無線通信系統(tǒng)的靈活覆蓋

張艷彥

【摘要】 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，用戶基數(shù)小，話務(wù)量低，運(yùn)營收入很少，需要以較低成本實(shí)現(xiàn)更廣范圍的覆蓋，以降低運(yùn)營商的資本支出。因此，我們需要各種靈活的覆蓋來擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。TD-LTE實(shí)施增強(qiáng)覆蓋的技術(shù)手段主要有直放站、微基站、射頻遠(yuǎn)端基站以及遠(yuǎn)程基站等。另外，最新的統(tǒng)計(jì)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)70%的話務(wù)量發(fā)生在室內(nèi)；且4G帶來的高級(jí)業(yè)務(wù)也絕大多數(shù)發(fā)生在室內(nèi)。所以4G室內(nèi)覆蓋將是4G運(yùn)營商品牌形象的重要體現(xiàn)，同時(shí)也是4G運(yùn)營商吸引用戶的重要手段。

【關(guān)鍵詞】 通信基站 靈活覆蓋

隨著對(duì)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的日益依賴，人們期望在不久的將來能夠?qū)崿F(xiàn)無論何時(shí)何地都可以快捷、方便地與任何人通信。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要達(dá)到較好的覆蓋和較高的質(zhì)量，給用戶良好的感知，針對(duì)不同的覆蓋場(chǎng)景，提出差異化的靈活覆蓋方案，通過各種方式消除網(wǎng)絡(luò)覆蓋的盲區(qū)，來滿足差異覆蓋需求。下面對(duì)各種靈活覆蓋方式和室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行闡述。

一、TD-LTE直放站

作為一種有效的網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)充覆蓋產(chǎn)品，直放站可簡(jiǎn)單地理解為基站信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)。TD-LTE直放站包括無線直放站和光纖直放站兩種類型。

直放站可以在如下場(chǎng)合應(yīng)用： （1）道路覆蓋。（2）室內(nèi)覆蓋，在室內(nèi)信號(hào)較弱或覆蓋盲區(qū)的環(huán)境中，可采用直放站作為室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號(hào)源。（3）市內(nèi)盲區(qū)及陰影區(qū)覆蓋，（4）效區(qū)覆蓋， TD-LTE直放站可以擴(kuò)大郊區(qū)基站的覆蓋范圍。

由于郊區(qū)基站的站間距比市區(qū)要大，直放站引入所帶來的干擾也相對(duì)較小，因此可以采用大功率的直放站，用來解決信號(hào)覆蓋問題。無光纖資源時(shí)，可利用無線直放站進(jìn)行延伸覆蓋。采用方向性好的施主天線提取較為純凈的源信號(hào)，達(dá)到較好的覆蓋效果。

二、TD-LTE射頻遠(yuǎn)端站分類

TD-LTE射頻遠(yuǎn)端站一般分為兩種：基帶射頻拉遠(yuǎn)和中頻拉遠(yuǎn)。基帶射頻拉遠(yuǎn)：基帶射頻拉遠(yuǎn)指通過光纖將射頻單元拉到遠(yuǎn)端覆蓋目標(biāo)區(qū)域，基帶射頻拉遠(yuǎn)的光纖中傳輸?shù)氖腔鶐盘?hào)。中頻拉遠(yuǎn)：中頻拉遠(yuǎn)是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(hào)處理部分在模擬中頻處分開，形成遠(yuǎn)端射頻前端設(shè)備與室內(nèi)單元。

應(yīng)用場(chǎng)合：（1）作為室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號(hào)源，吸收室內(nèi)業(yè)務(wù)。（2）由于遠(yuǎn)端單元體積小，可安裝在水泥桿、拉線塔以及建筑物的墻體上，對(duì)于難于獲取機(jī)房的市區(qū)站點(diǎn)，可使用RU解決基站設(shè)備安裝困難的問題。（3）對(duì)于城市建設(shè)發(fā)展較快的區(qū)域，可使用遠(yuǎn)端單元進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)盲。（4）在話務(wù)量低、覆蓋范圍廣和建網(wǎng)效益低的農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)，使用拉遠(yuǎn)技術(shù)解決覆蓋問題，充分利用光纖資源和基站的富余基帶資源，提高設(shè)備利用率。（5）通過線狀組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)交通干線等線性區(qū)域的覆蓋。

三、TD-LTE微蜂窩基站

與宏蜂窩相比，微蜂窩主要表現(xiàn)為：更小的發(fā)射功率和蜂窩覆蓋范圍，無線傳播基本上為視距傳播，小區(qū)邊界受建筑物影響很大。而在視距傳播情況下，衰落更趨向于瑞斯分布而不是瑞利分布。瑞斯衰落不如瑞利衰落分布程度深。在微蜂窩環(huán)境中，主要是衰落較淺的瑞斯分布。

在宏蜂窩使用環(huán)境中，特別是在建筑物密集區(qū)，電波傳播途徑主要為散射、反射和衍射，它們的多徑衰落大多表現(xiàn)為瑞利分布應(yīng)用場(chǎng)合：

（1）作為室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號(hào)源，應(yīng)用于有高話務(wù)量需求的建筑物內(nèi)，吸收話務(wù)量并提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如購物中心、交通樞紐、賓館、體育場(chǎng)、寫字樓等；

（2）應(yīng)用于一些宏蜂窩基站很難覆蓋到的覆蓋盲區(qū)。

四、TD-LTE遠(yuǎn)程基站的技術(shù)原理

對(duì)于話務(wù)量稀疏區(qū)域，為了提高基站的覆蓋能力，可采取遠(yuǎn)程基站技術(shù)，利用最少的站址實(shí)現(xiàn)最大程度的遠(yuǎn)距離覆蓋，以節(jié)約成本。它主要采用大功率功放、高增益天線和塔頂?shù)驮肼暦糯笃鞯燃夹g(shù)措施。根據(jù)TD-LTE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，一般覆蓋范圍最大只可達(dá)到11.25km，但可以采取壓縮時(shí)隙或UpPCH Shifting技術(shù)來實(shí)現(xiàn)基站的超遠(yuǎn)距離覆蓋。

TD-LTE超遠(yuǎn)距離覆蓋的場(chǎng)合：

（1）對(duì)于地域遼闊且業(yè)務(wù)量少的草原、半沙漠地區(qū)，可以利用最少的站址實(shí)現(xiàn)廣覆蓋，為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┮苿?dòng)業(yè)務(wù)。

（2）在海岸線，實(shí)現(xiàn)近海海面連續(xù)覆蓋，為近海作業(yè)的漁民和游客提供移動(dòng)業(yè)務(wù)服務(wù)。（3）對(duì)離陸地較遠(yuǎn)的海島提供覆蓋，為當(dāng)?shù)厣畹木用窦坝慰吞峁┝畠r(jià)的通信手段。

五、TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)

由2G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的經(jīng)驗(yàn)可知，移動(dòng)用戶超過一半的話務(wù)量發(fā)生在室內(nèi)。4G的主要業(yè)務(wù)量來自于數(shù)據(jù)，而通常情況下使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)用戶大多數(shù)都在室內(nèi)。所以，在4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，室內(nèi)環(huán)境將成為運(yùn)營商重點(diǎn)考慮的信號(hào)覆蓋區(qū)域。同其他制式的室內(nèi)分布系統(tǒng)類似，TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)主要由兩部分組成：信號(hào)源和分布系統(tǒng)。分布系統(tǒng)包括傳輸介質(zhì)、元器件和天線。

信號(hào)源主要包括宏基站、微基站、射頻遠(yuǎn)端站和直放站等幾種類型。傳輸介質(zhì)有光纖、同軸電纜和泄漏電纜等。元器件包括干線放大器、功分器、耦合器、合路器等。天線則分為全向天線和定向天線。

總之，在移動(dòng)通信信號(hào)覆蓋方案制訂時(shí)，需根據(jù)覆蓋現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況靈活選擇覆蓋方式，以達(dá)到最好的覆蓋效果。