广东省电信规划设计院有限公司|郑旭升 黄海艺
随着移动通信业务的快速发展和对服务体验的重视,多网合一室内覆盖系统日益增多。由于不同系统之间的频率和制式的不同,多网合一给室内覆盖系统的建设带来系统间干扰、功率匹配等系列问题。
对多网合一室内覆盖系统,由于系统间频率和制式不同而带来的系统间干扰是最主要的问题,因此解决系统间干扰成为多网合一可行性的关键。多系统间的干扰主要包括阻塞干扰、杂散干扰和互调干扰。目前我国移动通信系统频谱分配主要情况如下图1所示。
通常塞阻干扰的解决条件低于杂散干扰,因此在多网合一室内覆盖系统中主要对杂散干扰和互调干扰进行分析,存在的主要干扰包括两个。
杂散干扰:CDMA 800MHz下行对GSM 900MHz上行的干扰;TDSCDMA A频段对CDMA 3G频段上行的干扰。
互调干扰:移动GSM 900MHz下行低端频点与联通GSM 900MHz下行高端频点互调,对联通GSM 900MHz上行的干扰;移动GSM 1800MHz下行低端频点与联通GSM 1800MHz下行高端频点互调,对TDSCDMA的干扰。
提高系统隔离度的主要方法包括:频段隔离,避免使用可能存在干扰的频点;外加滤波器,外接滤波器提高系统间隔离度;提高设备自身性能,提高有源设备射频性能,降低系统间干扰;提高合路器及POI系统指标,增加多频合路器、POI不同端口之间的隔离度;上下行分路建设,对室内分布系统的天馈线进行上、下行分路建设。
从前面的干扰分析可得,CDMA/GSM(移动频段)/TD-SCDMA/WL AN多网合一存在的主要干扰为:CDMA 800MHz下行对GSM 900MHz上行的干扰,TD-SCDMA A频段对CDMA(3G频段)的干扰。
其中CDMA 800MHz下行对GSM 9 0 0MHz上行的干扰可通过采用高性能滤波器解决,T DSCDMA A频段对CDMA的干扰可采用设置隔离频段或上下行分路的方式解决。
考虑到上下行分缆方案分别建设一套分布系统接收上下信号和一套分布系统发射信号,虽然解决了干扰问题但造价较大,在双运营商方案中较少使用,通常工程中优先考虑在TD-SCDMA与CDMA间设立隔离频段的上下行共缆方案。此时GSM、CDMA在前端合路,TD-SCDMA、WLAN在中后端合路。由于CDMA 800系统下行与GSM 900系统上行频率比较接近,前端合路器插入损耗较大(约2dB),中后端合路器插入损耗较小(约1dB),合计插入损耗约增加3dB。
图1:移动通信系统的频谱规划
从前面的干扰分析可得,CDMA/GSM(联通频段)/TD-SCDMA/WLAN多网合一干扰较小,主要是采用多系统合路接入方式,插入损耗约增加1dB。
按目前的各运营商拥有系统的情况,三运营商共建所有系统的话,系统间干扰比较严重,同时系统数量多且规模较大,工程中多采用POI合路方式。POI合路方式可以很好地抑制干扰,并且具有较强的可扩展性。具体方案如下。
(1)上下行共缆方案
该方案必须在TD-SCDMA A频段与CDMA(3G频段)之间设立隔离频段减少干扰;协调移动GSM 900下行和联通GSM 900下行使用频点,避免互调干扰落入联通GSM 900上行频点;协调移动GSM 1800系统下行与联通GSM 1800系统下行使用频点,避免互调干扰落在移动TDSCDMA频段;同时需做好监控,关注TD-SCDMA带来的干扰。该方案整体插入损耗约增加3dB。
(2)上下行分缆方案
对于特别复杂的系统,可以采用上下行分路的POI合路方式,以控制多系统交调干扰对系统的影响。设计分别建设一套分布系统接收上下信号和一套分布系统发射信号,其中TDSCDMA与其它系统的下行合路。采用POI后,系统整体插入损耗约增加3dB。
多系统的耦合增加了信源功率损耗,补偿功率损耗一般可通过加大信源功率、增加基站信源、直放站或干放的方式。与单独系统室内覆盖建设相比,多网合一室内覆盖建设可节省分布系统方面的投资,但增加了信号源方面的投入,加大了系统设计的难度和复杂度。
假设室内分布系统的单位造价为A元/平方米(忽略不同系统设计要求的不同引起的单位造价差异),覆盖目标面积为M平方米,基站(或RRU等)信源造价为P,直放站单价为Q,POI系统造价为S(忽略造价差异),对单个运营商的室内覆盖系统造价进行分析如下。
(1)单家自建,造价为A×M+P。
(2)双运营商共缆方案(电信+移动),因增加了3dB损耗,需增加一套信源或数量为N(载波数)的直放站,单家造价为0.5 A×M+2P或0.5 A×M+P+Q×N。
(3)双运营商共缆方案(电信+联通),因增加了1dB损耗,需增加数量为0.3N(载波数)的直放站,单家造价为:0.5 A×M+P+Q×0.3N。
(4)三运营商共缆方案,使用了POI系统,增加了3dB损耗,需增加一套信源或数量为N(载波数)的直放站,单家造价为0.35 (A×M+S)+2P或0.35 (A×M+S)+P+Q×N。
(5)三运营商分缆方案,使用了POI系统,增加了3dB损耗,需增加一套信源或数量为N(载波数)的直放站,单家造价为0.7 (A×M+S)+2P或0.7( A×M+S)+P+Q×N。
结合现有信源设备价格,方案2、3、4在达到一定覆盖面积后造价会比方案1低,可实现节省投资,其中方案3造价最低,而方案5造价较高,主要用于必须共建的特殊场合。
综上分析,多网合一室内覆盖系统在技术上是可行的,但并非所有场合都能节省投资,甚至会加大系统的设计难度和建设协调工作量,实际建设中应综合考虑投资成本、业主协调、工程实施、后续维护、系统演进等多种因素进行合理选择。