TD-SCDMA室内分布系统组网方式

陈周天, 代明, 王立强

（中国移动通信集团设计院黑龙江分公司，哈尔滨 150080）

1 TD-SCDMA现状及发展

经过TD-SCDMA网络一期、二期、三期的发展，以及现在进行的四期（2010年扩容工程），网络的总体规模达到2G网络规模的40%以上。

丰富多彩的数据业务和多媒体业务将是3G业务的重点，根据用户的生活习惯和数据业务的行为分析，绝大多数的数据和多媒体业务将会发生在室内。统计数据也表明，3G室内业务量占到网络总业务量的60%，主要原因在于室内提供舒适的环境，用户的等候时间也大多在室内消磨，他们也更喜欢在室内使用视频电话、游戏等高速数据业务。所以就以上几方面而言，室内覆盖对3G来讲有着更多的重要性，而且在现有网络覆盖情况已经比较完善的情况下，用户会要求3G有更完善的网络覆盖，这样用户才会考虑使用3G网络。因此，提高室内覆盖能力，不仅可以给用户带来更好的业务使用体验，还可以分散用户过于密集地区的网络压力，更可以与其他运营商的网络争夺室内话务量。可以肯定的是，室内覆盖的完善是3G取得成功的关键因素之一。

2 TD-SCDMA与GSM室内分布系统的对比

与传统的室内分布系统类似，TD-SCDMA的室内分布系统也主要由两部分组成：信号源和分布系统。信号源即提供小区信号的设备，主要包括宏基站、微基站、射频拉远基站或直放站等几种类型；分布系统包括传输介质、元器件和天线；传输介质有同轴电缆、光纤、泄露电缆等，信号在传输介质中传输，有时根据覆盖的需要还要通过放大设备对信号进行放大；元器件包括干线放大器、功分器、耦合器、合路器等；天线是室内分布系统发射和接收信号的部分，分为全向天线和定向天线，出于室内传播环境和工程上的考虑，智能天线暂未引入到室内分布系统覆盖中，TD-SCDMA室内分布系统可与其他系统共用相同的天线器件。

通常室内分布系统采用电缆的电分布方式，而BBU+RRU方案则采用光纤传输的分布方式。基带BBU集中放置在机房，RRU可安装至楼层，BBU与RRU之间采用光纤传输，RRU再通过同轴电缆及功分器(耦合器)等连接至天线，即主干采用光纤，支路采用同轴电缆。由于信号通过光纤传输时损耗很小，整体降低了系统的馈线损耗，因而减少了对干线放大器的依赖。

2G室内分布系统主要以解决覆盖为主，容量不是主要的瓶颈，因此，在2G的室内分布系统中，直放站的比例所占的比例很大，采用微蜂窝作为信源的室内分布系统站点数量很少。和2G相比，中国移动自主研发的TD-SCDMA系统室内分布站点主要为用户提供高质量的数据业务和多媒体业务，对系统的容量要求很高，因此，TD-SCDMA采用独立信源方式组网。

2G的室内分布大部分为直放站，引入室外宏基站信号，语音及数据流量不大，配套施工方便。与2G不同，3G网络的语音、数据流量大大提升，为了能够给用户提供高质量的语音、数据服务，采用独立的信源，这对组网、施工带来了很大难度，由于BBU+RRU拉远技术的推广，让3G室内分布的组网方案得到了多样化的发展，传统的BBU与RRU均放置在物业点，现阶段发展的BBU放置在宏站、RRU放置在物业点，同时随着PON技术的推广,室内分布组网方案变得多种多样。

由于3G网络工作在2000MHz频段，电波的传播损耗比2G频段大，信号穿透能力比2G频段弱，而且3G的高速数据业务需要更强的信号强度和信号质量，单靠室外宏基站解决室内覆盖已不能满足要求，在高层建筑的低层深处、地下车库常常存在局部盲区，通常需要建设有源和无源的室内分布系统。3G的3种标准TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000都是基于CDMA技术体制的，而CDMA是一种自干扰系统，系统间干扰、系统内干扰、室内与室外间信号泄漏干扰都有可能导致系统容量的减少。因此，为保持室内各环境的信号强度比较均匀，消除局部盲区，避免室内功率泄漏到建筑物外，3G室内覆盖更适合采用多天线，小信号的覆盖模式，这样既可以保证较为一致的数据速率，还可以防止导频污染、邻频干扰、天线远近效应等问题。

3 TD-SCDMA室内分布系统组网方式分析

根据以上2G及TD-SCDMA对比分析，结合TD-SCDMA系统特点，TD-SCDMA室内分布系统可以采用以下几种组网方案。

3.1 BBU、RRU集中式放置

整体分布系统均放置在物业点，主设备、电源配套、传输设备均放置在物业点。

此种组网方式适合物业点比较小，原有2G分布系统，在此基础上新建TD-SCDMA室内分布系统，方案有很强的可行性。

3.2 BBU、RRU分布式放置

BBU放置在物业点附近的宏基站，RRU放置在物业点，配套、传输设备均利旧宏站内设备。

此种组网方式适合物业点比较小，原来没有2G分布系统，并且此物业点距离周围宏基站很近，直接新建，方便、简洁。

3.3 超级BBU集中式放置

多个物业点的BBU统一放置在靠近中间位置的物业点内，此物业点可以租用机房，新增一套电源设备、传输设备，整体组成一个星型网络，传输设备通过这个物业点统一连接到附近传输网络，如果附近有宏基站、并且机房条件满足，可以将这个物业点设置在此宏基站。

此种方式适合多个物业点均位于同一地区，并且有用户数据需求大，高需求的室内分布建议采用此种方式组网。

4 配套解决方案

根据以上对室内分布系统组网方式分析可知，对电源配套，传输线路配套解决方案要求很高，具体分析如下。

4.1 电源配套设备解决方案

电源是网络的基础，在整体网络中起着举足轻重的作用，传统室内分布系统供电可以采用以下几种供电方式。

第一种：集中式供电方案的优点是电源集中，便于维护，节省设备投资，缺点是拉远距离有一定的限制，线路损耗比较大。

此种供电方式适合小的物业点，最大拉远距离50m以内，一般BBU、RRU均放置在物业点的同一位置。

第二种：分散式供电解决方案是采用多套电源系统分别给BBU和RRU就近供电，分散式供电解决方案的优点是就近供电，线路损耗小，供电分散，供电风险小；其缺点是电源系统多，投资大，设备分散，维护难度大。此种供电方式适合物业点比较分散，各个BBU、RRU之间距离较远，需要为每个BBU、RRU单独配置一套不间断电源系统。

第三种方式：采取集中供电和分散供电相结合的综合供电方式，针对一个物业点，靠近在一起的BBU、RRU使用同一套不间断电源供电，这种方式折中了集中供电和分散供电的不足，部分解决了拉远距离的问题。此种供电方式结合了以上两种供电方式的优点，建议大力推广。

第四种方式：远程复合光缆拉远供电。这是一种最近新兴起的一种供电方式，远程供电系统分为局端模块和远端模块，机房直流-48V电源进入局端模块，通过高效率DC/DC变换器，将-48V转换为380V可调的高压直流电，通过远距离复合光缆把电源送到远端模块，远端模块把280～380V可调直流电转换为DC-48V输出，给RRU单元提供电源。远端模块内置市电/直流电自动切换模块。采用远程供电方式一劳永逸，无需以上麻烦，基站运行安全可靠，节省电费至少50%，并且节省了人力成本。系统原理图如图1所示。

图1 远程供电原理图

此种供电方式适合引电困难的物业点，通过远程供电方式直接将传输、电源送到RRU处，部分居民区可采用此种方式供电。

4.2 传输、线路解决方案

3G网络和2G网络对传输的建设要求相比较，主要体现为3G站密度大、传输带宽需求大的特点。由于3G基站密度大，站址选择等受限情况多，3G基站采用拉远技术较多。3G室分的分布多，BBU-RRU，以及RRU-RRU之间都采用光缆，这对于光缆网络建设形成新的挑战。

针对室内分布系统中BBU、RRU集中式放置的组网方案，与以往2G分布系统一致，需要解决BBU的传输电路需求，同时需要考虑RRU-RRU的级联光缆建设问题，一般情况都是楼宇内的光缆，可以选择采用铠装光缆或者室内光缆进行建设。

如果BBU、RRU异地放置，要求BBU与RRU之间拉远所需纤芯可能很大，主要依据RRU的数量而定，一般情况RRU可以进行4级级联，如果物业点比较大，比如大学城或者大的居民小区，多栋楼宇会形成很多个级联的方式，光缆需要考虑2G、3G的需求，整体拉远的光纤数量甚至在百芯以上。这样对基站会产生压力，基站内往往设置多个BBU也会对机房面积提出要求。而且如果全面采用拉远方式，往往会形成一个基站拉远几个甚至十几个物业点的RRU的情况，10余条光缆如入基站基本无法实现，需要采用特殊方式解决。但是这种方式多个BBU就需要一套传输设备，但是此套传输设备承载了多点电路，可靠性直接关系10余个站的业务安全。

超级BBU集中放置，此种方案一般应用在大学校园、大型体育馆等场所，采用一个或者两个基点，BBU、传输统一放置在此处，并且集中管理。传输光纤需求依照RRU与BBU的设置位置及级联方式不同而变化，一般为星形、树形结构。这种方式一般情况下都是在物业点内新建光缆，比全部拉远至基站的情况下传输实现较为容易。

5 组网实例

5.1 大学校园

某所新建大学正在进行规划，整体大学占地面积达1000000m2主要建筑物为图书馆、教学楼、宿舍、食堂。由于对TD-SCDMA业务的需求量大，除了在大学周围新建宏基站以外，还需要在业务需求大的图书馆、宿舍等地新建室内分布系统，整体方案可以做如下设计。

此种物业点可以采用超级BBU集中放置方案。所有BBU均放置在图书馆的租用机房内，RRU统一从图书馆内的租用机房拉远，BBU所在的新租机房单独配置一套不间断供电系统，几个位置相近宿舍楼的RRU统一配置一套EPS，整体方案的可行性很高。整体方案示意图如图2所示。

图2 大学校园整体方案示意图

图3 孤点物业点整体方案示意图

5.2 孤点片区

一般来说，传输环形结构在宏基站中采用，星型结构在室内分布基站中采用。宏基站对基站的稳定性要求高，星形结构的室内分布组网方式可以以一个宏基站或者稳定的大室内分布物业点为中心，采用星形方式组网。整体网络形成一个大环形，小星型的网络。

对于孤点片区来说，原有的宏基站已经组成一个环形的网络，新建的室内分布站点均匀分布在此片区，并且站点的业务需求不大，此种物业点适合BBU、RRU分散放置，可以就近把BBU放置在附近的宏基站，RRU放置在物业点，BBU通过宏基站内的供电系统取电，RRU通过复合光缆远程提供传输及供电系统。整体示意图如图3所示。