基于校园网的TDSCDMA网络规划设计

1、*实践教学实践教学* 2011 年秋季学期 移动通信移动通信 课程设计课程设计 题题 目：目：基于我校校园环境的 TD-SCDMA 网络规划设计 摘要摘要本文针对 TD-SCDMA 系统，根据我校西校区用户具体需求和建筑分布特点，提出了一种适合我校西校区校园环境的网络规划方案。通过解决现有的有线网络存在的缺陷，使网络的品质提升一个台阶。关键词：关键词：TD-SCDMA；3G；网络规划1前言前言手机自问世至今，经历了第一代模拟制式手机(1G)和第二代 GSM 等数字手机(2G)，而当前全球通信运营商和手机产品制造商倡导的 3G 是指将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。3G 技

2、术能够处理图像、语音、视频等多媒体形式，带来更高的移动传输速率，提供包括可视电话、高速上网、手机电视等多种信息服务，给大众带来了丰富的数据业务体验。TD-SCDMA(以下简称 TD)技术是我国自主创新研发的第三代移动通信技术，正式成为全球 3G 技术标准之一。这项技术是中国提出的，以我国知识产权为主，被国际广泛接受和认可的无线通信国际标准。这是我国通信史上的重要里程碑，也是中国移动通信的一次创举，也是中国对第三代移动通信发展的贡献。2目目 录录摘要.1前言.2第一章 概述.11.1 研究背景.11.2 研究意义.1第二章 TD-SCDMA 移动通信系统简要分析.32.1 TD-SCDMA 系统

3、的基本原理.32.2 TD-SCDMA 系统的关键技术.52.3 TD-SCDMA 无线网络的优势.7第三章 西校区业务需求分析.103.1 话务量需求特点.103.2 建筑分布特点.113.3 设计指标.12第四章 设计方案.134.1 覆盖方案.134.2 容量方案.16第五章 标准化方案建议.19总结.22致谢.22参考文献.231第一章第一章 概述概述1.1 研究背景TD-SCDMA 标准的技术基础起始于九十年代中期大唐集团下属的“北京信威通信技术有限公司”研制开发的一套无线用户环路（WLL）（国家“九五”重点攻关计划的一部分）。我们称这套技术为 SCDMA，其核心是一套 TDD 方式

4、工作的、基于智能天线的同步 CDMA 系统，并用软件无线电技术来实现。由于智能天线（Smart Antenna）、同步CDMA（Synchronous CDMA）和软件无线电（Software Radio）等技术英文的第一个字母均是“S”，故取名为 SCDMA。该系统于 1997 年底开发成功，智能天线和同步 CDMA 技术均获得证明，为设计 TD-SCDMA RTT 打下了技术基础。1998 年我们按 ITU-R M.1225 建议的一系列程序和规范，起草 TD-SCDMA 标准，同时得到中国移动、中国电信、中国联通等公司的大力支持和帮助，该标准文件在我国无线通信标准组（CWTS）最终修改完

5、成后，经原邮电部批准，代表我国于 1998 年 6 月提交 ITU（国际电信联盟）和相关国际标准组织。2002 年 2 月，为业界所关注的第一次 TD-SCDMA 户外移动通话公开演示会取得了圆满的成功。10 月 25 日， 中国第三代移动通信频谱规划方案出台，TD-SCDMA 获国家政策面强劲支持。10 月 30 日， “TD-SCDMA 产业联盟成立大会”在人民大会堂隆重举行。联盟的成立标志着 TD-SCDMA 得到了通信制造业的整体响应，阵营覆盖了从系统到终端的完整产业链，被视为 TD-SCDMA 产业化进程中又一重大里程碑。1.2 研究意义（1）有利于改善网络的运行状态当营运者准备建设

6、一个移动通信网络时，首先必须根据特定地区的地理环境，业务量预测和测试得到的无线通道的特性等参数进行系统的工程设计，包括网络拓扑设计，基站选址和频率规划等，与固网系统想比，由于移动通信系统中的用户终端是移动的，因此，无论是业务量还是信令流量或其他一些网络特性参数，都具有较强的流动性，突发性和随机性。这些特性决定了移动通信系统的设计与实际情况在话务模型，信令流量等方面一般存在较大的差异。当网络运行以后，营运者需要对网络的各种结构，配置和参数进行调整，以使网络更合理的工作。网络优化工作是一项长期的，持续性的系统工程，需要不断探索，积累经验。只有解决好网络中出现的各种问题，优化网络资源配置，改善网络的

7、运行环境，提高网络的2运行质量，才能使网络运行在最佳状态，为移动通信业务的迅猛发展提供有力的技术支持和网络支撑。（2）有利于移动运营商获得更好网络品牌现代信息时代的发展，逐渐对品牌的认识和品牌效应的追逐，使得我们大众在选择产品或者服务的时候都慢慢的趋向于品牌，这种原因的产生主要是由于现代企业多元化，产品多元化，服务多元化，甚至有很多假冒伪劣产品的出现，严重影响了市场的运行，所以品牌效应就诞生了，人们喜欢更好的品牌，相信品牌的力量，相信品牌能够获得优质服务，所以网络优化，意在提升网络品质，无意中是为企业做一个非常好的品牌效应广告，通过持续不断的改善，网络品质逐渐被人们接收和感受到，好用而方便的网

8、络最终能获得人们的信任，也就造成了人们对品牌的认识从根本上体会到品牌带给我们优质的服务。（3）有利于在 3G 市场上保持良好的竞争力 从 3G 的概念到 3G 逐步投放使用，中国电信就率先登场了中国市场，给中国的 3G 做了个品质服务，也使得中国移动，中国联通面对 3G 市场的争夺，不得不加快 3G 技术网络的步伐，由于中国移动的 3G 网络需要从新建网，而且又是我过首个 3G 标准，面对了非常大的挑战，要想快速获得市场业务和 3G 网络的品牌，就必须很紧凑的快速的提供网络建设的网络品质，网络优化就是一个必不可少的环节，也是贯穿与整个网络是否能够获得竞争市场的成败的原因，没有网络优化，网络品质

9、就无法提升，人们无法获得更好的服务，转而就会选择其它的运营商，选择其它的 3G 网络品牌，不利于保持良好的竞争力。（4）有利于我国的通信事业获得飞跃式的发展从网络建设到使用，我国第一次在国际上提出了自己的标准，也使我过的通信技术标准第一次打开了市场，在探索发展过程中，要想超越其它的网络品牌，就需要提供优质而高效的网络，而网络优化的目的就是使我过的自主品牌能够拥有非常好的声誉，同时就能促进更多的人从事我国的通信事业，使我国的通信获得更快更好的发展，最终在世界范围内得到应用，下一代通信技术（TD-LTE）就是在逐步的研发和参与当中。3第二章第二章 TD-SCDMA 移动通信系统简要分析移动通信系统

10、简要分析2.1 TD-SCDMA 系统的基本原理1）TD-SCDMA 技术层基本原理TD-SCDMA 的中文含义为时分同步码分多址接入，该项通信技术属于一种无线通信的技术标准，在与欧洲、美国各自提出的 3G 标准竞争中，中国提出的 TD-SCDMA 己正式成为全球 3G 标准之一。目前，该标准的主要技术集中在大唐公司手中，它的设计参照了TDD(时分双工)在不成对的频带上的时域模式。TD-SCDMA 的无线传输方案灵活地综合了 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

11、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 8kb

12、ps 到 2Mbps 的语音、互联网等所有的 3G 业务。2）TD-SCDMA 结构层基本原理由于 TD-SCDMA 系统的网络结构和 3GPP 制定的 UMTS 网络结构相符合，可以按照功能分为两个基本结构：用户设别域（User Equipment Domain）和基本结构域（Infrastructure Domain）,如图 2-1 所示。1.用户设备域用户设备域包括具有不同功能的各种类型设备。它们可能兼容一种或多种现有的接入口（固定或无线）设备，如双模 GSM/UMTS 用户终端等。用户设备还可以包括智能卡。从图1 可以看出，用户设备域可进一步分为移动设备（ME）域和用户业务识别单元（U

13、SIM）域。1)移动设备（ME）域4移动设备域的功能是完成无线传输和应用。移动设备还可以分为实体，如完成无线传输和相关功能的移动终端（MT） ，包含端到端应用的终端设备（TE） 。对移动终端没有特殊的要求，因为它与 UMTS 的接入层和核心网有关。图 1 UMTS 域2)用户业务识别单元（USIM）域用户业务识别单元包含清楚而安全地确定身份的数据和过程。这些功能一般存入智能卡中。它只与特定的用户有关，而与用户所使用的移动设备无关。2.基本结构域基本结构域可进一步分为直接与用户相连接的接入网域和核心网域，两者通过开放接口连接。接入网域由与接入技术相关的功能组成，而核心网域的功能与接入技术无关。从

14、功能方面出发，核心网又可以分为分组交换业务域和电路交换业务域。但是，网络和终端可以只具有分组交换功能或电路交换功能，也可以同时具有两种功能。3.空中接口协议空中接口是指 UE 和 UTRAN 之间的接口，简称 Uu 接口，通常也称为无线接口。无线接口协议主要是用来建立,重配置和释放各种 3G 无线承载业务的。不同的空中接口协议使用各自的无线传输技术，现在的 3G 系统主要区别在于它们的空中接口的无线传输技术上。协议分三层，分别是物理层，数据链路层，网络层，从控制平面上看，数据链路层分为（Medium Access Cotrol MAC）子层和无线链路控制（Radio Link Control,

15、RLC）子层，而在用户平面上出了这两个子层之外，还包括处理分组数据汇集协议的 PDCP（Packet Data Conver Protocol）子层和用户广播业务的 BMC（Broadast/Multicast Control）子层。网络层是指无线资源控制（Radio Resource Control,RRC）层，位于接入网的控制平面，完成 UTRAN服务网域传输网域核心网域接入网域移动设备域用户业务识别单元域基本结构域用户设备域原籍网域CuUuIuZuYu5和 UE 之间交互的所有信令处理。2.2 TD-SCDMA 系统的关键技术1 多址复用技术移动用户要简历通信，首先要实现动态寻址，即在服

16、务范围内利用开放式的射频电磁波寻找用户地址，同时为了满足多个移动用户同时实现寻址，多个地址之间还必须满足相互正交特性，以避免产生地址间的相互干扰。多址划分从原理上看，与固定通信中的信号多路服用是一样的，实质上都属于信号的正交划分与设计技术。不同点是多路服用的目的是区别多个通路，通常是在基带和中频上实现的；而多址划分是区分不同的用户地址，通常需要利用射频频段的电磁波来寻找动态的用户地址，同时为了实现多址信号之间互不干扰，信号之间必须满足正交特性。传统的多址方式有 3 种，频分多址（FDMA） ，十分多址（TDMA） ，码分多址（CDMA） ，即分别采用频率，时间或码字来区分不同用户传输。其中，F

17、DMA 是以不同的频率信道实现通信的，TDMA 是以不同的时隙实现通信的，CDMA 是以不同的码序列实现通信的。TD-SCDMA 空中采用了 4 种技术：FDMA,TDMA,CDMA,SDMA，综合利用这 4 种技术资料分配时在不同角度上的自由度，系统容量，频谱利用率和抗干扰能力都得到大幅度的提升，从而可以得到动态调整的最优资源分配。2 智能天线技术智能天线利用信号传输的空间特性来达到抑制干扰，提取信号的目的，通过实现空分多址（SDMA）可以大大增加系统容量。一般期望的信号和不期望的干扰来自不同方向，接收天线利用他们之间的来波方向不同，即以信号和干扰的空间入射角不同来区分信号和干扰。在接收模式

18、下，用基带数字处理器为每条信道提供一条赋形的天线波束，所形成的波束可实现空间滤波作用-即对期望信号有高增益，而对干扰信号实现近似零陷作用以达到抑制，减少干扰的目的。在发射模式下，只能天线能使期望用户所接收到的信号功率最大，同事使窄带波束照射范围内以外的非期望用户所收到的干扰最小。智能天线的优势: 减少小区间干扰 降低多径干扰 基于每一用户的信噪比得以增加 降低发射功率6 提高接收灵敏度 增加了容量及小区覆盖半径劣势：时延超过码片宽度的多径干扰，多普勒效应。3 联合检测CDMA 系统的干扰受限特征与其它多址方式相比尤为突出，其干扰主要来源于多址干扰（Multiple Access Interfe

19、rence, MAI） 。传统 CDMA 系统信号分离方法是把多址干扰（MAI）看作是热噪声一样的干扰，其结果导致了信噪比恶化，系统给性能和容量不理想。有结果显示，实际采用 CDMA 技术的 IS-95 系统容量只能达到可用骂道资源数的 1/3 左右，甚至可能下降到与采用 FDMA/TDMA 技术的 GSM 相同的水平。这种针对某一用户进行信号检测而其它用户的信号作为噪声加以处理的技术属于单用户检测。为了进一步提高系统 CDMA 系统容量，可以将其它用户的信息联合起来当作有用信息加以利用，这就是多个用户同事检测的技术，即多用户检测技术，采用这种技术可以降低或者消除多址干扰（MAI） ，改善系统

20、性能，提高系统容量。干扰抵消技术的基本思想是判决反馈，首先从总的接收信号中判决出其中部分的数据，根据数据和用户扩频码重构出数据对应的信号，再从总接收信号中减去重构信号，如此循环迭代。联合检测技术是利用所有和 MAI 相关的先验信息，在一步之内就将所有用户的信号分离出来。 联合检测的优点：降低干扰，扩大容量，降低功控要求，削弱远近效应。联合检测的缺点：大大增加系统复杂度、增加系统处理时延、需要要消耗一定的资源。4 同步技术TD-SCDMA 系统的同步技术包括网络同步，初始化同步，节点同步，传输同步，无线接口同步，Iu 接口时间校准及上行同步等。其中网络同步是指心选择高准确度，高精度的时钟作为网络

21、时间基准，以保证整个网络的时间稳定，它是其它同步的基础；初始化同步使UE 成功接入网络；节点同步，传输信道同步，无线接口同步和 Iu 接口时间校准等，使 UE能正常尽心符合 QoS 要求的业务传输；而上行同则是 TD-SCDMA 系统中最关键的技术。上行同步就是上行链路各 UE 的信号在基站解调器完全同步。TD-SCDMA 系统使用软件和帧结构设计来实现上行同步，是一个同步的 CDMA 系统。通过上行同步，可让使用正交扩频码的各个骂道在解扩时完全正交，相互间不会产生多址干扰，克服留在异步 CDMA多址技术中由于每个 UE 发射的码道信号达到基站的时间不同造成码道非正交所带来的干扰，7从而大大提

22、高了 CDMA 系统容量的频谱利用率，还可以简化硬件，降低成本。5 接力切换技术TD-SCDMA 系统使用了智能天线，联合检测等空时处理技术以及上行同步和特殊的帧结构设计后，系统的切换控制方法和过程得到改进，进而系统的切换性能将得到提高。TD-SCDMA 系统的接力切换就是综合利用了该系统各种技术特点和优势而发明的一种不同于传统切换方式的全新技术。其设计思想是利用只能只能天线和上行同步等技术，在 UE 的距离和方位进行定位的基础上，将 UE 的方位和距离作为辅助信息来判断目前 UE 是否移动到了可进行切换的相邻基站的临近区域。如果 UE 进入切换区，则 RNC 通知该基站做好切换准备，从而实现

23、快速，可靠和高效的切换。这个过程称为接力切换。实现接力切换的必要条件是：网络要准确获得 UE 的位置信息，包括 UE 的信息到达方向（DOA）和 UE 与基站之间的距离。优点：将软切换的高成功率和硬切换的高信道利用率综合到接力切换中 ，使用该方法可以在使用不同载频的 SCDMA 基站之间，甚至在 SCDMA 系统与其他移动通信系统如GSM、IS95 的基站之间实现不中断通信、不丢失信息的越区切换。2.3 TD-SCDMA 无线网络的优势1.频谱效率比较高由于 TD-SCDMA 系统采用了集联合检测、智能天线和上行同步等先进技术于一体，使得系统内多址和多径干扰得到了极大改善，从而有效地提高了频谱

24、利用效率率，进而提高了系统的容量。联合检测和上行同步技术可以极大的降低小区内的干扰，而智能天线则可以有效抑制小区间和小区内的干扰。此外，联合检测和智能天线技术对于缓解 GSM 频段有更加明显的多径干扰也有很大作用。所以，TD-SCDMA 系统的这个特点决定了它将非常适合于 3G 网络建设初期，并能提供大容量的网络解决方案。TD-SCDMA 系统采用时分双工模式，它的每一个载波只需占用 1.6MHz 的带宽就可以达 2Mbps 的 3G 业务，对于频率分配要求简单并且灵活。在今后有多家移动运营商共存的情况之下下，频谱资源的使用情况会非常复杂，而 TD-SCDMA 系统却提高了对频谱资源利用的灵活

25、性。2.支持多载频对于 TD-SCDMA 系统，它容量主要受限于码的资源。TD-SCDMA 系统支持多载波，8载频之间切换非常容易实现。3.它不存在呼吸效应用户数的增加将会使覆盖半径收缩，这种现象称之为呼吸效应。由于 CDMA 它是一个自干扰系统，当用户数显著增加的时侯，用户产生的自干扰呈指数级也会增加，因此呼吸效应是一般 CDMA 系统的一个天生缺陷。呼吸效应的另外一个表现形式是每种业务用户数的变化都会导致所有业务的覆盖半径发生变化，这会给网络规划和网络优化带来一定程度的麻烦。TD-SCDMA 它是一个集CDMA、FDMA、TDMA 于身的系统，它通过低带宽 FDMA 和 TDMA 来抑制系

26、统的主要干扰，使产生呼吸效应的因素明显降低了很多；由于 TD-SCDMA 在每个时隙中采用 CDMA 技术来提高容量，产生呼吸效应的唯一原因是单个时隙中多个用户之间的所产生的自干扰，由于 TD-SCDMA 单时隙最多只能支持 8个 12.2k 的话音用户，用户数量相对较少，同时，这部分自干扰通过联合检测和智能天线技术将会被进一步抑制，因此 TD-SCDMA 不再是一个干扰受限系统，而是一个码道资源受限系统，它的覆盖半径并不随用户数的增加而缩小，所以不存在呼吸效应。4.灵活高效承载非对称数据业务由于 TDD 技术的采用是 TD-SCDMA 系统，这是与其他两大 3G 主流标准 FDD 系统的根本

27、区别。TD-SCDMA 系统子帧中上下行链路中的转换点是可以灵活配置的，根据不同承载业务分别在上下行链路上数据量的分布，上下行资源可以从 3:3 的对称分配到 1:5 的非对称分配逐步调整。TD-SCDMA 单独组网具有网络规划比较简单，建设和维护成本低。而 TD-SCDMA 具有的非对称数据业务传输的特点使它具有了其他技术不可比拟的一个优势。5.TD-SCDMA 系统的接力切换技术蜂窝移动通信系统中，切换是系统必不可少的一个过程。TD-SCDMA 系统中主要采用硬切换和接力切换方式，WCDMA 系统中的切换分为软切换和硬切换。下图是参数比较表，如图表 1 所示。接力切换作为一种新型的切换技术

28、，与硬切换相比，它克服了传统硬切换掉话率高，切换成功率低的缺点，与软切换相比，它克服了传统软切换需要占用的信道资源较多，信令复杂导致系统负荷加重等缺点，又是十分明显11。接力切换可以在不同扇区的主频点间进行，也可以在不同扇区的主频点与辅频点、辅频点与辅频点之间进行，有效的支持了 N 频点组网。同扇区之间一般采用软切换技术，而异频相邻小区以及不同载波的小区内的切换仍需要9用硬切换技术。在 TD-SCDMA 系统中采用的是接力切换技术，切换过程中始终只需一条无线链路，所以比软切换节省无线资源。表 1 参数对比表6.TD-SCDMA 系统的智能天线技术智能天线在本质上是利用多个天线单元空间的正交性，

29、即空分多址复用(SDMA)功能，来提高系统的容量和频谱利用率。这样来说，TD-SCDMA 系统充分利用了CDMA、CDMA、FDMA 和 SDMA 这四种多址方式的优势，使系统性能最佳化。采用智能天线后，应用波束赋形技术显著提高了基站的接收灵敏度和等效发射功率，所以能够大大降低系统内部的干扰和相邻小区之间的干扰，从而使系统容量扩大了一倍以上;同时也可使业务高密度的市区和郊区所要求的基站数目相对减少。在业务稀少的乡村地区和市郊，无线覆盖范围将增加一倍以上，这就意味着在所覆盖的区域的基站数目降至通常情况的 1/4 左右。天线增益的提高也能够降低高频功率放大器(HPA)的线性输出功率。因为 HPA

30、的费用占收发信机成本的主要部分。所以，智能天线的采用将显著降低运营成本、提高系统的经济效益。10第三章第三章 西校区业务需求分析西校区业务需求分析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、大学生活动中心、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

31、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。3.1 话务量需求特点西校区校园内人数较多且集中，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。根据

32、调查，楼宇类型和话务量分布特点如表 2 所示。表 2 楼宇类型与业务特点序号楼宇类型人流量话务量数据业务1教学区较大一般一般2行政楼一般一般较少3A 馆、B 馆较少较少较少114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宿舍区很大较大较大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

33、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。3.2 建筑分布特点根据我校建筑物分布情况，主要分为三大区，分别为南村宿舍区、北村宿舍区、教学区及实验室。其中主要的区域有：南村宿舍楼有 9 栋，北村宿舍楼有 8 栋，教学楼有四栋，实验楼有 2 栋。除了上述以外，还有校医院和工程训练中心，及门口行政处。这几个个地点平时人数较少，对网络需求量较小，

34、故在建筑物布局图未详细列出，现主要区域建筑分布如图2 所示。12图 2 西校区各建筑分布图3.3 设计指标根据相关标准，本次的设计目标为：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%13第四章第四章 设计方案设计方案4.1 覆盖方案根据我校教学楼和实验楼建筑分布及建筑高度综合分析，现提出以下解决方案：（1）TD 宏基站室外覆盖建筑物的高度大约在 15-25m，一般 57 层 ，平均密度小于 35%，可以认为其建筑

35、物特征符合一般城区的特征采用宏基站覆盖：三扇区配置，8path 智能天线，广播波束水平波束宽度 60 65效果图如图 3 所示。图 3 室外宏覆盖效果图（2）室内分布式系统方案教学楼、行政楼、实验楼、图书馆、大学生活动中心、体育馆、食堂等，由于此类建筑图 4 现有 GSM 室内分布系统14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。另外，可以利用现有 GSM 室内分布式系统（如图 4 所示） ，节约成本，同时在其基础上新建 TD 室内分布系统（如图 5 所示） 。图 5 新建 TD 室内分布系统（3）室外分布式

36、 RRU 滴灌方案通过需求分析可知，宿舍区具有以下场景特点：1）校园宿舍楼楼间距较为密集；2）宿舍建室内分布系统较为困难，工程无法安装室内分布式天线；3）传统室外宏覆盖容易形成覆盖弱信号区，会导致楼宇内终端用户感受较差。针对以上场景特点可以使用多个双通道 RRU 分布式滴灌覆盖，解决覆盖不好、消除阴影。同时采用 AB 频段混合组网解决容量问题。如图 6 所示。 图 6 宿舍区覆盖（4）BBU 资源池RRU 分布式组网不同楼宇不同时段出现话务量高峰，不同功能区话务不均衡、流动性大。根据调查，各话务量分布如图 7 所示。15图 7 话务量分布图解决方案：可以采用多个 RRU，将不同功能的楼宇组成一

37、个 BBU 资源池，可以有效的节省基带处理资源配置。需要综合考虑各楼宇、区域话务情况分布，话务不可超过最大容量。覆盖图如图 8 所示。图 8 BBU 资源池RRU 分布式组网（5）室内室外协调覆盖场景特点：室内外 RRU 共用基带动态资源池，提高网络设备利用率；减少站点数量，降低配套传输成本；室内外交叠区域，可配置在同一个小区，减少室内外小区间干扰和切换，覆盖效果如图9 所示。16图 9 室内外协调组网效果图根据以上提出的几种场景和方案，再综合兰州理工大学西校区具体情况，做出以下详细规划，如表 3 所示。校园覆盖如图 10 所示。表 3 西校区覆盖设计方案典型功能区和子场景设计方案教学区室外、

38、运动场室外采用 TD 宏站覆盖教学楼、宿舍楼、A 馆、B 馆、体育馆、图书馆室内分布式系统方案（利用现有或者新建）宿舍楼室外分布式 RRU 滴灌覆盖方案（RRU 可为单通道、双通道），引入 A 频段解决容量问题室内外频繁切换场景（宿舍楼）室内外协同一体化方案话务量流动性场景（运动场）RRU 分布式BBU 资源组网图 10 校园覆盖图174.2 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。北村生活区共 8 栋宿舍楼和图书馆以及大学生活动中心，住宿的总人数为 8640 人。南村生活区共 9 栋宿舍楼，住宿的总人数为 9720 人。宿舍区总人数约为 19000 人，加上

39、教职员工以及校内工作人员总共有 20000 人。由于学生上课流动性大，在食堂、图书馆、校园内不同时间段学生量完全不同，学生同时出现在这些地点时最多有 5000 人。1.语音业务忙时话务量根据采集的数据，用户语音忙时话务量的公式，其中 C 为每一用户36001 kTCa每天平均呼叫次数，T 为每次呼叫平均占用信道时间，k 为集中系数，可计算出校园不同地点的忙时话务量。经过实际调研，宿舍区话务量高峰期是中午 12:0014:30 和晚上 21:3024:00 这两个时间段，每一个用户每天平均呼叫次数为 6（次/天） ，每次呼叫的平均占用信道时间为120（秒/次） ，集中系数为 15%，所以宿舍区每

40、用户的忙时话务量为 式 1用户/03. 03600115. 0*120*636001*erlkTCa校园其他区域话务量较少， 每一用户每天平均呼叫次数为 2（次/天） ，每次呼叫平均占用信道时间为 90（秒/次） ，集中系数为 10%，同理可得每用户的忙时话务量为 0.005erl/用户。根据不同点的用户数，计算出无呼损时的忙时话务量：在北村宿舍区大约有 9000 用户，所以北村总的忙时话务量为 式 2erl2709000*03. 0在南村宿舍区用户约有 10000 人，同理，南村总的忙时话务量为 式 3erl30010000*03. 0在校园其他区域忙总的话务量为 式 4erl255000*

41、005. 02.移动数据忙时话务量目前 TD-SCDMA 手机使用的业务主要有语音（AMR12.2K） 、视频（CS64K） 、PS64/64K、PS64/128K 等四种。现在设定兰州理工大学西校区 TD-SCDMA 网络用户使用的语音业务是 AMR12.2K，移动数据业务是 64K, 预测语音业务全天的话务量为 0.03erl/用户，数据业务的话务量为 0.01erl/用户。语音业务与移动数据业务承载比为 1:4。因此根据每种业18务占用信道资源的比例，可以将 1Erl 移动数据业务等效为 4Erl 的语音业务。根据实际调查，在校园内任何时间任何地方都使用手机 QQ，所以数据业务在全天 2

42、4小时内使用是均匀的。则在北村宿舍区忙时话务量为 式 5erl909000*01. 0同理，在南村宿舍区忙时话务量为 0.01*1000=100erl；在校园其他区域忙时话务量为0.01*5000=50erl。用等效爱尔兰算法将数据业务等效为语音业务，可得到西校区校园不同地点的忙时话务量，在北村宿舍区忙时话务量为；在南村宿舍区忙时话务量为erl6304*90270爱尔兰；在校园其他区域忙时话务量为。7004*100300erl22545025由于无线电波在传播过程中，不可能 100%的传播，都存在一定的呼损，假设呼损率为5%,则北村宿舍区忙时话务量为；同理在南村宿舍区忙时话务量为erl5 .5

43、98%)51 (*630；在校园其他区域忙时话务量为。erl665%)51 (*700erl8 .213%)51 (*225由于 1 个爱尔兰对应 1 个信道，则北村宿舍区需要 599 个信道；南村宿舍区需要 665 个信道；校园其他区域需要 214 个信道。本次设计 TD-SCDMA 系统采用 18801920 MHz 的频段，一共有 40MHz 的频带，载频间隔为 1.6 MHz,有 40MHz/1.6 MHz=25 个载频。由于TD-SCDMA 系统根据服务质量的不同，每个载频有 40 到 80 个信道，本次设计我取中间值即每个载频有 60 个信道。则北村宿舍区需要 599 个信道，则需

44、要大约 10 个载频；南村宿舍区需要 665 个信道，则需要大约 12 个载频；校园其他区域需要 214 个信道，则需要大约 4个载频。西校区网络设计总共需要 26 个载频，但这取的是载频的上限值，所以能够满足业务的需求。载频分布如表 4 所示。表 4 西校区载频数量分布区域类型南村宿舍区北村宿舍区教学区及其他区域载频数1110419第五章第五章 标准化方案建议标准化方案建议典型的校园覆盖区域，不仅需要对室外保证连续覆盖，以保障连续通话，并且对数据热点区域的室内需进行有效的室内覆盖，在保证覆盖的情况下兼顾业务需求，在有限的频点情况下，合理利用频点，保障容量需求。具体建议如下：（1）确定业务质量

45、指标，包括覆盖区内无线可通率、无线信道呼损、块差错率目标值等。（2）确定建设的总体原则，包括室内外建设的总体原则，工程建设标准及具体网络建设要遵循的总体原则。（3）对现网电磁环境进行分析，查找信号较弱或容量不满足需求的区域，分区域、分场景，并对整体情况进行分析。（4）选择合适的覆盖方式。高校园区 TD 网络建设主要采取的覆盖方式包括：室外宏基站、室内覆盖和小区覆盖等三种类型。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；小区覆盖则主要用于楼房密集，但建设室内分布系统覆盖有困难的场景。（5）进行网络容

46、量设计。根据用户预测数据及分布情况，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，并可通过空分复用、增加载波及小区分裂等方式快速扩容，满足业务需求。（6）根据分场景特点，确定具体建设思路。以适合本地区的链路预算数据为基础，以宏基站的建设原则（站距、站高、天线指向等参数）为依据，对校园区室外覆盖进行具体设计；对于室内覆盖，一般情况下，因教学楼楼层较高且楼房密集，可采用建设室内分布系统的方案，而宿舍楼楼层一般较低，但楼房也比较密集，可视情况建设室内分布或

47、者小区分布系统，完成其室内的良好覆盖，并满足容量需求。对于可用宏基站完成良好覆盖的室内区域，在满足容量需求的情况下，可只选择楼层较高或较低、覆盖不佳的区域建设覆盖部分区域的室内分布或小区分布系统。20为了即满足容量需求，又可做到网络资源的充分利用，可采取在教学区和宿舍区建设共享载频资源的动态资源池技术，一般可在网络性能较稳定的阶段使用，用于提高话务迁移特性明显区域的网络利用率，但要做好小区规划和干扰控制，逐渐实现较大规模商用。（7）进行具体方案设计和施工。确定信源引入方式、选取合适的无源器件和天馈系统。对基站和室内分布、小区分布系统的原理图、平面图进行详细设计，经审核后依据此编制设备材料表，确

48、定建设规模，并按设计进行施工。（8）频点和扰码规划。室内覆盖与室外覆盖尽量采用异频组网方式。在频率紧张的情况下，应保证与室外有切换关系的室内小区的主载频与室外小区主载频保持异频。高校密集区域的扰码规划要考虑高校内部小区间扰码相关性，同时还要兼顾周围宏站邻区的扰码相关性，室内外综合考虑进行码资源规划。高校密集区域内部小区之间，进行小区扰码规划时，不将相关性很强的码分配在交叠的相邻小区或扇区。（9）对设计方案的性能评估。对涉及到网络性能的设计方案的合理性进行评估，主要包括覆盖分析、切换分析和干扰分析。选取主要道路进行室外覆盖分析和预测，在各教学楼、宿舍楼室内底层、高层选取部分点进行室内覆盖预测，要求主要道路应达到-90dBm 的信号强度；室内各点应达到-80dBm 的