成果上报申请书(TD-SCDMA无线网络实现特殊场景覆盖的一体化解决方案)

1成果上报申请书成果名称TD-SCDMA无线网络实现特殊场景覆盖的一体化解决方案成果申报单位中国移动通信集团福建有限公司成果承担部门/分公司中国移动通信集团福建有限公司发展计划部及厦门分公司项目负责人姓名傅海项目负责人联系电话和Email13906001019成果专业类别*无线网成果研究类别*相关网络解决方案省内评审结果*优秀关键词索引（3～5个）TD-SCDMA、无线网络、覆盖、特殊场景应用投资0元（指别的省引入应用需要的投资金额）产品版权归属单位中国移动通信集团福建有限公司对企业现有标准规范的符合度：（按填写说明4）成果简介：简要描述成果目的和意义，解决的问题，取得的社会和经济效益。“TD-SCDMA特殊场景覆盖一体化解决方案”获集团2007年度科技进步优秀奖。通过在TD-SCDMA规模建设的实践中，进行一系列的发明创造等技术革新措施，确保为TD-SCDMA网络建设的顺利实施和应用，并为今后更多的建设提供探索性的经验。要点为：本项目针对风景海岸沿路、高速路、跨海大桥的TD建站难问题，突破传统的植根式建站方式，发明“广告牌安装TDS-CDMA基站智能天线的装置”技术，利用广告牌、路灯杆等现存资源创造出新型的建站思路，解决了工程建设中遇到的问题。（2）创造性提出双四通道智能天线替代一个八通道智能天线的技术，从而在适度降低信号覆盖强度的情况下，降低工程综合成本，使之成为TD-SCDMA无线覆盖组网方式的一个可行性备选方案。（3）灵活地运用了TD-SCDMA独特的射频拉远技术，应用了自主创新的“隧道天线信号匀点分布装置”专利，克服了3G信号绕射2能力弱的问题和隧道洞口信号频繁小区切换的难题,取得了良好的效果，为TD通信技术实现隧道环境的良好覆盖积累经验。（4）结合TD的多通道技术，通过“化整为零”＋“横纵结合规划”的设计思路，可以满足大型场馆的TD-SCDMA无线网络覆盖可扩展性的应用。本项目成果的不仅有长远的效益、也能立即节省投资（在厦门每年75万元）：在进行1129万元投资的利用广告牌建设TD基站及双4通道智能天线技术应用中，每年可节省投资75万元。按年建设20个TD广告牌站计算，一年可节约39万元；按年采用20个双4通道智能天线替代8通道智能天线计算，一年可节约36万元/年。省内试运行效果：描述成果引入后在本省试运行方案、取得的效果、推广价值和建议等。该项目研究成果多方面达到国际领先水平，2008年通过集团公司技术鉴定，获得2007年度集团科技进步优秀奖。该项目在TD-SCDMA天线小型化研究及轻便安装基站等工程实践上，进行“TD-SCDMA双4通道智能天线”、“利用广告牌安装TD-SCDMA基站智能天线”、“在灯杆上安装TD-SCDMA基站智能天线”等技术发明创造，解决了成功解决了风景海岸沿路、高速路、跨海大桥的TD建站难问题。并进行“隧道天线信号匀点分布技术”、及大型场馆覆盖技术等理论和实践的研究，提供了隧道、大型场馆等特殊场景覆盖的解决方案。建议将该项目的技术成果，在TD-SCDMA网络建设中，积极推广应用，为TD-SCDMA网络建设做出贡献。文章主体（3000字以上，可附在表格后）：根据成果研究类别，主体内容的要求有差异，具体要求见表格后的“填写说明5”。（一）立项背景中国移动在北京、上海、天津、沈阳、秦皇岛、广州、深圳、厦门等八城市承担TD扩大试验网的建设任务。TD-SCDMA做为我国拥有独立自主知识产权的第三代移动通信系统，目前正处在组建扩大实验网阶段，各项技术的大规模组网应用能力、各项业务的实际支持能力、各种场景的覆盖能力等等都要在此阶段通过实际案例进行验证。3本项目作为中国移动第1个TD-SCDMA试点基地，义不容辞的承担起一些重要场景的TD无线网络覆盖实践、测试和研究。在历史赋予的可贵机遇前，本项目应运而生，承担为国家科技支撑计划课题-“TD-SCDMA规模网络技术试验组网和可运维技术研究”进行“规模网络技术应用实践”的历史使命,进行了TD无线网络在隧道覆盖的应用、在大型场馆覆盖的应用等无线网络覆盖研究；在快速高效建设TD无线网络的实践中，自主研发出双4通道智能天线专利技术，总结出利用广告牌安装TD基站的技巧（专利）。1、关于隧道覆盖应用。随着城市交通越来越复杂，隧道将出现的越来越多，因此隧道覆盖将成为无线网络覆盖的常见场景之一。然而，由于隧道存在着空间受限、弯道衰减大、隧道内及隧道口切换不稳定、链路预算模型复杂、天线位置不易确定等特点，因此，验证TD-SCDMA这一新技术在隧道中的覆盖、组网能力有着重要的意义。而2G系统与3G无论是在技术组成、业务支持及工作频段上均有重大差异，因此2G的经验不能直接应用到TD上来。在制定隧道覆盖方案时，必须要综合考虑隧道物理结构的特殊性、TD射频部件的特殊性、天线的布放位置选择、射频器件与RRU之间的距离限制等多种因素。本项目研究对将来TD通信技术在隧道覆盖的应用具有重要的参考的意义。2、关于大型场馆覆盖。大型场馆往往承接大型的重要会议，具有局部话务热点的特性，其通信质量在移动通信市场竞争中具有重要意义。厦门国际会议展览中心是国际投资贸易洽谈会会场，集展览、会议、酒店为一体，并配套餐饮、广告、贸易、仓储等服务的大型现代化展览馆。首期工程占地47万平方米，建筑面积16万平方米，其中室内展区面积4.7万平方米,设2200个国际标准展位，室外展区面积5.6万平方米，配套20余间中高档会议室，以及会展广场、四星级酒店、餐饮中心等。位于展厅前的大堂及功能前区面积近5000平方米，高18.5米。展厅总面积近5万平方米，主要设在主楼第一层，可设2200个国际标准摊位，展厅可同时使用，也可分隔为A、B、C、D、E五个展区单独使用；各展厅面积均为6560平方米，由中央至两侧净高分别为7.6米、10米、15米，地面负载1吨/平方米和3.5吨/平方米；两翼各有跨度为81×81米的无柱展区。主楼二层以上有20余间中高档会议室，总面积5510平方米，面积从48平方米至2164平方米不等。其中，位于主楼四层的国际会议厅，面积684平方米，设有400个座位；主楼顶层中央2164平方米的大型多功能厅，可供1500人宴会和2000人集会。因此，厦门国际会议展览中心，非常适合作为典型的高端的室内覆盖研究对象。其研究成果具有重要的参考价值。3、在网络建设中，项目组发现一些高速路段和重要桥段普遍存在路况好、车流量大、4车速快的特点，交通要道都是建设重点。然而经调研发现，大部分高速路段和重要桥段附近很难找到高大建筑物，无法利用常规的方式建设基站，对站点的选址和建设提出了严峻的考验。本项目探索一种在广告牌安装TD-SCDMA基站的工程技巧，该技术利用马路边的广告牌进行天线的安装并实现无线网络的覆盖，从而解决了某些高速路段和重要桥段在无法依靠高大建筑物进行选址等难题，并且提供了该类创新站点在信源引进、天线的固定及引电、传输引入、施工难度等方面的解决方案。4、在TD的网络建设中，智能天线是重要的组成部分。目前主流的8通道智能天线信号虽然覆盖性能较好，但实际工程建设中存在：因重量重、体积大的关系，使安装成本高，易遭到投诉、对站点天面要求苛刻，产生选址困难等问题。因此，本项目在工程实践中，通过技术改进，提出了使用双4通道天线代替8通道智能天线的设计方案，经过试验与测试，证明是可行的。5（二）详细技术内容厦门TD建设团队在实际工程实施过程中，因地制宜，攻克难题，通过发明创新，创造了丰硕的成果，主要包括：“TD-SCDMA无线网络在隧道的应用”（应用了自主创新的“隧道天线信号匀点分布装置”专利）、“大型场馆的TD-SCDMA无线网络覆盖应用”（以国际投资贸易洽谈会会场--厦门国际会议展览中心为研究对象）、“利用广告牌安装TD-SCDMA基站的技巧”（自主创新专利技术）、提出了“TD-SCDMA双四通道智能天线专利技术”（应用前景广阔）。这些创新技术的探索，是TD组网技术的很有意义的补充，在TD－SCDMA国际标准中，为扩大我司自主知识产权份额贡献了一份力量，同时解决工程实际问题。1、TD-SCDMA无线覆盖在仙岳山隧道的应用通过应用了自主创新的“隧道天线信号匀点分布装置”专利（专利受理号200710009765.1，科技查新报告编号2007-065）,克服了3G信号绕射能力弱的问题和隧道洞口信号频繁小区切换的难题,取得了良好的效果，为TD通信技术实现隧道环境的良好覆盖积累经验。（1）组网结构：仙岳山隧道TD-SCDMA分布系统用BBU+RRU方式。信源从体育中心（隧道南面）引入，第1个R04放置在隧道南端，然后通过光纤将第2个R04放置隧道北端，再将信号从R04用5/4馈线引入洞内，经过相应的藕合、功分后以背射天线发射出去完成整个隧道的整体覆盖。为了避免在隧道内进行切换，将两个R04划分为同一小区。见下图（仙岳山隧道的天线位置及馈线走向示意图）：6（2）隧道内的功率预算：采用PCCPCH信道功率为出发点进行功率预算，要求边缘场强大于-85dbm。PCCPCH信道取26dbm，天线口输出功率为8.5~25dbm，隧道内汽车行进时的多普勒效应损耗取为10dbm，车体损耗为10dbm，综合考虑后取空间损耗值为85~90dbm。综上所述，得出链路估算图如下：（3）天线布放不同与GSM在隧道内多使用八木天线，为了提高天线口功率，本次仙岳山隧道采用了高增益(15dbi)背射天线。考虑到3G网络工作频段的特殊性，引入一项重要假设：即如果不能直视（隧道拐弯）时，则边缘场强迅速衰减为0，以此来决定天线布放位置。背射天线技术参数见下表：7根据图三隧道路段弯曲情况及链路估算结果，东洞用9副背射天线覆盖，西洞用8副背射天线覆盖。根据2G组网经验，隧道覆盖的普遍难点之一是进出隧道口及隧道内部的切换问题。受限于特殊的地理条件，隧道口往往都呈现一种快速收缩的地形环境，导致隧道外的信号在进入隧道后急剧下降，如此时与隧道内信号进行切换很容易产生话音质量下降甚至掉话。为了避免这种情况，我们在天线设置时特别考虑了切换带的控制：在隧道口安装向洞外的天线，将切换区域控制在隧道之外。以往的经验表明，在隧道内部发生的切换其通话质量及成功率往往也不能令人满意。因此在本次试验中我们将两个R04设为来自同一小区，这样就避免了在隧道内的切换问题。对特长型隧道，我们仍然可以通过此方式来综合考虑减少隧道内的小区切换并同时型号SL14136A主要技术参数频率范围2010~2025MHzVSWR≤1.5增益15dBi水平波瓣宽度32°垂直波瓣宽度32°前后比≥25dB极化形式垂直功率容量100W输入阻抗50Ω闪电保护直流接地接口形式N型阴头天线尺寸Φ350*400mm支撑杆直径Φ30~Φ60mm抗风强度48m/s天线罩材料防紫外线ABS工作温度-40℃~+60℃8保证容量。将长隧道分为若干段，每段用不同的小区由若干个RO4(或R01)覆盖，这样即可以做到分段话务分流（容量控制）又可以尽量减少隧道内的小区间切换，保证业务质量。（4）容量估算TD-SCDMA的各种业务码道数和载波的码道数如下表：序号业务类型所需码道数1AMR12.2K上行下行222CS64K883PS64K/64K884PS64K/128K8165PS64K/384K8486小区配置总码道数上行下行7三载波扇区144144表1、TD各业务码道占用情况取2G网络的话务量做为TD容量计算的依据。2G网络一周中的最忙时话务并进行用户数估计如下：序号小区号一周最忙时话务量（ERL)用户数174812.59129.5274871.9296374911.5678474971.2361.5总量7.3365表2、2G网络最忙话务及用户数根据GSM的话务模型经验：（单用户的话务量模型）语音话务量为0.02Erl；可视电话话务量为0.001Erl；数据业务单用户平均流量为300bps；仙岳隧道两个RRU级联为一个三载波小区，采用KR算法进行容量估算，考虑75%加载，每小区最多可容纳约750用户，根据完全可以满足隧道内的使用。9