05 TD-SCDMA地铁覆盖解决方案研究 - 图文(5)

2019-03-22 11:07

量要求高;对基站设备的端口数有要求,浪费RRU数量。

综上所述,以上共分布式系统合路方式可以总结为表4.3-3:

表4.3-3 多系统合路有缺点总结

机房多系统合路方式 前端合路方式 后端合路分缆方式 后端合路合缆方式(上行) 后端合路合缆方式(下行) 后端多通道分缆方式 后端多通道合缆方式 ●劣势 ○优势 △普通

衡量标准 改造干扰器件走线POI 风险 要求 改动 ● ○ ● ○ ○ ○ ● ● ○ ○ △ △ ○ ● △ △ ○ ○ ● ● ○ ○ △ ● 插损/增益 6dB/无 3dB/无 1dB/无 1dB/无 3dB/有 1dB/有 因此,建议优先争取采用后端上行合缆方式,其次考虑采用后端分缆方式和后端下行合缆方式。多通道方式作为信号补偿的可选方式,可根据实际站间距需求,选择采用。

4.3.4.2 干扰分析及元器件指标

系统间干扰主要包括杂散干扰、互调干扰、阻塞干扰。下面将重点就地铁分布系统引入TD-SCDMA系统后,与现有系统及今后其它3G系统的干扰进行分析。需要详细的分析结果和测试结果。

? 杂散干扰

为避免TD-CDMA与其它系统间的杂散干扰,所需要的隔离度计算遵循下面公式:MCL≥Pspu-Pn

其中:MCL为隔离度要求;Pspu 为干扰源杂散信号功率;Pn 为被干扰系统热噪声;Nf 为接收机的噪声系数,此处取3dB。

当系统采用上行合缆方式时,主要是TD大功率下行信号对其他系统的干扰,根据物理指标计算得上行合路隔离度>89.4dB,如表4.3-4所示。

表4.3-4 上行合路隔离度

系统 GSM WCDMA CDMA CDMA2000 热噪声功率 TD杂散功率 -121.0dBm -108.1dBm -113.1dBm -113.1dBm -61dBm -43dBm -36dBm -48dBm 隔离度要求 60dB 65.1dB 77.1dB 65dB 15

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WLAN -100.4dBm -11dBm 89.4dB 当系统采用上行合缆方式时,主要是TD大功率下行信号对其他系统的干扰,根据物理指标计算得上行合路隔离度>83.9dB,如表4.3-5所示。

表4.3-5 下行合路隔离度

系统 GSM WCDMA CDMA CDMA2000 WLAN 在TD带内热噪声功率 -36dBm -52dBm -36dBm -52dBm -29dBm TD热噪声功率 -112.9dBm -112.9dBm -112.9dBm -112.9dBm -112.9dBm 隔离度要求 65.9dB 60.9dB 76.9dB 60.9dB 83.9dB 目前TD合路器隔离度普遍能到达90dB以上。 ? 阻塞干扰

为避免TD-CDMA与其它系统间的阻塞干扰,所需要的隔离度计算遵循下面公式: 最小隔离度=发射功率-阻塞门限

其中各系统发射功率如下表4.3-6所示;阻塞门限何计算后的隔离度要求如表4.3-7所示。

表4.3-6 各系统发射功率

系统 发射功率(dBm)

CDMA800 GSM CDMA2000 WCDMA TD-SCDMA 33 34 36 36 33 表4.3-7 各系统对应阻塞门限与隔离度

阻塞源 CDMA800 被阻塞系统 CDMA800 GSM CDMA2000 WCDMA TD-SCDMA - -13/隔离度>46 -15 /隔离度>48 -15 /隔离度>48 -15 /隔离度>48 -41/隔离度>75 - -15/隔离度>49 -15/隔离度>49 -15/隔离度>49 -16/隔离度>52 8/隔离度>26 - -40/隔离度>76 -15/隔离度>51 -16/隔离度>52 8/隔离度>26 - - -15/隔离度>51 -16/隔离度>49 8/隔离度>26 -40/隔离度>73 -40/隔离度>73 - GSM CDMA2000 WCDMA TD-CDMA 注:由于CDMA2000无相应参考数据,故其阻塞门限类比WCDMA的阻塞门限。

根据以上阻塞干扰分析,隔离度指标需至少大于77dB。 ? 互调干扰

对于上行合路系统,由于其他系统的信号为小信号,因此对TD系统上行接

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收端的互调干扰可以忽略不计。

对于下行合路I类互调干扰,由于在上下行合路漏缆间空间耦合损耗(约56dB,0.3米安装空间)、POI插损(6dB)的作用下,下行I类三阶互调干扰抑制得以控制在90dBc以内;

对于下行合路II类互调干扰,在不考虑TETRA系统情况下,存在CDMA、WCDMA、联通GSM对TD-SCDMA产生II类三阶互调干扰的情况:

WCDMA(2110~2170MHz)- 联通GSM(954~960MHz)+CDMA(870~880MHz)落在(2020~2096MHz)内,其中(2020~2025MHz)为TD-SCDMA频段。

此时三阶互调抑制高达140dBc以上,当前集成商普遍能够支持140dBc,这对TD合路器制作工艺提出了很高的要求;

为避免上述干扰应优先使用2010~2020MHz的TD频段。 4.3.4.3 各类线缆损耗指标

地铁环境下主流厂商各种线缆的损耗指标如表4.3-8和表4.3-9所示:

表4.3-8 泄漏电缆损耗

厂家 型号 缆型 2200MHz传输损耗 2m耦合损耗95% RLKU158-50 13/8\5.7 dB/100m 68 dB RLKU158-50A 13/8\4.87 dB/100m 68 dB 安弗施 RLKU158-50AE 13/8\5.84 dB/100m 65 dB RLKU158-50J 13/8\5.7 dB/100m 65 dB RLKU158-50AD 13/8\10.6 dB/100m 56 dB 安德鲁 RCT7CPUS-2A 13/8\5 dB/100m 68 dB HLHTY(Z)50-42 13/8\5.1 dB/100m 86 dB 亨通 HLHTY(Z)(R)50-42 13/8\6.1 dB/100m 71 dB 表4.3-9 馈线损耗

馈线类型 8D馈线 10D馈线 1/2”馈线 7/8”馈线 13/8”馈线 15/8”馈线 2000MHz的100m传输损耗 约23dB 约18dB 10.7dB 6.1dB 4dB 3.47dB 第 17 页 共 51 页 17

4.3.5 移动性要求

根据地铁的建筑结构及人员流动情况,为了保证用户的移动通信需求,地铁站点内需满足移动性要求的场景,如图4.3-6所示,主要包括:

① 地面地下步行切换/小区重选 ② 站台内步行切换/小区重选 ③ 站台站厅步行切换/小区重选 ④ 隧道区间车速切换/小区重选 ⑤ 地面地下车速切换/小区重选 ⑥ LA区设置

513POI42图4.3-6 地铁场景下的移动性需求

对于以上场景,经过分析,其中需要特别关注的问题主要包括如下内容,以下章节将分别进行重点研究:

? 链路预算需留有冗余量,以满足隧道区间内车速下的移动性要求; ? 避免车速下进出地面地下时的信号断层; ? 站台步行切换区的控制和优化; ? 特殊环境下LA区划分方法 4.3.5.1 隧道内车速下切换

由于两站之间的隧道分属于两个小区覆盖,因此隧道内必定存在小区间的切换和小区重选过程。隧道内列车通常运行在最高速度,为满足切换和小区重选过程的时延需求,在地铁规划中应预留足够的重叠覆盖区。

Idle状态下测量周期最小为640ms,平滑周期约为2秒;重选时间延迟可设为0,新小区驻留时间最短需要640ms。这样整个重选周期最短约为3秒。60m

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以上的覆盖延伸距离即可满足小区重选的要求,其要求低于切换要求,实测结果显示,当重叠覆盖区达到100米以上时,小区重选过程能正常完成。由于小区重选对重叠覆盖区的要求远小于切换,因此下文将重点关注系统对切换的需求。

决定切换所需的重叠覆盖区长度因素主要是切换时延及满足触发切换条件的时延。决定切换时延的主要因素主要是包括测量周期、迟滞时间、切换执行:

? 测量周期:根据规范3GPP TS25.123规定,异频测量周期是480ms; ? 迟滞时间:640ms~1280ms(无线参数可设) ? 切换执行:0.5~1s;

因此总的切换时延约为1.5~3s。切换带一般处于隧道中间,处于该位置时,地铁列车的车速比较高,根据地铁目前峰值车速60km/h计算,切换时延将形成25 ~50m的切换距离。

TD-SCDMA系统中触发异频接力切换为2a事件,门限一般设为3dB。以漏缆-5dB/100m 损耗计,为形成-3dB电平落差需要60m。综合切换时延及触发切换条件两种因素所需的切换带距离要求,隧道内两个小区间理论上至少设置110m的切换带。切换带示意图如下图4.3-7所示。

图4.3-7 切换时间和电平变化关系

本次研究对隧道内的切换带要求进行了实地测试(测试中车辆速度为60公里/小时),分别对AMR12.2、CS64作了多次测试。下图4.3-8分别是AMR12.2K、CS64切换带测试分析图,最大切换带在120m以内。

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