室内分布系统为基站信号通过无源器件进行分路,经由馈线将无线信号分配到分散安装在建筑物各个区域的每一副低功率天线上,从而实现室内信号的均匀分布。在某些需要延伸覆盖的场合,使用干线放大器对输入的信号进行中继放大,达到扩大覆盖范围的目的。该系统主要包括干线放大器、射频同轴电缆、功分器、耦合器、电桥、天线等器件。
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目前,具体对于TD-SCDMA系统,依据信号源的分布方式有如下几种,LTE系统也可适用的。
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1、宏基站 + 分布式系统
这种系统如图1所示,采用宏基站作信号源,其主要的优点是业务承载量大,通过增加基站设备的资源即可完成扩容,适用于用户众多、业务量高的大楼、场馆等建筑;缺点是宏基站和塔放之间采用射频馈缆连接,当用于大型建筑物的室内覆盖时,过多射频电缆集中于塔放节点,造成系统成本上升,需要较大的布线空间,施工难度加大,同时馈线损耗会造成射频信号衰减过大,不利用功率的有效使用。
图1:宏蜂窝 + 分布系统
2、微基站 + 分布式系统
这种系统如图2所示,采用微基站作信号源,相对宏基站,业务承载较小的建筑易于安装。但有如下表2所示的缺点。
图2:微蜂窝+分布系统
表2:微蜂窝+分布系统的缺点
3、直放站 + 分布式系统
直放站(中继器)属于同频放大设备,是指在无线通信传输过程中起到信号增强作用的一种无线电发射中转设备。直放站在下行链路中,由施主天线现有的覆盖区域的基站拾取信号,通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离。滤波后的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。在上行链接路径中,覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站,从而达到基地站与手机之间的信号传递。
根据源基站和直放站之间耦合信号传输的方式的不同,直放站可以分成光纤直放站、无线直放站和移频直放站。它们之间的比较如下。
无线直放站通过施主天线耦合源基站的无线信号,并通过对源信号的放大来实现对于目的区域的覆盖。TD-SCDMA直放站与传统直放站(CDMA/GSM系统)主要区别在于时分方式下的收发同步切换控制,TD-SCDMA直放站类产品的同步目前主要有4种方式:能量检测,GPS模块,手机模块,能量、比特相关检测。
移频直放站是从源基站的某个或某些通道耦合出射频信号,通过移频功能,将信号转换为其他频率的信号,然后通过无线传输到目的端,目的端再通过信号转换和放大,实现目标区域覆盖。
光纤直放站是从源基站的某个或某些通道耦合出射频信号,借助光纤进行信号传输的直放站,它需要使用光纤将基站信号连入直放站系统内,信号源比较纯净,一般不容易对大网形成干扰,光纤直放站使用中要控制接入基站的底部噪声电平。对于室内覆盖使用时,出现高大建筑物采用光纤接入时,有时为了平衡各扇区间的话务量,还会采用多扇区接入的光纤直放站。在GSM和CDMA系统中,光纤直放站有很广泛的应用;由于TD-SCDMA系统的特点,RRU相对光纤直放站有明显的优势,不推荐使用光纤直放站。
各种直放站的比较详见下表3-1;各种直放站的使用条件详见下表3-2。直放站+分布系统的优缺点详见下表3-3。
表3-1:各种直放站的比较
表3-2:各种直放站的使用条件
表3-3:直放站+分布系统的优缺点
在TD-SCDMA系统中,直放站耦合信号会对智能天线算法产生影响,这也是TD-SCDMA直放站在应用中的一个重大的障碍。同时直放站的使用会给施主基站引入一定的噪声,导致基站热噪声电平升高,引起基站接收机的灵敏度降低。对小区覆盖范围来讲,会引起上行覆盖半径减小;对基站覆盖区的用户来讲,手机的发射功率会相应增大,或者处在小区边缘的用户会发生单通或上行话音质量下降或掉话等现象。调测时应调整上行增益并计算此噪声经有效路径损耗(不同的直放站计算有所不同)到达基站接收机的噪声功率在容忍的范围以内,控制住上行噪声,减少对基站的干扰。
4、BBU + RRU + 分布式系统
BBU + RRU的室内覆盖解决方案如图4所示。是分布式基站思想在室内覆盖中的体现。这种方案同时具有光纤分布解决方案的低成本、易施工的特性,又具备微基站方案易安装的优点,是TD系统中室内覆盖的首选的解决方案。
图4:BBU + RRU + 分布式系统示意图
该方案中信号源为由射频拉远单元(RRU)和基带单元(BBU)组成。RRU与BBU分别承担基站的射频处理部分和基带处理部分,各自独立安装,分开放置,通过电接口或光接口相连接,形成分布式基站形态。它能够共享主基站基带信道资源,使得Iub接口中继增益最大化,根据话务容量的需求随意更改站点配置和覆盖区域。在TD-SCDMA系统中,采用BBU+RRU的方式,有如表4所示的5大优点。
表4:BBU + RRU + 分布式系统的优势
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