中國普天在大規模部署商用3G網絡過程中積累了豐富的網絡規劃和優化經驗,并有志于將這些經驗充分地在施展出來,為通信事業的發展做出一份貢獻。
移動通信網絡建設的目標是無縫覆蓋,以保證隨時隨地通信,這就對無線網絡規劃提出了更高的要求,在實際的網絡規劃中通常的難點是對一些典型區域的覆蓋,比如地下隧道等。地下隧道作為一種特殊場景,是城區覆蓋方案的重要組成部分,其主要特點如下:
1、地下隧道能做到很好的電磁波隔離,不用擔心與地面宏基站之間的相互干擾;
2、用戶以車內用戶為主,業務量不高;
3、地下隧道具有中等的移動速度,平均設計時速在40~60km左右;
4、地下隧道可用空間有限,設備安裝及走線均需在規劃時加以考慮。
針對隧道覆蓋的上述特點,中國普天采用BBU+RRU的組網方案,同時考慮到定向天線安裝簡便、造價低、覆蓋距離遠的特點,采用高增益的對數周期天線(11dBi)進行隧道覆蓋。
隧道中段2550m采用盾構法施工,其余采用明挖法施工,局部下穿城市主干道處采用淺埋暗挖法施工;盾構內徑10m,外徑11m,為便于緊急情況下人員的逃生與救援,在盾構段利用頂部和車道下部富裕空間,分別設置了專用排煙道和人員緊急疏散通道,并在每條隧道的右側每隔80m左右設置一處滑行道,可以直接進入路面下的安全通道;疏散口部(滑行道)設有電控自動蓋,平時關閉,災害時由設備監控系統控制自動打開,也可手動開啟。
設計方案
TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access(時分同步碼分多址) 的簡稱,是一種第三代無線通信的技術標準,也是ITU批準的三個3G標準中的一個,相對于另兩個主要3G標準(CDMA2000)或(WCDMA)它的起步較晚。
TD-SCDMA作為中國提出的第三代移動通信標準(簡稱3G),自1998年正式向ITU(國際電聯)提交以來,已經歷十多年的時間,完成了標準的專家組評估、ITU認可并發布、與3GPP(第三代伙伴項目)體系的融合、新技術特性的引入等一系列的國際標準化工作,從而使TD-SCDMA標準成為第一個由中國提出的,以我國知識產權為主的、被國際上廣泛接受和認可的無線通信國際標準。這是我國電信史上重要的里程碑
信源選擇傳統的TD-SCDMA(以下簡稱TD)信源包括宏蜂窩、微蜂窩、直放站、BBU+RRU。由于不同型號的BBU和RRU已經兼顧了宏蜂窩大容量和微蜂窩安裝簡便的優勢,同時考慮到直放站不增加話務容量的特點,目前TD室內分布系統一般選擇BBU+RRU作為信源。針對該隧道的TD網絡覆蓋,組網方案選擇BBU1324A+RRU1301Ci作為信源。
天線選擇結合該隧道自身的特點,并考慮到定向天線安裝簡便、造價低、覆蓋距離遠等諸多特點,設計方案選擇高增益的對數周期天線(11dBi)進行隧道覆蓋。
組網方案經過鏈路預算和邊緣覆蓋場強要求的分析后,結合隧道長度計算,我們得出每個RRU負責覆蓋的距離及所需RRU個數。
整個方案采用BBU+RRU+定向天線的組網方式,共采用1個BBU、10個RRU,分為兩條支路,RRU五級級聯,其中RRU1-5負責一孔雙車道的覆蓋,RRU6-10負責另一個孔的雙車道覆蓋。隧道內每個RRU通過功分器、耦合器及饋線連接4個定向天線,每副天線負責覆蓋200~210m的距離,隧道出口處四個RRU(RRU1、5、6、10)各有一段支路饋線距離設計為135m,是為了滿足隧道口多副天線所需功率余量。
邏輯小區劃分邏輯小區的劃分規則如下。
首先,一個資源池的三個光口引出的RRU可以隨意劃分為一個邏輯小區,同時最多只能有8個通道設置為一個邏輯小區,也就是BBU串并聯所帶的RRU1301Ci(單通道)最多允許8個設為一個邏輯小區。
其次,還應綜合考慮邏輯小區設置后所產生的切換問題,盡量簡化切換關系,避免可能隨之而來的乒乓切換、干擾、掉話等問題。
針對該項目,將RRU1、2、3、6、7設置為一個小區,RRU4、5、8、9、10設置為一個小區,這樣的設置隧道小區間切換帶只有兩個,分別位于隧道兩孔中部,而在兩個隧道出入口處,各作為一個隧道小區與隧道外小區進行切換。
安裝及走線如選擇新增BBU,可以考慮安裝在江南或江北隧道口附近的疏散通道中;RRU均安裝在隧道的疏散通道中(雙孔均安裝)。走線路由方面,如選擇新增BBU,則電源引入點、接地點、電表箱安裝點均選擇在疏散通道內,GPS饋線沿墻布放到隧道洞口平臺GPS天線;BBU至RRU、RRU間級聯線纜均在疏散通道內。
隧道內外切換為了達成隧道內外小區的順利切換,需在兩個隧道口增加定向天線,以形成延伸覆蓋區域,起到過渡的作用。
理論分析
鏈路計算由上下行鏈路預算可以得出一個最大覆蓋半徑265.48m,可見210m的設計覆蓋距離滿足鏈路預算要求。
邊緣覆蓋場強中移動室內分布系統邊緣場強要求為:PCCPCHRSCP值≥-85dBm。饋線及接頭損耗為20dB,則天線饋入功率可設置在0-5dBm之間,這里以5dBm為例,對數周期天線增益為11dBi,車體穿透損耗為8dB,干擾余量2dB,快衰落余量1dB,陰影衰落余量2dB,設設計覆蓋距離為x,則有5+11-(32.45+20lg2010+20lgx)-8dB-2dB-1dB-2dB≥-85。可以得出:x≤300.26m。實際上,210m設計覆蓋距離的邊緣覆蓋場強為5+11-(32.45+20lg2010+20lg0.21)-8-2-1-2=-81.90dB,滿足相關要求。
切換區域設邏輯小區間切換時間為3s,長江隧道設計時速為50km/h,即14m/s,因此可考慮設置50m的切換區域。由之前的鏈路預算可以得出,實際覆蓋半徑可以達到265.48m,結合210m的設計覆蓋距離可以計算出,隧道中段邏輯小區交疊區域約有110m,完全滿足50m切換區域的設置需求。
信號外泄長江隧道位于江底,為盾構封閉性建筑,信號外泄不會對室外站點產生影響。隧道口處的延伸覆蓋區域是出于對切換成功率的考慮,可通過調整PCCPCH功率及定向天線的下傾角,合理規劃切換區域,以避免對室外站點造成不良影響。
擴容分析隨著網絡建設的不斷深入,以及TD網絡技術的不斷發展,尤其考慮到HSPA+以及LTE的不斷成熟,后期需要對該隧道覆蓋進行有針對性的擴容。
電磁輻射根據中華人民共和國國家標準《電磁輻射防護規定》,即國標GB8702-88,電磁輻射的限值為:公眾照射,在一天24小時內,環境電磁輻射的場量參數在任意連續6分鐘內的平均值應滿足功率密度<0.4W/m2(頻率為30~3000MHz)。職業照射,在一天8小時工作時間內,電磁輻射功率密度的平均值(連續6分鐘)應<2W/m2(頻率為30~3000MHz)。對電磁輻射源豁免的要求為:輸出功率等于或小于15W的移動無線通信設備,頻率為3-300000MHz時,電磁輻射體的等效輻射功率小于100W。
主要設備清單
如表所示,本設計方案不僅實現了對隧道內雙孔四車道的TD系統有效覆蓋,各項指標均可以達到室內分布系統指標要求,同時考慮到隧道兩個出入口附近均為宏站覆蓋區域,隧道內外做好了切換方面的規劃,實現了宏站和室內TD網絡間較好的融合。
隧道覆蓋只是TD網絡規劃的一個特殊場景,總的來說,3G比2G的布網要求要復雜得多,更富有挑戰性,更需要時間和精力。中國普天在大規模部署商用3G網絡過程中積累了豐富的網絡規劃和優化經驗,并有志于將這些經驗充分地在施展出來,為通信事業的發展做出一份貢獻。
標準的現狀
自2001年3月3GPPR4發布后,TD-SCDMA標準規范的實質性工作主要在3GPP體系下完成。在R4標準發布之后的兩年多時間里,大唐與其他眾多的業界運營商、設備制造商一起,又經過無數次會議討論、郵件組討論,通過提交的大量文稿,對TD-SCDMA標準規范的物理層處理、高層協議棧消息、網絡和接口信令消息、射頻指標和參數、一致性測試等部分的內容進行了一次次的修訂和完善,使得到目前為止的TD-SCDMAR4規范達到了相當穩定和成熟的程度。
在3GPP的體系框架下,經過融合完善后,由于雙工方式的差別,TD-SCDMA的所有技術特點和優勢得以在空中接口的物理層體現。物理層技術的差別是TD-SCDMA與WCDMA最主要的差別所在:在核心網方面,TD-SCDMA與WCDMA采用完全相同的標準規范,包括核心網與無線接入網之間采用相同的Iu接口;在空中接口高層協議棧上,TD-SCDMA與WCDMA二者也完全相同。這些共同之處保證了兩個系統之間的無縫漫游、切換、業務支持的一致性、QoS的保證等,也保證了TD-SCDMA和WCDMA在標準技術的后續發展上保持相當的一致性。
2006年1月20日已經被宣布為中國的國家通信標準。(注:說法不確切。1月20日國家信息產業部規定為行業標準,而非國家的通信標準)
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