室內(nèi)覆蓋：TD-SCDMA發(fā)展的關(guān)鍵問題

TD-SCDMA系統(tǒng)室內(nèi)覆蓋的主要技術(shù)方案

TD-SCDMA的室內(nèi)分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的分布系統(tǒng)類似，主要由三部分組成：信號源、傳輸和分布系統(tǒng)、元器件和天線。TD-SCDMA的室內(nèi)分布系統(tǒng)可以與其他系統(tǒng)共享相同的單元，出于室內(nèi)傳播環(huán)境和工程上的考慮，智能天線并未引入到室內(nèi)分布系統(tǒng)的覆蓋中。

在TD-SCDMA的室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計和建設(shè)過程中，應(yīng)該根據(jù)覆蓋目標、服務(wù)類型、工程成本等方面的要求綜合考慮，選取適當?shù)男盘栐�、元器件和傳輸介質(zhì)等。實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的技術(shù)方案可分為以下四種：

1.宏蜂窩無線接入方式

這種接入方式是以室外宏蜂窩作為室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的信號源，即無線接入方式。適用于低話務(wù)量和較小面積的室內(nèi)覆蓋盲區(qū)，在市郊等偏遠地區(qū)使用較多。宏蜂窩方式的主要優(yōu)勢在于成本低、工程施工方便、占地面積小。其缺點在于對宏蜂窩無線指標，尤其是掉話率的影響比較明顯。

在密集城區(qū)為了深度覆蓋而采用該方式時，需要留出15dB～20dB的穿透損耗余量，這部分的余量直接導(dǎo)致小區(qū)的半徑縮小，站點數(shù)量增加。但是即便如此，室內(nèi)覆蓋的效果仍然較差，存在大量的覆蓋盲區(qū)，另外嚴重的導(dǎo)頻污染使用戶接收多個強干擾，3G業(yè)務(wù)在室內(nèi)達不到預(yù)期的使用效果。最重要的是其網(wǎng)絡(luò)容量有限，接通率低�；�站的發(fā)射功率很大一部分消耗在穿透損耗上，影響了系統(tǒng)的容量。它適用于建筑物的電磁密閉性較差或建筑物較為稀疏而且話務(wù)量較低的場景。

2.微蜂窩有線接入方式

這種接入方式是以室內(nèi)微蜂窩系統(tǒng)作為室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的信號源，即有線接入方式。適用于覆蓋范圍較大且話務(wù)量相對較高的建筑物內(nèi)，在市區(qū)中心使用較多，解決覆蓋和容量問題。

與宏蜂窩方式相比，微蜂窩方式是更好的室內(nèi)系統(tǒng)解決方案。微蜂窩方式的通話質(zhì)量比宏蜂窩方式要高出許多，對宏蜂窩無線指標的影響甚小，并且具有增加網(wǎng)絡(luò)容量的效果。但微蜂窩在室內(nèi)使用時，受建筑物結(jié)構(gòu)的影響，使其覆蓋受到很大限制。對于大型寫字樓等，如何將信號最大限度、最均勻地分布到室內(nèi)每一個地方，是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化所要考慮的關(guān)鍵。微蜂窩方式的缺點在于成本較為昂貴，需要進行頻率規(guī)劃，需要增建傳輸系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作量大。因此，對宏蜂窩方式或微蜂窩方式的選取，需要綜合權(quán)衡移動網(wǎng)絡(luò)和運營商的多方面因素才能定奪。

采用獨立的微蜂窩基站作為信號源，可以獨立承載話務(wù)量，并且可以分擔宏蜂窩小區(qū)的話務(wù)量。該方式雖然需要傳輸和供電設(shè)備，但是實施簡單，無需機房資源，更重要的是能夠提供更多的網(wǎng)絡(luò)資源，信號穩(wěn)定干凈，抑制導(dǎo)頻污染，可以靈活結(jié)合具體室內(nèi)分布系統(tǒng)來實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋。因此，該方式通常應(yīng)用于面積較大或者人流比較大、話務(wù)量比較高的室內(nèi)覆蓋，如大型購物廣場、候機廳等，但是建設(shè)的成本比較高。

3.直放站

在室外站存在富余容量的情況下，可以通過直放站將室外信號引入室內(nèi)的覆蓋盲區(qū)。由于建設(shè)微蜂窩的設(shè)備投入與工程周期都較大，所以只適合在話務(wù)量集中的高檔會議廳或商場使用。在這種情況下，直放站以其靈活簡易的特點成為解決簡單問題的重要方式。

對于TD-SCDMA系統(tǒng)，由于采用TDD模式上下行處于同一個頻點的不同時隙，所以對其發(fā)射端和接收端的隔離度、上下行發(fā)射的定時、與室外基站的同步方面有較高的要求。直放站在放大轉(zhuǎn)發(fā)上行信號過程中會增加信號的傳輸時延，對于信號質(zhì)量有可能產(chǎn)生負面影響。對于TD-SCDMA系統(tǒng)中直放站的使用有待進一步研究。

4.拉遠單元方式

拉遠單元方式包括射頻拉遠（RRU）和中頻拉遠兩種方式。

射頻拉遠方式可以提供接近微蜂窩基站作為信號源的覆蓋效果，即將基站中的射頻部分取出通過光纖與基站中的數(shù)字基帶部分相連，剩下的控制加基帶部分被稱為支持遠端模塊的“宿主基站”。遠端模塊共享宿主基站的基帶資源。RRU避免了直放站信號的簡單重復(fù)放大，且不像直放站僅改變原有扇區(qū)的覆蓋拓撲，而是占用一定的基帶資源提供容量服務(wù)，不會產(chǎn)生直放站的接收底噪抬升以至飽和自激的問題。優(yōu)點在于建設(shè)的成本較低，無需嚴格的機房和建站條件，可以靈活地結(jié)合具體的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)。缺點是要仔細核算基站的基帶所能承載的處理能力，同時遠端無線接入設(shè)備需要獨立的傳輸和供電設(shè)備。

對于TD-SCDMA系統(tǒng)，射頻電纜在2GHz以上頻段的損耗比較大，拉遠距離短，一般在60m左右，且射頻電纜數(shù)量多，也相應(yīng)帶動其他輔材數(shù)量的增加，給基站成本很大壓力。射頻拉遠技術(shù)在降低饋線損耗和電纜數(shù)量及安裝難度控制等方面面臨著極大的困難，導(dǎo)致了建設(shè)成本偏高的后果。此時采用中頻拉遠方案就可以很好地解決上述問題，即將無線基站中的模擬射頻收發(fā)部分與無線基站的基帶數(shù)字信號處理部分在模擬中頻處分開，形成遠端射頻前端設(shè)備與室內(nèi)單元。中頻拉遠技術(shù)通過基站室內(nèi)單元的模擬中頻接口，將射頻的收發(fā)信機拉遠至天線附近。下行方向?qū)⒅蓄l信號傳輸?shù)缴漕l前端，經(jīng)混頻后轉(zhuǎn)換為射頻信號，再由天線發(fā)射；上行方向?qū)�從天線發(fā)射過來的射頻信號在前端混頻為中頻信號，通過中頻傳輸系統(tǒng)傳回到基站室內(nèi)單元。遠端射頻前端設(shè)備與室內(nèi)單元間可以用有線和無線傳輸手段相連接，其介質(zhì)可以是中頻電纜、光纖等。與傳統(tǒng)的射頻拉遠技術(shù)相比，中頻拉遠技術(shù)具有電纜數(shù)量少、傳輸距離遠、組網(wǎng)靈活、成本大幅降低等顯著優(yōu)點。

室內(nèi)信號分布的主要方式

室內(nèi)信號分布主要有如下4種方式，如表1所示。

表1 幾種信號分布方式的比較

1.無源天饋分布方式

通過無源器件和天線、饋線等，將信號傳送和分配到室內(nèi)所需環(huán)境，以得到良好的信號覆蓋，用于中小型地區(qū)。

2.有源分布方式

通過有源器件(有源集線器、有源放大器、有源功分器、有源天線等)和天饋線進行信號放大和分配。

3.光纖分布方式

主要利用光纖來進行信號分布，適合于大型和分散型室內(nèi)環(huán)境的主路信號的傳輸。

4.泄漏電纜分布方式

信號源通過泄漏電纜傳輸信號，并通過電纜外導(dǎo)體的一系列開口，在外導(dǎo)體上產(chǎn)生表面電流，從而在電纜開口處橫截面上形成電磁場，這些開口就相當于一系列的天線起到信號的發(fā)射和接收作用，它適用于隧道、地鐵、長廊等地形。

總的來說，信號分布系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)覆蓋區(qū)域的具體情況，組合無源、有源、光纖、泄漏等方式，進行綜合性的分析。在實際使用中，室內(nèi)分布系統(tǒng)可使每個微蜂窩覆蓋范圍增至幾十層樓左右，如果加裝干線放大器，覆蓋范圍還可大幅度增加。