TD基站

TD基站（通用7篇）

TD基站 篇1

经过十几年的发展，目前中国移动已经建成了世界上规模最大、用户数最多、覆盖面最广的GSM网络。在GSM上叠加建设TD-SCDMA网络，具有相当大的优势和很强的可操作性;TD-SCDMA商用以来已经充分证明了其大规模组网能力。尽管TD-SCDMA网络及后续演进版本TD-LTE已经展示了巨大的商机，但仍应看到，TD-SCD-MA网络规划研究起步晚，与其他3G制式有一定差距;此外，由于TD-SCDMA系统在关键技术上与GSM的差异，网络规划与建设也不能照搬GSM模式。本文主要针对TD-SCDMA和GSM的叠加组网进行初步的分析和研究。

一、GSM现状和TD-SCDMA发展演进

中国移动建设并运营的GSM网络规模巨大，在全国范围内网络覆盖居于领先位置，中国移动数以万计的站址资源，必将为TD-SCDMA无线网络的建设节省大量的人力物力财力。另外，截至2012年，中国移动用户数已经突破7亿，增长势头非常迅猛，这为TD-SCDMA及后续TD-LTE网络发展奠定了坚实的基础。

TD-SCDMA是近百年来我国通信史上第一个具有完全自主知识产权的国际通信标准，它的出现在我国通信发展史上具有里程碑的意义，极大地提高了我国在移动通信领域的技术水平，是我国通信业的重大突破。在国家政策的推动下，以及无线接入网、核心网络、手机、终端芯片、仪表等TD-SCDMA产业链的多厂商积极参与下，TD-SCDMA已经步入快速发展阶段。尤其是在最近两年来，TD-SCDMA大规模商用网络的搭建实现了三分天下有其一的目标。经过一系列的技术测试，TD-SCDMA的技术性能得到了比较全面的验证，并且产业链也日渐完善。目前TD-SCDMA的演进版本TD-LTE试商用也已开展，该领域的研究正在成为热点。

二、TD-SCDMA技术特点对无线网络规划的影响

TD-SCDMA系统采用时分码分结合多址方式、智能天线、联合检测、接力切换、动态信道分配等一系列新型关键技术和无线资源算法，提高了系统性能，为网络规划带来很多与GSM不同的新特点。例如，不同业务的覆盖具有一致性、小区呼吸效应不明显、上下行信道配置灵活等，在其覆盖规划、容量规划、频率和码规划上有着与WCDMA系统完全不同的方法和工具。除此之外，TD-SCDMA系统还需要进行与其他3G制式不同的时隙规划。

智能天线是TD-SCDMA必选的关键技术之一，它能有效降低干扰、提高系统容量和频谱效率。但是最初的智能天线尺寸大、馈线多、相关设备复杂而且相对很重，因此造成了系统对天线载体负载能力要求提高、天线美化和馈线保护难度加大、走线架/馈先孔等需求量加大等施工上的困难，进一步加大了无线基站站址选择的困难程度，是当初TD-SCDMA网络建设面临的一大难题。在实际工程中如何解决上述问题是TD-SCDMA无线网络设计中必须面对的，也是TD-SCDMA无线网络规划中的一个关键点。

据统计，移动通信网络70%的业务量发生在室内，因此即使在网络建设初期，室内覆盖也必然是TD-SCDMA建设的重点之一。TD-SCDMA室内覆盖的信号源、传输介质和中继设备、器件以及天线等，与其他系统有相同之处，也有其独特之处，需要对其进行深入的分析和研究。

三、GSM叠加TD-SCDMA组网

中国移动的用户细分和网络现状决定了GSM和TD-SCDMA在建网初期有着不同的市场定位，TD-SCD-MA网络的建设必然是一个循序渐进的过程，而GSM网络所拥有的优质覆盖、大量的站址和忠实的用户群等竞争优势，自然应当充分利用。这就决定了TD-SCDMA无线网在建设初期及相当长一段时间内，必然是局部覆盖城区或热点地区，而利用现有GSM网络来补充其他不足的覆盖。这种TD-SCDMA和GSM混合组网方案具有以下特点：

1、网络覆盖

GSM网络已经可以提供良好的话音覆盖，TD-SCD-MA网络主要在于提高整个网络的数据业务能力。由于不需要立即实现全覆盖，意味着TD-SCDMA发展初期的网络规模相对要小得多，在一定程度上降低了对其大规模组网能力的考验，给TD-SCDMA将来成功地大规模组网提供了缓冲时间。TD-SCDMA在叠加组网的初期，首先要覆盖有数据业务需求的重点城市和地区，尤其是热点地区和室内部分。由于TD-SCDMA所在2GHz频段的特性，在建网初期，室内覆盖就将成为整个覆盖的重点，所以TD-SCDMA在叠加组网的策略应该是重点地区重点覆盖，室外室内并重的建网策略。

在密集市区环境下，GSM网络均容量受限，站间距一般在0.5km左右。TD-SCDMA的覆盖能力可以达到和GSM同等覆盖的效果，如表1所示：

初期虽然TD-SCDMA只需完成城市和局部热点区域的覆盖，但在一定的区域内部(如城市的外环线之内)需要完成连续无缝覆盖，这样运营商才能完整地探索3G业务模型、用户行为和市场策略。考虑到其他问题，TD-SCDMA很难全部利用现有的GSM站址，还会存在某些覆盖盲区，而多样化的TD-SCDMA设备类型将提供多种解决方案，如微蜂窝、基带拉远设备、中频拉远设备，尤其是基带拉远(BBU+RRU)方案，可以有效地解决TD-SCDMA在市区复杂环境的覆盖和容量需求。

随着3G网络的发展，也需要考虑TD-SCDMA对广大农村等区域的覆盖，受制于帧结构中的GP保护时隙长度，TD-SCDMA覆盖距离为11.25km，在当前情况下，可以满足农村覆盖。

2、网络容量

网络业务与TD-SCDMA和GSM叠加组网的接入策略息息相关，采用TD-SCDMA和GSM叠加组网，中国移动在为最终用户提供多种网络选择的基础上，可以有效地避免2张网络争夺用户所带来的负面影响，不同的网络为不同层次的用户提供服务，保证市场平稳健康的发展。一般在TD-SCDMA和GSM重叠覆盖区应设置为优先接入到TD-SCDMA网络，这样可以更加有利于整个网络数据业务的发展和提供更低廉成本的话音业务，从而在进一步提升APUR值的同时，降低整个网络的运营成本。在这种接入策略之下，在相当的一段时间内，TD-SCDMA网络的业务依然会以话音业务为主，但是数据业务将呈逐渐上升趋势。

TD-SCDMA网络在混合组网中的容量取决于多种因素，首先就取决于对于数据业务发展的预测，建设与业务发展相一致的网络容量是网络的基本需求;其次网络扩容的策略也将直接影响到TD-SCDMA网络的容量，TD-SCDMA和GSM叠加组网的扩容是否采取主要扩容TD-SCDMA网络、优先发展TD-SCDMA网络的策略，也将直接影响到TD-SCDMA网络容量;最后TD-SCDMA网络容量的发展，还取决于其他3G制式的发展。从目前国内移动业务发展趋势来看，三种3G制式WCDMA、CD-MA2000和TD-SCDMA将并存发展，出于竞争的考虑，其他3G制式发展的速度，将直接影响到TD-SCDMA网络容量的发展。

3、投资压力

在局部热点地区优先部署TD-SCDMA，将极大地降低中国移动初期在财力方面的消耗和压力。同时借助GSM带来的利润的逐渐积累，可以为TD-SCDMA将来的大规模组网提供充足的财政缓冲时间。

四、TD-SCDMA/GSM叠加组网共站址探讨

GSM系统对无线网络结构的敏感性不高，站点分布相对不规则。TD-SCDMA系统兼有时分和码分系统的特点，对无线网络结构的敏感性比GSM高;同时，由于TD-SCDMA扰码资源较少，只有32个码组用于区分小区，如果站点位置分布不佳，可能导致扰码的复用距离不足，造成干扰增大，影响网络质量。因此，在TD-SCDMA网络建设初期，应该优先选用GSM网络中能符合无线网络标准结构要求的站点作为共址站点;当网络发展到一定规模，需要通过增加站点来提升网络容量时，再考虑选择其他站点进行共址建设。在3G网络的初期投资中，无线网的投资是很大的一块，占总投资的60%～70%，共站址可以节省大量配套投资，而且能够加快工程进度，尤其在目前站址资源越来越难获取的情况下，TD-SCD-MA/GSM共站址更是必行之路。

1、天面问题

天面资源一般可以确保2G/3G系统共用，需要考虑的是目前部分铁塔平台不够，甚至平台面积太小，GSM天线与TD-SCDMA共用同一天面使得部分天面资源紧张。现在GSM网络使用的塔桅类型有楼顶塔、落地塔、单管塔、桅杆/增高架等，由于增加天线使得迎风面积增大，对塔桅强度有一定的技术要求，同时考虑2G/3G之间的干扰隔离对塔桅的空间尺寸也有限制。

综合以上考虑，需要对天面作必要的改造：首先，需要考虑TD天线与GSM天线之间的隔离度是否足够。其次，从利旧的角度，改造原支撑杆或者新增支撑杆。再次，根据风阻要求，对天线不同的支撑体(支撑杆、铁塔等)进行改造。之后，是馈线和走线架的改造，可能需加宽或新增走线架。

2、机房配套问题

机房配套问题是指基站机房配套是否可以利旧或改造再用，主要是指机房内部，从属性可以分为自身物理资源和配套附属资源，一般来说自身物理资源属于固定资源只能利旧，而配套附属资源可以通过改造升级再用。机房内部属于自身物理资源的有空间、承重，属于配套附属资源的有供电系统、传输系统等。

空间和承重在机房建造之时就已经确立，由于GSM网络尤其是市区部分早已进入容量驱动阶段，机房内部设备较多：BTS机柜(基本上都是多柜)、传输柜、开关电源、蓄电池、空调等。TD-SCDMA基站设备的通用尺寸与GSM的基站柜相差不大，若基站设备所需的供电和传输需要新增机柜，则空间需求进一步加大。

配套附属资源主要是供电和传输，同时包括走线架、空调、消防等。供电系统需要新增开关电源模块和蓄电池模块，对供电系统扩容压力不大，除非电源柜空间受限，基本可以满足。TD-SCDMA单基站根据配置不同而对传输带宽要求不同，接口类型可以是E1或STM-1，现有传输系统的接入方式主要是SDH，足以满足3G各种业务需求，瓶颈主要在汇聚层/城域网设备，需要升级。由于TD-SCDMA馈线多、不易弯曲，会涉及到对现有走线架的改造利用。

3、室内分布问题

TD-SCDMA工作的2 GHz频段与GSM网络工作的900 MHz频段相比，穿透能力和绕射能力都相对较差，加上TD-SCDMA系统智能天线的特点，其室内覆盖规划相对更为重要。另外，根据国外运营商的经验，大量的数据业务出现在室内，因此室内覆盖对TD-SCDMA网络的发展有重要作用。目前GSM的室内分布系统已经覆盖了大部分楼宇、会场、候车/机厅等区域，充分利用现有的室内分布系统，能够实现TD-SCDMA室内覆盖的节省投资和快速建网。由于频率、制式的不同，TD-SCDMA/GSM共用室内分布系统需要考虑以下问题：1)无源器件，如合路器、耦合器、室内天线，都需要更换为宽频器件;2)有源器件，如干线放大器，均无法共用，可通过增加宽频合路/分路，以及调整共享接入点来规避;3)功率损耗，3G频段的线缆和空间损耗都大于2G系统，通过对信号源、干放和接入点的调整来确保边缘场强;4)合路器插损，可以和功率损耗联合考虑解决方案;5)系统间相互干扰，目前TD-SCDMA和GSM频段相距较远，基本能够满足隔离要求，同时增加滤波器可以降低杂散干扰。

TD-SCDMA室内分布的信源可以采用宏蜂窝、微蜂窝、直放站以及射频拉远RRU，推荐采用微蜂窝和射频拉远RRU，同时不采用智能天线，确保能够和GSM共享室内分布。另外TD-SCDMA的GPS同步天线连接长度要小于90米，在系统规划时需要考虑。

五、结束语

TD-SCDMA及后续TD-LTE网络技术和设备还在不断完善中，虽已有大规模商用网络运营经验，但还有很长的路要走。作为全球最大的通信市场，在中国政府多方面的大力支持下，依托我国通信业近年的技术积累及经济发展，自主制式必将迎来更快的发展速度。中国移动作为世界最大的移动通信运营商，从充分利用现有资源和分阶段发展3G网络的目标出发，在建设TD-SCDMA时选择两网叠加组网、不断整合过渡、最终达到2个系统和业务的完全融合是最优选择。

摘要：GSM作为一个成熟的网络, 拥有众多宝贵的站址资源, 从TD-SCDMA网络的技术特点出发, 分析了它与GSM网络进行叠加组网的必要性与可行性。考虑到网络现状, GSM网络改造应分步规划, 以降低TD-SCD-MA网络建设的难度。

关键词：TD-SCDMA,无线网络,叠加组网

参考文献

[1]彭木根, 王文博.TD-SCDMA移动通信系统.北京:机械工业出版社, 2006

[2]李立华.TD-SCDMA无线网络技术.北京:人民邮电出版社, 2007

[3]韩斌杰.GSM原理及其网络优化.北京:机械工业出版社, 2003

TD-SCDMA基站选址原则 篇2

TD-SCDMA引入了区别于常规3G系统的关键技术, 导致TD-SCDMA系统的覆盖能力较常规3G系统小, 因此其相对需要的基站数量就较多。如此庞大的工程在建设时, 如不能够对站点地址进行合理选择, 就会导致某些地方出现覆盖盲区或者是局部容量不足的现象, 不仅会使网络建设的成本极大增加, 同时还会给网络维护带来一定的困难。因此, TD-SCDMA基站建设时的合理选址就显得十分重要, 只有选择科学合理的建站地址, 才能够减少资源浪费, 获得最大的效益[1]。笔者以下就对TD-SCDMA基站选址需遵循的一些原则进行阐述, 以期能够为TD-SCDMA基站的合理建设提供帮助。

1 选址须符合网络结构的要求

TD-SCDMA基站站址的拓扑结构要最大程度上符合规则的理想蜂窝网络结构, 因为只有规则的蜂窝网络结构才能够确保整个系统在区域内进行规则、均匀的覆盖, 减少导频污染, 才能够有效地防止频繁的软切换和弱信号区现象的发生, 并且便于日后的小区分裂。然而在实际的选址过程中, 很难实现在蜂窝网络结构中心进行建设。因此, 在实际的选址过程中, 需在最理想的蜂窝网络结构中心地址的周围寻找次优的站点地址进行建站。原则上来说, 次优站点地址的选址距离理想点的偏差范围不应超过基站区半径的1/4。

2 选址须符合无线传播环境的要求

TD-SCDMA基站的建设须满足无线传播环境的要求, 因此, 其须建在地是比较高的地方, 或者是高层建筑利用的地方。如果建站地点的的高层建筑物不能够满足基站天线的高度要求, 则需要基站地址具备高层建筑物顶设塔或地面设塔的条件。以此来确保基站周边没有高于基站天线的建筑物阻挡, 保证基站周边就开阔的视野, 从而能够确保基站对周边小区的直线传播覆盖。原则上来说, TD-SCDMA基站的高度, 在市区一般保持在30~40 m的范围, 而农村一般保持在40~60 m的范围[2]。

3 选址须符合业务量和业务分布的要求

TD-SCDMA基站站点的选址须考虑业务量与业务分部的因素, 对于业务分部较为密集的热点地区, 要优先考虑进行建站。在具体的使用过程中, 为了获得所需要的SIR, 位于小区周边的用户, 其手机发射的功率, 要远远地大于位于小区中心的用户。因此, 当大量的用户都位于小区的周边时, 用户在使用手机的过程中, 就会对周边的小区产生一定的影响和干扰。鉴于此, TD-SCDMA基站在选址建设时, 就要考虑业务量与业务分部的因素, 尽量将基站地址选择在用户比较集中, 话务密度较高的小区中心。

4 选址应避免附近有强干扰源

TD-SCDMA基站选址的一个重要原则就是要尽量避开强干扰源, 避免强干扰源对无线电传播造成影响, 从而影响其正常使用功能。因此进行TD-SCDMA基站选址时, 首先要避免将站址选在有较大功率无线电发射台、大功率雷达站、大功率电视台发射台等具有强干扰源的附近。一旦存在较强的干扰源, 就会对TD-SCDMA基站的容量和语音质量造成较大的影响, 导致其质量严重下降。因此, 在TD-SCDMA基站选址时, 需音乐频谱仪对符合基站建设要求的地点及其周边进行上行频率的扫描, 保证其范围内没有强干扰源的存在, 方可进行建站。

5 选址应避免在高山建站

TD-SCDMA基站在选址时, 要注意避免将基站地址选在高山上。由于在高山上建设TD-SCDMA基站时, 其产生的干扰范围比较大, 并且十分容易发生“塔下黑”的现象, 因此, 选址时要尽量避免。如果受到其他条件的制约, 必须在高山上进行TD-SCDMA基站建设时, 一定要采取相应的措施, 降低其对周边产生的干扰, 并积极预防“塔下黑”的发生。

6 选址应尽量避开干扰

TD-SCDMA基站选址时要密切注意周边是否存在模拟集群系统或者是其它系统的基站天线等干扰物的存在。一旦存在这些干扰物, 就要对其天线高度、使用频率以及发射功率等进行详细的了解, 以便在TD-SCDMA基站频率配置时, 能够有效地避开这些干扰, 使其各自进行工作, 互不干扰。

7 选址须符合安全性的要求

TD-SCDMA基站的选址还需要考虑安全性因素, 基站地址尽量选择在市政供电情况良好、环境安全、交通比较方便的地方, 而尽量避免将其建设在易燃易爆的建筑物附近, 以及堆积物较多附近, 或者是在生产过程中会散发出有害气体、以及烟、粉尘、有害物质较多的工厂、企业附近。TD-SCDMA基站在建成之后是需要进行长期稳定运行的, 因此, 其环境的安全性十分重要, 并且TD-SCDMA基站在运行过程中还需要进行定期的维护, 这使其需具备一个较为安全的建设环境。

8 选址须有效利用已有物业

TD-SCDMA基站选址在满足以上各项原则之后, 还应该在选址建设时, 尽量利用运营商自己现有的物业, 主要包括通信机房、微波站等已有的物业。对这些现有物业的合理利用, 能够显著地节约TD-SCDMA基站建设成本, 做到有效节约资源。

9 结语

TD-SCDMA系统有别于常规的3G系统, 它引入应用了更多的先进技术, 尤其是智能天线技术, 虽然网络规划相对比较简单, 但与此同时, 也是因为智能天线本身的条件限制, 导致TD-SCDMA基站建设选址难度增大。因此, 在进行TD-SCDMA基站选址时, 需严格按照网络结构要求、无线电传播环境要求、业务量和业务分布要求、避免强干扰源、避免高山建站、避开干扰以及环境安全性等原则进行综合考虑, 最终选择合理的TD-SCDMA基站站址进行建设, 从而确保其平稳持续的为用户提供优质服务。

参考文献

[1]唐朝伟, 李小龙.基于分层多目标优化算法的无线网络规划[J].计算机工程, 2010 (9) :7-9.

TD-LTE基站智能规划管窥 篇3

一、TD-LTE的基本概念

TD-LTE是TD-SCDMA向4G的平滑演进, 也就是实现3G网络的实质性进步。TD-LTE是中国自主研发的移动网络通信技术, 由中国几大公司牵头开发出来的网络通信技术。通过TD-LTE, 移动通信的传输速率有了极大的提高, 甚至宽带的速率都要慢于TD-LTE, 这是3G技术永远无法达到的传输速度。与一直使用的CDMA为基础的第三代移动通信技术, 以OMDF为基础的LTE结合了多天线和快速分组调度等先进的设计理念, 发展出了面向下一代移动通信技术的网络系统结构。目前来看我国已经有一支优秀的团队进行TD-LTE研究和开发, 但是对于TD-LTE基站建设仍然处于基础的开发阶段, 并没有研发出系统的基站智能建设模式, 都是对TD-LTE网络单个特性的理论研究, 没有形成一套成熟的网络通信技术体系。建设基站是为了能够在服务器进行上下通信, 保持移动网络的畅通和信息传输的快速, 基站建设不仅仅要考虑到覆盖范围、容量等内容, 还要结合网络的可持续发展与当地人口经济的状况综合考虑, 制定出长远的发展计划。在研究TD-LTE建设时, 参考国外的基站建设情况和经验, 提高我国TD-LTE基站智能建设的管理水平。

二、TD-LTE基站智能关键技术

1、TD-LTE容量特性和影响因素。

(1) 天线技术。天线技术是营销TD-LTE容量的重要因素之一, TD-LTE的天线技术相比于全球通信技术、TD-SCDMA技术有更多的优势, 多个天线技术可以对网络的信息进行收集和整理, 对不同类型、成绩的信息进行分流和复用, 不同的环境下使用这些技术的效果和性能也是不同的。当使用MIMO技术的时候, 对于那些信道质量较好的单位可以提高TD-LTE的容量, 然而那些信道质量比较差的企业, 单流分级和波束赋形可以提高企业的信噪比, 从而实现新到的优质, 使用较高的编码, 提升TD-LTE的容量; (2) 消除干扰技术。OFDMA的工作原理是把资源放在相互正交的信道子波上进行传输, 使得同频率的频道干扰减少, 最终使TD-LTE网络对用户的干扰大大降低。这说明基站离用户的距离越近, 使同频率基站离用户较远, 就会提高用户的信噪比;而处于边缘位置的用户就会受到其他频率的干扰, 降低边缘用户的信息吞吐量。由此可见控制并且减少干扰, 实行有效的抗干扰技术有利于TD-LTE基站的建设和智能化的实现。

2、OFDM。

OFDM是正交频分复用技术的简称, 它相对于其他传输技术而言, 特点是能够把高速的数据流分成虚度正交的子信道来传输, 降低子信道上面子波载的符号速率, 使每个子频道的响应曲线比较平坦, 从而减少延时。而且使每个子信道的波载频率实现正交, 经过调整可以实现叠加, 降低了子波之间的相互干扰。

3、MIMO。

MIMO的含义是多输入和多输出, 这项技术的使用方法是在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线, 则移动信号通过发射端和接收端的多个天线进行传输。当网络上的信息被分散后, 然后通过多调天线进行传输, 为了让这些信号不受到干扰和破坏, 这些分散的信息会经过不同的反射路径被接收, 所以被分割的信号达到目的地的时间是不同的。为了避免这些信息因为到达时间不同, 导致不能够被重组, 所以接收端设置的接收天线是多条;而且在DSP的帮助下, 通过计算进行信号资料的还原。分散的资料降低了对流量的使用, 从而降低了移动通信过程中的成本, 在信息的传输距离和时间上都有了很大的提高。

三、结语

TD-LTE是中国的移动运营商相互合作自主研发的移动通信技术, 是第三代移动通信网络的发展和拓宽, 它有着3G通信无法取代的优势, 在网络传输速度方面甚至超过了宽带等网络通信速度, 是中国移动通信事业取得的进步。但是TD-LTE通信技术仍然处于起步阶段, 缺乏完整系统的理论作为支持, 而且基站智能建设也缺乏具体的指导, 需要研究人员加大开发和研究的力度。TD-LTE基站建设将会在不远的将来实现移动通信网络的发展。

摘要：TD-LTE是我国具有知识产权的第三代移动通信的发展, TD-LTE是TD-SCDMA向4G演进和发展, TD-LTE是TD-LTE无线网络产品中的唯一网元, TD-LTE具有多射线频道、多天线、高宽带等特点, 基站智能规划是通过对智能技术的运用, 使基站在规划中能够实现智能化。本文主要介绍了TD-LTE的基本情况和TD-LTE的关键技术, 这对于实现TD-LTE基站的智能规划有重要的作用, 通过TD-LTE基站智能规划有利于降低运营成本, 提高网络运行的速度和效率。

关键词：TD-LTE基站,智能规划

参考文献

[1]马颖, 金婧, 刘光毅等.TD-LTE基站智能天线性能分析[J].电信科学, 2012, 28 (11) :142-147.

[2]曾剑秋, 王锐.国际化实现从追赶到引领——TD-LTE发展策略初探[J].中国电信业, 2014, (3) :68-71.

TD-SCDMA基站的防雷接地 篇4

3G基站雷电防护的重点在于和塔放 (RRU) 相连的各个线缆及端口, 但仅仅做好塔放 (RRU) 相关端口的保护是不够的, 还必须从基站地网、站内等电位联接、进站动力电缆的防护以及站内电源系统雷电过电压保护等多方面进行综合防护才能达到良好的防护效果。

1 基站天馈线系统的防雷保护

1.1 天线至塔放的线缆端口保护:

由于塔放和天线的距离很近 (馈线长度一般在2米以下) , 雷击时天线与塔放接地点间的电位差不大, 不容易产生很强的反击电压, 但雷电的电磁场强度很大, 容易产生雷电感应。加之3G天线内部包含了脆弱的电子线路, 因此天线对雷电的自身抗力远小于2G的无源天线系统。1.1.1为了减少雷电电磁场和电位反击的影响, 塔放至天线的射频馈线必须将外护层两端可靠接地。两侧馈线端口也可以用馈线避雷器对芯线进行适当保护。1.1.2塔放至天线的的供电线路必须使用具有金属外护层的屏蔽电缆, 并将外护层两端可靠接地。同时在天线电源端口应使用标称通流量 (8/20us波形) 5KA的SPD进行过电压保护。1.1.3塔放至天线的控制信号线可以单独引接, 也可以与供电线同缆不同芯, 但必须使用具有金属外护层的屏蔽电缆, 并将外护层两端可靠接地。天线控制信号端口也应使用标称通流量 (8/20us波形) 5KA的SPD进行过电压保护。1.1.4一个改进防雷效果的措施是:在选择天线供电和控制电缆时, 可多预留2根空芯线, 安装时将这预留的空芯线对在天线和塔放处分别接地。利用空芯线对中雷电流产生的反向电动势来抵消电源和控制线上产生的雷电压差。

1.2 塔放线路端口的保护:

由于塔放与机房的距离比较远, 当铁塔受到雷击时机房与铁塔接地点间的电位差很大, 会产生很强的反击电压, 同时雷电产生的电磁场在铁塔周围强度也很大, 容易产生雷电感应。1.2.1为了减少雷电电磁场的电位反击的影响, 塔放至机房的中频电缆必须将金属外护层两端可靠接地。电源/控制电缆也必须使用屏蔽电缆, 电缆金属外护层应具有良好的导电性, 金属外护层两端必须可靠接地。1.2.2中频电缆的两侧端口应使用SPD进行过电压保护, 保护等级可选用标称通流量 (8/20us波形) ≥8KA, 最大通流量20KA的过电压保护器;塔放、交直流供电线路两侧端口应使用标称通流量 (8/20us波形) 15KA, 最大通流量40KA的SPD进行过电压保护;GPS电缆在入室处金属护层应做接地处理, GPS线路端口应使用最大通流量 (8/20us波形) 20KA的SPD进行过电压保护;控制/告警线路两侧应使用标称通流量 (8/20us波形) 5KA, 最大通流量12.5KA的SPD进行过电压保护。

2 基站地网与接地系统

2.1 联合接地。

将基站的基础接地体和其它专设接地体及铁塔地网用水平接地体相互连通形成一个共用地网, 室内接地系统均右一个地网引出;机房内电子设备的保护接地、逻辑接地、屏蔽体接地、防静电接地等均共用一组接地系统。基站内开关电源的工作地也要与该接地系统连通, 以获得相同的电位参考点。

2.2 基站应专设地网。

2.2.1机房地网由机房建筑物 (含地桩) 和外围环形接地体组成。环形接地体应沿机房建筑物散水点外敷设, 并与机房建筑物基础横竖梁内两根以上主钢筋焊接连通。机房建筑物基础有地桩时, 应将各地桩主钢筋与接地体焊接连通。2.2.2在土壤电阻率较高的地区, 应在联合接地网周围设置辅助地网, 辅助地网益沿原联合地网外沿向外扩建, 并形成封闭环状。受地形所限必须单独设置时与主地网间隔不得太远。当基站所在地区土壤电阻率低于700Ω·m时, 基站低网的工频接地电阻宜控制在10Ω以内;当基站所在地区土壤电阻率大于700Ω·m时, 可不对基站的工频接地电阻予以限制, 此时地网的等效半径应≥20米, 并在地网四脚敷设20m~30m的辐射型水平接地体。2.2.3铁塔位于机房旁边时, 应采用40mm X40mm的热镀锌扁钢, 在地下将铁塔地网与机房外设接地体焊接连通, 且连接点不应少于两点。对于使用多付天线进行本地覆盖的拉远基站, 由于天线铁塔 (或抱杆) 远离机房, 可能无法采用联合接地, 此时, 除应尽量降低铁塔地网和机房地网的接地电阻外, 还应采取其它相应措施, 确保天线系统的安全。

2.3 设在其它建筑物上的基站地网。

2.3.1基站建在公用建筑物上时, 铁塔 (或增高架、抱杆) 应与楼顶避雷带、避雷网或楼顶预留的接地端多点连接。机房设在楼顶时, 接地引入线可以从机房楼柱钢筋、楼顶避雷带或邻近的预留接地端引接。基站建在公用建筑物底层时, 可以就近由建筑物预留接地点、配电间汇流排或楼柱主钢筋引接地点。2.3.2如基站另做专用地网时, 专用地网应与原建筑物的建筑地网 (或楼柱钢筋) 在地下用水平接地体可靠连通。2.3.3基站设在村镇的民房上时, 由于多数的民房建筑物地网不规范, 一般应在民房周围做简易接地网, 接地电阻应不大于10Ω。简易地网应在地下尽量和建筑物基础钢筋多点连通, 并用40mm X40mm的热镀锌扁钢引到楼顶, 与天线增高架或抱杆焊接连通。机房的接地引入线可就近从引上扁钢引接。

2.4 站内接地系统与等电位连接。

无线基站内电磁环境比较复杂, 异常电流进入的渠道也比较多, 如何合理设计室内接地系统, 使异常电流进入机房后, 站内主要设备间仍可保持较小的电位差, 这是我们设计室内接地系统时需要仔细认真考虑的问题。按照《通信局 (站) 防雷与接地工程设计规范》YD5098-2005的规定, 基站的室内接地系统可根据具体情况, 选择“环形”或“星形”等电位连接方式。2.4.1采用环形等电位连接时, 应在机房内沿走线架和墙壁设置环形接地汇集线, 环形接地汇集线应多点就近与地网连通, 站内设备由环形汇集线就近接地。2.4.2采用星形等电位连接时, 基站的总接地汇接排应设在配电箱和第一级电源SPD附近, 开关电源以及其它设备的接地排母线均由总接地汇流排引接。如设备机架与总汇流排相距较远时, 可以采用两级汇流排。2.4.3机房采用星形接地方式, 并使用二级接地汇流排时, 第一级电源SPD、交流箱及光纤加强芯和金属护层的接地线, 应从总接地汇流排接地, 站内其它设备从第二级汇流排接地。采用星形等电位连接设计时, 应重点注意有异常入地电流设备的接地位置。2.4.4通常采用环形等电位连接方式容易获得较好的等电位效果, 设备接地比较方便, 基站扩容时也比较好操作, 但与星形方式相比施工稍微复杂一点。

3 进站动力电缆的防护

3.1 基站的动力电缆应埋地敷设, 使用专用变压器时高压电力电缆的埋设长度不宜小于200m。

低压电缆进入基站机房时, 其埋地长度不宜小于15m (当高压电力电缆已采用埋地敷设时, 低压侧电缆一般不做要求) 。低压埋地电缆应选用具有金属铠装层的电力电缆或穿钢管埋地引入机房, 电缆金属铠装层和钢管应在两端就近与变压器地网和机房地网连通。

3.2 站内、外使用的电源配电箱应安装断路开关, 不得安装漏电开关。

3.3 对高压避雷器及变压器频繁受到雷击损

坏的基站, 可要求电力部门将变压器的高压侧的5KA配电避雷器更换为强雷电负载避雷器。

4 设备接地及接地线

4.1 基站内接地母线的截面积, 应根据最大故障电流和机械强度选择, 但一般不应小于35mm2。

一般设备 (机架) 的接地线, 应使用截面积不小于16mm2的多股铜线;使用二级汇流排时, 两个汇流排之间的连接线截面积不应小于35mm2。

4.2 环境监控系统、数据采集器等小型设备的

接地线, 应采用适当截面积的多股铜线分别连接到本机架的汇流排, 然后用16mm2的多股铜线连接到机房汇流排。

4.3 光缆的金属加强芯和金属护层应在分线

盒或ODF架内可靠连通, 并于机架绝缘后使用截面积不小于16mm2的多股铜线连接到机房内第一级接地汇流排上。

4.4 室内走线架及各类金属构件必须接地, 各段走线架之间必须电气连通;

活动地板 (防静电) 下设的金属支架, 至少应有两根是从接地汇流排引入的接地线。

结束语

随着TD-SCDMA无线通信系统建设在我国的全面展开, 要确保网络能够安全稳定的运行, 除了需要有先进的软件支持外, 基站的防雷接地系统显得尤为重要。只有把从塔放、天馈到基站内的电子设备等等的每一个环节都落到实处, 才能将雷电对通信设备的损害降到最低。

摘要：TD-SCDMA基站天馈系统的雷电防护与以往2G基站明显不同, 出现了一些新情况、新问题。从基站天馈系统的防雷保护、基站接地网与接地系统、设备接地及接地线、进站动力电缆的防护等几个方面给出合理可行的防护措施。

TD基站 篇5

干扰是由于干扰源的存在, 使得在被干扰系统的接收机产生了信噪比的恶化, 影响了系统的性能。干扰从产生的机理上讲分为干扰源产生加性噪声干扰和互调干扰。图1为两个共址基站的互干扰原理图。

在进行WCDMA和TD-SCDMA基站之间的干扰分析的时候, 我们主要从两种情况进行讨论:

情况1:共站分析

在两个基站的距离小于20米时, 只需要考虑30dB的标准天线隔离度, 不计算两天线的增益, 天线两端的连接损耗均为3dB。

情况2:共存分析

在两个基站的距离大于20米时, 信号传播损耗采用自由空间模型, 如下式

由此, 可以计算出20m时自由空间损耗为64.14dB。根据3GPP的定义, MCL (Minimum Coupling Loss) 大于70dB为共存情况。

二、干扰具体数据分析

1. 杂散干扰

WCDMA Node B和TD-SCDMA基站性能如表1所示。

TD-SCDMA基站带外杂散辐射根据不同的情况有不同的要求, 共站与临近建站时ACLR性能要求分别如表2、3所示。分析时采用性能要求较低的情况, 即临近测量频点的最大干扰功率电平取-36dBm。

WCDMA基站的灵敏度为-120.2dBm (对12.2kbit/s的话音业务) , 在满足灵敏度的条件下, 要求的S/N为-18dB, 这样等效的系统的噪声最大为:

如果从外部接收到的加性噪声导致系统的等效噪声增大0.8dB时, WCDMA基站的灵敏度降低0.8dB, 可认为对系统是可以接受的, 计算出此时外界的干扰约为:

当TD-SCDMA和WCDMA共存, 为了避免TD-SCDMA的杂散干扰, 这样TD-SCDMA和WCDMA的最小隔离度为:

2. TD-SCDMA基站对WCDMA基站的阻塞干扰

WCDMA基站的带外阻塞指标为-40dBm, 所以要消除T D-SCDMA基站对WCDMA基站的阻塞干扰需要的最小隔离度为:

3. WCDMA与TD-SCDMA基站的互调干扰

TD-SCDMA的最低频点为f1=1880.8MH z, 最高频点为f2=1919.2MHz, 三阶互调范围在 (2f1-f2) ~ (2f2-f1) 即1842.4~1957.6MHz, 可见三阶交调频率落在WCDMA上行工作频段内, 对基站的上行接收性能有影响。根据3GPP协议WCDMA基站的接收机接收到的信号小于-48dBm时, WCDMA的基站不会产生交调, 所以要消除PHS基站的交调对WCDMA基站的干扰需要的最小隔离度为:39dBm- (-48dBm) =87dB

根据以上结果, WCDMA基站为防止TD-SCDMA基站的干扰, 最小的隔离度应为87dB。

参考文献

TD基站 篇6

1.1 国内外研究状况

目前, 全球范围内共有三种3 G标准:W C D M A、CDMA2000、TD-SCDMA。前两种标准分别在欧洲和美国市场快速普及, 而TDSCDMA是我国自主的3G标准, 各项技术指标基本上趋于成熟。2002年10月30日, TD-SCDMA产业联盟正式成立, 大唐、南方高科、华立、华为、联想、中兴、中电、中国普天等8家知名通信企业作为首批成员, 标志着我国第一个具有自主知识产权的国际标准TD-SCDMA获得了产业界的整体响应, 阵营覆盖了从系统设备到终端的完整产业链, 在产业化进程上获重大突破。从1998年标准的提出到2008年试商用, TD-SCDM A产业已经走过十年风雨历程, 实现了从标准到技术、从系统到终端、从芯片到核心软件、从关键元器件到配套装备的产业整体性突破。TD-SCDMA产业发展的十年, 是不同凡响的十年, 是艰苦探索的十年。

由于TD-SCDMA网络自身的技术特点, 决定了整个网络需要严格的时间同步。因此, TD网络的每个站点都安装了一套GPS天线, 以获取高精度GPS卫星时钟进行系统同步。但在实际的网络建设过程中, GPS天线暴露了一系列的问题, 比如:安装条件苛刻、抓星困难、工程维护难、安全隐患高等。更严重的是, 时分-同步码分多址 (TD-SCDMA) 系统中经常会出现全球定位系统 (GPS) 信号被干扰或者遮挡, 导致搜索不到GPS卫星后同步失效的现象。长期同步失效会导致基站间出现定时偏差, 定时偏差过大将影响手机搜索邻区、小区切换、Dw PTS对上行导引时隙 (Up PTS) 的干扰等。这些将进一步影响网络质量, 造成切换失败、切换掉话、呼通率下降, 严重影响用户在网络中的感受。时钟同步方案成为了TD网络部署的难题之一。

为此, 中国移动研发了替代GPS的新技术, 其中较为成熟的技术之一是通过有线传输网络传送精确时间同步信号。该技术于2008年初由华为公司率先提出并研发成功, 采用IEEE 1588V2时钟同步方案来替代GPS同步方案。

1.2.1 TD-SCDMA网络的1588V2同步解决方案简介

IEEE 1588的正式名称是Precision Time Protocol, 于2002年正式发布;1588V2 (IEC61588) 是1588的改进和电信优化版本, 于2007年6月9号正式发布。

其基本原理是主节点在报文离境时打上时间戳, 从节点接收到。 (未完)

基于1588V2技术的同步网络要求网内每一个节点都支持1588V2协议。

2008年初, 华为率先提出采用IEEE 1588V2时钟同步方案来替代GPS同步方案, 如图1-1。1588V2时间同步方案精度可以达到亚微秒级, 完全满足TD建网的时钟同步要求, 而且避免了站点安装GPS天线带来的诸多工程、维护问题。

基于电路交换和传输技术的陆地同步网在电信行业中已经有很长的应用历史。在无线接入系统中, GSM和W-CDMA一直是通过这种方式实现系统的频率同步:基站通过E1/T1/SDH/SONET线路提取时钟, 并通过CDR和PLL电路来调整系统的时钟/频率保持一致。然而, 对于CDMA2000/TD-SCDMA/Wi MAX TDD/LTE TDD1来说, 仅仅有频率同步是不够的, 还要求基站间保持时间/相位同步。这种要求是传统陆地同步网技术无法满足的, 目前只能通过GPS来实现全网同步。

1.2.2 北斗授时解决方案

从国家安全角度考虑, 工业信息化部提出通过自主知识产权的北斗系统替代GPS授时方案。我国目前正在建设由35颗卫星组成的覆盖全球的北斗二代卫星导航系统, 计划近年投入商用。我国已于2007年2月3日, 成功发射第四颗北斗导航试验卫星——“北斗4”。2007年4月14日, 成功发射北斗导航卫星——“北斗5” (COMPASS-M1) 。建设中的中国北斗导航系统 (COMPASS) 空间计划由五颗静止轨道卫星和三十颗非静止轨道卫星组成, 提供两种服务方式, 即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务, 定位精度为10米, 授时精度为50ns, 测速精度0.2米/秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。北斗授时原理与GPS的应用原理是非常相近的, 根据北斗系统的时标系统由地面系统产生和上行时延的连续发播机制来实现高精度的授时机制。具体原理如下:基站的北斗授时接收机采用100M晶振产生秒脉冲, 同时利用该晶振产生的计数单元完成对3颗卫星的同步伪距测量, 本地晶振采用的为短稳不高于1ns的普通晶振。由于北斗系统采用基于UTC时刻的BDT时标系统, 因此对系统授时基准的统一计算由北斗系统的地面运控系统统一给出, 对于基于接收机的时标系统, 统一按照BDT时标考虑。基于BDT时标的精确到分钟的时标信号, 可以通过北斗卫星信号传输的超帧帧头准确获取。本地接收机利用3星无源定位原理, 实时解算出本地时标与BDT时标的每秒钟的钟差改正。利用该改正值传输给硬件脉冲产生同步电路, 调整PPS的输出相位就可以完成高精度的授时输出。

在TD-SCDMA中采用北斗作为同步时间源时, 需要对于目前的基站设备进行相应改造, 以其能够同时支持GPS/北斗双授时。北斗时间同步方案精度可以满足TD建网的时钟同步要求, 但改造成本巨大。

二、GPS在TD-SCDMA网络中的应用情况

TD-SCDMA标准, 由于采用了TDD模式对时钟和时间同步提出了更高的要求。TD-SCDMA系统相邻基站之间空口对时间同步的精度要求是3us。TD-SCDMA基站的时间同步需求根据技术规范3GPP TR 25.836, 要求提供Node B的物理层 (码、帧、时隙) 同步, 保证所有Node B同时发送同时接收, 相位精度为<1.5us;提供Node B的SFN同步, 现在的TD系统要求做到所有Node B的SFN同步, SFN= (time*100) mod 4096;其中time为从1980.1.6 00:00:00开始计数的秒时间, SFN号每隔1024秒循环一遍;提供TOD信息 (年月日时分秒) ;提供1pps, 通过锁相技术使Node B保证输出频率稳定度高于5×10-8。即要求:TD-SCDMA基站要求频率准确度满足±50ppb, 同时要求相邻基站间时间误差小于3ms[4-5]。

TD-SCDMA系统是全网同步系统, 根据相关技术规范, 具体有以下要求:

网络同步要求:要求基站频率稳定度<+/-0.05 PPM (TS25.105)

空口同步要求:要求节点间最大偏差<+/-1.5 u S (TS25.123)

GPS长稳好, OC-VCXO短稳好

使用GPS接收机恢复出来的1PPS来校正本地的温控晶振, 得到稳定的系统时钟, 并严格保证全网同步

目前TD网络的基站间的时间同步需求主要是通过采用美国GPS卫星导航系统的授时功能来实现的, 如图2-2所示, 通过在每个基站加装GPS模块来解决基站时间同步问题。

三、GPS失效原因分析

GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成, 它位于距地表20200km的上空, 均匀分布在6个轨道面上 (每个轨道面4颗) , 轨道倾角为55°。此外, 还有4颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。卫星的轨道分布参考图3-1:

现网TD-SCDMA基站都采用GPS进行同步, 只要基站能够收到GPS卫星信号, 基站将锁定在GPS时间上。但有时, 由于下列原因:基站无法收到GPS卫星信号:

(1) GPS受到外界信号的干扰

GPS工作频段为1575MHz, 很多因素都会对GPS信号造成干扰, 比如外太空太阳耀斑的干扰, 电离层和大气环境的干扰, 雷电等异常天气的影响, 接收天线附近的微波站、基站的干扰, 甚至于一些工厂的特殊设备等都会对GPS产生干扰。在存在干扰的情况下, 接收机接收卫星的信号质量会变差, 信噪比降低, 误码率上升, 某些时候就会导致完全接受不到卫星信号。

(2) GPS天线被遮挡

如果GPS天线安装位置附近存在遮挡, 或雨雪天气等都会减弱GPS信号。

(3) 施工工艺问题

因施工工艺问题造成的馈线线阻过大, 馈线头工艺有问题, 馈线进水等因素, 使得基站侧接收到的GPS信号较弱。

作为一种卫星定时系统, GPS需要天线来接收卫星信号。为了保证GPS接收机的正常工作, 需要天线有良好的对空视界 (中心椎体45º无遮挡) , 保证接收机能够同时接收到3颗以上卫星的有效信号;另一方面, 由于天线和接收机之间通过RF线缆连接, 线缆的损耗导致接收机与天线的拉远距离有限制。根据GPS配置指导建议, 在采用35d B增益的GPS天线 (推荐型号) 情况下, 1/4寸的RF线缆最长可以支持大约62米的应用场景;更长的应用需要采用1/2寸RF线缆并考虑增加RF放大器。

武汉TD-SCDMA试商用网现网统计数据表明:GPS馈线长度主要集中在30~60米区间段 (超过76%) , 有部分站点 (约10%) 的GPS馈线长度很长, 超过80米, 其中5%的站点馈线超过100米, 少数站点超过200米, 最长的一个站馈线长达300米。963个基站的GPS馈线平均长度为44.8米。

对于这些馈线超长站, 工程应对办法是采用采用1/2寸RF电缆加RF放大器 (甚至多级放大器) 。即便如此, 很多站点的GPS接收信号仍然比规格要求低, 系统工作在同步的临界状态;一般情况下, GPS天线要求只使用一级放大器, 如图3-3, 多级放大器的级联对链路的问题也引入不稳定因素。另一方面, 很多馈线长度低于70米的站点存在天线对空视界受遮挡的限制, 不能保证GPS接收机同时接收3颗以上卫星的信号, 基站的同步问题存在隐患。对于室内覆盖系统和楼宇密集区域, 上述问题尤为突出, 图3-4是武汉实际拍摄的GPS天线安装环境照片。

进一步来分析现网数据, GPS馈线过长的站点是由于GPS天线安装选址困难而被迫加长馈线的。如果把门限设定为70米以上, 大约有10%的基站GPS选址有困难。

运营维护问题:由于部分站点的GPS安装条件没有完全达到要求, 基站的同步功能工作在临界状态, 发生了多起基站失步、干扰整个网络正常运营的案例, 给网络的运营维护带来了很多困扰。

GPS的馈线架设问题:GPS天线和基站之间需要架设馈线, 对应馈线超长站点, 中间还需要串联RF放大器。在工程实现上, 特别是一些复杂楼宇/场馆情况, 馈线施工很困难。

(4) GPS系统自身原因

即使不存在干扰和遮挡, 由于卫星每11小时58分钟绕地球一周, 每天当中卫星的位置、整体分布、信号强度等状况都会时刻发生变化, 有些时刻卫星信号也会比较弱。

四、GPS失效对TD网络的影响的仿真分析

3gpp 25.402定义了同步要求, 其中TDD系统特别要求基站间时间同步。如图4-1, 现网TD-SCDMA基站都采用GPS进行同步, 所有的基站都锁定在GPS时间上, 不同的基站能够保证定时一致。

TD系统同步要求:由于GPS信号从卫星发射到地面之后, 已经非常微弱, 所以很容易受到外界干扰的影响;另一方面城市内环境复杂, GPS天线很难做到完全没有遮挡;而且现实环境中, 偶发性的干扰和其他射频发射源的干扰也很容易出现。所以在大规模建站使用的情况下, 不排除某些站点在某些时刻可用卫星较少, 卫星信号质量较差, 再加上外界干扰的影响, 那么就很容易出现瞬时丢星等异常情况。

由于基站只是把GPS作为本地高精度时钟的参考源, 并不直接使用GPS时钟, 具有一定的时钟保持能力, 短时间内的GPS异常并不会影响基站的正常工作。

当GPS长时间出现异常, 基站晶振长时间处于自由振荡状态, 将导致基站间定时偏差逐渐逐渐增加而不能保持同步。基站不同步会对网络质量带来影响, 主要表现为对邻区搜索、切换的影响以及干扰抬升。

通过分析、仿真及实测得出以下结论 (因实验数据保密需要, 本文省略相关测试图表及数据) :基站失步临界值为3us, 3us以内对网络质量没有影响, 和协议的要求一致。如果GPS问题导致短期基站失去同步, 由于基站自身晶振具备一定保持能力, 对网络没有影响。如果GPS问题持续时间比较长, 导致基站之间定时误差过大, 则会导致:

(1) 影响切换。

GPS失步后, 对切换的影响很大, 临界值确定在4chip, 超过4chip会造成网络KPI下降, 从而造成用户感知度的下降;

(2) 影响UE对邻小区的搜索。

影响终端搜索邻区的临界值确定为10chip, 这与终端实现有关, 在此临界值下, 终端搜索到邻区RSCP值与正常值相比下降6d B左右;

(3) 导致UP干扰抬升。

在16chip以内, Uppts的干扰值的变化不明显, 在场强-85d Bm (测试选择点场强) 不影响用户的呼叫质量;

总之, GPS失效导致的基站定时偏差对切换的影响最为明显, 当基站定时偏差大于4chip (约3us) 时, 网络KPI有明显下降 (切换失败或者切换掉话) 。可以作为GPS失效的一个判断基础。如果某个基站 (若干个扇区) 和邻区出现突发的切换失败大幅度攀升, 在排除了其他因素外, 可以认定是GPS失效导致。

定时偏差小于3us的情况下, 网络质量没有变化, 和协议定义的3us指标是一致的, 提高同步精度并不会带来额外的网络质量的提高。

五、结论及应用前景

5.1 结论

本文通过理论分析、系统仿真、现网试验数据确定、验证GPS失效引起的基站定时偏差对网络质量的影响, 确定能容忍的定时偏差的临界值。研究初步结论如下:GPS失效后, 短期内可以通过基站自身的保持能力保持同步, 长期失效会导致基站失步。基站失步临界值为3us, 3us以内对网络质量没有影响, 和协议的要求一致。超过临界值后基站失步, 失步后对网络的影响和失步的偏移量大小有关, 最明显的反映是切换失败和切换掉话:当GPS向前和向后偏移达到4chip, 失步将导致切换次数增加, 终端向原小区发送切换失败, 引起掉话。因此, 4 chip作为GPS基站失步不对切换造成影响的最大允许临界值。GPS失步对Uppts的干扰影响较大, 测试结果表明GPS偏移16 chip为Up PTS受到干扰不满足网络规划原则的最大临界值。针对终端搜索邻区, 10 chip为GPS基站失步不对终端搜索邻区造成影响的最大允许临界值。GPS失步后, 对业务时隙的干扰影响不明显。

5.2 改进方案及建议

为提升TD-SCDMA网络同步可靠性, 建议对现有GPS同步方式进行增强来降低工程施工难度, 包括降低GPS天线安装时的净空要求、增强GPS接收机灵敏度、GPS失效检测等:

(1) 采用其他的卫星导航定位系统进行同步, 比如我国的北斗卫星导航系统, 可以不依赖美国的GPS系统, 提高系统的安全性和抗干扰能力。

北斗同步:满足系统的安全性需求。基站备选支持通过中国北斗卫星导航系统进行同步, 提升系统安全性和可靠性。

平滑升级到北斗同步

北斗同步最好采用模块化的设计, 不需更换单板或者外接设备, 只需将系统中原有的GPS子卡替换为北斗子卡, 即可实现系统平滑过渡到北斗同步。

北斗/GPS双模同步

更高的可靠性可以考虑北斗/GPS双模同步方案, 对已有的GPS卡均可以很好的兼容, 设计简单, 升级成本低廉, 系统可靠性高。

(2) 基站采用网络时钟传送技术, 承载网在传送业务数据的同时, 也传送TD基站所需的绝对时间和频率信息, 避免每个站点都安装GPS或者北斗接收天线。

网络时钟同步方案:工程施工简单、安全性高

TD基站可以通过1PPS+TOD串口, 或者通过以太网接口与PTN网络的进行时钟同步, 满足TD网络对时钟同步的要求。网络时钟同步工程施工简单, 安全性和可靠性高 (需要传输网络支持同步功能) 。

网络时钟同步

时钟同步保持技术

除了上述各种同步方案以外, 在产品设计上, 最大限度的考虑到在外时钟源意外失效情况下, 基站的同步保持性能。

基站同步方案总结

表6-1是各种同步方案的对比情况。考虑到目前北斗成熟度有待完善, 并且传输网尚不支持网络时钟同步。建议:

北斗产品成熟后, 可以考虑在关键覆盖区域, 部署北斗/GPS双模同步方案, 确保可靠和安全性。

待传输网支持网络时钟同步后, 基站主要采用网络时钟同步方案, 降低工程施工难度, 提高安全性。但是在网络时钟同步不可达的站点, 仍然可以采用GPS/北斗同步方式。

为了避免失步后小区间互相干扰, 网络性能下降甚至不可用, 基站必须具有同步保持能力, 在外时钟源失效后, 仍然可以长期保持 (24小时以上) 。

对现网已经安装G P S的基站, 可以考虑采用GPS+1588v2主备的方式, 避免GPS单点故障, 提高现网同步的可靠性。

(3) 基站设计上需要支持时钟保持技术, 在外部时钟源失效后, 仍然可以稳定工作一段时间, 避免业务中断。

(4) GPS增强技术

GPS单星授时:降低工程施工要求

传统的GPS同步方案, 需要同时收到四颗星才能完成同步过程。单星授时技术能够少于4颗星的净空安装要求下, 完成授时功能:

降低GPS天线工程安装难度:采用单星授时后只要收到1颗GPS卫星信号就可以提供授时功能。因此, GPS天线的安装位置可以降低要求, 从而降低工程施工难度。

(5) 基站快速启动:基站下电后, 能利用保存的位置信号及所收到的GPS信号, 快速启动, 无需等待到收到至少四颗GPS星。

摘要：TD—SCDMA是我国通讯发展史上第一个以成体系的技术提案形成的国际标准。TD-SCDMA采用基站同步系统, 要求所有基站之间严格保持时间同步, 小区间切换、漫游等都要精确的时间控制, 因此同步问题对于TD-SCDMA通信系统的重要性不言而喻。由于缺乏先进的网络同步技术, TD-SCDMA基站普遍采用全球定位系统 (GPS) 同步。时分-同步码分多址 (TD-SCDMA) 系统中经常会出现全球定位系统 (GPS) 信号被干扰或者遮挡, 导致搜索不到GPS卫星后同步失效的现象。长期同步失效会导致基站间出现定时偏差, 定时偏差过大将影响手机搜索邻区、小区切换、DwPTS对上行导引时隙 (UpPTS) 的干扰等。这些将进一步影响网络质量, 造成切换失败、切换掉话、呼通率下降, 严重影响用户在网络中的感受。本文主要研究GPS失效后对TD-SCDMA网络造成的影响范围、失效的临界值以及基站同步高可靠性解决方案。本文通过分析确定、验证GPS失效引起的基站定时偏差对网络质量的影响, 确定能容忍的定时偏差的临界值。研究初步结论如下:GPS失效后, 短期内可以通过基站自身的保持能力保持同步, 长期失效会导致基站失步。基站失步临界值为3us, 3us以内对网络质量没有影响, 和协议的要求一致。超过临界值后基站失步, 失步后对网络的影响和失步的偏移量大小有关, 最明显的反映是切换失败和切换掉话:当GPS向前和向后偏移达到4chip, 失步将导致切换次数增加, 终端向原小区发送切换失败, 引起掉话。因此, 4chip作为GPS基站失步不对切换造成影响的最大允许临界值。GPS失步对Uppts的干扰影响较大, 测试结果表明GPS偏移16chip为UpPTS受到干扰不满足网络规划原则的最大临界值。针对终端搜索邻区, 10chip为GPS基站失步不对终端搜索邻区造成影响的最大允许临界值。GPS失步后, 对业务时隙的干扰影响不明显。本文还通过分析并结合最新同步技术的可实现性, 提出对现有GPS同步方式进行增强来降低工程施工难度。包括降低GPS天线安装时的净空要求、增强GPS接收机灵敏度、GPS失效检测等, 同时建议三种基站同步高可靠性方案。

TD基站 篇7

据悉, 2012年中国移动将在中国境内建立10 000～20 000个TD-LTE基站。目前, 中国移动已经在中国6个城市建立TD-LTE实验网络, 并已建立共850多个基站。此外, 中国移动遍布中国境内的25万个TD-SCDMA基站, 有50%的基站可以逐步升级到TD-LTE。据了解, 中国移动已经与在北美、欧洲和亚洲的移动通信运营商合作, 推动TD-LTE在国际上采用。今年10月底已经完成建立超过30个TD-LTE实验网络。