3G基站選址及其在多系統(tǒng)間的可用性分析（下）

3.2　TD-SCDMA與WCDMA覆蓋能力的差異

由于TD-SCDMA小區(qū)呼吸效應(yīng)不明顯，其覆蓋能力主要取決于鏈路預(yù)算，而鏈路預(yù)算的結(jié)果取決于信號的發(fā)射功率、接收機(jī)靈敏度、干擾及噪聲強(qiáng)度、天線增益、處理增益等因素。

（1）WCDMA與TD-SCDMA鏈路預(yù)算主要參數(shù)區(qū)別

◆賦形增益

由于TD-SCDMA中引入了智能天線，所以帶來有賦形增益，一般取7dB-9dB，而WCDMA系統(tǒng)中沒有。

◆切換增益

在WCDMA中使用了軟切換，通過多條不相關(guān)鏈路的分集合并帶來有軟切換增益，一般在鏈路預(yù)算中取3dB，而TD-SCDMA采用的是接力切換，在業(yè)務(wù)信道上只有一條鏈路，所以可以認(rèn)為基本上不存在切換增益。

◆處理增益

在WCDMA中，計算處理增益一般簡單通過碼片速率與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)速率之比計算；但是由于TD-SCDMA又具有TDMA的特點，根據(jù)規(guī)范，得到處理增益為：

其中Rc為信道編碼器速率，M為數(shù)據(jù)符號集合大小，B為用戶帶寬，Q為每個符號的chip數(shù)目，Tc為一個chip持續(xù)時間。

由于上述公式計算比較復(fù)雜，可以采用比較簡單的等效算法，在WCDMA計算處理增益的基礎(chǔ)上再考慮TD-SCDMA中時隙的特點，比如對于12.2kb/s的語音業(yè)務(wù)，其處理增益為：

　　
　　其中6400為5ms子幀包含的碼片數(shù)目，352*2為一個時隙中數(shù)據(jù)部分的碼片數(shù)目。

◆干擾余量

WCDMA是干擾受限的系統(tǒng)，隨著負(fù)荷的上升，系統(tǒng)干擾也不斷升高，負(fù)荷因子如下：

　　
　　其中N為用戶數(shù)，Rj為用戶j的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)速率，為用戶j的激活因子，W為碼片速率，i為其他小區(qū)干擾與本小區(qū)干擾之比。

由于負(fù)荷增加而帶來的噪聲提升（干擾余量）為：

　　
　　一般在WCDMA規(guī)劃中取上行負(fù)荷為50%，由此引起的干擾余量為3dB。在TD-SCDMA中還采用了TDMA和FDMA方式，同時引入了聯(lián)合檢測算法，理論上可以消除本小區(qū)內(nèi)用戶之間的干擾，但考慮到實際情況，隨著用戶數(shù)的增加，干擾還是有一定程度上升，只是沒有WCDMA那么明顯的呼吸效應(yīng)。目前建議在鏈路預(yù)算時取2dB。

◆功控余量

WCDMA中功率控制速率為1500次/s，能有效抵抗慢速運動終端受快衰落的影響，一般留3dB的功控余量；而TD-SCDMA功控為200次/s，不足以跟上快衰落變化，終端的功率提升也比較低，一般取1 dB。

（2）TD-SCDMA與WCDMA上行鏈路預(yù)算

根據(jù)以上介紹的相關(guān)參數(shù)計算，可以得到TD-SCDMA和WCDMA的大致覆蓋距離，如表2所示：

表2　TD-SCDMA與WCDMA上行鏈路預(yù)算對比

項目TD-SCDMAWCDMA

業(yè)務(wù)類型12.2k話音12.2k話音CS64KPS128

移動臺發(fā)射功率24dBm21dBm24dBm24dBm

波束賦形增益7dB000

軟切換增益03dB3dB3dB

擴(kuò)頻處理增益11dB21dB17.8dB

干擾余量2dB3dB3dB3dB

功控余量1dB3dB3dB　

需要的Eb/No6　4.8　

基站饋線損耗0(功放安裝在天線口)3～4dB3～4dB3～4dB

最大允許的路徑損耗122.61dB124.11dB123.32dB122.81dB

從表2可以看出，在密集市區(qū)，TD-SCDMA語音業(yè)務(wù)上行覆蓋能力與WCDMA PS128K業(yè)務(wù)近似，因TD-SCDMA系統(tǒng)呼吸效應(yīng)不明顯，各類業(yè)務(wù)覆蓋半徑相近。在3G網(wǎng)絡(luò)部署時，密集市區(qū)一般要求128kb/s連續(xù)覆蓋，普通市區(qū)要求CS64kb/s連續(xù)覆蓋。在密集市區(qū)、普通市區(qū)范圍內(nèi)，基站的覆蓋能力主要受限于無線環(huán)境，再根據(jù)TD-SCDMA和WCDMA的鏈路預(yù)算結(jié)果，TD-SCDMA和WCDMA基站覆蓋能力相當(dāng)。在農(nóng)村區(qū)域一般要求12.2kb/s連續(xù)覆蓋，最大允許的路徑損耗TD-SCDMA比WCDMA大2dB左右。根據(jù)傳播模型，TD-SCDMA基站覆蓋半徑為WCDMA覆蓋半徑的80%-90%左右，但在農(nóng)村，往往取決于鄉(xiāng)村、鎮(zhèn)的分布。在道路上，TD-SCDMA需要通過直放站、RRU等補(bǔ)充覆蓋。

（3）TD-SCDMA下行覆蓋功率要求

在WCDMA中，下行可能會出現(xiàn)功率受限。對于TD-SCDMA系統(tǒng)，由于部分公共信道與專用信道采用時分方式隔離，部分公共信道的發(fā)射功率與專用信道的發(fā)射功率相對獨立，而同時時分技術(shù)將用戶分配到不同的時隙上，時分復(fù)用保證了業(yè)務(wù)信道也有很好的功率分配，并且使影響自干擾的因素顯著降低。一般情況下，目前2W*8的功放對于公共信道和專用信道下行覆蓋功率可以滿足要求，足以保證上下行覆蓋的平衡。

3.3　TD-SCDMA與WCDMA工程實施的差異

TD-SCDMA與WCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相似，各制造商提供的基站設(shè)備參數(shù)、尺寸也相差不大。由于TD-SCDMA采用了智能天線技術(shù)，在工程實施方面的差異主要是在天饋系統(tǒng)方面。

WCDMA的天饋系統(tǒng)與GSM、CDMA（IS-95）差別不大，普通天線對天面承重要求不高，而TD-SCDMA由于天線、功放都放在天面，對天面的承重要求高。同時，TD-SCDMA采用智能天線技術(shù)，基站側(cè)的信號收發(fā)都采用8根天線。智能天線主要有定向板狀天線和全向圓形天線，如圖4所示，板狀天線尺寸一般為：1200mm×600mm×100mm左右，重量約15公斤，全向天線高約800mm、直徑約250mm，重量約8公斤。智能天線每扇區(qū)需要8根1/2饋線，還需要安裝GPS天線一根。因此，TD-SCDMA需要更多的安裝空間和更嚴(yán)格的安裝條件。

（1）線纜數(shù)量多

由于智能天線中每根天線陣元均需要與基站相連，饋線數(shù)量增多，正常情況下，三個扇區(qū)有8×3=24根饋線，2×3=6根電源及控制線，1根GPS饋線，共需要31根線纜。當(dāng)然，如果犧牲天線增益和網(wǎng)絡(luò)性能，也可以減少天線數(shù)量，從而減少線纜數(shù)量，但不是根本的解決辦法。一些廠家也可能采用多根線纜捆綁的方式，但總的線纜直徑減少不多，反而使價格增加不少。由于線纜變粗變硬，彎曲半徑有所增加，都將增加工程布放走線的難度。

（2）塔放規(guī)格參數(shù)

TD-SCDMA中的功率放大器（塔放）具有其他系統(tǒng)中的下行功放和上行低噪聲放大器的兩種功能。在WCDMA和CDMA2000系統(tǒng)中，每個扇區(qū)對應(yīng)一個功放；而TD-SCDMA系統(tǒng)中由于采用了智能天線技術(shù)，塔放數(shù)量和天線陣元數(shù)量是相一致的，通常需要8個塔放。目前廠家將8個塔放集合在2個物理實體。如圖5所示：
 

　　圖5　全向智能天線外形及塔放機(jī)箱外觀示意圖

表3為目前主要塔放產(chǎn)品的規(guī)格參數(shù)。

表3　主要廠家基站室外功放單元（TPA）規(guī)格參數(shù)

廠家大唐鼎橋

機(jī)箱外形尺寸（mm）寬400290

高586488

厚247352

重量（kg）　2324

（3）支撐設(shè)備

智能天線尺寸變大，同時需要在室外安裝功率放大器（塔放），為保證天線安全性，支撐桿需要更粗，斜支撐占地面積也相應(yīng)增加。

（4）全向圓形天線安裝條件更苛刻

第一，抱桿高度必須低于天線本身；第二，避雷針需要離開天線1.5m，并且避雷針要細(xì)，采用另外的抱桿；第三、天線須處于環(huán)境的最高點，周圍至少40m至50m沒有明顯的反射物；第四，要求架設(shè)時盡可能垂直于地面。

（5）重量相比普通天線增加，對天面負(fù)荷提出更高要求。

（6）智能天線使用前需要校準(zhǔn)，其迎風(fēng)面積也比普通天線大，因此安裝施工要求更高。

（7）智能天線相比普通天線更容易引起周圍住戶的注意，進(jìn)行天線美化難度和建站成本也相應(yīng)提升。

（8）為了實現(xiàn)上行低噪聲放大器的功能，塔放必須盡量靠近天線口。同時，由于塔放為有源器件，與無源器件相比，更易出現(xiàn)故障。同時，室外線纜太多，故障點增多，維護(hù)時要爬到鐵塔或桅桿上進(jìn)行更換。因此，維護(hù)量增多，維護(hù)難度也增大。

4、總結(jié)

由于TD-SCDMA采用了較多先進(jìn)的技術(shù)，特別是智能天線技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃較WCDMA要簡單。但同時也是因為智能天線的本身條件所限，TD-SCDMA的站址選址難度加大，工程施工難度、維護(hù)難度均加大。但是，由于兩種系統(tǒng)基站覆蓋能力相當(dāng)，在密集市區(qū)和普通市區(qū)基站站址只要在儲備過程中預(yù)留足夠的天面安裝空間，保證天面的承重負(fù)荷，有充裕的饋線路由空間，業(yè)主對天線尺寸不反感。對于按照WCDMA系統(tǒng)選擇的站點，如果使用在TD-SCDMA系統(tǒng)中一般是可以使用的。在農(nóng)村選址時，以建地面機(jī)房和落地塔為主，相對于城市，選址和工程施工難度小很多，但由于TD-SCDMA基站覆蓋半徑為WCDMA覆蓋半徑的80%～90%左右，部分鄉(xiāng)村、鎮(zhèn)和道路，需要后期通過直放站、RRU等補(bǔ)充覆蓋。