【正文】 0MHz的 GSM系統(tǒng)，在室內(nèi)更容易形成各種信號覆蓋盲區(qū)。 由于移動通信無線環(huán)境復(fù)雜，存在很多各不相同的特殊場景，而對于這些特殊場景來說網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的提升又非常重要，所以如何針對這些環(huán)境復(fù)雜、場景多樣的特殊情況提出相應(yīng) 的可行性綜合解決方案成為大家關(guān)注的焦點。 TDSCDMA 的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不僅需要解決信號覆蓋問題，而且還要解決容量問題。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 緒論 2 通過對本課題的研究可以了解第三代移動通信，特別是 TDSCDMA 的發(fā)展歷程，在了解 TDSCDMA 的技術(shù)特點的基礎(chǔ)上學(xué)會 TDSCDMA 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的原則與流程，學(xué)會分析無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，從而設(shè)計出合適的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和選取合適的天線，最終設(shè)計出一個合格的TDSCDMA 網(wǎng)絡(luò)。首先對 TDSCDMA 的技術(shù)原理進行了分 析，包括物理層原理和 TDSCDMA 的關(guān)鍵技術(shù)，介紹了 TDSCDMA 的技術(shù)特性及其在室內(nèi)分布建設(shè)方面的特點。并詳細論述了 TDSCDMA 室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計方法，并對關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行探討 (如信號源選取、頻率 /時隙 /碼資源規(guī)劃、小區(qū)劃分等 )，并針對多系統(tǒng)共存模式給出了 TDSCDMA 室分系統(tǒng)建設(shè)模式。 研究的主要內(nèi)容包括 : 1. TDSCDMA 的原 理分析 論述了 TDSCDMA 物理層原理和六項關(guān)鍵技術(shù)。 3. TDSCDMA 室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計方法 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 緒論 3 首先給出了 TDSCDMA 室內(nèi)分布系統(tǒng)的室內(nèi)覆蓋勘測設(shè)計方法，并對TDSCDMA 室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)的鏈路預(yù)算、容量設(shè)計、鄰區(qū)、頻率、擾碼規(guī)劃以及切換設(shè)計等關(guān)鍵問題進行研究，最后針對各種多系統(tǒng)共存模式分別給出 了 TDSCDMA 室分系統(tǒng)建設(shè)思路。并通過實際工程案例的測試結(jié)果，論證了方案的有效性。 第二章 為 TDSCDMA 的關(guān)鍵技術(shù)， TDSCDMA 的關(guān)鍵技術(shù)是指時分雙工技術(shù) (TDD)、智能天線技術(shù)、聯(lián)合檢測技術(shù)、功率控制、動態(tài)信道分配技術(shù)和接力切換技術(shù)。 第四章為 TDSCDMA 室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計方法，包括室內(nèi)覆蓋勘測設(shè)計、 TDSCDMA 室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和多系統(tǒng)共存設(shè)計三部分。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 TDSCDMA 的關(guān)鍵技術(shù) 4 2 TDSCDMA 的關(guān)鍵技術(shù) 時分雙工技術(shù)技術(shù) 對于數(shù)字移動通信而言，雙向通信可以以頻率或時間分開，前者稱為 FDD（頻分雙工），后者稱為 TDD（時分雙工）。 TDSCDMA系統(tǒng)采用的雙工方式是 TDD。 TDD 技術(shù)不需 要成對的頻譜，可以利用 FDD 無法利用的不對稱頻譜，結(jié)合 TDSCDMA 低碼片速率的特點，在頻譜利用上可以做到“見縫插針”。目前移動通信系統(tǒng)面臨的一個重大問題就是頻譜資源的極度緊張， 在這種條件下，要找到符合要求的對稱頻段非常困難，因此 TDD模式在頻率資源緊張的今天受到特別的重視。 (3) 上 行和下行使用同個載頻，故無線傳播是對稱的 ,有利于智能天線技術(shù)的實現(xiàn)， 時分雙工 TDD技術(shù)是指上下行在相同的頻帶內(nèi)傳輸，也就是說具有上下行信道的互易性，即上下行信道的傳播特性一致。通過山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 TDSCDMA 的關(guān)鍵技術(shù) 5 上行信道估計參數(shù)用于下行波束賦形，有利于智能天線技術(shù)的實現(xiàn)。 (4) 無需笨重的射頻雙工器，小巧的基站，降低成本 由于 TDD技術(shù)上下行的頻帶相同，無需進行收發(fā)隔離，可以使用單片 IC實現(xiàn)收 發(fā)信機，降低了系統(tǒng)成本。這種結(jié)構(gòu)的智能天線只能完成空域處理，同時具有空域、時域處理能力的智能天線在結(jié)構(gòu)上相對復(fù)雜些，每個天線后接的是一個延時抽頭加權(quán)網(wǎng)絡(luò) (結(jié)構(gòu)上與時域 FIR均衡器相同 )。 智能天線是利用用戶空間位置的不同來區(qū)分不同用戶。即在相同時隙、相同頻率或相同地址碼的情況下，仍然可以根據(jù)信號不同的中間傳播路徑而區(qū)分。智能天線與傳統(tǒng)天線概念有本質(zhì)的區(qū)別，其理論支撐是信號統(tǒng)計檢測與估計理論、信號處理及最優(yōu)控制理論，其技術(shù)基礎(chǔ)是自適應(yīng)天線和高分辨陣列信號處理。經(jīng)過加權(quán)后陣列輸出端的信號為： ?? ?????? ????10c o s210 )()()(MmxmjmMm mm ewtsAtuwtz??? (21) 其中， A 為增益常數(shù)， s(t)是復(fù)包絡(luò)信號， wm是陣列的權(quán)因子。針對不同的陣元賦予不同權(quán)值，最后將所有陣元的山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 TDSCDMA 的關(guān)鍵技術(shù) 7 信號進行同向合并，達到使天線輻射方向圖的主瓣自適應(yīng)地指向用戶來波方向的目的。 聯(lián)合檢測技術(shù) 聯(lián)合檢測技術(shù)是多用戶檢測（ Multiuser Detection）技術(shù)的一種。信號分離的方法大致可以分為單用戶檢測和多用戶檢測技術(shù)兩種。ISI）、提高系統(tǒng)容量、降低功控要求。只要接收端知道 A（擴頻碼 c和信道沖激響應(yīng) h），就可以估計出符號序列。 圖 22 聯(lián)合檢測原理示意 功率控制 功率控制的作用 （ 1） 功率控制技術(shù) 是 CDMA 系統(tǒng)的基礎(chǔ)，沒有功率控制就沒有 CDMA 系統(tǒng)。 （ 3）功率控制可以克服遠近效應(yīng)，對上行功控而言，功率控制的目標(biāo)即為所有的信號到達基站的功率夠用即可。 功率控制分類 TDSCDMA 的功率控制技術(shù)采取開環(huán)、閉環(huán)（內(nèi)環(huán)）和閉環(huán)（外環(huán)）功率控制三種。這一特點使得 UE 在接入網(wǎng)絡(luò)前，或者網(wǎng)絡(luò)在建立無線鏈路時，能夠根據(jù)計算下行鏈路的路徑損耗來估計上行或下行鏈路的初始發(fā)射功率。 開環(huán)功控只能在決定接入初期發(fā)射功率和切換時決定切換后初期發(fā)射功率的時候使用。 功率控制 — 內(nèi)環(huán)（閉環(huán)） 快速閉環(huán)功率控制（內(nèi)環(huán)）的機制是無線鏈路的發(fā)射端根據(jù)接收端物理層的反饋信息進行功率控制，這使得 UE（ NodeB）根據(jù) NodeB（ UE）的接收SIR 值調(diào)整發(fā)射功率，來補償無線信道的衰落。 功率控制 — 內(nèi)環(huán)（外環(huán)） 內(nèi)環(huán)功率控制雖然可以解決損耗以及遠近效應(yīng)的問題，使接收信號保持固定的信干比（ SIR），但是卻不能保證接收信號的質(zhì)量。環(huán)境因素（主要是用戶的移動速度、信號傳播的多徑和遲延）對接收信號的質(zhì)量有很大的硬性。因此，需要根據(jù)信道環(huán)境的變化，調(diào)整接收信號的 SIR 目標(biāo)值。每載頻多時隙，可以將受干擾最小的時隙動態(tài)分配給處于激活狀態(tài)的用戶。在給定頻譜范圍內(nèi)，與 5MHz 的帶寬相比， TDSCDMA 的 帶寬使其具有 3 倍以上的無線信道數(shù) (頻道數(shù) )。 （ 3）空域動態(tài)信道分配 因為 TDSCDMA 系統(tǒng)采用智能天線的技術(shù)，可以通過用戶定位、波束賦形來減小小區(qū)內(nèi)用戶 之間的干擾、增加系統(tǒng)容量。 動態(tài)信道分配分類 （ 1）慢速 DCA： 慢速 DCA 主要解決兩個問題：一是由于每個小區(qū)的業(yè)務(wù)量情況不同，所以不同的小區(qū)對上下行鏈路資源的需求不同；二是為了滿足不對稱數(shù)據(jù)山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 TDSCDMA 的關(guān)鍵技術(shù) 11 業(yè)務(wù)的需求，不同的小區(qū)上下行時隙的劃分是不一樣的，相鄰小區(qū)間由于上下行時隙劃分不一致時會帶來交叉時隙干擾。具體的方法是可以在小區(qū)邊界根據(jù)用戶實測上下行干擾情況，決定該用戶在該時隙進行哪個方向上的通信比較合適?？焖?DCA 包括信道分配和信道調(diào)整兩個過程。信道調(diào)整（信道重分配）可以通過 RNC 對小區(qū)負荷情況、終端移動情況和信道質(zhì)量的監(jiān)測結(jié)果，動態(tài)地對資源單元（主要是時隙和碼道）進行調(diào)配和切換。該接力切換方式不僅具有上述“軟切換”功能，而且可以在使用不同載波頻率的 SCDMA基站之間，甚至在 TDSCDMA系統(tǒng)與其它移動通信系統(tǒng)，如 GSM或 IS95 CDMA系統(tǒng)的基站之間實現(xiàn)不丟失信息、不中斷通信的理想的越區(qū)切換。 同步碼分多址通信系統(tǒng)中的接力切換基本過程可描述如下（參見圖 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 TDSCDMA 的關(guān)鍵技術(shù) 12 23）： (1)MS 和 BS0 通信； (2) BS0 通知鄰近基站信息，并提供用戶位置信息（基站類型、工作載頻、定時偏差、忙閑等）； (3) 切換準(zhǔn)備（ MS 搜索基站，建立同步）； (4) BS 或 MS發(fā)起切換請求； (5) 系統(tǒng)決定切換執(zhí)行； (6) MS 同時接收來自兩個基站的相同信號； (7) 完成切換。對于以宏蜂窩為骨架的室外網(wǎng)絡(luò)，通常根據(jù)業(yè)主業(yè)務(wù)需求和無線傳播環(huán)境進行區(qū)域分類。由于建筑功能決定了用戶的聚類和密集程度，及室內(nèi)的業(yè)務(wù)需求和服務(wù)要求，因此，室內(nèi)區(qū)域只需要根據(jù)建筑物功能和無線環(huán)境的特點分類。 按照建筑物的功能，室內(nèi)區(qū)域可分為 8大類共計 26 小類，如表 31所示。 按照無線環(huán)境的特點，室內(nèi)區(qū)域可以分為裙樓、標(biāo)準(zhǔn)層、地下層和電梯等類型。通常窗邊附近區(qū)域信號較 好，縱深處信號較差。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 TDSCDMA 室內(nèi)無線信號傳播分析 15 (2)標(biāo)準(zhǔn)層 :裙樓以上的樓層 (包括樓梯 )，空間間隔較為規(guī)則，通常高樓層信號較為雜亂，縱深處信號較差。 (3)地下層 :建筑物地面以下部分，包括地下室、地下停車場等，通常為信號盲區(qū)，采用室內(nèi)分布系統(tǒng)解決覆蓋問題的同時還要注意與地面信號之間的切換問題。室內(nèi)分布系統(tǒng)以滿足語音業(yè)務(wù)的需求為主。 表 31 室內(nèi)區(qū)域按建筑物類型分類 序號 類別 建筑功能 1 重要機關(guān)、辦公樓 重要寫字樓 政府機關(guān) 醫(yī)院 地方電信大樓 學(xué)校（教學(xué)樓、辦公樓、宿舍樓） 部分樓層大客戶 2 賓館酒店 四、五星級賓館 三星級或者同級別賓館 二星級賓館 3 餐飲娛樂消費場所 大型專業(yè) 市場（電子城、購物中心等） 餐飲娛樂場所 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 TDSCDMA 室內(nèi)無線信號傳播分析 16 室內(nèi)區(qū)域的分類對于室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)具有重要的作用。 室內(nèi)環(huán)境特點及傳播機制 室內(nèi)環(huán)境是封閉、半封閉的傳播環(huán)境，由于墻壁、門窗、家具和其他物體的存在，從發(fā)射天線到接收天線的電波不僅有直射波、反射波，還有經(jīng)過物體棱角邊緣的繞射產(chǎn)生的繞射波。 穿過墻體、樓板和其他障 礙物的透射。 在無線鏈路的一段或兩端人員或物體的移動。除了自由空間損耗還包括其他障礙物以及穿透建筑材料所產(chǎn)生的額外損耗，此外，自由空間損耗可能因隧道效應(yīng)而降低。 （ 3）電波的反射和繞射分量導(dǎo)致的多徑效應(yīng)。 圖 31 給出了電波從發(fā)射 機到接收機的 4 種傳播機制 — 直射波、反射波、繞射波和透射波。 經(jīng)過一次繞射后接收到的信號場強 DE 為 : 23201 3 2 3( + )jk r jk rD reE E D er r r r? ?? (32) 式 (32)中， 2r 為發(fā)射機到墻體轉(zhuǎn)角的距離 。D為繞射系數(shù)。r5 為從透射出墻體到反射點的距離 。 對于射線的多次反射、透射和繞射，連續(xù)地應(yīng)用上面的公式，就能得到信號的最終場強。這一模型靈活性很強，預(yù)測路徑損耗與測量值的標(biāo)準(zhǔn) 偏差約為 4dB，而對數(shù)距離模型的偏差可達 13 dB。不同樓層路徑損耗可通過附加樓層衰減因子 (FAF, Floor attenuation factor)獲得，或者 FAF 也可由考慮多樓層影響的指數(shù)所代替，即 0 1 0 0( ) ( ) 1 0 lo g ( )MF dL d L d d??? （ 37） 式 (37）中， MF? :表示基于測試的多樓層路徑損耗指數(shù)。對于多層建筑物，有 0 1 0 0( ) ( ) 2 0 l o g ( )dL d L d d F A Fd ?? ? ? ? （ 38） 式 (38)中， α 為信道衰減常數(shù)，單位為 dB/m。這是一個實驗?zāi)Ｐ?，用以考察從發(fā)射機到接收機路徑中，由墻壁和地板造成的損耗。這些參數(shù)的建議值為 0 37 = ~ ~ 5 nL ? fwdB 、 L 12 dB 32 dB 、 L =1 dB dB 、 =2。路徑損耗為 1fjjJEp ic o F S C f