
29、站之间的相互干扰；2. 用户以车内用户为主,业务量不高；3. 地下隧道具有中等的移动速度，平均设计时速在4060km左右；4. 地下隧道可用空间有限，设备安装及走线均需在规划时加以考虑；针对隧道覆盖的上述特点，本次设计采用BBU+RRU的组网方案，同时考虑到定向天线安装简便、造价低、覆盖距离远的特点，采用高增益的对数周期天线（11dBi）进行隧道覆盖。本计方案所针对的地下隧道工程总长3630米，为双孔4车道，设计车速每小时50公里，车道净高4.5米， 隧道中段2550m采用盾构法施工，其余采用明挖法施工，局部下穿城市主干道处采用浅埋暗挖法施工；盾构内径10m，外径11m，为便于紧急情况下人员的
30、逃生与救援，在盾构段利用顶部和车道下部富裕空间，分别设置了专用排烟道和人员紧急疏散通道，并在每条隧道的右侧每隔80m左右设置一处滑行道，可以直接进入路面下的安全通道；疏散口部（滑行道）设有电控自动盖，平时关闭，灾害时由设备监控系统控制自动打开，也可手动开启。5.2设计方案5.2.1信源选择传统的TD-SCDMA信源包括宏蜂窝、微蜂窝、直放站、BBU+RRU，其各自的特点及应用场景如下表1所示：特点应用场景宏蜂窝信源话务容量大，扩容方便；输出端口多；需要传输资源；对机房及电源环境要求较高；建设周期长，建设成本高主要应用在话务量高、覆盖区域大、具备机房条件的高档写字楼、大型商场、星级酒店、奥运体育
31、场馆等重要建筑物微蜂窝信源能提供话务容量，但容量相对较小；一般只能提供单个端口；需要传输资源；对机房及电源要求不高应用在中等话务量、中小型建筑物。如分布系统功率不够，可增加少量干放进行覆盖无线直放站信源不能新增话务容量；不需要光纤资源；对安装环境和电源要求低，建设周期短主要应用在传输不易到达的小区，补盲覆盖的电梯、地下室等场所光纤直放站信源不能新增话务容量；需要光纤资源；对安装环境和电源要求低，建设周期短主要应用在覆盖区域分散的小区，补盲覆盖的电梯、地下室等场所BBU+RRU信源话务容量大，组网灵活；能将富裕话务容量进行拉远，有效利用资源；需要传输光纤资源；对机房及电源要求不高应用在话务量较高
32、的写字楼、商场、酒店等重要建筑物，尤其适合建筑群的覆盖由于不同型号的BBU和RRU已经兼顾了宏蜂窝大容量和微蜂窝安装简便的优势，同时考虑到直放站不增加话务容量的特点，目前TD室内分布系统一般选择BBU+RRU作为信源。表1 TD信源特点及应用场景特点应用场景宏蜂窝信源话务量大，扩容方便；输出端口多；需要传输资源；对机房及电源环境要求较高；建设周期长，建设成本高主要应用在话务量高，覆盖区域大、具备机房条件的高档写字楼内、大型商场、星级酒店、奥运体育馆等重要建筑物微蜂窝信源能提供话务容量，但容量相对较小；一般只能提供单个端口；需要传输资源，对机房及电源要求不高应用在中等话务量、中小型建筑物。如分布
33、系统功率不够，可增加少量干放进行覆盖无线直放站信源不能新增话务容量；不需要光纤资源；对安装环境和电源要求低，建设周期短主要应用在传输不易到达的小区，补盲覆盖的电梯、地下室等场所光纤直放站信源不能新增话务容量；需要光纤资源；对安装环境和电源要求低，建设周期短主要应用在覆盖区域分散的小区，补盲覆盖的电梯、地下室等场所BBU+RRU信源话务量大，组网灵活；能将富裕话务量进行拉远，有效利用资源；需要传输光纤资源；对机房及电源要求不高应用在话务量较高的写字楼、商场、酒店等重要建筑物，尤其适合建筑群的覆盖针对该隧道的TD网络覆盖，组网方案选择BBU1324A+RRU1301Ci作为信源，两种设备的主要参数
34、如表2所示：表2 BBU及RRU主要参数参数BBU1324ARRU1301Ci满配重量（Kg）17-尺寸（mm）442380175-功耗（最大/平方）280/230-供电方式直流-48V-基站最大配置54载扇-基带板最大支持载波量9载波-重量（Kg）-8尺寸（mm）-288218156机顶发射功率（W/dBm）-20W功耗（最大/平方）-84W/74W最大支持载波量-9级联情况-6级参数BBU1324ARRU1301Ci满配重量（kg）17尺寸（mm）442380175功耗（最大/平均）280/230供电方式直流-48V基站最大配置54载扇基带板最大支持载波数量9载波重量（kg）8尺寸（mm）
35、288218156机顶发射功率(W/dbm)20W功耗（最大/平均）84W/74W最大支持载波数量9级联情况(级联级数/单级距离/总距离)6级2.2 天线选择结合该隧道自身的特点，并考虑到定向天安装简便、造价低、覆盖距离远等诸多特点，设计方案选择高增益的对数周期天线（11dBi）进行隧道覆盖。5.2.2 组网方案经过链路预算和边缘覆盖场强要求的分析后，结合隧道长度计算，我们得出每个RRU负责覆盖的距离及所需RRU个数，整个隧道的组网方式如图6.1所示：整个方案采用BBU+RRU+定向天线的组网方式，共采用1个BBU、10个RRU，分为两条支路，RRU五级级联，其中RRU1-5负责一孔双车道的覆
36、盖，RRU6-10负责另一个孔的双车道覆盖。隧道内每个RRU通过功分器、耦合器及馈线连接4个定向天线，每副天线负责覆盖200-210米的距离，隧道出口处四个RRU（RRU1、5、6、10）各有一段支路馈线距离设计为135米，是为了满足隧道口多副天线所需功率余量。210m 136m210m 136m210m 210m136m 210m200m 200m200m 200m200m 200m200m 200m200m 200m136m 210m200m 200m136m420m420m420m136m3630m3630mBBURRU7RRU2RRU5RRU10RRU1RRU6隧道口天线隧道口天线隧道
37、口天线隧道口天线210m 210m图4 组网方案5.2.3 小区划分逻辑小区的划分规则如下：首先，一个资源池的三个光口引出的RRU可以随意划分为一个逻辑小区，同时最多只能有8个通道设置为一个逻辑小区，也就是BBU串并联所带的RRU1301Ci（单通道）最多允许8个设为一个逻辑小区。其次，还应综合考虑逻辑小区设置后所产生的切换问题，尽量简化切换关系，避免可能随之而来的乒乓切换、干扰、掉话等问题。针对该项目，将RRU1、2、3、6、7设置为一个小区，RRU4、5、8、9、10设置为一个小区，这样的设置隧道小区间切换带只有两个，分别位于隧道两孔中部，而在两个隧道出入口处，各作为一个隧道小区与隧道外小
38、区进行切换。5.2.4 安装及走线如选择新增BBU，可以考虑安装在江南或江北隧道口附近的疏散通道中；RRU均安装在隧道的疏散通道中（双孔均安装）。走线路由方面，如选择新增BBU，则电源引入点、接地点、电表箱安装点均选择在疏散通道内，GPS馈线沿墙布放到隧道洞口平台GPS天线；BBU至RRU、RRU间级联线缆均在疏散通道内。5.2.5 容量计算采用以下业务模型，估算TD-SCDMA系统可承载容量。假设业务模型按照话音业务渗透率60，忙时单机话务量为0.02ERL，可视电话渗透率60，忙时单机话务量为0.001ERL；PS数据业务渗透率40，忙时每用户数据流量为1000bps，上下行数据量比例1：
39、4，承载业务比例PS64:PS128:PS3846:3:1。假设支持的用户数为x，话音为0.6x, 可视电话为0.6x，PS64K用户数为0.4*0.6x，PS128K用户数为0.4*0.3x，PS384K用户数为0.4*0.1x。（1）计算均值mean=0.02*x*0.6*1+0.001*x*0.6*4+(0.8/64)*x*0.24*4+(0.8/128)*x*0.12*8+(0.8/384)*x*0.04*24 =0.0344x（2）计算方差variance=0.02*x*0.6*1+0.001*x*0.6*16+(0.8/64)*x*0.24*16+(0.8/128)*x*0.12*
40、64+(0.8/384)*x*0.04*576 =0.1656x（3）计算中间变量CC = (varicance/mean)=4.81395（4）计算提供的等效业务量traffic = mean/C = 0.0071x如果采用单小区3载波，TD-SCDMA系统可提供的等效语音用户数为71。根据坎贝尔公式由此计算能够提供的中继链路数Y为：71=C*Y +1, Y=70/4.81395=14.54通过查ERLANG-B表，可以知道，14.54条中继链路可以提供的（等效）业务量为8.2003ERL (2%阻塞)。计算支持的用户数为：x = 8.2003/0.0071 = 1154用同样的方法可计算出
41、单小区6载波支持用户数为2963。5.2.6 隧道内外切换为了达成隧道内外小区的顺利切换，需在两个隧道口增加定向天线，以形成延伸覆盖区域，起到过渡的作用，隧道口定向天线大致分布如图3所示：图5 隧道口天线分布如上图所示，左侧为江北隧道口，根据路线方向放置了6副定向天线；右侧为江南隧道口，根据路线方向放置了4副定向天线。5.3 理论分析5.3.1 链路计算公共信道（PCCPCH）链路预算如下表所示： 表3 公共信道（PCCPCH）链路预算分项数值APCCPCH单码道发射功率（dBm）29B天线增益（dB）11C馈线及接头损耗（dB）20D接收机灵敏度（dBm）-108.93E人体损耗（dB）3F
42、快衰落余量（dB）1G干扰余量（dB）2H阴影衰落余量（dB）2I车内穿透损耗（dB）8覆盖半径（m）523.70分项数值APCCPCH单码道发射功率（dBm）29B天线增益（dBi）11C馈线及接头损耗（dB）20D接收机灵敏度（dBm）-108.93E人体损耗（dB）3F快衰落余量（dB）1G干扰余量（dB）2H阴影衰落余量（dB）2I车内穿透损耗（dB）8覆盖半径（m）523.70业务信道下行链路预算（按CS64K视频电话业务计算）如下表所示：表4 业务信道下行链路预算分项数值A单码道发射功率（dBm）21B天线增益（dB）11C馈线及接头损耗（dB）20D接收机灵敏度（dBm）-105
43、.57E人体损耗（dB）0F快衰落余量（dB）1G干扰余量（dB）2H阴影衰落余量（dB）2I车内穿透损耗（dB）8覆盖半径（m）323.65分项数值A单码道发射功率（dBm）21B天线增益（dBi）11C馈线及接头损耗（dB）20D接收机灵敏度（dBm）-105.57E人体损耗（dB）0F快衰落余量（dB）1G干扰余量（dB）2H阴影衰落余量（dB）2I车内穿透损耗（dB）8覆盖半径（m）323.65业务信道上行链路预算（按CS64K视频电话业务计算）如下表所示：表5 业务信道上行链路预算分项数值A终端最大发射功率（dBm）24B天线增益（dB）11C馈线及接头损耗（dB）20D接收机灵敏度
44、（dBm）-100.53E人体损耗（dB）0F快衰落余量（dB）1G干扰余量（dB）2H阴影衰落余量（dB）2I车内穿透损耗（dB）8覆盖半径（m）265.48分项数值A终端最大发射功率（dBm）24B天线增益（dBi）11C馈线及接头损耗（dB）20D接收机灵敏度（dBm）-100.53E人体损耗（dB）0F快衰落余量（dB）1G干扰余量（dB）2H阴影衰落余量（dB）2I车内穿透损耗（dB）8覆盖半径（m）265.48上述三表中馈线及接头损耗一项均设为20dB，该项是以RRU所连最远的定向天线为准得出。由上下行链路预算可以得出一个最大覆盖半径265.48米，可见210米的设计覆盖距离满足链
45、路预算要求。5.3.2边缘覆盖场强中移动室内分布系统边缘场强要求为：PCCPCH RSCP值-85dBm。馈线及接头损耗为20dB，则天线馈入功率可设置在0-5dBm之间，这里以5dBm为例，对数周期天线增益为11dBi，车体穿透损耗为8dB，干扰余量2dB，快衰落余量1dB，阴影衰落余量2dB，设设计覆盖距离为x，则有下式：511(32.4520lg201020lgx)8dB2dB1dB2dB -85可以得出：x 300.26米可见，210米的设计覆盖距离同样满足边缘覆盖场强要求，实际上，210米设计覆盖距离的边缘覆盖场强为：511(32.4520lg201020lg0.21)8212 = -81.90dB满足相关要求。5.3.3 切换区域设逻辑小区间切换时间为3秒，长江隧道设计时速为50千米/小时，即14米/秒，因此可考虑设置50米的切换区域。由之前的链路预算可以得出，实际覆盖半径可以达到265.48米，结合210米的设计覆盖距离可以计算出，隧道中段逻辑小区交叠区域约有110米，完全满足50米切换区域的设置需求。而隧道出入口的切换区域设置则可综合考虑室外站点合理规划。5.3.4 信号