TD-SCDMA无线接入网传输解决方案设计
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xx大学
计算机与通信学院
2011年秋季学期
题目:TD-SCDMA无线接入网传输解决方案设计专业班级:
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TD-SCDMA无线接入网由若干个通过Iu接口连接到CN的无线网络子系统RNS组成。
其中一个RNS包含一个RNC和一个或多个Node B,而Node B通过Iub接口与RNC相连接。
在无线接入网内部,RNC之间通过Iur接口进行信息交互。
本次通信系统综合训练通过解了TD-SCDMA系统的特点,熟悉TD-SCDMA无线接入网内部结构,对TD-SCDMA无线接入网传输解决方案进行了规划设计。
关键字:TD-SCDMA;TD;组网方案;覆盖方案
随着新一轮通信产业的变革,3G已经成为时下最热门的话题之一,而作为我国自主的3G标准,TD-SCDMA自然成为了国内应用的先行者。
TD-SCDMA是TimDivision-Synchronous Code Division Multiple Access(时分同步码分多址)的简称,是一种第三代无线通信的技术标准。
该标准是中国制定的3G标准。
1999年6月29日,中国原邮电部电信科学技术研究院(现大唐电信科技股份有限公司)向ITU提出了该标准。
该标准将智能天线、同步CDMA和软件无线电(SDR)等技术融于其中。
另外,由于中国庞大的通信市场,该标准受到各大主要电信设备制造厂商的重视,全球一半以上的设备厂商都宣布可以生产支持TD-SCDMA标准的电信设备。
TD-SCDMA无线接入网由若干个通过Iu接口连接到CN的无线网络子系统RNS组成。
其中一个RNS包含一个RNC和一个或多个Node B,而Node B通过Iub接口与RNC相连接。
在无线接入网内部,RNC之间通过Iur接口进行信息交互。
目前,国家已就TD展开了多次的试验网络建设,TD的国内商用呈现呼之欲出的态势。
在准备TD业务时,作为基础网络的承载网是每个运营商最先考虑的因素之一。
只有具备可靠、成熟、足以支撑大量3G新增业务的承载网,才能保证未来TD业务的顺利开展和运营。
本文将结合中兴通讯建设在国内建设TD承载网的经历,分享TD建设经验,提出相关组网方案。
目录
摘要 (1)
前言 (2)
1.1 移动通信技术发展 (1)
1.2 TD-SCDMA网络简介 (1)
二、TD-SCDMA无线接入网络结构和接口 (5)
2.1 TD-SCDMA无线接入网结构 (5)
2.2 无线网接口 (7)
三、TD-SCDMA无线接入网络规划及总体方案介绍 (10)
3.1 频率和码规划 (10)
3.2 时隙规划 (10)
3.3 覆盖规划 (11)
3.4 容量规划 (11)
3.5 分布式覆盖方案介绍 (11)
3.6 网络建设策略 (14)
3.7 网络扩容方案探讨 (15)
四、典型区域无线接入网覆盖总体方案分析 (17)
4.1 密集市区、市区覆盖方案分析 (17)
4.2郊区、农村覆盖方案分析 (17)
4.3 特殊区域方案分析 (18)
五、TD-SCDMA无线覆盖解决方案 (20)
5.1 无线立体化覆盖解决方案建议 (20)
5.2宏蜂窝面覆盖解决方案 (21)
5.3 线覆盖解决方案 (22)
5.4 点覆盖解决方案 (23)
5.5特殊场景覆盖解决方案 (25)
总结 (26)
参考文献 (27)
一、TD-SCDMA概述
1.1 移动通信技术发展
图0-移动通信发展史
第一代移动通信系统的典型代表是美国AMPS系统和后来改进型系统TACS,以及NMT 和NTT等,AMPS(先进移动电话系统)使用模拟蜂窝传输的800MHz频带,在美洲和部分环太平洋国家广泛使用;TACS(全向入网通信系统)是80年代欧洲的模拟移动通信的制式,也是我国80年代采用的模拟移动通信制式,使用900MHz频带。
而北欧也于瑞典开通了NMT (Nordic 移动电话)系统,德国开通C-450系统等。
第一代移动通信系统为模拟制式,以FDMA技术为基础。
第二代移动通信系统(2nd Generation,2G)是以传送语音和数据为主的数字通信系统,典型的系统有GSM(采用TDMA方式)、DAMPS、IS-95 CDMA和日本的JDC(现在改名为PDC)等数字移动通信系统。
2G除提供语音通信服务之外,也可提供低速数据服务和短消息服务。
第三代移动通信系统(3rd Generation,3G),国际电联也称IMT-2000(International Mobile Telecommunications in the year 2000),欧洲的电信业巨头们则称其为UMTS(通用移动通信系统),包括WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000三大标准。
它能够将语音通信和多媒体通信相结合,其可能的增值服务将包括图像、音乐、网页浏览、视频会议以及其他一些信息服务。
3G意味着全球适用的标准、新型业务、更大的覆盖面以及更多的频谱资源,以支持更多用户。
3G系统与现有的2G系统有根本的不同。
3G系统采用CDMA 技术和分组交换技术,而不是2G系统通常采用的TDMA技术和电路交换技术。
在电路交换的传输模式下,无论通话双方是否说话,线路在接通期间保持开通,并占用带宽。
与现在的2G系统相比,3G将支持更多的用户,实现更高的传输速率。
1.2 TD-SCDMA网络简介
TD-SCDMA网络支持核心网GSM-MAP。
该系统特别适合于在城市人口密集区提供高密度大容量语音、数据和多媒体业务。
它在上行链路各终端发出的信号在基站解调器处完全同步,
通过软件及物理层设计来实现,这样可使得正交扩频码的各个码道在解扩时完全正交,相互间不产生干扰,克服异步CDMA多址技术由于每个终端发射的码道信号到达基站的时间不同,造成码道非正交所带来的干扰问题。
TD-SCDMA网络特点可归纳为:
(1)TDD方式便于提供非对称业务。
工作在TDD模式下的TD-SCDMA系统在同一载波上交替进行上、下链路传输,这就使得系统可以根据不同的业务类型来灵活地调整链路的上、下行转换点,以适应传输对称业务和非对称业务的要求。
同时TDD方式使得系统无需使用成对的频段。
(2)智能天线。
该系统的上、下行信道使用同一载频,上、下行射频信道完全对称,从而有利于智能天线的使用。
(3)联合检测。
TD-SCDMA系统采用的低码片速率有利用于各种联合检测算法的实现。
(4)同步CDMA。
提高了TD-SCDMA系统的容量和频谱利用率,简化了电路,降低成本。
(5)软件无线电。
在TD-SCDMA系统中,软件无线电可用来实现智能天线、同步检测、载波恢复和各种基带信号处理等功能。
1.2.1 第三代移动通信系统的主要目标
1、具有高层次的业务质量,其中包括:
(1)提高话音和数据质量,支持网络的无缝连接;
(2)较好地解决传输误码和系统时延问题,因为移动数据业务对误码率和传输时延提出了更高的要求;
(3)提高频谱利用率,从而增加系统容量,以满足话音及多种数据业务的要求。
2、提供多种新型业务,包括宽带数据和视频业务。
3、具有高度的系统灵活性。
其灵活性表现在实现统一接口,以规范无线寻呼、陆地蜂窝、无绳电话、卫星移动通信等多种系统。
该系统必须能与各种形式的广域网进行相互操作及网络集成。
灵活性还包括多功能、多环境能力、多操作模式、多频段运行等,以实现全球无缝漫游。
4、具有良好的系统兼容性能,首先必须能够与GSM等第二代移动通信系统兼容。
1.2.2 第三代移动通信网络
第三代移动通信由卫星移动通信网和地面移动通信网所组成。
它们将形成一个对全球无缝覆盖的立体通信网络,满足城市和偏远地区各种用户密度及高速移动(对TDD方式为120km/h,FDD方式为500km/h)的需求,并支持话音、数据和多媒体等多种业务,最高速率可达2Mbit/s以上,基本满足个人通信的要求。
(1)核心网:它是移动网络的核心,在3G初期,将从GSM网络概念出发:在电路域(如
电话等业务)仍然采用程控交换技术;对包交换数据,使用GPRS类似的方法,基于ATM 的技术。
2005年后,向全IP技术过渡。
(2)无线接入网:完成用户终端向核心网络进行无线接入的全部处理,是移动网络的最主要部分。
(3)用户终端:它不仅是2G的手持机,而更可能是功能完善的智能个人终端。
(4)连接各设备之间的接口:无线接入网到核心网之间的Iu接口、RNC之间的Iur接口、RNC与Node_B之间的Iub接口以及终端和无线接入网之间的Uu接口。
1.2.3 TD-SCDMA的主要优势
作为一种ITM-2000的无线传输技术,TD-SCDMA的核心是使用智能天线等新技术,尽可能地提高CDMA系统的频谱利用率,满足IMT-2000的要求。
简单地说,TD-SCDMA就是一种基于智能天线的时分双工、同步CDMA系统。
1、时分双工方式及帧结构
TD-SCDMA采用了TDD双工方式,设计了1个多时隙的帧结构,它将3GPP标准中的1个10ms的无线帧分为2个子帧,每个子帧又设计了7个业务时隙,此外,还有上下行导引时隙(DwPTS和UpPTS)和作为收发间隔的保护时隙(G)。
将时隙设计得比较小,并使用子帧的目的是为了支持智能天线的应用;设计导引时隙是为了实现同步CDMA。
在每个基本业务单元中,将业务数据安放在单元的两边;中间设计了中间码(Midamble),应用于同步及信道估计,为使用联合检测而准备的,并将缺少保护和纠错的物理层信令安放在中间码两旁。
整个帧结构设计方法是我们所特有的,是为满足系统技术而设计的。
2、TDD与FDD双工方式相比有如下优点:
(1)只需要单一载波频率,频谱使用有较高的灵活性;
(2)上下行使用相同载波频率,可以通过对上行链路的估值获得上下行电波传播特性,便于使用诸如智能天线、预Rake接收等技术以提高系统性能;
(3)便于支持上下行不对称业务;
(4)产品简单,成本低。
但是,TDD采用不连续接收和发射,在对抗多径衰落及多普勒频移等方面不如FDD。
20世纪80年代以来,均认为TDD方式主要使用于微小区,难以支持较大的小区范围和较高的移动速度。
在TD-SCDMA系统中,采用智能天线技术加上联合检测技术克服了TDD方式的缺点,在小区覆盖方面和WCDMA相当,支持的移动速度也达到250km/h,完全满足单独组网的要求。
3、TD-SCDMA技术的高性能主要表现在:
(1)频谱灵活性和支持蜂窝网的能力1 TDSCDMA仅需要1.6 MHZ的最小带宽。
若带宽为5 MHz则支持3个载波,在一个地区可组成蜂窝网,支持移动业务,并可通过自动信道分配(DCA)技术提供不对称数据业务。
这些都是UTRA TDD所不能提供的。
(2)高频谱利用率TD-SCDMA为对称话音业务和不对称数据业务提供的频谱利用率比UTRA TDD高一倍。
换言之,在使用相同频带宽度时,TD-SCDMA可支持多一倍的用户。
(3)多种使用环境1 TD-SCDMA系统是按照ITU要求的三种环境设计的,而UTRA TDD则不支持移动环境。
(4)设备成本在无线基站方面,TD-SCDMA的设备成本至少比UTRA TDD低30%。
二、TD-SCDMA无线接入网络结构和接口
2.1 TD-SCDMA无线接入网结构
无线接入网包括一系列物理实体来管理接入网资源,无UE提供接入核心网的机制。
UMTS的无线接入网(UTRAN)由无线网络系统(RNS)组成,这些RNS通过Iu接口和核心网连接。
一个RNS包括一个无线网络控制器(RNC)和一个或多个Node B。
UTRAN的结构如图2-1所示。
Node B支持FDD、TDD模式或者双模式,通过Iub接口和RNC连接。
RNC 负责UE的切换控制,提供支持不同Node B间宏分集的组合/分裂等功能。
RNS之间的RNC 通过Iur接口相连。
Iur接口可以通过RNC之间的物理连接直接相连,也可以通过任何合适的传输网络相连。
图2.1UTRAN结构示意
1、SRNC和DRNC的关系
图 2.2 SRNC和DRNC
(1)RNS:Radio Network Subsystem,一个RNC和其管辖下的所有NodeB的总称;
(2)SRNC:Serving RNC,服务RNC。
同CN相连的RNS叫SRNS,即服务RNS。
这个RNS中的RNC就叫做SRNC;SRNC负责启动/终止用户数据的传送、控制和核心网的Iu 连接以及通过无线接口协议和UE进行信令交互。
SRNC执行基本的无线资源管理操作,比
如将RAB 参数转化成Uu 接口的信道参数、切换判决和外环功控等。
(3)DRNC :Drift RNC ,漂移RNC ;是指从SRNC 以外的其他RNC ,控制UE 使用的小区资源,可以进行宏分集合并、分裂。
和SRNC 不同的是,DRNC 不对用户平面的数据进行数据链路层的处理,而在Iub 和Iur 接口间进行透明的数据传输。
(4)CRNC :Control RNC ,控制RNC 。
SRNC 和DRNC 都是该UE 的CRNC 。
2、UTRAN 通用协议模型 物理层
信令承载ALCAP 应用协议无线网络层
传输网络层控制面
传输网络控制面数据流
数据承载
信令承载传输网络用户面
传输网络用户面
图 0-UTRAN 通用协议模型
可以从图上看到,UTRAN 层次从水平方向上可以分为传输网络层和无线网络层;从垂直方向上则包括四个平面:控制平面、用户平面、传输网络层控制平面、传输网络层用户平面。
(1)控制平面:包含应用层协议,如:RANAP 、RASAP 、NBAP 和传输层应用协议的信令承载。
(2)用户平面:包括数据流和相应的承载,每个数据流的特征都由一个和多个接口的帧协议来描述。
(3)传输网络层控制平面:为传输层内的所有控制信令服务,不包含任何无线网络层信息。
它包括为用户平面建立传输承载(数据承载)的ALCAP 协议, 以及ALCAP 需要的信令承载。
(4)传输网络层用户平面:用户平面的数据承载和控制平面的信令承载都属于传输网络层的用户平面。
用户面
2.2 无线网接口
2.2.1 空中接口Uu PDC PDC Contro Contro
Contro Contro
Contro
RRC
MAC 物理层
BMC RLC RLC
RLC RLC RLC RLC RLC RLC P P 传输信道
逻辑信道
无线承载l l l l
l
控制面信令用户面消息Uu 接口边界
L1L2/MAC
L2/RLC
L2/BMC
L2/PDCP L3
图 0-Uu 接口 无线接口从协议结构上可以划分为三层:物理层(L1)、数据链路层(L2)、网络层(L3)
1、L2分为控制平面(C-平面)和用户平面(U-平面)。
在控制平面中包括媒体接入控制MAC 和无线链路控制RLC 两个子层;在用户平面除MAC 和RLC 外,还有分组数据会聚协议PDCP 和广播/多播控制协议BMC 。
2、L3也分为控制平面(C-平面)和用户平面(U-平面)。
在控制平面上,L3的最低层为无线资源控制(RRC ),它属于接入层(AS ),终止于RAN 。
移动性管理(MM )和连接管理(CM )等属于非接入层(NAS ),其中CM 层还可按其任务进一步划分为呼叫控制(CC )、补充业务(SS )、短消息业务(SMS )等功能实体。
接入层通过业务接入点(SAP )承载上层的业务,非接入层信令属于核心网功能。
3、RLC 和MAC 之间的业务接入点(SAP )提供逻辑信道,物理层和MAC 之间的SAP 提供传输信道。
RRC 与下层的PDCP 、BMC 、RLC 和物理层之间都有连接,用以对这些实体的内部控制和参数配置。
Establish RRC Connection Release RRC
Connection UTRA RRC Connected Mode
UTRA:Inter-RAT Handover GSM:Handover Establish RRC Connection
Release RRC
Connection URA_PCH
CELL_PCH GSM Connected Mode
Establish RR Connection Release RR Connection Idle Mode
Camping on a UTRAN cell 1Camping on a GSM / GPRS cell 1
GPRS Packet Idle Mode 1
GPRS Packet Transfer Mode Initiation of temporary block flow Release of
temporary
block flow Cell reselection
CELL_DCH out of
service in
service CELL_FACH
out of
service in
service out of
service in
service
图 0- RRC 状态转移图
(1)UE 的状态基本是按照UE 使用的信道来定义的。
✧ CELL_DCH 状态是UE 占有专用的物理信道。
✧ CELL_FACH 状态是UE 在数据量小的情况下不使用任何专用信道而使用公共信道。
上行
使用RACH 、下行使用FACH 。
这个状态下UE 可以发起小区重选过程,且UTRAN 可以
确知UE 位于哪个小区。
✧ CELL_PCH 状态下UE 仅仅侦听PCH 和BCH 信道。
这个状态下UE 可以进行小区重选,
重选时转入CELL_FACH 状态,发起小区更新,之后再回到CELL_PCH 状态。
网络可以
确知UE 位于哪个小区。
✧ URA_PCH 状态和CELL_PCH 状态相似,但网络只知道UE 位于哪个URA 区。
CELL_PCH 和URA_PCH 状态的引入是为了UE 能够始终处于在线状态而又不至于浪费无线资源。
2.2.2 Iub 口
Iub 接口是RNC 和Node B 之间的接口,完成RNC 和Node B 之间的用户数据传送、用户数据及信令的处理和Node B 逻辑上的O&M 等。
它是一个标准接口,允许不同厂家的互联。
功能:管理Iub 接口的传输资源、Node B 逻辑操作维护、传输操作维护信令、系统信息管理、专用信道控制、公共信道控制和定时以及同步管理。
2.2.3 Iur 口
Iur 接口是两个RNC 之间的逻辑接口,用来传送RNC 之间的控制信令和用户数据。
它是一个标准接口,允许不同厂家的互联。
功能:Iur口是Iub口的延伸。
它支持基本的RNC之间的移动性、支持公共信道业务、支持专用信道业务和支持系统管理过程。
2.2.4 Iu口
Iu接口是连接UTRAN和CN的接口,也可以把它看成是RNS和核心网之间的一个参考点。
它将系统分成用于无线通信的UTRAN和负责处理交换、路由和业务控制的核心网两部分。
(1)结构:一个CN可以和几个RNC相连,而任何一个RNC和CN之间的Iu接口可以分成三个域:电路交换域(Iu-CS)、分组交换域(Iu-PS)和广播域(Iu-BC),它们有各自的协议模型。
(2)功能:Iu接口主要负责传递非接入层的控制信息、用户信息、广播信息及控制Iu 接口上的数据传递等。
三、TD-SCDMA无线接入网络规划及总体方案介绍
3.1 频率和码规划
TD-SCDMA系统占用15MHz频谱,其中2010MHz~2025MHz为一阶段频段,干扰小,划分为3个5MHz的频段。
每个载频占用带宽为1.6MHz,因此对于5M、10M、15M 带宽,分别可支持3、6、9个载频,可以同频组网或异频组网。
同频组网频谱利用率高,邻小区同频干扰大,需损失一定容量换取性能改善;异频组网能有效减少邻小区同频干扰的影响,改善系统性能,但频谱利用率较低,需要更多的频率资源。
目前TD系统的频率规划多采用N频点方案,即每扇区配置N个载波,其中包含一个主载频、N-1个辅载频。
公共控制信道均配置于主载频,辅载频配置业务信道。
主载频和辅助载频使用相同的扰码和mi-damble码。
N频点方案可以降低系统干扰,提高系统容量,改善系统同频组网性能。
TD-SCDMA系统使用具有对应关系的下行导频码、上行导频码、扰码和Midamble码。
TD-SCDMA系统128个基本扰码按编号顺序分为32个组,每组4个,每个基本扰码用于下行UE区分不同的小区。
在码规划中,首先确定每个逻辑小区下行导频码在32个可选码组中的对应序号,然后根据所处的序列位置在对应的4个扰码中为小区选择一个合适的扰码。
基本Midamble码与扰码一一对应,可随着扰码的确定而确定。
相比于WCD-MA的512个码字,TD-SCDMA系统码资源相对较少,因此TD扰码规划较WCDMA网络要求更高。
3.2 时隙规划
TD-SCDMA系统可以灵活配置上下行时隙转换点,来适应不同业务上下行流量的不对称性。
合理配置上下行时隙转换点是提高系统频谱利用率的有效手段。
在具体进行时隙比例规划时,可以根据业务发展状况灵活配置,根据上下行承载所占BRU比例进行时隙比例的计算。
业务发展初期,适应语音业务上下对称的特点可采用3∶3(上行∶下行)的对称时隙结构;数据业务进一步发展时,可采用2∶4或1∶5的时隙结构。
时隙灵活配置在提高资源利用率的同时,可能带来相邻小区之间由于上下行时隙分配比例不一致造成的干扰。
因此在网络规划与组网时,可对上下行时隙比例的分配采取如下原则,对干扰进行适当规避:(1)尽量避免任意分配上下行时隙比例,而应按照不同区域上下行业务流量要求,对大片区域采用统一的上下行时隙比例,使得这种干扰只在两个不同区域交界处发生;(2)在不同时隙比例的交界处,对于上下行时隙交叠的时隙,上行时隙容量损失比下行时隙严重,所能承载的用户较少,因此,不同时隙比例的交界处应选在有较多上行容量空余的区域;(3)应该避免相邻基站上下行时隙比例差异过大(如1∶5和5∶1相邻);(4)上下行时隙比例通常作为小区参数来配置,对于同一个扇区下的所有小区的上下行时隙比例应一致,同一基站内的多个扇区的时隙比例也最好相同。
特
殊情况下可以通过动态信道调整、空间隔离、避免基站天线正对和牺牲容量等方式来规避干扰。
网络规划是无线网络建设运营前的关键步骤,主要根据无线传播环境、业务、社会等多方面因素,从覆盖、容量、质量三方面对网络进行宏观配置。
TD-SCDMA系统采用时分码分结合多址方式、智能天线、联合检测、接力切换、动态信道分配等一系列新型关键技术和无线资源算法,提高系统性能,为网络规划带来很多新特点,如不同业务的覆盖具有一致性、小区呼吸效应不明显、上下行信道配置灵活等。
3.3 覆盖规划
TD-SCDMA系统覆盖性能主要取决于两方面,一是上下行时隙转换保护长度对覆盖的限制,二是链路预算。
TD-SCDMA在下行导频时隙和上行导频时隙之间有96个码片宽的保护带,限制了小区覆盖范围不能超过11.25km。
如果通过DCA锁住第一个上行时隙,基站理论覆盖距离可进一步扩大。
链路预算是TD-SCDMA网络覆盖规划的关键,分为上行和下行。
下行链路预算复杂,且一般基站的发射功率远大于手机发射功率,因此一般通过计算上行链路来确定小区覆盖半径,然后从覆盖受限方面估计出基站数目。
TD-SCDMA链路预算指标受其独特的帧结构、TDD双工方式、智能天线、联合检测和接力切换等关键技术影响。
根据TD-SCDMA独特的帧结构,要分别考虑导频信道、BCH 信道等公共信道和业务信道的功率分配、干扰储备和天线增益。
实际工程设计中,TD-SCDMA系统的链路预算应根据具体无线网络传播环境、网络设计目标、厂家设备性能、具体工程参数设定等进行具体调整。
3.4 容量规划
TD-SCDMA系统采用多种关键技术使得小区内和小区外的干扰基本被抑制,因此具有更大的频谱利用率和容量。
TD-SCDMA系统容量特点主要有:各种业务基本同径覆盖、小区呼吸效应不明显、接力切换没有宏分集、切换比较容易控制、上下行容量与时隙比例和最大发射功率有关。
多种干扰抑制技术的采用,使TD-SCDMA系统中的容量受限呈现出多样性(即功率受限、码资源受限和干扰受限),但以码资源受限为主。
在密集城区和复杂环境中会表现为干扰受限,在一般城区、郊区、农村等环境和区域中表现为码资源受限,因此TD-SCDMA系统容量规划应针对不同环境区别对待。
目前TD 系统的容量估算方法主要有以下三种:公式法、BRU法和坎贝儿法。
BRU法和坎贝尔法引入了基本资源单元、业务资源强度等概念,适用于TD-SCDMA这种资源受限系统,不适用于WCDMA这类干扰受限系统。
WCDMA系统容量规划一般采用基于干扰受限的公式法,但计算公式和TD-SCDMA有所不同。
3.5 分布式覆盖方案介绍
在2G系统的室内覆盖中,比较多的采用分布式系统来进行覆盖,在3G中,由于2G频
段传输的恶化,要达到2G相同的覆盖效果,需要建设的基站数目显著增多,而新增机房一方面需要大量的投资,另一方面要想找到合适的机房和站点已经越来越困难,由于机房的限制已经严重阻碍网络的建设进度。
在这种背景下,各个厂商不约而同地考虑到采用一种具有自适应能力解决方案的新型基站——超级基站或分布式基站(DBS:distributed Base Station),通过采用类似室内覆盖中地分布式系统的分布式覆盖技术,在节省机房的前提下改善系统覆盖性能。
所谓分布式基站,是指在一片覆盖区域内,一个射频单元(称为子站)通过光纤或其他数字化传输介质与处在远端的大容量基站(称为母站)相连,并与母站共享基带处理资源池、主控时钟单元以及操作维护平台,从而实现对周围相邻地区覆盖的基站系统。
3.5.1 分布式基站各部分功能
分布式基站系统的关键技术包括子站射频部分、母站基带处理资源池、主控时钟以及用于子站与母站交换数据和时钟的传输线路与协议。
子站的主要功能是负责完成基带信号和射频信号的转换,实现对发射功率的部分功率控制、发射信号和接收信号功率检测和上报等功能。
系统子站主要由接收、发射、控制和光纤接口以及检测四个部分组成。
接收电路实现的主要功能是对接收天线上接收到的UE发射的上行RF信号进行放大、下变频、滤波并解调成基带信号,然后送到基带处理单元去完成解扰、解扩,以及对接收的场强进行检测;发射电路的主要功能是对下行基带处理单元送来的已加扰、加扩的基带信号进行成形滤波后,调制到射频信号,通过LPA激励放大后,由天线发射到相应的扇区。
检测电路的主要功能是实现天线端口每个载频的发射功率以及端口的驻波比的检测。
控制和光纤接口板实现对子站的控制、与母站的数据交换和时钟提取。
在设计时为了考虑可扩展性,子站一般都设计支持三到六载频,并预留组合接口,通过积木式累加来适应各种情况的要求,单个此系统加上基带处理板等基站设备即可构成小型宏蜂窝、微蜂窝或微微蜂窝,选用不同的电源模块适应不同的供电环境。
分布式基站系统的母站主要功能是完成物理层功能(包括:FEC编/解码、测量控制、更软切换时宏分集的分裂与合并、传输信道BER、传输信道与CCtrCH的复用/解复用、速率匹配、传输信道与物理信道的映射、物理信道的扩频/解扩、Uu口同步,内环功控和信道的功率分配)、Iub接口功能、系统时钟生成、整个基站系统的控制和分布式小区模式下子站信号的分裂与合并等功能。
3.5.2 分布式基站的优点
1、分布式覆盖
由于分布式基站的母站通过数字光纤等数字化传输设备与子站相连,子站与母站之间可以相距较大距离,在建网初期通过在母站周围拉出的子站,可以形成大片区域的连续覆盖,尤可解决市区与城郊的连续覆盖问题,与相同容量的传统基站相比其覆盖面积可以增加几倍甚至几十倍。