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一. 前言
二. 關鍵字
三. 第一部分 CDMA 系統概述
四. 第二部分 CDMA 信道編碼
五. 后記
六. 參考文獻
前言
移動通信是當代通信領域發展最快,前景最好的部分,移動通信以其特有的靈活,便捷的優點符合了現代社會人們對通信技術的要求,成為20世紀80年代中期以來發展最為迅速的通信方式。中國的移動通信自從1987年投入運營以來,經過十余年的快速發展,現已形成數網并存的局面,并逐漸為GSM讓出頻率,第二代數字網絡有GSM和CDMA兩種.我國現已形成世界上最大的GSM網絡,移動用戶占世界第二位,CDMA將作為下一世紀的無線接入技術,而WCDMA則將成為目前各種第二代移動通信系統,(GSM、IS-95、PDC等)的交匯點,發展成第三代系統。CDMA技術將在未來的通信中起越來越重要的作用,這種高效的新型通信模式將隨同其寬帶衍生技術--WCDMA快速發展,滿足用戶對個人通信系統的要求,并成為全球無線本地環路的必然選擇.
本文綜合論述了CDMA系統基本原理結構功能操作特性、容量分析、iS-95標準,重點分析了信道鳊碼部分及CDMA系統幾種常用編碼.
關鍵字
CDMA 香農定理
IMT-2000 WCDMA MAP算法 TURBO碼 卷積碼
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大規模MIMO 認知中繼網絡 頻譜效率 能量效率 5G
Review on Key Technologies in 5G Mobile Communication System
YANG Jing, CHEN Lei, LIU Qi, WANG Hong-yan, XU Cai-hong
For cognitive relay network, in which cooperative relay and cognitive radio technologies are integrated, the adoption of massive MIMO is able to constitute massive MIMO multi-user cognitive relay network. It is beneficial for deep development of spatial dimensional radio resources to greatly enhance spectral efficiency, energy efficiency and transmission reliability. In this paper, several key and representative technologies in 5G mobile communication system were reviewed, including massive MIMO, cooperative relay and cognitive radio, as well as their important significance was analyzed in depth.
massive MIMO cognitive relay network spectral efficiency energy efficiency 5G
1 引言
隨著移動互聯網的迅猛發展,人們對無線傳輸速率要求越來越高,通信系統能源消耗所占的比例不斷增加,綠色通信也越來越受到人們的關注。因此,如何在4G基礎上,進一步提升無線移動通信的頻譜效率和能量效率,是4G/5G移動通信的核心所在[1-2]。為了提高無線資源利用率、改善系統覆蓋性能、提升通信的能量效率,多用戶多輸入多輸出(MIMO,Multiple-Input Multiple-Output)技術、協作中繼技術以及干擾對齊技術得到了業界的廣泛關注。然而,這些技術并不能從根本上帶來系統容量的飛躍提升,也無法滿足用戶的需求。為此,研究者們提出大規模MIMO技術,在基站設以大規模陣列天線代替目前所采用的多天線,由此形成大規模MIMO通信系統,大規模MIMO系統具有無可比擬的技術優勢:空前的頻譜效率,更高的能量效率,精準的空間區分度,相對廉價的硬件實現等[3-4]。另一方面,無線中繼技術和認知無線電(CR,Cognitive Radio)技術分別被認為是提高系統傳輸可靠性和頻譜利用率的核心技術。無線中繼技術具有潛在能力擴展通信業務覆蓋區域,實現分集增益以抵抗大小尺度衰落[5]等優點;認知無線電技術允許非授權用戶或認知用戶(SU,Secondary User)在不影響授權用戶(PU,Primary User)的服務質量(QoS,Quality of Service)的前提下,靈活、動態地進行頻譜接入,共享分配給PU的頻譜資源[6],從而提高頻譜效率。
綜上所述,大規模MIMO技術、協作中繼技術、認知無線電技術在提升頻譜效率、能量效率、傳輸可靠性等方面具有較強的技術優勢,是第五代移動通信系統中最具潛力的技術。
2 大規模MIMO技術
大規模MIMO技術通過在基站端架設數百根低功率天線,使得天線數較4G系統中的4(或8)根增加了一個數量級,天線數目遠遠超過在同一時頻資源上同時調度的單天線用戶數量,模型框圖如圖1所示。大規模天線陣列所帶來的分集增益、陣列增益以及干擾抑制增益,使得每個用戶與基站之間通信的功率效率和頻譜效率得到極大提升。由于大規模MIMO技術的研究都才剛剛起步,有大量的未知空間待探索,比如信道建模、導頻污染、最優波束成型等。
圖1 大規模天線通信系統框圖
關鍵詞 4G技術 移動通信 電信
中圖分類號:TN916.2 文獻標識碼:A
0引言
由于采用不同頻段的不同業務環境,需要移動終端配置有相應不同的軟、硬件模塊,而3G移動終端目前尚不能實現多業務環境的不同配置。由于3G系統以上的局限性,目前,很多公司已經開始著手4G 概念通信系統的研究。本文主要介紹4G概念通信的技術特點以及可能采用的關鍵技術。
1 4G概念通信技術特點
目前,業界專業人士對4G概念移動通信系統的共識主要有以下幾點:
(1) 具有很高的數據傳輸速率。對于大范圍高速移動用戶(250km/h),數據速率為2 Mbit/s;對于中速移動用戶(60km/h),數據速率為20 Mbbit/s;對于低速移動用戶(室內或步行者),數據速率為100 Mbit/s。
(2) 實現真正的無縫漫游。4G 移動通信系統實現全球統一的標準,能使各類媒體、通信主機及網絡之間進行“無縫連接”,真正實現一部手機在全球的任何地點都能進行通信。
(3) 高度智能化的網絡。采用智能技術的4G 通信系統將是一個高度自治、自適應的網絡。采用智能信號處理技術對信道條件不同的各種復雜環境進行結合的正常發送與接收,有很強的智能性、適應性和靈活性。
(4) 良好的覆蓋性能。4G 通信系統應具有良好的覆蓋并能提供高速可變速率傳輸。對于室內環境,由于要提供高速傳輸,小區的半徑會更小。
(5) 基于IP 的網絡。4G通信系統將會采用IPv6,IPv6將能在IP 網絡上實現話音和多媒體業務。
(6) 實現不同QoS 的業務。4G 通信系統通過動態帶寬分配和調節發射功率來提供不同質量的業務。
2 4G概念通信關鍵技術探討
(1)正交頻分復用(OFDM )技術
第四代移動通信系統主要是以OFDM為核心技術。OFDM 技術實際上是多載波調制的一種。其主要思想是:將信道分成若干正交子信道,將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流,調制在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開,這樣可以減少子信道之間的相互干擾。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬,因此每個子信道可以看成平坦性衰落,從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分,信道均衡變得相對容易。
OFDM技術之所以越來越受關注,是因為OFDM 有很多獨特的優點:
①頻譜利用率高,頻譜效率比串行系統高近一倍。OFDM信號的相鄰子載波相互重疊,其頻譜利用率可以接近Nyquist極限。
②抗衰落能力強。OFDM把用戶信息通過多個子載波傳輸,這樣在每個子載波上的信號時間就相應地比同速率的單載波系統上的信號時間長很多倍,從而使OFDM 對脈沖噪聲和信道快衰落的抵抗力更強。
③適合高速數據傳輸。OFDM 自適應調制機制使不同的子載波可以按照信道情況和噪聲背景的不同使用不同的調制方式。當信道條件好的時候,應采用效率高的調制方式;而當信道條件差的時候,則應采用抗干擾能力強的調制方式。再有,OFDM 加載算法的采用,使得系統可以把更多的數據集中放在條件好的信道上以高速率進行傳送。因此,OFDM 技術非常適合高速數據傳輸。
(2)智能天線技術
智能天線采用了空時多址(SDMA)的技術,利用信號在傳輸方向上的差別,將同頻率或同時隙、同碼道的信號進行區分,動態改變信號的覆蓋區域,將主波束對準用戶方向,旁瓣或零陷對準干擾信號方向,并能夠自動跟蹤用戶和監測環境變化,為每個用戶提供優質的上行鏈路和下行鏈路信號從而達到抑制干擾、準確提取有效信號的目的。這種技術具有抑制信號干擾、自動跟蹤及數字波束等功能,被認為是未來移動通信的關鍵技術。
(3)無線鏈路增強技術
可以提高容量和覆蓋的無線鏈路增強技術有:分集技術,如通過空間分集、時間分集(信道編碼)、頻率分集和極化分集等方法來獲得最好的分集性能;多天線技術,如采用2或4天線來實現發射分集,或采用多輸入多輸出(MIMO)技術來實現發射和接收分集。MIMO技術是指利用多發射、多接收天線進行空間分集的技術,它采用的是分立式多天線,能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道,從而大大提高容量。
3結束語
4G移動通信系統目前還只是一個基本概念,4G網絡的定義仍然還不明確,IEEE等標準化組織仍處于制定標準和規范的過程中。但是融合現有的各種無線接入技術的4G系統將成為一個無縫連接的統一系統,實現跨系統的全球漫游及業務的可攜帶性,是滿足未來市場需求的新一代的移動通信系統,它將幫助我們實現充滿個性化的通信夢想。
參考文獻
【關鍵詞】 移動通信 高速公路 隧道 泄漏電纜 多普勒頻移
一、前言
據統計,至2012年年底,中國高速公路的通車里程已到96000公里,是世界上規模最大的高速公路系統。高速公路移動信號覆蓋是實現無線網絡無縫覆蓋的一個重要組成部分。是各運營商提高綜合競爭力的一個有效手段。在我國公路隧道占比非常高。特別是高速公路途經山區地段,占比會更高。隧道占整個干線50%以上。所以,隧道的有效移動通信信號的有效覆蓋對于高速公路的覆蓋來說至關重要。
本文結合山區各種隧道無線覆蓋的特點,對各種隧道覆蓋信號源選擇、天饋系統選擇、傳輸方式選擇等方面的優缺點進行對比分析;對高速公路環境下應該重點考慮的幾個問題進行探討。提出了4種典型隧道場景的覆蓋方案。希望能對移動通信隧道無線覆蓋的工程建設規劃和優化工作起到借鑒作用。
二、高速公路隧道覆蓋的特點
隧道的結構特點決定了其需要的覆蓋特點:(1)洞內空間狹長,會產生多重折射,還要考慮車體的阻擋;(2)信號縱向延伸對覆蓋要求高;(3)高速公路用戶數較少,信號覆蓋主要以連續通話為目的;(4)隧道出入口可能為切換邊界。
三、隧道的移動通信信號的無線傳播特性
隧道可以看做一管道,信號傳播是隧道壁反射與直射的結果,直射信號為主要分量。ITU-R提出室內覆蓋適用的傳播模型,此傳播模型對隧道內無線信號覆蓋也有效,公式為:Lpath=30lgd+20lgf+28dB d:距離(米)、f:頻率(MHz);
隧道中不同距離的路徑損耗:
四、高速公路隧道無線覆蓋基本方案
(1)洞內分布系統方案:天饋系統安裝于隧道內。適用于長隧道,空間不夠寬敞隧道或有較大弧度隧道。此方案結構:信號源+天饋分布系統。(2)洞外無線投射方案:天饋線系統安裝于隧道外。適用于中隧道、短隧道。且隧道內較為寬敞。沒有弧度。此種方案結構:信號源+定向天線系統。(3)泄漏電纜方案:泄漏電纜安裝于隧道內墻體。適用于超長隧道,或隧道內比較狹窄。方案結構:分布式基站+泄漏電纜系統。
五、高速環境下幾個重點問題分析
5.1 信號覆蓋的場強分析
5.1.1 隧道內側定向天線覆蓋方式
在隧道中無線電波傳播時具有隧道波導效應,信號的傳播是由墻璧反射與直射信號幾何疊加的結果,直射信號為主分量。此方式是指將天線安放于隧道口或隧道內側,如果距離隧道口外有一定的距離,會有所偏差。
5.1.2 隧道內安裝泄露電纜覆蓋方式
通過縝密的理論計算和大量的工程實際驗證可以得出如下結論:信號源功率單方向覆蓋(信號源放置在覆蓋區域一端時)的覆蓋距離稍大于2倍信號源用功分器分開時,雙方向覆蓋(信源放置在覆蓋區域中部向兩個方向進行覆蓋)的距離。
5.2 隧道內/隧道外切換分析
隧道內的小區切換分析:如果隧道長度過長。需要采用兩個或兩個以上的小區進行信號覆蓋。手機用戶經過隧道的中段時,接收到的原小區信號強度逐漸減弱,目標小區的信號強度逐漸增強。不會有信號突然消失的情況,這樣可避免移動臺因切換判決時間不足造成掉話的問題。
隧道內、隧道外的小區切換分析:在實際無線網絡中,實現內外小區重疊有兩種方法。一是把隧道外信號引入至隧道內。二是把隧道內信號引至隧道外。由于室外無線信號復雜,可靠性不夠高,工程中多數采用延伸隧道內無線信號的方法,使得隧道口與隧道外一定距離內的信號一致,高速環境下在切換方面應該著重考慮。
5.3 高速條件下多普勒頻移問題
5.3.1 多普勒頻移概念
快速運動的移動臺會發生多普勒頻移現象。使用定向天線方式順著鐵路沿線覆蓋信號時。頻率偏移公式如下:fD=V*cos I/X=V*COS I/(c/f0)
fo:工作頻率;fD:最大多普勒頻移;V:移動臺的運動速度
頻移大小和運動速度成正比,運動速度越快頻偏越大。(1)MS靠近和遠離基站,合成頻率會在中心頻率上下偏移。(2)MS靠近基站,波長變短,頻率增大。(3)MS遠離基站,波長變長,頻率減少。(4)高速載體上的MS頻繁改變與基站之間的距離,頻移現象非常嚴重。
5.3.2 多普勒頻移的克服
可以采用增強AFC算法應對多普勒頻移:(1)AFC是針對快速移動的特點設計的基站頻率校正算法;(2)通過快速測算由于高速所帶來的頻率偏移,補償多普勒效應,改善無線鏈路的穩定性,從而提高解調性能。
六、高速公路隧道覆蓋方案實施
6.1 洞內分布方案實施
天饋系統裝于隧道內。適用于長隧道,空間不寬敞隧道或者有較大弧度的隧道。
6.1.1 隧道覆蓋的信號源選擇
需要解決隧道覆蓋。信號源與分布式系統是必須要的。隧道覆蓋需要根據隧道附近的無線覆蓋狀況及話務、傳輸、現網設備等情況來決定隧道覆蓋所采用的信號源。通常信號源類型有以下幾種:微蜂窩基站、宏蜂窩基站、直放站等。
(1)微蜂窩基站。對于公路隧道覆蓋來說,由于話務量小,宏蜂窩基站作為信號源較為少用。微蜂窩使用的較多。使用微蜂窩基站的優點是:所需配套設備少,所需設備空間小,總的投資費用低。新建的微蜂窩基站可以增加系統容量,相比較直放站來說,輸出功率更大,覆蓋范圍更廣。缺點:用戶享受的信道資源較少、需要電源到位、傳輸資源,擴容需換設備。目前比較常用的是BBU+RRU的DBS3900分布式基站。(2)直放站。如果在需要覆蓋的區域附近的網絡容量足夠,不必增加新的容量,且在附近有較好的GSM信號可以利用(滿足直放站對施主信號電平大小的要求,如-70dBm),則可采用無線直放站作為隧道覆蓋的信號源。在實際工程之中,要根據覆蓋的隧道附近覆蓋狀態,隧道長度,建站條件,基站分布,話務分布等因素選擇一種合適的信號源。
6.1.2 傳輸方式的選擇
高速公路隧道一般都位于大山之間,林密山高,通信傳輸是個重要問題。一般可以采用如下三種傳輸方式:
(1)無線移頻傳輸(傳輸射頻信號)。安裝無線移頻覆蓋端設備,需要的較少的饋線,造成的干擾也少,在網絡中設計更加靈活。在鋪設傳輸光纖資源不便或者其他特殊情況下,還可以采用無線移頻直放站使得移動TD-SCDMA信號在隧道里得以延伸。隧道內電磁環境比較好,采用此方式能取到良好的效果。(2)光纖有線傳輸(傳輸射頻信號)。優點:傳輸的穩定性更好,在隧道內安裝的饋線減少可使用更細的饋線,施工更方便。(3)微波傳輸(傳輸基帶信號)。除了移頻傳輸和光纖傳輸方式之外,還可以選用微波傳輸。優點:建設速度快,受地物地貌等環境影響較小。缺點:受氣候影響,信號傳輸質量會有波動,易遭雷擊,維護工作量大。
6.1.3 隧道覆蓋天饋線系統的選擇
(1)同軸電纜無源分布式天線系統。同軸電纜無源分布式天線覆蓋的方案設計較靈活。價格相對較低、安裝方便。同軸電纜的饋管衰耗較小。天線增益選擇取決于安裝條件限制。條件允許下,可選用增益較高的天線,覆蓋距離會更遠。其簡化方案是用單根天線覆蓋隧道。對較短的隧道覆蓋來說成本最低。對短隧道,可以在隧道口或延伸至隧道內用定向天線(如八木天線或短背投天線)進行信號覆蓋。(2)光纖有源分布式天饋系統。在有些復雜的隧道環境中。可采用光纖饋電有源分布式天饋系統來代替同軸電纜無源分布式天線系統。其優點是:在室內安裝的電纜數較,可以適用更細的電纜,采用光纜可避免電磁干擾,在較復雜的網絡中設計更加靈活,缺點是成本較高。
6.2 洞外投射方案實施
洞外投射方案,天饋系統安裝于隧道外或隧道口。該方案適用于短隧道、中隧道,并且隧道內較寬,隧道直沒有弧度。
6.2.1 隧道覆蓋信號源選擇
隧道覆蓋要根據隧道附近的無線覆蓋環境及傳輸、話務、現有網絡設備等情況來決定隧道覆蓋所采用的信號源。信號源類型通常有如下下幾種:微蜂窩基站、直放站等。(1)微蜂窩基站 + 定向天線。對公路隧道覆蓋來說,由于話務量比較小,宏蜂窩基站作為信號源較為少用。所以微蜂窩使用的較多。使用微蜂窩基站的優點是:所需設備空間小,所需配套設備少,總的投資費用低。缺點:需傳輸資源,擴容需換設備。(2)直放站。A:無線同頻直放站 + 定向天線。優點:安裝靈活、投資少、可以有效提高信號源所在小區的信道利用率;缺點:不能進行獨立的話務處理、易產生自激,需要考慮天線隔離度問題。B:無線移頻直放站 + 定向天線。優點:信號較純凈,不會產生自激問題;缺點:需要額外的傳輸用頻率資源,傳輸天線間要求可視,不能有阻擋。(3)有線光纖直放站 + 定向天線。優點:利用有線光纖資源可得到純凈信號源,可以把信號延伸到較遠的距離,信號源可以從基站耦合或從直放站耦合;缺點:需要考慮信號源基站與覆蓋目標周圍基站的參數設置。考慮鄰區切換關系,同鄰頻干擾等問題。
實際工程中,要根據所需覆蓋隧道長度,隧道附近覆蓋情況,基站分布,話務分布情況,建站條件等因素選擇信號源。
6.2.2 傳輸方式的選擇
同洞內分布方案類似,洞外投射方案也可以采用如下三種傳輸方式:(1)無線移頻傳輸(傳輸射頻信號,采用直放站時用);(2)有線光纖傳輸(傳輸射頻信號,采用基站和光纖直放站時用);(3)無線微波傳輸(傳輸基帶信號,采用基站時用)。
實際工程之中,要根據覆蓋的隧道附近地形、地貌特征、現有傳輸資源情況、新建傳輸條件等因素選擇合理的傳輸方式。
6.2.3 隧道覆蓋天饋線系統的選擇
采用同軸電纜無源分布式天線覆蓋方案設計比較靈活。價格相對較低、安裝方便。同軸電纜的饋管衰耗較小。天線增益的選擇主要是取決于安裝條件限制。在許可的條件時,可選用增益相對較高的天線,覆蓋距離會更遠。其簡化方案就是采用單根天線沿著隧道進行覆蓋。對較短的隧道是這一種成本最低的解決方案。
對于距離較短隧道。可以用在隧道口或延伸至隧道內的定向天線進行信號覆蓋。根據基站的位置、隧道的長度、安裝條件等因素可以選擇拋物面、天線八木天線、短背射天線和角反射天線等。
6.3 泄漏電纜方案實施
6.3.1 隧道覆蓋的信號源選擇
采用泄漏電纜方案信號源的選擇。隧道覆蓋要根據隧道附近無線覆蓋情況及話務、傳輸、現有網絡設備等等情況來決定隧道覆蓋所采用的信號源。此方案信號源通常采用:微蜂窩基站,目前較常用的是BBU+RRU的DBS3900分布式基站。高速公路隧道覆蓋,由于話務量較小,較少用宏蜂窩基站作為信號源。所以微蜂窩使用較多。采用微蜂窩基站的優點是:總的投資費用低、所需設備占用空間小,所需配套設備較少。缺點:需要傳輸設備資源,擴容需要換主設備。
6.3.2 傳輸方式的選擇
同洞內分布方案類似,采用泄漏電纜方案也可以采用如下兩種傳輸方式:(1)有線光纖傳輸(傳輸射頻信號,用于基站和光纖直放站);(2)無線微波傳輸(傳輸基帶信號,用于基站)。
實際工程中,要根據覆蓋的隧道口的地貌、地形特點、傳輸資源等因素選擇一種合適的傳輸方式。
6.3.3 隧道覆蓋天饋線系統的選擇
采用泄漏電纜進行隧道覆蓋是一種常用的方式。優點是:(1)可減小信號遮擋及陰影;(2)信號波動范圍小,泄漏電纜信號覆蓋更加均勻;(3)泄漏電纜是一寬帶系統,多種不同的無線系統信號可以通過合路共享同一泄漏電纜,這樣使得架設多個天線系統工程安裝的復雜性降低。(4)泄漏電纜覆蓋設計技術成熟,相對簡單。缺點是:成本較高。
七、典型隧道場景覆蓋方案
7.1 短隧道覆蓋
單洞短程隧道是最簡單的隧道。由于孔洞短、通風好、洞相對較寬。采用洞口天線向內投射的方式覆蓋,就可以達到理想的覆蓋效果,且投資成本較低,信號源的選擇可根據具體情況而定。如果洞口有滿足條件的信號,可用無線直放站作為信號源。如果沒有可用的信號,可用移頻直放引入較遠處的信號進行覆蓋。如果有現成光纖或者可以方便鋪設光纖,可用微蜂窩基站或光纖直放站進行覆蓋。天線采用室外天線。如:短背射天線、八木天線、拋物面天線等方向性強的天線。從成本處罰,可以考慮將隧道和公路一起覆蓋,或者隧道、公路以及附近村莊等區域共享一套設備。
推薦方案:(1)洞外無線覆蓋方案;(2)共享覆蓋方案(指村莊或公路覆蓋時引信號來覆蓋);(3)隧道內天線多采用八木天線,或容易安裝的天線。
7.2 連續隧道群覆蓋
如果,公路或鐵路在山脈之間穿梭會出現隧道間隔小于900米的連續隧道。隧道連續不斷,形狀各異,長短不一,需要考慮傳輸、造價、施工、覆蓋等更多因素。該情況主要考慮的重心在傳輸,還需綜合考慮覆蓋,要仔細分析每段隧道的特點和隧道之間公路的信號情況。可以根據現場實際情況采用如下幾種方案:(1)光纖分布式覆蓋,BBU+RRU(適合多段短隧道);(2)饋纜分布式覆蓋(適合多段長隧道);(3)綜合式覆蓋(無線設備和其他有線系統配合)。
7.3 中長隧道覆蓋
中長隧道是指單洞長度在1Km~3Km之間,公路隧道內部空間較寬敞,隧道內覆蓋情況在有車時和沒車通過時差別不大,天線安裝較方便。可根據實際情況選用尺寸稍大的天線。中長直形隧道天線安裝在中間,彎形隧道天線安裝在轉彎處。或者從隧道兩出口處采用不同的兩個小區向內對打的方式來覆蓋,切換帶設計在隧道中部。建議方案:(1)直放站+天線分布系統(可以是無線直放站、光纖直放站、移頻直放站、視具體情況而定);(2)直放站+干放分布系統(用于較長公路隧道);(3)隧道內多采用八木天線,或用易于安裝的板狀天線。
7.4 超長隧道覆蓋
公路隧道的單洞延伸長度超過3Km可算作超長隧道。隧道延伸可能是彎曲的。“S”形或“L”形或其他形狀。單獨一套設備不能滿足隧道的覆蓋。需要多設備配合使用,多方案綜合運用。每段隧道的解決方案都可能會有所差別。必須因地制宜根據實際情況選擇覆蓋方案。對超長隧道;天饋線建議選擇泄漏電纜或分布式天線。信號源可以選用如下方式:(1)微蜂窩基站覆蓋;(2)射頻拉遠BBU+RRU覆蓋(光纖拉遠);(3)直放站分布系統覆蓋。
【關鍵詞】MDAS 老小區 信號覆蓋 KPI
中圖分類號:TN915.81 文獻標識碼:A 文章編號:1006-1010(2013)-08-0024-05
1 背景介紹
1.1 網絡現狀
老小區(農居點、多層小區)作為一個城市人口最集中的區域,其話務量需求非常高,因房屋結構密集、業主阻撓施工而產生的弱覆蓋投訴量也非常大,深入覆蓋及優化已經成為當前網絡建設的重點。在敏感站點建設傳統分布系統牽涉到物業及住戶的協調問題,經常引發各類投訴及逼遷事件,是多年來杭州網絡建設中的難點和覆蓋的弱點。若要深度發展老小區內的用戶,就必須要完善其信號覆蓋,提升用戶感知度。
老小區信號覆蓋面臨的問題如下:
(1)多層弱覆蓋投訴需求強于高層“乒乓效應”;
(2)宏站覆蓋有限,增加宏站設備發射功率容易導致越區覆蓋產生干擾;
(3)業主維權意識強,對傳統覆蓋模式較敏感;
(4)TD信號空間損耗大,深度覆蓋不足導致TD用戶發展難度大。
1.2 傳統解決方式介紹
近年來,建設小區分布系統應用各類型美化體或泄漏電纜覆蓋,在解決農居點和多層小區的弱覆蓋投訴、話務量吸收等方面取得了一定的成績。但是隨著居民自我防護意識的增強以及美化天線無法做到真正意義上的隱蔽,在項目實施過程中經常發生居民投訴和強拆事件,造成了資源的浪費,也使得物業協調越發困難。
借助現有技術手段,在部分敏感站點轉變傳統射頻電纜+天線的覆蓋模式,研發及使用低成本、隱蔽型、施工簡單快速的新型覆蓋延伸類產品就顯得極其迫切和重要。經過市場調研和技術論證,多業務數字分布系統(MDAS,Mutiservice Digital Distributed Access System Solution)借助網線傳輸,隱蔽性較好,在不同的覆蓋場景可以和傳統覆蓋方式形成互補。
2 多業務數字分布系統
(MDAS)簡介
MDAS系統是集2G、TD于一體的多模系統,由接入單元、擴展單元和遠端單元組成。其中,接入單元從BTS、TD-RRU耦合GSM和TD信號,采用數字傳輸方式,通過光纖傳輸到擴展單元,在擴展單元將信號進行光電轉換后,由網線傳輸信號至遠端,并為遠端提供POE供電,遠端機對信號進行數字處理后,GSM和TD信號通過天線轉發實現覆蓋。
與傳統覆蓋方式相比,MDAS系統具有外觀隱蔽、施工方便、布點精確、覆蓋效果好等優勢,可真正實現全網監控,通過有線方式監控到每個終端及天線,大大提高了監控穩定性和有效性,便于網絡維護,適合于老小區、沿街商鋪等特殊站點的網絡信號覆蓋。其典型組網如圖1所示。
3 毛家里MDAS系統站點簡介
毛家里地理分布圖如圖2所示。
杭州拱墅區新文村毛家里為典型農居點,房屋建筑結構密集,宏站信號無法深度覆蓋,多年來投訴嚴重。故此次選擇該站點開展MDAS系統試點工程,希望解決其多年來弱覆蓋問題。
毛家里村約有80戶,共有160多幢樓,樓高5—6層,容納人數約5000人。樓內大部分區域場強小于-100dBm,無法正常起呼和通話。
4 毛家里MDAS系統工程實施
毛家里MDAS系統對新文村毛家里重點投訴區(東北片區域)進行2G+TD信號覆蓋,前期試點MDAS系統覆蓋戶數約30戶(超過60幢樓),覆蓋人數1500人。
東北片區域由于房屋面積大,室外信號無法深度覆蓋,話務量和投訴均發生在內部房間。方案設計采用MDAS室外型遠端,網線入戶,遠端單元MRU安裝在內部房屋的外墻上,通過遠端自帶天線覆蓋內部住戶,如圖3所示。
(1)近端單元MAU安裝在上城區科技孵化基地,耦合RRU信號,2G信源6載波,TD信源3載波;
(2)擴展單元MEU安裝在住戶家墻上,內置POE供電器,通過網線統一為遠端單元MRU供電;
(3)遠端單元MRU共安裝25臺,其中15臺借助網線入戶安裝,深度覆蓋內部住戶,10臺安裝在室外電力桿上,覆蓋周邊道路和公共區域。
5 毛家里MDAS系統覆蓋效果
5.1 MDAS試點效果——GSM系統
(1)毛家里MDAS系統開通前后覆蓋對比
如圖4所示,開通后GSM系統DT測試場強改善明顯,尤其是室內覆蓋區域,原手機信號基本脫網,現場強達到-50~-85dBm,通話質量0—2級。
由于室外有其他的宏站小區覆蓋,MDAS覆蓋區對室外有一定改善。而室外宏站信號對室內覆蓋效果較差,遠端單元MRU通過網線引入室內安裝覆蓋后,筆者選取了4層樓內進行開通前后的對比測試。
樓內覆蓋區GSM開通前后覆蓋對比如下:
1)大于-85dBm的場強占比:開通前為0%,開通后為98.15%,大于-85dBm的場強占比提升了98.15%;
2)0—2級的通話質量占比:開通前為0%,開通后為98.46%,0—2級的通話質量占比提升了98.46%。
從以上測試結果來看,開通后對之前為盲區或弱覆蓋的室內有了明顯的改善。MDAS遠端機安裝在二層,通過測試表明其可以很好地完成1—4層的覆蓋,之前2G信號投訴較多的1—3層住戶,經杭州移動拱墅分公司電話回訪,投訴問題已全部解決,設備覆蓋效果得到村民的一致認可。
(2)毛家里MDAS系統開通后KPI指標
根據MDAS系統開通后運行6—8月的話務統計可知,系統運行三個月日平均等效業務量約為540Erl(其中8月24日至25日TD系統信號引入施工對GSM系統業務產生了一定的影響)。如圖5所示:
毛家里MDAS系統開通后,話務吸收明顯,設備運行穩定,各項KPI指標均優于省公司室分考核指標,這說明MDAS系統在充分吸收話務量的同時,未對信源基站產生影響。
5.2 MDAS試點效果——TD系統
(1)測試數據分析
站點信息如表1所示。本次測試內容為:無線網絡覆蓋、CS12.2K語音業務、PS64K上傳、HSDPA下行數據業務。
數據業務測試統計如表2所示:
從TD系統開通后的測試結果來看,毛家里TD覆蓋各項指標能夠達到覆蓋要求。語音業務RSCP、C/I覆蓋整體達標,PS64K上傳數據業務上傳平穩且達標,HSDPA下載數據業務下載平穩且達標。開通后,覆蓋區吸收語音話務量、數據業務量效果明顯。
(2)后臺KPI指標數據
TD系統于2012年8月29日下午開通,查詢8月30日至9月9日的KPI指標如表3所示。
毛家里MDAS-TD系統開通后,設備運行穩定,各項業務現場測試結果良好,觀察后臺KPI指標均能達到覆蓋要求,且覆蓋區語音話務、數據業務吸收明顯,對GSM系統起到很好的分流作用。
6 總結
借助MDAS系統和傳統分布系統的互補優勢,建議在老小區(高話務農居點、弱覆蓋多層小區)推廣使用MDAS系統,以解決該部分區域因深度覆蓋不足導致的弱覆蓋投訴和話務吸收不充分等問題,提高用戶感知度,提升移動品牌形象。
參考文獻:
[1] 蘇華鴻,孫孺石,薛鋒章,等. 蜂窩移動通信射頻工程[M]. 2版. 北京: 人民郵電出版社, 2007.