毕业论文-td-scdma室内分布系统规划与设计(编辑修改稿)

毕业论文-td-scdma室内分布系统规划与设计(编辑修改稿)内容摘要：

UE 在接入网络前，或者网络在建立无线链路时，能够根据计算下行链路的路径损耗来估计上行或下行链路的初始发射功率。 当它接收到的功率越强，说明收发双方距离较近或有非常好的传播路径，发射的功率就越小，反之则越大。 开环功控只能在决定接入初期发射功率和切换时决定切换后初期发射功率的时候使用。 上行开环功率控制由 UE 和网络共同实现，网络需要广播一些控制参数，而 UE 负责测量 PCCPCH 的接收信号码功率，通过开环功率控制的计算，确定随机接入时 UPPCH、 PRACH、 PUSCH 和 DPCH 等信道的初试发射功率。 功率控制 — 内环（闭环） 快速闭环功率控制（内环）的机制是无线链路的发射端根据接收端物理层的反馈信息进行功率控制，这使得 UE（ NodeB）根据 NodeB（ UE）的接收SIR 值调整发射功率，来补偿无线信道的衰落。 在 TDSCDMA 系统中的上、下行专用信道上使用内环功率控制，每一个子帧进行一次。 功率控制 — 内环（外环） 内环功率控制虽然可以解决损耗以及远近效应的问题，使接收信号保持固定的信干比（ SIR），但是却不能保证接收信号的质量。 接收信号的质 量一般由误块率（ BLER）或误码率（ BER）来表征。 环境因素（主要是用户的移动速度、信号传播的多径和迟延）对接收信号的质量有很大的硬性。 当信道环境发生变化时，接收信号 SIR 和 BLER 的对应关系也相应发生变化。 因此，需要根据信道环境的变化，调整接收信号的 SIR 目标值。 山东科技大学学士学位论文 TDSCDMA 的关键技术 10 动态信道分配技术 动态信道分配方法 TDSCDMA系统中动态信道分配 DCA的方法有如下几种： （ 1）时域动态信道分配 因为 TDSCDMA 系统采用了 TDMA 技术，在一个 TDSCDMA 载频上，使用 7 个常规时 隙，减少了每个时隙中同时处于激活状态的用户数量。 每载频多时隙，可以将受干扰最小的时隙动态分配给处于激活状态的用户。 （ 2）频域动态信道分配 频域 DCA 中每一小区使用多个无线信道（频道）。 在给定频谱范围内，与 5MHz 的带宽相比， TDSCDMA 的 带宽使其具有 3倍以上的无线信道数 (频道数 )。 可以把激活用户分配在不同的载波上，从而减小小区内用户之间的干扰。 （ 3）空域动态信道分配 因为 TDSCDMA 系统采用智能天线的技术，可以通过用户定位、波束赋形来减小小区内用户 之间的干扰、增加系统容量。 （ 4）码域动态信道分配 在同一个时隙中，通过改变分配的码道来避免偶然出现的码道质量恶化。 动态信道分配分类 （ 1）慢速 DCA： 慢速 DCA 主要解决两个问题：一是由于每个小区的业务量情况不同，所以不同的小区对上下行链路资源的需求不同；二是为了满足不对称数据山东科技大学学士学位论文 TDSCDMA 的关键技术 11 业务的需求，不同的小区上下行时隙的划分是不一样的，相邻小区间由于上下行时隙划分不一致时会带来交叉时隙干扰。 所以慢速 DCA 主要有两个方面：一是将资源分配到小区，根据每个小区的业务量情况，分配 和调整上下行链路的资源；二是测量网络端和用户端的干扰，并根据本地干扰情况为信道分配优先级，解决相邻小区间由于上下行时隙划分不一致所带来的交叉时隙干扰。 具体的方法是可以在小区边界根据用户实测上下行干扰情况，决定该用户在该时隙进行哪个方向上的通信比较合适。 （ 2）快速 DCA： 快速 DCA 主要解决以下问题：不同的业务对传输质量和上下行资源的要求不同，如何选择最优的时隙、码道资源分配给不同的业务，从而达到系统性能要求，并且尽可能地进行快速处理。 快速 DCA 包括信道分配和信道调整两个过程。 信道分配是根 据其需要资源单元的多少为承载业务分配一条或多条物理信道。 信道调整（信道重分配）可以通过 RNC 对小区负荷情况、终端移动情况和信道质量的监测结果，动态地对资源单元（主要是时隙和码道）进行调配和切换。 接力切换技术 接力切换是一种应用于同步码分多址（ SCDMA）通信系统中的切换方法。 该接力切换方式不仅具有上述“软切换”功能，而且可以在使用不同载波频率的 SCDMA基站之间，甚至在 TDSCDMA系统与其它移动通信系统，如 GSM或 IS95 CDMA系统的基站之间实现不丢失信息、不中断通信的理想的越区切换。 接力切换适用于同步 CDMA移动通信系统，是 TDSCDMA移动通信系统的核心技术之一。 同步码分多址通信系统中的接力切换基本过程可描述如下（参见图 山东科技大学学士学位论文 TDSCDMA 的关键技术 12 23）： (1)MS 和 BS0 通信； (2) BS0 通知邻近基站信息，并提供用户位置信息（基站类型、工作载频、定时偏差、忙闲等）； (3) 切换准备（ MS 搜索基站，建立同步）； (4) BS 或 MS发起切换请求； (5) 系统决定切换执行； (6) MS 同时接收来自两个基站的相同信号； (7) 完成切换。 山东科技大学学士学位论文 TDSCDMA 的关键技术 13 正常工作的 SCD MA 系统可否切换?系统知道终端的位置原基站通知终端附近基站的信息系统接收到来自终端的切换请求系统发出切换请求系统中两个基站同时发射下行信息两个基站同时接收上行信息目的基站接收电平和定时正确保持两个基站同时和一个终端通信系统要求结束切换或接收到终端完成切换的要求中断原基站和终端的通信 切换结束获得上行发射功率和发射定时偏差在目的基站下行信道加上此功率控制和定时偏差调整要求系统发起切换Y esNoY esNo 图 23 基站的接力切换过程山东科技大学学士学位论文 TDSCDMA 室内无线信号传播分析 14 3 TDSCDMA 室内无线信号传播分析 室内区域分类 在无线网络规划中，一般将目标覆盖区域划分为不同的区域类型，按照不同的区域类型采用不同的服务等级和配置原则，以便合理地配置网络资源，以有限的投资满足既定的服务质量要求。 对于以宏蜂窝为骨架的室外网络，通常根据业主业务需求和无线传播环境进行区域分类。 对于室内覆盖而言，也有必要采取相类似的分类原则，但其分类更为微观和具体。 由于建筑功能决定了用户的聚类和密集程度，及室内的业务需求和服务要求，因此，室内区域只需要根据建筑物功能和无线环境的特点分类。 筑物功能分类 按建筑物功能分类是对不同建筑物的纵向分割，即室内区域的宏观分割。 按照建筑物的功能，室内区域可分为 8 大类共计 26 小类，如表 31 所示。 按无线环境的特点分类则是对同一建筑的横向分割，即室内区域的微观分割。 按照无线环境的特点，室内区域可以分为裙楼、标准层、地下层和电梯等类型。 室内分布系统建设应根据不同的室内环境特点来进行覆盖 : (1)裙楼 :一般位于建筑物的低楼层，楼层面积较大，空间隔断较少或空旷。 通常窗边附近区域信号较 好，纵深处信号较差。 商业用途的裙楼不仅需要解决信号覆盖和容量问题，而且还应该注意控制信号外泄以及与室外基站的平滑切换。 山东科技大学学士学位论文 TDSCDMA 室内无线信号传播分析 15 (2)标准层 :裙楼以上的楼层 (包括楼梯 )，空间间隔较为规则，通常高楼层信号较为杂乱，纵深处信号较差。 标准层用途通常为住宅、办公室、酒店房间等，室内分布系统主要解决覆盖问题，重点是要在室内形成主导信号。 (3)地下层 :建筑物地面以下部分，包括地下室、地下停车场等，通常为信号盲区，采用室内分布系统解决覆盖问题的同时还要注意与地面信号之间的切换问题。 (4)电梯 :一般位于建筑物中 部，属于封闭环境，为信号盲区。 室内分布系统以满足语音业务的需求为主。 通常采用在电梯内安装高增益定向天线或铺设泄漏电缆的方式进行覆盖，应注意保持信号连续性，减少电梯运行和用户进出电梯时的切换和掉话问题。 表 31室内区域按建筑物类型分类 序号 类别 建筑功能 1 重要机关、办公楼 重要写字楼 政府机关 医院 地方电信大楼 学校（教学楼、办公楼、宿舍楼） 部分楼层大客户 2 宾馆酒店 四、五星级宾馆 三星级或者同级别宾馆 二星级宾馆 3 餐饮娱乐消费场所 大型专业 市场（电子城、购物中心等） 餐饮娱乐场所 山东科技大学学士学位论文 TDSCDMA 室内无线信号传播分析 16 室内区域的分类对于室内分布系统的建设具有重要的作用。 在室内分布系统的规划过程中，首先需 要根据建筑物的功能确定建设的优先级、需要覆盖的目标区域、需要提供的业务类型以及信源选取，在设计和建筑过程中则必须根据裙楼、标准层、地下层和电梯等不同区域的无线环境特点，合理地进行天线布局和功率分配。 室内环境特点及传播机制 室内环境是封闭、半封闭的传播环境，由于墙壁、门窗、家具和其他物体的存在，从发射天线到接收天线的电波不仅有直射波、反射波，还有经过物体棱角边缘的绕射产生的绕射波。 室内无线信号的传播主要受以下因室内批发市场（包括集贸市场等） 商场、百货、超市等 4 交通枢纽 机场 火车站、汽车站 地铁 5 大型场馆 会展中心、会议中心 大型体育场 6 住宅楼宇 大型住宅小区 高档住宅小区 密集城中村（户外基站无法解决的） 高层住宅楼（纯住宅） 7 隧道 铁路隧道 公路隧道 重要景区岩洞 8 综合楼宇 商住楼宇 山东科技大学学士学位论文 TDSCDMA 室内无线信号传播分析 17 素的影响 : 来自室内墙体、楼板等物体的反射和绕射。 穿过墙体、楼板和其他障 碍物的透射。 能量的隧道效应，高频段信号在长走廊内传播场景下尤为明显。 在无线链路的一段或两端人员或物体的移动。 由于信号在室内无线环境受到诸多因素的影响，由此而导致了以下几个方面的结果 : （ 1）路径损耗。 除了自由空间损耗还包括其他障碍物以及穿透建筑材料所产生的额外损耗，此外，自由空间损耗可能因隧道效应而降低。 （ 2）路径损耗的时间和空间变化。 （ 3）电波的反射和绕射分量导致的多径效应。 （ 4）移动台的随机放置导致的极化失配。 图 31 给出了电波从发射 机到接收机的 4 种传播机制 — 直射波、反射波、绕射波和透射波。 图 31从发射机到达接收机的射线 假设发射源的信号场强为 0E ，对视距传播而言，由于发射机与接收机山东科技大学学士学位论文 TDSCDMA 室内无线信号传播分析 18 之间没有阻挡，则视距情况下接收到的直射波场强 LOSE 为 : 10 1jkrLOS eEEr (31) 式 (31 )中， k 为波数， 1r 为发射机到接收机的视距距离。 经过一次绕射后接收到的信号场强 DE 为 : 23201 3 2 3( + )jk r jk rD reE E D er r r r  (32) 式 (32)中， 2r 为发射机到墙体转角的距离。 r3为转角到接收机的距离。 D为绕射系数。 经过一次透射和反射 到达接收机的信号场强 TRE 为 : 456()0 4 5 6jk r r rTR eE E R T r r r   (33) 式 (33 )中， r4 为发射机到墙体的距离。 r5 为从透射出墙体到反射点的距离。 r6为反射点到接收机的距离。 对于射线的多次反射、透射和绕射，连续地应用上面的公式，就能得到信号的最终场强。 设共有 n 条射线到达了接收机，第 i 条射线在接收机处的场强为 Ei，则接收点处总的电场强度 Etotal为 : total iiEE (34。