摘要 文章介绍了3G无线基站选址的原则与作用,从网络规划、覆盖能力及工程实施等方面对TD-SCDMA系统与WCDMA系统进行了对比分析,对按照WCDMA系统所选择的站址在TD-SCDMA系统中的可用性进行了探讨。
1、引言
近几年,3G一直是我国通信界讨论的热门话题。但3G牌照发放的时间再三推迟,牌照发放数量与制式的不确定性又一直困扰着国内通信运营商,特别是还没有2G、2.5G网络的固话运营商。困惑之一:为了能在3G牌照发放之时迅速抢占市场先机,做好3G业务发展规划、3G无线网络规划等一些前期准备工作是相当重要的,但用哪种制式做规划是其困惑之一。困惑之二:由于时间推后的原因,无线环境变化很大,原先做好的规划很有可能与现实无线环境、业务环境不一致,需要及时做好规划方案的后评估。但如何评估是其困惑之二。困惑之三:为了在获得牌照之后能迅速实施,需要进行物业谈判,首先获得规划站址的物业使用权。但又要预算支付一笔较大的租金是其困惑之三。困惑之四:运营商目前大部分都是以WCDMA网络为基础进行规划的,但考虑到TD-SCDMA是国家全力扶持的制式,所有运营商都有可能获得TD-SCDMA牌照,因此,需要考虑所选的站址对于TD-SCDMA系统的可用性。
本文结合3G无线网络规划原理,首先介绍了3G无线基站选址的原则与作用,然后从网络规划、覆盖能力及工程实施等方面对TD-SCDMA系统与WCDMA系统进行了对比分析,对按照WCDMA系统所选择的站址在TD-SCDMA系统中的可用性进行了探讨。
2、3G无线基站选址的作用和原则
2.1 3G无线基站选址与网络规划的关系
3G无线网络规划一般在工程实施前就已经完成,其具体流程如图1所示:
图1 3G无线网络规划流程
基站选址可分为两个阶段,第一阶段如图1中“粗仿真”与“细仿真”之间的“实际选点、勘查”阶段,这一阶段的选址仅限于理论分析与现有地理环境因素考察,没有考虑业主方的意见。第二阶段是网络规划输出初步方案后至工程实施之间的阶段,因为在网络规划与实际工程实施还有相当长的时间,短则几个月,长则可达3~4年,在这期间,原规划站址周围无线环境会发生变化,原选择的物业会有不同,物业业主是否同意将所选站址出租或出售等等。因此,在工程正式实施前,需要对这些规划的基站进行技术上的再确认,需要首先获取站点物业使用权。本文所提及的无线基站选址主要是指第二阶段。这一阶段工作与网络规划及网络建设的关系如图2所示:
图2 无线基站选址与网络规划的关系
2.2 3G无线基站选址的作用
3G业务发展规划、3G无线网络规划包括3G基站选址、3G工程实施等,都是3G网络建设的不可缺少的环节,如果3G业务定位不恰当、3G无线网络规划过于粗糙都会影响3G网络的建设质量。同样,无线基站站址技术条件的好坏将直接影响无线网络性能以及今后网络的发展。同时,对于工程建设而言,基站站址选择是否科学合理、能否获取合理的站点物业也将直接影响到工程建设进度、工程建设难度以及工程建设投资。因此无线基站选址在网络建设中的作用相当重要。具体包括技术确认和物业洽谈等几方面内容。
2.3 3G无线基站选址的主要内容
3G无线基站选址主要内容包括无线环境的再确认、土建条件确认、配套资源的摸查、站址物业洽谈几方面。
(1)无线环境的再确认
随着时间的推移,原来规划好的站点周围无线环境变化很大,例如:市政新规划区域、旧城改造、原规划的天线主瓣方向被新建的建筑物阻挡等等,在站址正式谈判前需要进行无线技术再确认。
(2)土建条件确认
移动机房、天馈系统绝大部分在楼房的天面,工程安全性需要得到确认,特别是对于一些农村居民楼需要得到绝对保证,而在原规划中未涉及机房承重等土建方面的条件。因此,对站址的土建技术条件的确认相当重要。
(3)配套资源的摸查
相关配套资源如传输、供电、接地等是否满足网络建设的需求,也将影响到工程建设的进度。
(4)站址物业洽谈
在网络建设实施前首先需要通过物业谈判,获取那些合理的站点物业使用权。
3、站址在多系统之间的可用性分析
由于3G基站选址涉及到物业谈判,要与物业业主签订租用和购买合同,选定后的站址能否用于多个3G系统,将是运营商比较关心的问题。本文结合TD-SCDMA系统技术特点从无线网络规划、覆盖能力、工程实施三个方面与WCDMA系统进行了对比分析,对按照WCDMA规划的站址能否用在TD-SCDMA系统中进行了初步探讨。
3.1 TD-SCDMA技术特点及与WCDMA无线规划的差异
WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA是3G的三种主流制式,其中前两种制式都已在国际上成功商用多年,已有较完善的规划方法,并且差异不大。而TD-SCDMA虽然与前两种制式同属于CDMA技术系列,但由于TD-SCDMA采用了时分和码分相结合的多址方式、智能天线、联合检测、接力切换、动态信道分配等关键技术和先进的无线资源管理算法,其规划方法和熟知的WCDMA无线网规划有较多不同之处。
(1)智能天线技术
TD-SCDMA系统中的智能天线是由八个天线单元的同心阵列组成,其原理是使一组天线和相应的收发信机按照一定的方式排列和激励,利用波的干涉原理可以产生强方向性的辐射方向图。通过各阵元信号的幅度和相位加权来改变阵列的方向图形状,能够把主波束对准入射信号并自适应跟踪信号,并将零陷对准其他干扰信号,即实现空分多址。从而起到减小小区内和小区间的干扰。如图3所示。
图3 有无智能天线时的方向图
智能天线带来分集和赋形增益,可弥补与WCDMA处理增益之差,提高系统覆盖能力,降低对功放的要求。
(2)联合检测技术
联合检测技术是将其他用户的同频干扰信号作为先验有用信号,从而减弱了多址干扰和多用户干扰、多径干扰、远近效应的不利影响。可抑制因负荷上升而带来的呼吸效应,提高了系统容量和频谱的利用率。
(3)TDD模式
TDD模式即系统上下行使用相同的频率,但使用不同的时隙或码道进行通信。由于上下行频率相同,这样上下行的无线传播特性具有互易性,可通过灵活调整上下行时隙的转换点来适应不同类型业务的需求。
(4)接力切换
由于智能天线的使用,在TD-SCDMA中引入了接力切换。与传统的软切换要保持与所有参与切换小区进行业务传输链路不同,接力切换只是在信令链路上保持与两切换小区之间的连接,而业务传输链路只与一个小区有连接。这样大大降低了无线资源消耗,使用资源与硬切换相同,且切换成功率高于硬切换,比软切换略低。
(5)动态信道分配
TD-SCDMA系统中引入了动态信道分配DCA技术,在终端接入和链路持续期间,根据小区之间和本小区内的干扰情况,进行信道的动态分配和调整,在空、时、频、码域有效分配信道资源,改善链路性能,保证业务接入成功率和业务质量。
(6)在规划方面与WCDMA的差异
由于TD-SCDMA采用了以上一些关键技术,与WCDMA相比,在网络运行机制存在明显差别,在无线网络规划方面有较大区别,详细如表1所示:
表1 TD-SCDMA与WCDMA在规划方面的差异
项目TD-SCDMAWCDMA
小区呼吸小区呼吸不明显,覆盖对话务负荷不敏感小区呼吸效应明显,覆盖对话务负荷敏感
软切换无软切换,切换区设置需考虑切换性能,系统对切换比例不敏感有软切换,切换区设置考虑切换性能,同时考虑软切换的资源消耗
扰码数量32个扰码组,扰码规划要求较高,需要借助专门扰码规划软件512个扰码组,扰码规划要求相对较低,可借助专门的扰码规划软件
业务覆盖不同业务覆盖差异小,不同业务的连续覆盖能力有较好的一致性不同业务覆盖差异大,不同业务的连续覆盖能力存在较大差异
上下行业务对称性支持非对称业务,支持不同区域灵活的时隙配置非对称业务会降低频谱利用率