和目前的第二代移动通信2G网络相比,3G网络存在着更多的弱信号区,特别是在建筑物内部,更是存在盲区多、易断线、网络表现不稳定等缺点。韩国最大的移动通信运营商SKT根据网管数据和每年进行的两次全国性用户问卷调查及处理用户投诉结果,得出了一个结论:移动通信大部分服务质量差的位置都在室内,大部分投诉就是因为用户对此不满而产生的。因此,3G需要比2G更早、更全面地部署室内覆盖。
良好的室内覆盖是3G取得成功的关键因素之一,运营商提高室内覆盖能力,不仅可以给用户带来更好的业务使用体验,还可以缓解用户密集地区的网络压力,更是运营商争夺室内话务量的有效手段。由于3G工作在超短波频段,而且电波绕射能力差,穿透损耗较大,因此网络的深层次覆盖存在着缺陷。
各主要移动通信运营商对于室内覆盖建设的战略意义有着非常清晰的认识,在建设上也是不遗余力。日本WCDMA运营商NTT DoCoMo将其30%的基站资源用于室内覆盖,规模达到了3800个室内分布系统。统计数据显示,在其已商用的WCDMA网络中,室外的业务量(包括话音和数据)仅占整个网络业务量的30.3%,而室内业务量占整个网络业务量的69.7%。这是由于3G的主要业务量来自于数据,而通常情况下使用数据业务时用户大多数都在室内。
在3G网络建设计划中,我国运营商对室内覆盖予以了高度的关注。在TD-SCDMA商用网络的建设中,室内环境必将成为覆盖的重点。因此从2007年TD-SCDMA 10城市扩大规模的试验网建设至2010年TD-SCDMA网络大规模商用运营,室内覆盖将成为网络规划和部署的重点。
基站产品应争当“多面手”
要做好室内覆盖,运营商首先需要选择合适的产品及解决方案。诺基亚西门子通信提供了一系列的分布式基站产品和解决方案来满足TD-SCDMA室内覆盖各种场景及未来发展的需求。
BBU与RRU分布式基站系统应用在室内覆盖解决方案中,具有极大的优势。首先,RRU尺寸小、重量轻,只需占用很小的空间,BBU同样具有体积小、容量大的特点,除常规安装方式外,还可挂墙安装。BBU和RRU可方便地安装在各种环境中,大大增加了室内覆盖解决方案的灵活性。其次,BBU与RRU通过光纤连接,RRU之间也可以通过光纤级联,这样就减少了馈线损耗,扩大了覆盖面积,提高了工程实施效率。
诺基亚西门子通信目前提供的业界内体积最小(8升)、重量最轻(7公斤)的工作在2010MHz~2015MHz(B频段)的单通道产品TRRU261,及36载波大容量紧凑型基带池单元TBBP530,极大地方便了室内覆盖的设计和工程施工。
在某些室内场景中,运营商也可以使用多通道RRU或多通道RRU结合干放完成全部建筑物内的覆盖,诺基亚西门子通信提供的工作在B频段的多通道产品TRRU268在同类产品中具有功率大(5W)、体积小(23升)、重量轻(19公斤)的特点,对施工和安装的限制条件相对较少,使室内覆盖解决方案的选择更宽泛。
目前,TD-SCDMA可使用的频段增加至1880MHz~1900MHz(A频段)。但由于PHS尚未完全退网,其杂散辐射对TD-SCDMA干扰严重。诺基亚西门子通信认为,A频段应先应用在室内,未来逐渐过渡到室外,据此率先推出了工作在A频段的单通道产品TRRU291-a。为了保护运营商的前期投资,TR-RU291-a增加了可现场更换滤波器调整频段宽度的功能,以提高组网的灵活性。
室内覆盖要“软硬兼施”
室内与室外的应用场景不同,它们对产品的规格和功能需求也不同。例如,室内覆盖主要解决单一建筑物内的覆盖和容量问题,机房空间有限,安装条件较室外恶劣,不能安装阵列智能天线,传播环境复杂,通常使用交流供电。因此,解决室内覆盖不仅需要从硬件规格考虑满足室内安装环境,还需要从软件功能考虑满足室内通信网络和业务的需求。诺基亚西门子通信根据室内环境的特点,结合TD-SCDMA的技术特点和产品,开发了室内算法包iPoP。
根据建筑物功能的不同,运营商可以比较准确地预测其话务量。在进行室内覆盖时,话务量较高的区域,通常需要较多载波数量,如果一个小区的容量不能满足,则需要分裂出更多的小区覆盖以满足容量的需求。对于话务量低的区域,我们希望尽可能用一个小区覆盖,减少小区的数量、小区间切换和载波的数量,从而降低投资成本。
传统基站或者微蜂窝在解决上述问题时存在一定的限制,这和传统基站的设计理念有关。分布式基站由于其BBU与RRU分离,可以很容易满足上述要求,通过单通道合并,可以将若干个RRU或者多通道RRU的几个通道合并为一个小区,扩展逻辑小区的覆盖面,减少小区间的切换,节省投资。在话务量升高后,可视话务情况进行通道分裂,将一个小区内若干个RRU或者通道分裂成一个以上的小区,实现容量的增加。无论是单通道RRU还是多通道RRU,都可以按照通道的实际情况配置合适的功率,增加设计施工的灵活性,降低工程成本。
多个单通道RRU或者一个多通道RRU的几个通道合并为一个小区,主要目的是解决覆盖问题,而不是容量问题。当话务量逐渐增加到一定程度时,则需要将合并的小区分裂,以增加容量。为了能够更好地判断在一个合并的小区中哪个通道覆盖的区域的话务量增长快造成小区容量紧张,诺基亚西门子通信增加了室内通道级的话务统计,方便维护和优化人员通过话务统计准确判断是否需要进行通道分裂,确定分裂合并的小区中的哪个通道才是最佳扩容方案。
覆盖方案重在“量体裁衣”
室内覆盖主要解决建筑物内的覆盖,吸收建筑物内的话务量。不同的建筑物具有不同的室内环境,即便是功能相同外观类似的建筑物,其内部环境也千差万别。不同的室内场景,对解决方案的要求会不同,有的超出了系统的要求,这就需要我们有针对性地研究和制订满足某一特殊要求的室内场景的解决方案。
室内覆盖需要安装室内分布系统DAS,这涉及在建筑物内的布线,有的建筑物在建设期间就将DAS系统安装完毕,建筑物交付使用后,不允许再重新布线或者改造DAS系统,只允许在机房侧增加信源,通过POI接入DAS系统。由于整个无源DAS系统损耗固定、分布天线的位置固定,因此对信源功率的要求也是固定的。如果功率的需求在系统和产品支持的范围内,则不存在另外的设计问题。如果功率的需求超过了系统和产品的要求,则需要具体分析解决。如深圳试验网中,某个建筑物内DAS系统已经存在,且不允许改造和增加。如果单纯提高下行发射功率,则会造成系统上下行之间的失衡,导致接入失败。在这种情况下,我们只能通过在信源侧增加干放,通过干放放大上下行信号予以解决。需要注意的是,在虚线框以内的位置,或者说在POI系统之前,不能再引出任何DAS支路来覆盖其他区域。
在某些室内场景中,可以使用多通道RRU作为室内解决方案的信源,由于多通道RRU的各个通道需要覆盖不同的区域,因此不能如同单通道RRU那样通过光纤拉远靠近覆盖区域,减少传输损耗完成覆盖。多通道必须安装在各个区域之间合适的位置,这样一来,就可能造成过多的传输损耗,达不到覆盖要求,因此我们需要增加干放来补偿传输损耗。
诺基亚西门子通信在2006年就参与了TD-SCDMA室内覆盖的设计、实施与测试。2007年,诺基亚西门子通信承担了中国移动深圳TD-SCDMA试验网的设计、建设、优化和维护,深圳TD-SCDMA试验网规模较大,其中用于室内覆盖的基站数量占总数量的40%以上。深圳试验网环境复杂,网络设计和工程施工难度很高,尤其是室内覆盖,建筑物类型和功能繁多,施工和设计要求多样,给室内解决方案的设计和实施带来很大的难度。诺基亚西门子通信与中国移动深圳公司积极配合,有针对性地制订和调整室内解决方案,圆满地完成了室内网络的建设和优化,积累了大量的室内解决方案的经验。2008年,诺基亚西门子通信承担了中国移动第二期TD-SDMA商用网络的部署,其中室内覆盖基站的比例依然在40%以上。诺基亚西门子通信在前期试验网中积累的大量的室内覆盖设计、建设和优化的经验,在这些城市中得到了充分应用,保证了网络建设的进度和质量。
TD-SCDMA网络的建设、发展和成熟是个较为长期的过程,在这个过程中,诺基亚西门子通信将把在全球部署、优化、运维GSM和WCDMA网络积累的丰富经验和技术手段运用到TD-SCDMA网络的商用部署中,促进TD-SCDMA技术和网络的发展与成熟。
新闻来源:中国信息产业网