TD-SCDMA三期室内分布系统设计探讨

杨畅

（中国移动通信集团设计院有限公司 北京 100080）

1 引言

室内分布系统的建设在TD-SCDMA三期网络工程建设中得到了充分的重视，与TD-SCDMA一期、二期网络工程相比，三期工程有以下几个显著特点：

BBU+RRU的组网模式得到了广泛应用；

RRU的每通道输出功率得到提升；

A频段设备开始得到应用；

HSDPA空分复用技术开始引入。

技术和设备的发展给TD-SCDMA系统的组网模式带来了新的变化，特别是A频段设备及HSDPA空分复用技术的引入对TD-SCDMA室分系统设计提出了新的要求，需要及时改进设计思路和方法。本文基于以上特点，结合实际工程经验，对TD-SCDMA三期室分设计中的覆盖、容量、信号合路、无源器件使用技巧等问题进行了探讨，为四期的网络建设提供了一些参考意见。

2 主设备性能分析

TD-SCDMA三期主设备的组网模式为BBU+RRU的方式，BBU与RRU之间通过光纤或光缆连接。在室分设计时需要特别注意BBU与RRU的组网限制，如光口数量、RRU级联限制、小区合并限制、光缆纤芯数量、主设备供电方式、A+B频组网限制等因素。表1以某厂家的主设备为例，对组网性能进行详细分析。

主设备的组网性能决定了TD-SCDMA三期室分系统设计中需要注意的几个关键点，在实际工程中，不同厂家设备的主要区别也集中在以上几点。

3 TD-SCDMA室分设计中的覆盖分析

室内分布系统的覆盖分析一般采用链路预算和功率预算综合决定。工程上常用的室内传播模型为衰减因子模型：

其中：PL(d0)＝32.4478+20×lgf+20×lgd；

n，同一楼层上的路径损耗指数，一般取2～3；

d，接收机距离天线的距离，单位：m；

R，附加衰减因子，单位：dB；

f，频率，单位：MHz。

表1 某厂家主设备性能参数表

最大允许的路径损耗PLmax＝Pout+Gant-（Prev)-L；

其中：Pout为天线口的输出功率，功率预算中取中位数5dBm；

Gant为天线的增益，单位：dBi，预算中取3dBm；

L为衰落储备，单位：dB；

Prev为覆盖边缘的期望接收电平。

按照表2所示参数可以粗略估算出单天线在特定场景下的覆盖面积。

表2 单天线的覆盖面积估算

在根据链路预算结果确定出单天线的覆盖面积后，可以根据室内分布系统的功率预算估算出单个RRU的覆盖面积。

取定RRU每通道 PCCPCH的输出功率为32dBm、每天线平均输出功率为5dBm的情况下，单通道RRU的覆盖面积估算如表3所示。

特定场景下单通道RRU在5dBm的天线口平均输出功率下能覆盖约4000m2的区域，可以连接的天线数大约为20个。

在对站点勘察设计时，可以根据覆盖面积对RRU数量进行预估，在勘察现场可以比较有针对性的勘察RRU的安装位置。此外，在规划设计中要合理划分RRU每通道的覆盖范围，做到每个RRU的覆盖区域相对独立，这样有利于开启HSDPA空分复用和后期扩容。在对旧站址进行改造时，必要的时候需要将2G的覆盖范围重新进行规划，调整原来2G的主干路由，不能简单的进行合路，否则会在重叠覆盖区造成严重的同频干扰及频繁切换。

4 TD-SCDMA室分设计中的容量分析

在室内站点建设初期，室内分布单小区载频配置以O3为主，数据业务需求较高的站点可引入A频段，载频配置达到O6（A频段3载波，B频段3载波）。

在设计中，实际的载波配置需要根据站点情况进行详细分析。常用的载波配置估算有2种方法，一种是直接估算法，一种是间接估算法。具体算法见参考文献[1]。

表3 单RRU的覆盖面积估算

5 覆盖与容量的平衡

TD-SCDMA一期和二期的室分站点基本是以O3（B）配置为主，整个站点划分为单个小区。但在TDSCDMA三期开启多个HSDPA载波的背景下，以往的小区载波配置和划分方法略显简单，需要根据现场勘查情况综合考虑覆盖和容量两个因素，对系统进行合理配置。图1以某站为例，说明站点的覆盖与容量之间的平衡考虑。

如图1所示，本站根据覆盖分析估算出需要8个单通道RRU，如果不考虑容量因素，本站可以配置为O3。经现场勘查后估算出用户容量，判定O3的配置不能满足容量需求，需要配置多个小区才能满足要求。因此，根据RRU的覆盖范围结合覆盖区域的用户密度重新对站点进行配置，保证小区之间覆盖范围相对独立，用户容量基本相当，最终站点配置为S3/3。

6 工程中的设计技巧

6.1 信号合路的实现

图1 某站系统组网图

TD-SCDMA信号与2G信号的合路器件一般采用是TD/2G合路器（800～2500MHz），合路点一般沿2G的主干馈线路由依次分布。合路时需要保证对原有2G系统尽量少做改动，同时保证每个RRU的覆盖区域尽量独立。实际工程中，有些共址站点需要将2G主干路由在路由中间断开，在断开点新增合路器反接，将高频段信号用负载堵上，滤波出2G信号通过干放放大后再进行TD/2G合路。

对于涉及到A+B频RRU合路的站点，需要在合路点通过同频合路器（1700～2500MHz的高频同频合路器）先对A、B频的射频信号进行合路（有些主设备厂家RRU内置A/B频合路器，A、B频RRU只需要通过跳线连接即可），再对TD和2G信号通过TD/2G合路器进行合路。

对于需要合路WLAN信号的站点，需要预留WLAN宽频合路器。由于WLAN系统的频段较高、发射功率较低、衰耗较大，合路点需要再向主干路由的末端推进，一般选择在大楼的平层安装，可以保证较好的覆盖效果。通常WLAN合路器的数量要远多于TD和2G系统的合路器数量。

6.2 无源器件的灵活运用

对于共址改造站来说，耦合器的耦合度选择非常重要，在设计方案中经常遇到某些楼层增加天线后天线口功率不足的情况，此时就需要在主干路由上替换高耦合度的耦合器。为了保证各天线口的输出功率基本一致，一般沿主干路由延伸方向根据分支连接的天线数量采用耦合度逐渐变小的耦合器，保证主干路由功率足够，同时保证各天线口之间的功率可以保持基本一致。

室内分布系统天线的选取也非常重要，比较常用的有全向吸顶天线、定向壁挂板状天线、对数周期天线及室外小板状天线。

工程中，室内吸顶天线的覆盖半径在6～16m之间；定向壁挂板状天线一般多用于电梯内的覆盖，横向辐射的时候每3层布放一副，纵向辐射的时候每5层布放一副；对数周期天线的性能与板状天线的性能基本一致，但由于信号外泄比较严重，一般很少使用，但在地下室及小区室外分布时有部分应用。特别要注意，天线的实际覆盖效果一定要结合模测结果判断其是否能达到覆盖要求。

6.3 合理调整室外分布系统

对于有设计小区分布系统的站点，由于2G系统一般将整个站点划分为同一个小区，不存在小区切换，但TD-SCDMA系统在组网时一般需要设置多个小区，个别覆盖范围超大的站点甚至需要进行站点分裂，不可避免的会带来小区间及基站间的切换，这种站点是室内分布系统改造中的难点。

在进行小区划分的改造时，需要遵循两条原则：一是尽量减少对于原2G系统的天线工程参数进行调整；二是根据用户的活动规律及楼宇内分布系统的小区划分合理调整室外天线的小区归属，减少用户移动时不必要的切换次数。

实际中，常见的是将室外公共区域划分为同一个小区（常见于大型居民区地面公共区域的覆盖），需要调整原2G系统的主干馈线或新增主干；对于利用室外天线覆盖楼宇内部的站点（常见于居民区，楼宇内只能覆盖电梯厅等公共区域，住宅内部依靠小区分布系统天线提供覆盖），需要根据小区划分情况新增RRU或TD的主干馈线，保证小区之间的覆盖范围尽量独立，避免用户在室内移动时产生不必要的切换。

7 总结

TD-SCDMA室内分布系统建设不同于传统的GSM系统，需要根据TD系统的技术特点及设备发展情况进行科学分析、合理规划，不仅要考虑当前的网络需求，同时要兼顾长期的网络演进和扩容需求，尽量减少网络的频繁变动。

目前，TD-SCDMA四期工程已经大规模启动，设备及组网形态又有了新的变化和要求，站点规划和设计思路需要“与时俱进”，为打造精品TD-SCDMA网络奠定良好的基础。

[1] 杨畅.TD-SCDMA室分设计中的容量估算与小区配置.电信工程技术与标准化，2009,(9):42～46