陳周天, 代明, 王立強

（中國移動通信集團設計院黑龍江分公司，哈爾濱 150080）

1 TD-SCDMA現(xiàn)狀及發(fā)展

經(jīng)過TD-SCDMA網(wǎng)絡一期、二期、三期的發(fā)展，以及現(xiàn)在進行的四期（2010年擴容工程），網(wǎng)絡的總體規(guī)模達到2G網(wǎng)絡規(guī)模的40%以上。

豐富多彩的數(shù)據(jù)業(yè)務和多媒體業(yè)務將是3G業(yè)務的重點，根據(jù)用戶的生活習慣和數(shù)據(jù)業(yè)務的行為分析，絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務將會發(fā)生在室內(nèi)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)也表明，3G室內(nèi)業(yè)務量占到網(wǎng)絡總業(yè)務量的60%，主要原因在于室內(nèi)提供舒適的環(huán)境，用戶的等候時間也大多在室內(nèi)消磨，他們也更喜歡在室內(nèi)使用視頻電話、游戲等高速數(shù)據(jù)業(yè)務。所以就以上幾方面而言，室內(nèi)覆蓋對3G來講有著更多的重要性，而且在現(xiàn)有網(wǎng)絡覆蓋情況已經(jīng)比較完善的情況下，用戶會要求3G有更完善的網(wǎng)絡覆蓋，這樣用戶才會考慮使用3G網(wǎng)絡。因此，提高室內(nèi)覆蓋能力，不僅可以給用戶帶來更好的業(yè)務使用體驗，還可以分散用戶過于密集地區(qū)的網(wǎng)絡壓力，更可以與其他運營商的網(wǎng)絡爭奪室內(nèi)話務量?？梢钥隙ǖ氖?，室內(nèi)覆蓋的完善是3G取得成功的關(guān)鍵因素之一。

2 TD-SCDMA與GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的對比

與傳統(tǒng)的室內(nèi)分布系統(tǒng)類似，TD-SCDMA的室內(nèi)分布系統(tǒng)也主要由兩部分組成：信號源和分布系統(tǒng)。信號源即提供小區(qū)信號的設備，主要包括宏基站、微基站、射頻拉遠基站或直放站等幾種類型；分布系統(tǒng)包括傳輸介質(zhì)、元器件和天線；傳輸介質(zhì)有同軸電纜、光纖、泄露電纜等，信號在傳輸介質(zhì)中傳輸，有時根據(jù)覆蓋的需要還要通過放大設備對信號進行放大；元器件包括干線放大器、功分器、耦合器、合路器等；天線是室內(nèi)分布系統(tǒng)發(fā)射和接收信號的部分，分為全向天線和定向天線，出于室內(nèi)傳播環(huán)境和工程上的考慮，智能天線暫未引入到室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋中，TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)可與其他系統(tǒng)共用相同的天線器件。

通常室內(nèi)分布系統(tǒng)采用電纜的電分布方式，而BBU+RRU方案則采用光纖傳輸?shù)姆植挤绞??；鶐BU集中放置在機房，RRU可安裝至樓層，BBU與RRU之間采用光纖傳輸，RRU再通過同軸電纜及功分器(耦合器)等連接至天線，即主干采用光纖，支路采用同軸電纜。由于信號通過光纖傳輸時損耗很小，整體降低了系統(tǒng)的饋線損耗，因而減少了對干線放大器的依賴。

2G室內(nèi)分布系統(tǒng)主要以解決覆蓋為主，容量不是主要的瓶頸，因此，在2G的室內(nèi)分布系統(tǒng)中，直放站的比例所占的比例很大，采用微蜂窩作為信源的室內(nèi)分布系統(tǒng)站點數(shù)量很少。和2G相比，中國移動自主研發(fā)的TD-SCDMA系統(tǒng)室內(nèi)分布站點主要為用戶提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)業(yè)務和多媒體業(yè)務，對系統(tǒng)的容量要求很高，因此，TD-SCDMA采用獨立信源方式組網(wǎng)。

2G的室內(nèi)分布大部分為直放站，引入室外宏基站信號，語音及數(shù)據(jù)流量不大，配套施工方便。與2G不同，3G網(wǎng)絡的語音、數(shù)據(jù)流量大大提升，為了能夠給用戶提供高質(zhì)量的語音、數(shù)據(jù)服務，采用獨立的信源，這對組網(wǎng)、施工帶來了很大難度，由于BBU+RRU拉遠技術(shù)的推廣，讓3G室內(nèi)分布的組網(wǎng)方案得到了多樣化的發(fā)展，傳統(tǒng)的BBU與RRU均放置在物業(yè)點，現(xiàn)階段發(fā)展的BBU放置在宏站、RRU放置在物業(yè)點，同時隨著PON技術(shù)的推廣,室內(nèi)分布組網(wǎng)方案變得多種多樣。

由于3G網(wǎng)絡工作在2000MHz頻段，電波的傳播損耗比2G頻段大，信號穿透能力比2G頻段弱，而且3G的高速數(shù)據(jù)業(yè)務需要更強的信號強度和信號質(zhì)量，單靠室外宏基站解決室內(nèi)覆蓋已不能滿足要求，在高層建筑的低層深處、地下車庫常常存在局部盲區(qū)，通常需要建設有源和無源的室內(nèi)分布系統(tǒng)。3G的3種標準TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000都是基于CDMA技術(shù)體制的，而CDMA是一種自干擾系統(tǒng)，系統(tǒng)間干擾、系統(tǒng)內(nèi)干擾、室內(nèi)與室外間信號泄漏干擾都有可能導致系統(tǒng)容量的減少。因此，為保持室內(nèi)各環(huán)境的信號強度比較均勻，消除局部盲區(qū)，避免室內(nèi)功率泄漏到建筑物外，3G室內(nèi)覆蓋更適合采用多天線，小信號的覆蓋模式，這樣既可以保證較為一致的數(shù)據(jù)速率，還可以防止導頻污染、鄰頻干擾、天線遠近效應等問題。

3 TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)組網(wǎng)方式分析

根據(jù)以上2G及TD-SCDMA對比分析，結(jié)合TD-SCDMA系統(tǒng)特點，TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)可以采用以下幾種組網(wǎng)方案。

3.1 BBU、RRU集中式放置

整體分布系統(tǒng)均放置在物業(yè)點，主設備、電源配套、傳輸設備均放置在物業(yè)點。

此種組網(wǎng)方式適合物業(yè)點比較小，原有2G分布系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上新建TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)，方案有很強的可行性。

3.2 BBU、RRU分布式放置

BBU放置在物業(yè)點附近的宏基站，RRU放置在物業(yè)點，配套、傳輸設備均利舊宏站內(nèi)設備。

此種組網(wǎng)方式適合物業(yè)點比較小，原來沒有2G分布系統(tǒng)，并且此物業(yè)點距離周圍宏基站很近，直接新建，方便、簡潔。

3.3 超級BBU集中式放置

多個物業(yè)點的BBU統(tǒng)一放置在靠近中間位置的物業(yè)點內(nèi)，此物業(yè)點可以租用機房，新增一套電源設備、傳輸設備，整體組成一個星型網(wǎng)絡，傳輸設備通過這個物業(yè)點統(tǒng)一連接到附近傳輸網(wǎng)絡，如果附近有宏基站、并且機房條件滿足，可以將這個物業(yè)點設置在此宏基站。

此種方式適合多個物業(yè)點均位于同一地區(qū)，并且有用戶數(shù)據(jù)需求大，高需求的室內(nèi)分布建議采用此種方式組網(wǎng)。

4 配套解決方案

根據(jù)以上對室內(nèi)分布系統(tǒng)組網(wǎng)方式分析可知，對電源配套，傳輸線路配套解決方案要求很高，具體分析如下。

4.1 電源配套設備解決方案

電源是網(wǎng)絡的基礎(chǔ)，在整體網(wǎng)絡中起著舉足輕重的作用，傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)供電可以采用以下幾種供電方式。

第一種：集中式供電方案的優(yōu)點是電源集中，便于維護，節(jié)省設備投資，缺點是拉遠距離有一定的限制，線路損耗比較大。

此種供電方式適合小的物業(yè)點，最大拉遠距離50m以內(nèi)，一般BBU、RRU均放置在物業(yè)點的同一位置。

第二種：分散式供電解決方案是采用多套電源系統(tǒng)分別給BBU和RRU就近供電，分散式供電解決方案的優(yōu)點是就近供電，線路損耗小，供電分散，供電風險?。黄淙秉c是電源系統(tǒng)多，投資大，設備分散，維護難度大。此種供電方式適合物業(yè)點比較分散，各個BBU、RRU之間距離較遠，需要為每個BBU、RRU單獨配置一套不間斷電源系統(tǒng)。

第三種方式：采取集中供電和分散供電相結(jié)合的綜合供電方式，針對一個物業(yè)點，靠近在一起的BBU、RRU使用同一套不間斷電源供電，這種方式折中了集中供電和分散供電的不足，部分解決了拉遠距離的問題。此種供電方式結(jié)合了以上兩種供電方式的優(yōu)點，建議大力推廣。

第四種方式：遠程復合光纜拉遠供電。這是一種最近新興起的一種供電方式，遠程供電系統(tǒng)分為局端模塊和遠端模塊，機房直流-48V電源進入局端模塊，通過高效率DC/DC變換器，將-48V轉(zhuǎn)換為380V可調(diào)的高壓直流電，通過遠距離復合光纜把電源送到遠端模塊，遠端模塊把280～380V可調(diào)直流電轉(zhuǎn)換為DC-48V輸出，給RRU單元提供電源。遠端模塊內(nèi)置市電/直流電自動切換模塊。采用遠程供電方式一勞永逸，無需以上麻煩，基站運行安全可靠，節(jié)省電費至少50%，并且節(jié)省了人力成本。系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

圖1 遠程供電原理圖

此種供電方式適合引電困難的物業(yè)點，通過遠程供電方式直接將傳輸、電源送到RRU處，部分居民區(qū)可采用此種方式供電。

4.2 傳輸、線路解決方案

3G網(wǎng)絡和2G網(wǎng)絡對傳輸?shù)慕ㄔO要求相比較，主要體現(xiàn)為3G站密度大、傳輸帶寬需求大的特點。由于3G基站密度大，站址選擇等受限情況多，3G基站采用拉遠技術(shù)較多。3G室分的分布多，BBU-RRU，以及RRU-RRU之間都采用光纜，這對于光纜網(wǎng)絡建設形成新的挑戰(zhàn)。

針對室內(nèi)分布系統(tǒng)中BBU、RRU集中式放置的組網(wǎng)方案，與以往2G分布系統(tǒng)一致，需要解決BBU的傳輸電路需求，同時需要考慮RRU-RRU的級聯(lián)光纜建設問題，一般情況都是樓宇內(nèi)的光纜，可以選擇采用鎧裝光纜或者室內(nèi)光纜進行建設。

如果BBU、RRU異地放置，要求BBU與RRU之間拉遠所需纖芯可能很大，主要依據(jù)RRU的數(shù)量而定，一般情況RRU可以進行4級級聯(lián)，如果物業(yè)點比較大，比如大學城或者大的居民小區(qū)，多棟樓宇會形成很多個級聯(lián)的方式，光纜需要考慮2G、3G的需求，整體拉遠的光纖數(shù)量甚至在百芯以上。這樣對基站會產(chǎn)生壓力，基站內(nèi)往往設置多個BBU也會對機房面積提出要求。而且如果全面采用拉遠方式，往往會形成一個基站拉遠幾個甚至十幾個物業(yè)點的RRU的情況，10余條光纜如入基站基本無法實現(xiàn)，需要采用特殊方式解決。但是這種方式多個BBU就需要一套傳輸設備，但是此套傳輸設備承載了多點電路，可靠性直接關(guān)系10余個站的業(yè)務安全。

超級BBU集中放置，此種方案一般應用在大學校園、大型體育館等場所，采用一個或者兩個基點，BBU、傳輸統(tǒng)一放置在此處，并且集中管理。傳輸光纖需求依照RRU與BBU的設置位置及級聯(lián)方式不同而變化，一般為星形、樹形結(jié)構(gòu)。這種方式一般情況下都是在物業(yè)點內(nèi)新建光纜，比全部拉遠至基站的情況下傳輸實現(xiàn)較為容易。

5 組網(wǎng)實例

5.1 大學校園

某所新建大學正在進行規(guī)劃，整體大學占地面積達1000000m2主要建筑物為圖書館、教學樓、宿舍、食堂。由于對TD-SCDMA業(yè)務的需求量大，除了在大學周圍新建宏基站以外，還需要在業(yè)務需求大的圖書館、宿舍等地新建室內(nèi)分布系統(tǒng)，整體方案可以做如下設計。

此種物業(yè)點可以采用超級BBU集中放置方案。所有BBU均放置在圖書館的租用機房內(nèi)，RRU統(tǒng)一從圖書館內(nèi)的租用機房拉遠，BBU所在的新租機房單獨配置一套不間斷供電系統(tǒng)，幾個位置相近宿舍樓的RRU統(tǒng)一配置一套EPS，整體方案的可行性很高。整體方案示意圖如圖2所示。

圖2 大學校園整體方案示意圖

圖3 孤點物業(yè)點整體方案示意圖

5.2 孤點片區(qū)

一般來說，傳輸環(huán)形結(jié)構(gòu)在宏基站中采用，星型結(jié)構(gòu)在室內(nèi)分布基站中采用。宏基站對基站的穩(wěn)定性要求高，星形結(jié)構(gòu)的室內(nèi)分布組網(wǎng)方式可以以一個宏基站或者穩(wěn)定的大室內(nèi)分布物業(yè)點為中心，采用星形方式組網(wǎng)。整體網(wǎng)絡形成一個大環(huán)形，小星型的網(wǎng)絡。

對于孤點片區(qū)來說，原有的宏基站已經(jīng)組成一個環(huán)形的網(wǎng)絡，新建的室內(nèi)分布站點均勻分布在此片區(qū)，并且站點的業(yè)務需求不大，此種物業(yè)點適合BBU、RRU分散放置，可以就近把BBU放置在附近的宏基站，RRU放置在物業(yè)點，BBU通過宏基站內(nèi)的供電系統(tǒng)取電，RRU通過復合光纜遠程提供傳輸及供電系統(tǒng)。整體示意圖如圖3所示。