基于学校环境的td-scdma网络规划设计

*实践教学*兰州理工大学计算机与通信学院2011年秋季学期 移动通信 课程设计题 目：基于我校校园环境的TD-SCDMA网络规划设计专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 成 绩： 摘 要 本次校园网络建设，充分考虑了我校的实际情况和现状,尽可能从实用性和经济性等方面进行规划。依据现代教学需求提出了TD-SCDMA网络建设的基本要求，并对校园网的建设进行了详细的规划与设计。TD-SCDMA作为中国提出的第三代移动通信标准，在频谱利用率方面表现良好。TD-SCDMA由于采用时分双工，上行和下行信道特性基本一致，因此，基站根据接收信号估计上行和下行信道特性比较容易。此外，TD-SCDMA使用的智能天线技术有先天的优势，而智能天线技术的使用又引入了SDMA的优点，可以减少用户间干扰，从而提高频谱利用率。无线网络规划用有限的资源，获得尽可能好的覆盖，服务尽可能多的用户，提供优质的服务。另外，移动通信网是一个不断变化的网络，网络结构、无线环境、用户分布和使用行为都是不断变化的，需要持续不断地对网络进行优化调整以适应各种变化。 关键词：TD-SCDMA；无线网络；覆盖；天线；目录摘 要0第一章 绪论21.1 校园网覆盖的重要性21.2 TD-SCDMA简介21.2.1TD-SCDMA网络试验和商用概况31.2.2TD-SCDMA标准的现状51.2.3TD-SCDMA标准的后续发展5第二章 高校校区典型场景建设策略分析72.1场景的分类72.2业务需求特点72.3覆盖规划特点82.4容量规划特点82.5建设策略分析及各种覆盖策略综合对比11第三章 典型场景建设方案143.1建筑物情况143.2主要设计策略143.3设计方案143.3.1覆盖方案153.3.2容量方案153.3.3宏站建设方案173.3.4 TD-SCDMA室内覆盖规划设计方案173.3.5电源供电方案203.3.6频率规划及干扰控制方案203.3.7切换分析213.4建设成本分析213.5方案测试验证213.5.1测试方案及主要测试结果223.5.2 AMR以及CS基本业务支持情况223.5.3 HSDPA业务支持情况223.5.4园区覆盖测试情况233.5.5园区覆盖环境网络性能253.5.6单双通道性能测试253.5.7 AB双频段支持26第四章 天线布放参考284.1宿舍楼层天线的布放284.2办公楼层的覆盖304.3大型办公区域的覆盖334.4地下停车库的覆盖354.5娱乐场所的覆盖364.6电梯的覆盖374.7卫生间的覆盖39参考文献42课程设计总结43第一章 绪论1.1 校园网覆盖的重要性随着近几年的发展，校园网的移动语音用户迅猛发展，但数据业务的发展已成为发展瓶颈。随着这几年笔记本的普及和Internet接入需求的增长，无论是教师还是学生都迫切要求随时随地上网和进行网上教学互动活动，原有的有线网络已无法灵活满足他们对网络的需求，目前无线校园网的解决方案已成为热点，随着3G的发展，利用3G网络的覆盖来进行校园信息化网络建设已成为一种行之有效的手段。TD建网解决方案中，针对校园网话务量高、数据需求量大的特点，一般建议在建网初期采用传统的宏基站组网方案来进行室外连续覆盖，要求建网初期以TD-HSDPA为网络框架主体结构。对于图书馆、教学楼等热点区域，采用RRU拉远方式建设室内分布系统，吸收室内业务量；根据现场勘查，如无法实现室内分布系统建设的部分区域，也可以采用WLAN的方式进行补充，全面实现无线校园网的覆盖。1.2 TD-SCDMA简介 TD-SCDMA，Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，即时分同步的码分多址技术，是ITU正式发布的第三代移动通信空间接口技术规范之一，它得到了CWTS及3GPP的全面支持。TD-SCDMA集CDMA、TDMA、FDMA技术优势于一体、系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强的移动通信技术。它采用了智能天线、联合检测、接力切换、同步CDMA、软件无线电、低码片速率、多时隙、可变扩频系统、自适应功率调整等技术。 TD-SCDMA为TDD模式，在应用范围内有其自身的特点：一是终端的移动速度受现有DSP运算速度的限制只能做到240km/h；二是基站覆盖半径在15km以内时频谱利用率和系统容量可达最佳，在用户容量不是很大的区域，基站最大覆盖可达3040km。所以，TD-SCDMA适合在城市和城郊使用，在城市和城郊这两个不足均不影响实际使用。因在城市和城郊，车速一般都小于200km/h，城市和城郊人口密度高，因容量的原因，小区半径一般都在15km以内。而在农村及大区全覆盖时，用WCDMA FDD方式也是合适的，因此TDD和FDD模式是互为补充的。TDD模式是基于在无线信道时域里的周期地重复TDMA帧结构实现的。这个帧结构被再分为几个时隙。在TDD模式下，可以方便地实现上/下行链路间地灵活切换。这一模式的突出的优势是，在上/下行链路间的时隙分配可以被一个灵活的转换点改变，以满足不同的业务要求。这样，运用TD-SCDMA这一技术，通过灵活地改变上/下行链路的转换点就可以实现所有3G对称和非对称业务。合适的TD-SCDMA时域操作模式可自行解决所有对称和非对称业务以及任何混合业务的上/下行链路资源分配的问题。 TD-SCDMA的无线传输方案综合了FDMA，TDMA和CDMA等基本传输方法。通过与联合检测相结合，它在传输容量方面表现非凡。通过引进智能天线，容量还可以进一步提高。智能天线凭借其定向性降低了小区间频率复用所产生的干扰，并通过更高的频率复用率来提供更高的话务量。基于高度的业务灵活性，TD-SCDMA无线网络可以通过无线网络控制器（RNC）连接到交换网络，如同三代移动通信中对电路和包交换业务所定义的那样。在最终的版本里，计划让TD-SCDMA无线网络与INTERNET直接相连。 TD-SCDMA所呈现的先进的移动无线系统是针对所有无线环境下对称和非对称的3G业务所设计的，它运行在不成对的射频频谱上。TD-SCDMA传输方向的时域自适应资源分配可取得独立于对称业务负载关系的频谱分配的最佳利用率。因此，TD-SCDMA通过最佳自适应资源的分配和最佳频谱效率，可支持速率从8kbps到2Mbps的语音、互联网等所有的3G业务。 根据ITU的要求和原邮电部的准备，我国于1998年6月底向国际电联提交了我国对IMT2000无线传输技术（RTT）的建议(TD-SCDMA)。2000年5月5日，国际电联正式公布了第三代移动通信标准，我国提交的TD-SCDMA已正式成为ITU第三代移动通信标准IMT 2000建议的一个组成部分。我国自主知识产权的TD-SCDMA、欧洲WCDMA和美国CDMA2000成为3G时代最主流的技术。1.2.1TD-SCDMA网络试验和商用概况2006年，罗马尼亚建成了TD-SCDMA试验网。2007年，韩国最大的移动通信运营商SK电讯在韩国首都首尔建成了TD-SCDMA试验网。同年，欧洲第二大电信运营商法国电信建成了TD-SCDMA试验网。2007年10月，日本电信运营商IP Mobile原本计划建设并运营TD-SCDMA网络，但该公司最终受限于资金困境而破产。2008年1月，中国移动在中国北京、上海、天津、沈阳、广州、深圳、厦门、秦皇岛市建成了TD-SCDMA试验网；中国电信集团公司在中国保定市建成了TD-SCDMA试验网；原中国网络通信公司（现中国联合网络通信集团有限公司）在中国青岛市建成了TD-SCDMA试验网。2008年4月1日，中国移动在中国北京、上海、天津、沈阳、青岛、广州、深圳、厦门、秦皇岛和保定等10个城市启动TDSCDMA社会化业务测试和试商用。截止2008年年末，在中国使用TD-SCDMA网络的3G手机用户已达到41.9万人。但是TD-SCDMA手机放号首日即出现诸多问题，如网络建设尚未完善、功能尚未全部开发等，因而不少手机用户仍然持观望态度。2008年9月，中国普天信息产业集团公司为意大利的一家通信公司MYWAVE建设了TD-SCDMA试验网，该网络于9月12日建成并开通；从建设工程仅为11天推算，应为小型企业网。2009年1月7日，中国政府正式向中国移动颁发了TD-SCDMA业务的经营许可，中国移动也已经开始在中国的28个直辖市、省会城市和计划单列市进行TD-SCDMA的二期网络建设，预计于2009年6月建成并投入商业化运营。该公司计划到2011年，TD-SCDMA网络能够覆盖中国大陆100%的地市。 TD-SCDMA的发展过程1998年初，在当时的邮电部科技司的直接领导下，由电信科学技术研究院组织队伍在SCDMA技术的基础上，研究和起草符合IMT-2000要求的我国的TD-SCDMA建议草案。该标准草案以智能天线、同步码分多址、接力切换、时分双工为主要特点，于ITU征集IMT-2000第三代移动通信无线传输技术候选方案的截止日1998年6月30日提交到ITU，从而成为IMT-2000的15个候选方案之一。ITU综合了各评估组的评估结果，在1999年11月赫尔辛基ITU-RTG8/1第18次会议上和2000年5月在伊斯坦布尔的ITU-R全会上，TD-SCDMA被正式接纳为CDMATDD制式的方案之一。CWTS(中国无线通信标准研究组)作为代表中国的区域性标准化组织，从1999年5月加入3GPP以后，经过4个月的充分准备，并与3GPPPCG(项目协调组)、TSG (技术规范组)进行了大量协调工作后，在同年9月向3GPP建议将TD-SCDMA纳入3GPP标准规范的工作内容。1999年12月在法国尼斯的3GPP会议上，我国的提案被3GPPTSGRAN(无线接入网)全会所接受，正式确定将TD-SCDMA纳入到Release 2000(后拆分为R4和R5)的工作计划中，并将TD-SCDMA简称为LCRTDD(低码片速率TDD方案)。经过一年多的时间，经历了几十次工作组会议几百篇提交文稿的讨论，在2001年3月棕榈泉的RAN全会上，随着包含TD-SCDMA标准在内的3GPPR4版本规范的正式发布，TD-SCDMA在3GPP中的融合工作达到了第一个目标。至此，TD-SCDMA不论在形式上还是在实质上，都已在国际上被广大运营商、设备制造商所认可和接受，形成了真正的国际标准。1.2.2TD-SCDMA标准的现状自2001年3月3GPPR4发布后，TD-SCDMA标准规范的实质性工作主要在3GPP体系下完成。在R4标准发布之后的两年多时间里，大唐与其他众多的业界运营商、设备制造商一起，又经过无数次会议讨论、邮件组讨论，通过提交的大量文稿，对TD-SCDMA标准规范的物理层处理、高层协议栈消息、网络和接口信令消息、射频指标和参数、一致性测试等部分的内容进行了一次次的修订和完善，使得到目前为止的TD-SCDMAR4规范达到了相当稳定和成熟的程度。 在3GPP的体系框架下，经过融合完善后，由于双工方式的差别，TD-SCDMA的所有技术特点和优势得以在空中接口的物理层体现。物理层技术的差别是TD-SCDMA与WCDMA最主要的差别所在。在核心网方面，TD-SCDMA与WCDMA采用完全相同的标准规范，包括核心网与无线接入网之间采用相同的lu接口；在空中接口高层协议栈上，TD-SCDMA与WCDMA二者也完全相同。这些共同之处保证了两个系统之间的无缝漫游、切换、业务支持的一致性、QoS的保证等，也保证了TD-SCDMA和WCDMA在标准技术的后续发展上保持相当的一致性。 2006年1月20日已经被宣布为中国的国家通信标准.(注：说法不确切。1月20日国家信息产业部规定为行业标准，而非国家的通信标准) 1.2.3TD-SCDMA标准的后续发展在3G技术和系统蓬勃发展之际，不论是各个设备制造商、运营商，还是各个研究机构、政府、ITU，都已经开始对3G以后的技术发展方向展开研究。在ITU认定的几个技术发展方向中，包含了智能天线技术和TDD时分双工技术，认为这两种技术都是以后技术发展的趋势，而智能天线和TDD时分双工这两项技术，在目前的TD-SCDMA标准体系中已经得到了很好的体现和应用，从这一点中，也能够看到TD-SCDMA标准的技术有相当的发展前途。另外，在R4之后的3GPP版本发布中，TD-SCDMA标准也不同程度地引入了新的技术特性，用以进一步提高系统的性能，其中主要包括：通过空中接口实现基站之间的同步，作为基站同步的另一个备用方案，尤其适用于紧急情况下对于通信网可靠性的保证；终端定位功能，可以通过智能天线，利用信号到达角对终端用户位置定位，以便更好地提供基于位置的服务；高速下行分组接入，采用混合自动重传、自适应调制编码，实现高速率下行分组业务支持；多天线输入输出技术(MIMO)，采用基站和终端多天线技术和信号处理，提高无线系统性能；上行增强技术，采用自适应调制和编码、混合ARQ技术、对专用/共享资源的快速分配以及相应的物理层和高层信令支持的机制，增强上行信道和业务能力。在政府和运营商的全力支持下，TD-SCDMA产业联盟和产业链已基本建立起来，产品的开发也得到进一步的推动，越来越多的设备制造商纷纷投入到TD-SCDMA产品的开发阵营中来。随着设备开发、现场试验的大规模开展，TD-SCDMA标准也必将得到进一步的验证和加强。为了加快TD-SCDMA的产业化进程，早日形成完整的产业链和多厂家供货环境, 2002年10月30日，TD-SCDMA产业联盟在北京成立。TD-SCDMA产业联盟的成员企业由最初的7家，发展到目前的30家企业，覆盖了TD-SCDMA产业链从系统、芯片、终端到测试仪表的各个环节。第二章 高校校区典型场景建设策略分析2.1场景的分类大学校园作为培养高素质人才的摇篮，在信息化的社会环境下，大学生们对于通信中语音业务的需求不断增长，而作为新兴人群的大学生们对于新事物的探知欲是很强的，因此对于数据业务的需求正在与日俱增。从2G开始，中国移动就已将校园作为一个“数据黄金增长点”，而TD网络的一个重要覆盖目的便是满足不断增长的无线数据业务，校园也自然成为了特别关注的地点。大学校园一般存在多种功能性建筑物，比如教学科研楼、行政楼、图书馆、宿舍楼、餐厅以及操场等。一般校园内的用户数目总量较为固定，但用户行为在不同的建筑内具有各不相同的特点。从区域上看，大学校园主要分为几大覆盖场景：宿舍，教学楼（包括图书馆等），以及校园区域。（1）校园室内区域校园室内区域按照建筑功能可以细分为：教学楼、行政楼、实验楼、食堂、图书馆、大礼堂、体育馆、宿舍楼。此区域一般是校园话务量最为集中的区域，同时由于校园内部的作息时间，话务忙时具有规律性变化特点。（2）校园室外区域校园室外区域面积较大，主要是道路、广场、室外运动区域和草地组成。覆盖区域较大，但是话务量相对较小。2.2业务需求特点大学校园内人数较多且集中，综合性大学校园内教师和学生总数较大，但总量变化不大。校园内人员流动的规律性带来话务的规律性变化，总体来说人员变化普遍趋势如下：1）每年有新生入校和毕业生离校，人数基本持平；2）每天离开学校和进入学校的人员基本持平；3）周一至周五校内人员较多而周末较少；4）寒暑假校内人员较少；5）9月因新生入校人数增多，漫游数目较大；6）5-7月因毕业生陆续离校，人员总数减少。根据校园内不同楼宇具有的不同功能人流量、话务量、业务需求各不同。序号楼宇类型人流量话务量数据业务1教学楼较大一般一般2行政楼一般一般较少3实验楼较少较少较少4食堂较大较大一般5图书馆一般较少一般6体育馆较大较少较少7宿舍楼很大较大较大表2.1 楼宇类型与业务特点学校的主要用户包括学生、教师和其他人口，其中占最大数量比例的是学生这一群体，因此，主要以学生群体的业务行为来分析其话务特点。学生的主要活动区域可按白天和晚上划分为教学区、宿舍区和其他区域（包括校园内、餐厅、操场等）。以上述分析为基础，得出高校区的业务需求。大学内基本所有学生都住宿，宿舍区夜间的话务量相当高。周一至周五白天，人员集中在教学楼和实验楼。早中晚饭时间，人员主要集中在食堂。由于图书馆内场馆限制，一般话务量较小。宿舍话务量基本可以作为整个校园话务容量的衡量标准。基于以上人员活动特点的分析，室外宏站的话务压力不大，可以适当减少载频规划数量，提高载频利用率并且可以减少频率干扰；对于校园的室内分布小区，需要吸收更多的话务量，话务压力较大。2.3覆盖规划特点通过实地勘察并结合地图，一般来说，大学的楼群分界线明显，建筑物的高度大约在20-30m，根据建筑物平均密度特征，可以认为其符合一般城区的特征。区域内存在大量教学楼、宿舍楼等建筑群；区域内话务量密集、用户移动速度不高、业务速率要求较高，是数据业务发展的重点区域。一般高校区室外可采用宏基站进行覆盖，满足室外的覆盖指标。典型高校校区的现代建筑由于采用了大量的混凝土和金属材料，造成了对无线信号的屏蔽和衰减，信号通过直射，反射，绕射等方式进入室内，信号杂乱不稳定。移动通信用户在室内的通信受到影响和限制。为解决以上问题，可建设室内分布系统，确保室内的TD网络性能，因此在室内覆盖站点完成建设、开通，投入使用前需要进行室内覆盖网络性能测试，同时后续通过不间断的监控，了解和保证室内覆盖的正常性能。一些宿舍由于工程无法安装室内分布式天线，而宏站又无法对楼宇深度覆盖，可以采用小区分布系统进行覆盖。2.4容量规划特点对于3G业务，不同的业务有不同的速率要求和质量要求，同时这些业务是混合的，因此，在进行3G规划时，必须对业务进行分类预测和分析，建立3G业务模型，为确定网络规模打下基础。3G业务的最大特点是多种业务的混合，最大的难点也是混合业务条件下的业务模型的建立。不建立业务模型，3G的业务容量规划与网络规划就缺乏基础。因此，预测3G业务种类、比例、流量，从而建立一个虚拟的3G业务模型是必须的。一般来讲，业务模型的建立需要四个步骤：（1）为了获得业务的忙时呼叫次数（BHCA）或忙时会话次数（BHSA），需要定量描述业务需求情况；（2）建立各业务特征参数；CS业务的特征参数就是通话时长和激活因子，PS业务除此之外，还需要许多描述业务特征的参数。（3）获得网络规划关键数据；获得的关键数据就是各业务的忙时业务流量，即爱尔兰数。（4）按业务分类归纳数据。业务模型建立后，对话务需求进行具体考虑：对无线通信普及率、中国移动占有率及其中TD用户占有率进行预测；考虑到学生在白天、晚上的行动规律，取定各时间段人口分布比例如下；基于总TD用户数和用户分布比例，得到各区域用户；根据对用户R4话音、R4数据及HSDPA数据业务模型的分析，同时依据容量计算公式，得到校区各区域所需要的小区容量；根据业务预测结果和覆盖场景的特点，采取相应的TD网络建设策略。高校区域内存在大量公寓楼、教学楼等建筑群；区域内话务量密集、用户移动速度不高、业务速率要求较高，是数据业务发展的重点区域。高校区域内有明显的话务特征，一是数据量大，很多学生用手机登陆QQ或用电脑高速上网；二是话务量迁移的问题，如白天话务量主要发生在教学楼，晚上话务量主要在宿舍；三是话务量集中，学生的话务基本集中在18点以后，特别是21点到24点是其通话的高峰阶段。三是学生通话时间较长；四是学生的短信使用比例远远高于话务的使用量。根据校园内不同楼宇不同时段突发话务量的特点，在楼宇间话务量较小时段，为了充分吸收校园内其它区域话务量，可以采用共小区RRU技术，将多个楼宇和室外广场或不同功能的楼宇组成一个小区。例如将宿舍楼同教学楼、食堂等其它楼宇或校园内室外覆盖区域组成共小区，可以更有效的利用无线设备资源。在RRU共小区组网时，需要综合考虑各楼宇、区域话务情况分布，在容量足够的前提下将室外宏站同校内部分楼宇组成共小区。容量估算方法：TD-SCDMA网络承载着CS业务和PS业务，是一个话音和数据业务并存的系统，原有GSM的爱尔兰B方法不再适用。目前业界关于3G 网络混合容量估算有以下几种方法，分别是等效爱尔兰法、Post Erlang-B 法、坎贝尔方法等。1）等效爱尔兰方法等效爱尔兰方法的基本原理是根据业务所消耗的资源大小，将一种业务等效成另外一种业务，并计算等效后的业务总话务量，然后计算满足此话务量所需的信道数。在TD-SCDMA网络中，一个信道就是载波、时隙、扩频码的组合，称为一个资源单位RU(Resource Unit)，其中一个时隙内由一个16 位扩频码划分的信道为最基本的资源单位，即BRU。各种业务占用的BRU 个数是不一样的，在一个时隙中，最多可有8 个语音AMR12.2K 业务，或者2 个CS64K业务，或者2 个PS64K 业务，或者1 个PS128K 业务，据此可以估算不同业务占用资源比例，例如设业务A为AMR12.2K和业务B为CS64K，预测A的话务量为12Erl，预测B的话务量为6Erl 。业务A：每个连接占用2 个BRU信道资源；业务B：每个连接占用8个BRU信道资源；因此根据每种业务占用信道资源的比例，可以将1Erl的业务B等效为4Erl的业务A，则网络中总话务量为6412=36Erl（业务A），如果要求阻塞率为2%，则通过查询爱尔兰B表，共需要46个业务A的信道资源，共需要92 个BRU资源。也可以将4 Erl的业务A等效为1 Erl的业务B进行计算。该方法缺陷是不同的等效方式，最后计算所需资源不同。2）Post Erlang-B方法Post Erlang-B 方法的原理是先分别计算出每种业务满足容量要求需要的信道数，再将信道进行等效相加，得出满足混合业务容量所需要的信道数。在TD-SCDMA网络中，使用扩频因子不同的业务所占用的基本信道BRU个数是不一样的，例如：一个扩频因子SF=1 的业务，占用16 个BRU，SF=8 的业务，占用2个BRU，在一个载波下，如果上下行时隙比例确定，则所能提供的上下行BRU 数目是固定的，因此只要确定了总的BRU数目，根据单小区在一定时隙配比条件下的上下行BRU数目，就可以确定满足容量需求的小区数目。计算过程描述如下：1. 根据预测，确定规划区域内CS业务话务量和PS数据业务流量；2. 对PS 数据业务，根据吞吐量，将其转化为等效爱尔兰；3. 确定站型和时隙配比；4. 计算单小区单业务的信道数目；5. 根据爱尔兰B或者爱尔兰C公式确定单小区所能支持的爱尔兰数；6. 计算NodeB需求个数。从以上过程可以看出，Post Erlang-B 方法的计算结果过于悲观，原因在于基站的信道资源实际是在各种业务间共享的，但此方法人为的割离了业务的信道资源，降低了基站信道资源的利用率。这是该方法的缺陷。3） 坎贝尔方法坎贝尔方法是综合考虑所有的业务并构造成一个等效的业务，并据此来计算系统可以提供该等效业务总的话务量，然后得到混合业务的容量计算。该方法最后是利用Erlang B 来计算相应的信道数的，这样网络的规模也就可以计算出来了。计算过程描述如下：1确定目标规划区域各种业务的话务量；2根据各种业务占用的BRU资源，确定各种业务相对基本业务信道的业务资源强度；3计算混合业务均值；4计算混合业务方差；5计算坎贝尔信道；6计算规划区域内总的坎贝尔信道业务总量；7通过载波数、时隙分配方式，确定单小区可提供的基本业务信道数（采用话音业务做为基本业务），进而利用坎贝尔信道数=（小区基本业务信道数 基本业务信道的业务资源强度）/坎贝尔信道，得到单小区可提供的坎贝尔信道数，通过查询爱尔兰B 表，可以得到单小区的坎贝尔业务量；8用规划区域内总的坎贝尔信道业务总量除以单小区可提供的坎贝尔业务量就可以得到所需小区数。4）SK算法通过随机背包迭代算法，计算基于混合业务且满足不同QoS需求所需的信道资源。沿用了ATM网络流量计算的基本思路和管道共享的概念，可体现不同业务的QoS需求。但是，计算量大，比较复杂，不便于实际应用；对PS业务非实时性的特点体现不够。可以看出坎贝尔方法是将所有业务统一为CS域业务进行等效，并运用爱尔兰B公式进行分析和计算，而实际上，网络中不仅存在CS域业务，而且还存在着PS 域业务，PS 域业务和CS 域业务的业务特点有很大不同，而且对PS域业务通常采用爱尔兰C 公式进行分析，因此利用坎贝尔方法对所有混合业务进行容量估算，存在着固有的局限性，表现在没有考虑各种业务阻塞率的差别，而简单认为所有业务的阻塞率都相同。通常认为，坎贝尔方法对CS域的混合业务的估算是合适的，而对存在PS域业务的数据业务，如果不对坎贝尔方法进行修正，则不完全适用。因此，当进行TD-SCDMA网络容量规划时，如果PS 域业务占较大的比例，对按照以上的坎贝尔方法进行估算，结果和实际网络需求会出现较大的误差。2.5建设策略分析及各种覆盖策略综合对比（1）高校校区TD网络建设的总体原则高校校区的网络建设遵循室内外一体规划原则：确保室内覆盖系统能提供良好的室内信号，同时要避免对室外构成强干扰；确保室外宏站对室外场景及部分楼房室内场景的良好覆盖，同时做好室内外切换参数的设置；在频率分配、设备支持的情况下室内外尽量采用异频组网方式，做好干扰协调，避免系统间的互相影响。工程建设方案必须满足国家和通信行业相关标准，电磁辐射值应满足国家标准。TD室内覆盖系统建设应以改造现有室内覆盖系统为主，新建室内覆盖系统为辅。在共用分布系统改造工程中应充分利用原有分布系统资源，同时解决器件老化、需求变化、覆盖不足等新情况。新建TD分布系统应考虑和GSM、WLAN系统共用。TD室内覆盖系统改造应确保原有GSM网络正常运行，并为后续优化设计留有余地。多系统共存时系统间隔离度应满足要求，避免系统间的相互干扰。（2）建设策略根据前述建设的原则和基础，提出主要建设策略：校园覆盖的规划主要以规划室内覆盖和室外覆盖两部分组成。总的来说一般建议楼宇内利用室内分布系统或小区分布系统进行深度覆盖，校园开放区域采用宏站进行建设。由于覆盖室内的分布系统一般采用宽频小增益吸顶的非智能天线，因此建议采用“小功率，多天线”的规划理念进行网络覆盖规划，每个天线的覆盖半径不宜过大，对于特殊场景的覆盖，应根据具体环境单独确定。TD建设更多满足数据业务的需求，且TD建设是基于2G网络的建设基础上，大多采用了共址方式，并采用室内外站点共址方式，以及为解决校园站房资源紧张问题，可适当在校外进行站点建设，对校园内进行覆盖，并采用光纤拉远方式进行深度覆盖。（3）容量设计策略根据用户预测数据及分布情况，采用多个小区建设，对各小区的容量和载扇配置进行详细规划。在建设初期，室内分布单小区载频配置以O3为主，数据业务需求较高的站点可引入A频段，载频配置达到O6或者更多载波。在设计时，应保证扩容的便利性。当室内分布系统配置容量紧张时，尽量做到在不改变分布系统架构的情况下，通过空分复用、增加载波及小区分裂等方式快速扩容，满足业务需求。因此，原则上应采用多个单通道RRU进行物业点覆盖，以利于使用空分复用功能。对于业务需求较小的物业点，可以采用单个单通道RRU进行覆盖。针对业务需求特别高的站点，在满足覆盖需求的情况下，可适当增加RRU的数量来满足今后业务扩容需求。（4）覆盖方式策略及对比TD网络建设主要采取的覆盖方式包括：室外宏基站、室内分布系统覆盖和室外小区分布系统覆盖等三种类型。其中宏基站主要用于室外覆盖及楼层比较低且楼的数量比较少的场景；室内覆盖主要用于楼层较高且楼房密集、宏基站覆盖不能很好的达到覆盖指标要求的场景；小区分布覆盖则主要用于楼房密集，但建设室内覆盖有困难的场景。鉴于高校校区的教学区和宿舍区楼房较多，因此，除了采用室外宏站对校区的室外进行覆盖外，同时采用室内分布系统和小区分布系统对室内进行深度覆盖，以达到覆盖效果良好、提高数据业务应用速率的效果。总之，根据不同场所的实际需求，选择适合的覆盖解决方案，需要充分利用各种无线覆盖方式的优势，实现室内及热点地区的覆盖，综合考虑室内外情况，合理配置基站和室内分布、小区分布系统资源。1）宏基站覆盖以宏基站为主进行网络覆盖，重点覆盖数据业务需求高的区域，覆盖的业务热点区域力求室外成片连续，基站间距控制在450至600米。宏基站链路预算，采用COST-231传播模型，各信道链路预算值计算如下表示：类别密集区域一般区域P-CCPCH覆盖半径下行0.440.57AMR覆盖半径上行0.460.59CS64覆盖半径上行0.350.45PS64覆盖半径上行0.390.50AMR覆盖半径下行0.550.71CS64覆盖半径下行0.390.51PS64覆盖半径下行0.500.65PS128覆盖半径下行0.440.56PS384覆盖半径下行0.440.562）室内分布系统覆盖教学楼、行政楼、实验楼、图书馆、礼堂、报告厅、体育馆、食堂等，由于此类建筑纵深较大，存在大量走廊，室外宏站到达室内衰耗较大，信号较弱，建议采用室内分布系统进行覆盖，可以有效吸收室内话务量，提高用户感受。如果学校宿舍楼差异较大，一些典型宿舍楼如宿舍房间之间存在公共走廊则建议采用室内分布系统建设。根据集团公司编写的3G（TD-SCDMA）网络工程室内分布系统建设指导原则，得出室内分布系统天线口功率、天线增益与覆盖半径的关系如下表所示：天线口功率天线增益覆盖半径天线增益覆盖半径天线增益覆盖半径dBmdBi米dBi米dBi米035.177.0119.5135.577.51110.2236.078.11111.0336.578.81111.9437.079.51112.9537.5710.21113.9638.1711.01115.0738.8711.91116.2839.5712.91117.59310.2713.91118.93）小区分布系统覆盖一些宿舍由于工程无法安装室内分布式天线，而宏站又无法对楼宇深度覆盖，可能导致楼宇内终端用户感受较差，此种情况可以采用室外分布系统进行覆盖。室外分布系统即采用分布式天线系统安装于楼宇之间的空地或者楼宇外墙（天线采用伪装外型天线），对楼宇内部进行覆盖。若楼宇外墙可安装伪装天线，则采用楼宇间天线对打覆盖。一般天线安装于楼宇外墙，为了避免信号泄漏造成干扰，要求天线降低高度安装。由于采用室外天线进行覆盖，信号必须严格控制，楼宇较低时才适宜使用，否则易造成越区覆盖等问题，一般建议在楼宇间使用，利用楼宇本身作为阻挡。根据小区分布系统的覆盖特点及经验值，得出小区分布系统天线口功率、天线增益与覆盖半径的关系如下表所示：天线口功率天线增益仅穿过玻璃及一般隔断的覆盖半径穿过2层隔断的覆盖半径天线增益仅穿过玻璃及一般隔断的覆盖半径穿过2层隔断的覆盖半径dBmdBi米米dBi米米7711.91.81116.22.48712.91.91117.52.69713.92.01118.92.810715.02.21120.43.011716.22.41122.03.212717.52.61123.83.513718.92.81125.73.814720.43.01127.84.115722.03.21130.04.4通过对高等院校校区的场景特点及对通信的需求进行分析，根据各种覆盖方案的特点，提出合适的建设策略。第三章 典型场景建设方案3.1建筑物情况工大新校区位于兰州市龚家湾，整个校区东西长约1200米，南北长约800米。主要楼层情况：建筑层高6至7层。3G建设情况：目前还没有3G站点。根据对学校的勘察情况，目前已建校区主要分为3个区域，即中间的教学区和南、北两个宿舍区。教学区域中已经建设完成的教学楼共有7栋：含2栋实验楼、4栋教学楼、1栋大学生活动中心、1栋图书馆。图表 31 工大校园内建筑分布图3.2主要设计策略业务质量指标设计要求：覆盖区内无线可通率：移动台在无线覆盖区内90%的位置，99%的时间可接入网络。无线信道呼损：根据集团要求无线信道呼损市区不高于2%。块差错率目标值（BLER Target）：话音 1%，CS64K 0.1%1%，PS数据 510%。3.3设计方案根据校园内三大区域（南部宿舍区、中部教学区、北部宿舍区）主要建筑类型，主要设计建设方案为：教学区、西苑宿舍楼室外采用TD宏站1覆盖；室内：教学区设计为室内分布系统，同时利用原2G室内分布系统；西苑宿舍楼利用华为双通道RRU建设室外小区覆盖，覆盖和容量可以满足。东苑宿舍楼距离宏站1约600米，考虑室外采用宏站2覆盖，室内建设室内覆盖满足需求。该区域利用共小区RRU覆盖，同时进行室内、室外覆盖。3.3.1覆盖方案综合工大校园情况以及建筑功能分布，经过实地勘察研究和理论计算后，进行了广泛的讨论，确定的覆盖建设方案，分别采用室外宏站、室内分布系统、室外+室内覆盖、小区深度覆盖四种方式对校园不同功能区进行分区覆盖。具体覆盖建设方案为：行政教学楼区域新建1个宏站，配置为S333，此宏基站主要目的是用于解决校园内部教学行政区、运动场地的室外覆盖。考虑到教学楼已有2G室内分布系统，室内分布系统在教学楼配套设备利旧现网2G室内分布站点，本次将新增TD信源与2G信号合路，实现教学楼室内的良好覆盖并可以很好的节约建设成本。同时新建设4个O4载扇的室内分布系统，分别实现对行政楼、实验楼一、实验楼二、艺术学院的覆盖。南北村宿舍楼新建1个宏站，配置为S663。南村室内分布系统共用其宏站载扇资源。分别从一扇区引出2个RRU261覆盖一扇区范围内两个宿舍楼，从二扇区引出3个RRU261覆盖二扇区范围内三个宿舍楼。该方案不仅可以解决东苑宿舍的覆盖问题，同时可以解决东苑的室外以及校园东南部的活动中心的室外覆盖。北村宿舍楼由于室内分布建设困难，建设成本高，而楼宇又比较密集，综合考虑后决定新建2个O9（O3（B频段）+O6 （A频段）的小区分布系统，利用华为双通道RRU覆盖，在室外通过双通道双极化天线对宿舍对打的方案解决宿舍内部的覆盖问题。该覆盖方案不仅使用了双通道RRU技术，同时利用A+B的双频段技术，作为室内分布系统的创新覆盖方案的探索，同时小区分布深度覆盖方案在实际使用中具有建设简单、便于安装的优点，但建筑物较低楼层背向小区天线一侧信号衰减大，存在弱覆盖风险。后续测试若发现此类问题，建议使用路灯站方式补充覆盖。3.3.2容量方案为了对现有校园分布系统小区进行容量规划，校园用户数目需要尽量准确。东苑宿舍位于校园的东南方向，共5栋宿舍楼，含3栋男生宿舍和2栋女生宿舍。住宿的总人数约9000人。西苑宿舍位于校园的西南方向，共6栋宿舍楼。住宿的总人数约14000人。话务需求考虑：规划校园小区总话务量=规划小区校园用户人数*某运营商市场占有率*TD用户占有率*校园忙时人均话务量，如果假设无线通信普及率为100%，中国移动占有率为70%，其中TD用户占有率为30%，则合计学生教师其他人口总人口230001950010002500TD总用户数48304095210525考虑到学生的行动规律，建议取定学生人口分布比例如下：白天（早8点-晚6点）晚上（晚10点-11点忙时）教学区宿舍区其他区域教学区宿舍区其他区域65%20%15%10%80%10%基于4830的总TD用户数和用户分布比例，得到各区域用户为：白天（早8点-晚6点）晚上（晚10点-11点忙时）教学区宿舍区其他区域教学区宿舍区其他区域31399667244833864483针对校园内各区域的业务模型分析如下：教学区用户话音业务忙时话务量0.019Erl/用户（2% 呼损），可视电话业务忙时话务量0.001Erl/用户（5% 呼损），渗透率100用户忙时R4数据流量275bps/用户(180kbitBH),用户比例为30，上下行流量比1：4，业务承载比PS64:PS128:PS384 6:3:1用户忙时HSDPA数据流量7Kbps/用户，用户比例为30，上下行流量比1：9宿舍区用户话音业务忙时话务量0.025Erl/用户（2% 呼损），可视电话业务忙时话务量0.002Erl/用户（5% 呼损），渗透率100用户忙时R4数据流量50bps/用户(180kbitBH), 用户比例为10，上下行流量比1：4，业务承载比PS64:PS128:PS384 6:3:1用户忙时HSDPA数据流量10Kbps/用户, 用户比例为40，上下行流量比1：9其他区域用户话音业务忙时话务量0.019Erl/用户（2% 呼损），可视电话业务忙时话务量0.001Erl/用户（5% 呼损），渗透率100用户忙时R4数据流量250bps/用户(900kbitBH), 用户比例为25，上下行流量比1：4，业务承载比PS64:PS128:PS384 6:3:1用户忙时HSDPA数据流量5Kbps/用户, 用户比例为20，上下行流量比1：9根据对用户R4话音、PS数据及HSDPA数据业务模型的分析，采用等效爱尔兰法，依据容量计算公式，得到校区各区域所需要容量：区域类型教学区宿舍区其他区域载频数15273根据上述业务预测和理论计算结果，我们实际采取相应的TD网络容量规划设计策略详细如下：教学区域中已经建设完成的教学楼共有7栋：含3栋实验楼、1栋教学楼、1栋行政楼、1栋图书馆、1栋艺术楼（音乐学院）。根据之前的话务需求分析，共需配置15个载波。实际配置室内分布小区为实验楼1和艺术楼（音乐学院）、实验楼2和3、行政楼和图书馆、第1教学楼共计4个O4小区，16个载波；同时考虑室外区域的覆盖，需要新建一个室外宏站，配置为S3/3/3。东苑宿舍位于校园的东南方向，共5栋宿舍楼，含3栋男生宿舍和2栋女生宿舍。住宿的总人数约9000人。根据之前的话务模型分析，需要配置11个载波。实际配置为一个宏基站同时提供室内和室外的覆盖，室内利用宏基站小区级联RRU实现室内分布覆盖，宏基站配置为S6/6/3满足容量需求。西苑宿舍位于校园的西南方向，共6栋宿舍楼。住宿的总人数约14000人；根据之前的话务模型分析，需要配置16个载波。本次在本宿舍区域配置2个O9（O3B+O6A）小区 ，共18个载波，容量上可以满足。本区域均采用小区覆盖的方式，采用华为的新技术双通道RRU实现对宿舍的深度覆盖。3.3.3宏站建设方案规划在一号教学楼和南村2栋宿舍楼分别建设宏站，校园内共建设2个TD宏站，分别负责教学行政区、学生运动区和东部校园的室外覆盖，配置分别为S3/3/3和S6/6/3。2个宏站站距约600米，可以保证校园室外区域的良好覆盖。宏站1与校园四周边缘的距离分别为：东边300米，南边200米，西边300米，北边600米。南边楼房少可以保证覆盖，北边为大片空旷运动场地，也能够保证信号覆盖质量；西苑宿舍区建筑物和人员较多，且建筑较为密集，考虑用室外小区分布覆盖进行补充，以保证信号质量并分流容量。宏站2与校园四周边缘的距离分别为：东边300米，南边200米，西边300米，北边300米。主要保障东苑宿舍楼及北边在建楼房室外、北边餐厅室内外的覆盖；宿舍区建筑物和人口较多，需要用小区覆盖进行补充，利用级联RRU261共小区，以保证信号质量，同时可以很好控制切换。3.3.4 TD-SCDMA室内覆盖规划设计方案 1、组网原则：对于TD-SCDMA室内分布系统，优先选择异频组网方案，在频率紧张的情况下，可考虑混频组网方案（但须保证主频点和周围邻区主频点异频）。2建设原则：TD-SCDMA室内分布系统建设以改造现有GSM室内分布系统、2G/3G共用方式为主，应确保原有GSM网络正常运行，并为后续优化建设留有余地。室内外覆盖一体化原则：确保室内分布系统提供良好的室内覆盖，同时要控制好室内信号，避免对室外构成强干扰。在频率资源足够、设备支持的情况下室内外尽量采用异频组网方式(室内外频点分配见频率配置方案)。频率资源紧张的情况下也应保证与室外有切换关系的室内小区的主载频与室外主载频保持异频。TD-SCDMA室内分布系统信号源主要采用宏蜂窝、微蜂窝、BBURRU等设备。室内分布系统工程的建设必须满足国家和通信行业相关标准，电磁辐射3值应满足国家标准。室内分布系统的改造需要综合考虑GSM900、DCS1800、3G和Wlan共用的需求。3.技术指标要求（1）室内分布无线覆盖边缘场强PCCPCH RSCP=-85dBm