TD-SCDMA系统室内覆盖规划
2.传输介质和分布系统
传输介质和分布系统作为室内覆盖系统的重要组成部分,主要有同轴电缆,光纤和泄漏电缆三种。
◇同轴电缆
同轴电缆是最为常用的材料,其优点是性能稳定、造价便宜、设计方案灵活、易于维护和进行线路调整、工作频段合适、可以兼容多种制式的系统,但覆盖范围受同轴电缆的传输损耗的限制,传输保密性差。大型同轴电缆室内分布系统通常需要多个干线放大器作为信号的放大接力。
◇光纤
光纤的路损较小,不加干线放大器也可以将信号送到多个区域,保证足够的信号强度,性能稳定可靠,传输容量较大,易于设计和安装,可兼容多种移动通信系统。但是在建设的过程中需要增加专门的电转光,光转电设备,且依赖于远端供电。在TD-SCDMA室内分布系统中还有一个问题是光电互换时存在时延,需要在使用中引起注意。
◇泄漏电缆
由导体、绝缘介质和开有周期性槽孔的外导体组成。电磁波在泄漏电缆中纵向传输的同时通过槽孔向外界辐射电磁波;外界的电磁场也可以通过槽孔感应到泄漏电缆内部并送到接收端。泄漏电缆提供的是功率低、辐射均匀的"雾状"覆盖。优点是信号强度均匀,缺点是较高的电缆传输损耗,需要较强的信号输入;安装技术要求较高,每隔1m就要求装一个挂钩,悬挂起来时电缆不能贴着墙面,而且至少要与墙面保持2cm的距离,不但影响美观,而且价格是普通电缆的2倍。它多用于一些特殊场景下,因为普通天线无法实现较好的覆盖,如竖井,隧道,地铁等。
3.元器件和天线
除了信号源,传输介质和分布系统之外,室内分布系统还需要功分器,耦合器,干线放大器和天线等器件。
◇功分器和耦合器
主要有无源和有源(功分器和耦合器)两种器件,工作频段合适可以兼容多种制式的系统。采用无源器件的系统设备性能稳定,安全性高,维护简单,信号经过功分器,耦合器和线路损耗后,到达天线处的强度不同,覆盖的效果也不同。而有源系统的信号到达末端时被放大器放大,达到理想的强度,保证覆盖效果。例如一些大型商场,就需要有源系统保证其覆盖。因而,有源系统建设和维护复杂,有源设备易损坏,系统的安全性和稳定性不如前者。
◇干线放大器
信号的传输会有一定的损耗,为了保证覆盖的效果,需要在传输过程中进行放大,这时就需要干线放大器。在TD-SCDMA系统中,上下行工作于同一频段,应该避免上下行链路的自激干扰问题;另外,对于多种制式共用室内分布系统,不同频段的信号在此前的路损可能不同,应均衡各频段信号的放大率,以达到最佳的覆盖效果。
◇天线
室内覆盖的天线主要有全向天线和定向天线两种,根据具体场景的需求合理选择。通常以吸顶天线为主,它主要有3dBi天线和5dBi天线,在水平方向全向发射。两种天线在垂直方向信号能量集中角度上有区别,3dBi天线适合开阔空间的覆盖,如会议厅;5dBi天线的垂直发射角度对于前者要小,能量更加集中,适合于楼层间的覆盖。为了防止室内信号泄漏对室外信号产生干扰等情况,采用定向天线向室内需求方向覆盖。与2G等其他系统共用室内分布系统时,需要考虑不同制式的链路损耗的区别来调整天线的位置和数量,以满足覆盖需求。
综上所述,信号源,信号的传输介质和分布系统以及功分器,耦合器,干线放大器,天线等器件共同组成了室内分布系统。根据具体的情况选取适合的器件,其中一些器件可以不用,如干线放大器等。
二、室内分布系统的规划
1.室内分布系统的一般规划原则
室内覆盖的目的是在充分覆盖室内目标的同时,尽量减少对室外的影响。在这样的前提下,应该综合考虑以下几个方面。
◇室外信号渗入室内会污染室内的信号。预提高室内覆盖的目标而增加其功率,克服室外信号,反而会加重对室外的污染。建议室内覆盖的目标定为室内导频在90%以上的面积达到Ec/Io>-13dB。
◇新的射频干扰会改变原来的切换边界,产生新的切换区,进而引入不必要的切换,影响室内、室外系统性能。建议室内导频的强度在建筑物10m外不要超过-105dBm。为了防止建筑物之间的干扰,导频在建筑物的外墙内沿要小于-75dBm。特殊情况下需更严要求。
◇在基站将方向噪声限制于-120dBm,这是针对从其他共同接口来的干扰。
2.TD-SCDMA与其他系统共用室内分布系统
TD-SCDMA与2G等其他系统在使用频率、编码技术等方面不同。在建网的初期,为了节省成本和迅速占领市场,势必要与其他系统共用室内分布系统。需要对覆盖,容量,质量进行统一规划,与其他的系统协调统一,其中重点要考虑与其他系统的互相干扰问题。
(1)系统如何合路
目前的室内覆盖系统,无源分布工作频段涵盖了800MHz~2500MHz,无需再改动。增加3G在信号源部分使用双频或多频合路器对信号合路后(上行是合路,对下行是分路)送到分布系统即可完成。
对于大的楼宇,信号在传输和分配过程中,信号低到一定程度需干线放大器对其放大,这时需双频或多频合路器把信号分开(下行是分路,对于上行是合路),通过各自的放大器放大后,再通过双频或多频合路器合路。
(2)功率匹配问题
多系统共用一个分布系统的最大问题是功率匹配,包括信号源输出功率匹配;不同频段的信号在分布系统中传输损耗不同产生的影响;边缘覆盖场强的不同要求;不同频段的无线电波空中损耗不同而产生的影响等,需设计人员根据运营商的不同要求和各楼的实际情况综合考虑。
◇频率和时隙规划
在频点选择上根据建筑物位置的室外信号分布环境选择合适的频点,在频谱资源丰富的情况下,可以考虑使用与室外的宏蜂窝信号不同的频点;使用N频点的系统的主载频应该尽量避开信号最强的2个相邻宏蜂窝主载频。TD-SCDMA室内分布系统在设计时,对于建筑物非完全封闭的情况应采用与室外的宏蜂窝一致的时隙格式,以避免业务时隙的上下行干扰。
◇覆盖和容量的统筹考虑
一方面,根据共用室内分布系统的各自情况,尽量满足覆盖和容量的要求。例如,考虑到3G在室内的链路损耗一般比GSM900大8dB~12dB,所以一般需要增加一定数量的天线点,以满足3G覆盖和容量的要求。另一方面,由于CDMA网络是自干扰系统,室内分布系统的信号泄漏容易造成对室外信号的干扰,导致室外用户选用室内信号,使软切换增多,从而影响室外的掉话率,同时过多的软切换也会浪费系统的容量。因此,要采用多天线、小功率的方法,减少室内天线的输出电平,以控制信号泄漏电平;在靠近窗户、门口等边缘区域,应采用方向性较好的定向天线,以减少信号的泄漏。
◇多系统共用分布系统的干扰问题
与2G、小灵通、3G其他系统和WLAN共用一个分布系统,必然会产生相互之间的干扰。各个系统在发射有用信号的同时,在工作频带外还会产生杂散、谐波、互调等无用信号,这些信号就会对其它系统形成干扰。而产生的带外杂散、谐波、互调等无用信号的大小,除和设备本身的质量有关以外,主要与两个因素有关,即自身输出功率(自身输出功率越大,无用信号的输出越大)和偏离工作带宽的程度(离工作带宽越远,无用信号越小)。系统对外来干扰的承受能力也和两个因素有关,即本身信号强度(信号越强受干扰的机会越小)和干扰信号的大小(干扰信号电平越小,信号受干扰程度越低)。
可以通过增加系统间的隔离度、降低干扰源的发射功率等方式减少干扰。在发送端或接收端配置滤波器也能有效减少系统间的干扰。另外选用射频性能优良的发射机、接收机以及实施后期网络优化等也是降低干扰的有效手段。
室内覆盖系统融合了网络规划,性能目标,工程实施和具体承载系统的特性等诸多方面,应该统筹兼顾,联合优化。
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