TD-HSDPA室内覆盖策略和干扰分析

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概述
为了进一步提高系统高速数据接入业务的能力，TD-SCDMA系统引入了HSDPA技术，以下简称TD-HSDPA。TD-HSDPA引入了16QAM高阶调制、AMC、HARQ、NodeB快速调度等关键技术，有效地提高了下行数据速率和系统对数据业务接入的能力。根据目前国际上商用的3G移动通信网络统计，3G的数据业务需求80%来自室内。所以，良好的室内覆盖策略和规划，对TD-HSDPA系统组网是至关重要的。为分析室内覆盖的策略和干扰，可以根据建筑物在小区中的位置，大致分三种典型场景。
【场景1】建筑物位于小区边缘，室外基站在室内覆盖电平小于-95dBm，室外小区在室内的覆盖电平不能保证室内业务正常接入；
【场景2】建筑物位于小区中部，室外基站在室内覆盖电平介于-85dBm到-95dBm，室外小区在室内的覆盖电平能够保证低速和R4业务接入；
【场景3】建筑物位于小区中心，室外基站在室内覆盖电平大于-85dBm，室外小区在室内有良好的覆盖。
室内覆盖策略和室外干扰分析
【场景1】对于TD-SCDMA系统，如果室外小区在室内的覆盖电平低于-95dBm，通常认为在室内没有覆盖。由于室内组网的覆盖电平通常在-85dBm以上，在这种场景下，室内小区可以和室外小区采用相同的频点组网。为了保证HSDPA能够得到较好的性能，建议HS-DSCH信道覆盖电平能够达到-80dBm以上，则能够有效抵抗来自室外的同频干扰。
当室内业务量很大，需要更多的载波资源时，可以继续增加和室外不同的更多频点组网。此时，以室外同频资源接纳R4和低速业务为主，异频部分以接纳HSDPA为主。例如，假设系统组网可以采用6个载波{F1、F2、F3、F4、F5、F6}，室外宏区采用{F1、F2、F3}组网，室内则可以采用{F1、F2、F3、F4、F5、F6}共6个频点组网。此时，在{F1、F2、F3}上存在一定的室外干扰，特别是建筑物边缘和窗口，但是由于室内通常有更高的覆盖电平，所以可以接入信噪比要求不太高的R4以及低速数据业务。
【场景2】如果室外小区在室内的覆盖电平在-85dBm到-95dBm范围内，则室外基站能够保证室内R4业务的覆盖，而HSDPA则不能达到很好的速率。R4业务可以优先考虑通过室内覆盖，当室内负荷满时，可以适当考虑接入到室外。例如，假设系统组网可以采用6个载波为{F1、F2、F3、F4、F5、F6}，室外宏区采用{F1、F2、F3}组网，室内则可以采用{F4、F5、F6}共3个频点组网。此时，室内的HSDPA业务选择室内载波接入，而传统R4业务优先选择室内覆盖的载波接入，当室内负荷超过一定的门限时，可以通过室外基站{F1、F2、F3}接入，特别是建筑物边缘和窗口，但是由于室内通常有更高的覆盖电平，所以可以接入信噪比要求不太高的R4以及低速数据业务。
【场景3】如果室外小区在室内的覆盖电平超过-85dBm，则认为室外小区在室内有良好的室内覆盖。当然，由于室外到室内的传播环境相对复杂，同时存在穿透损耗的原因，这种场景很少出现。此时，如果室外小区足以吸收室内业务量，则无需室内覆盖。当室外小区不足以吸收室内业务时，需要考虑异频的室内覆盖，覆盖电平-85dBm以上。这种场景下，如果室内某些地方的室外覆盖电平超过了-60dBm，即使存在32.6dB的邻频干扰抑制，也有可能存在室外对室内的干扰，应该尽量规避室外的干扰。例如，室外分配频率{F1、F2、F3}，室内分配频率{F4、F5、F6}。
室内对室外的干扰分析
为了更好地支持高速数据业务，室内通常分配更多的下行时隙。此时，室内和室外的交叉时隙上，存在室内基站到室外基站的干扰。特别是当室内交叉时隙上为HSDPA时，由于HSDPA的HS-DSCH信道通常满功率发射，对室外干扰更加明显。室内基站对室外基站的干扰因素取决于室外到室内的路损以及频率的分配。对于室外基站，对TDSCDMA系统，为了不对基站上行造成干扰，通常要求额外干扰功率低于噪声功率3dB以上，也就是-110dBm。基于这个准则，如果小区覆盖范围内有M个建筑物，每一建筑物共有Nm个天线出口，每个天线出口的功率为Pmn，到室外基站的总损耗为Lmn，则要求满足：
下面，基于前文的各种典型场景，分析同频和异频时，室内对室外的干扰。
【场景1】该场景下，室内覆盖电平低于-95dBm，也就是室内到室外基站的总损耗超过95+33（通常基站发射功率33dBm）=128dB。假设天线口处的路损和这个路损相当，每个天线口的功率为5dBm，建筑物共有10个天线口。经计算，该场景下，同频组网和异频组网都可以满足对室外干扰低于-110dBm。
【场景2】该场景下，室内覆盖电平-85～95dBm，也就是室内到室外基站的总损耗128dB～118dB。假设天线口处的路损和这个路损相当，每个天线口的功率为5dBm，建筑物共有10个天线口。经计算，该场景下，异频组网完全可以满足对室外干扰低于-110dBm。同频组网通过优化天线口的位置、方向图等，可能满足干扰需求。
【场景3】该场景下，室内覆盖电平超过-85dBm，也就是室内到室外基站的总损耗低于118dB。假设天线口处的路损和这个路损相当，每个天线口功率为5dBm，建筑物共有10个天线口。经计算，该场景下，同频组网相对室外的干扰比较严重。异频组网，需要考察室外到室内的覆盖电平，如果覆盖电平超过了-60dBm，也就是总损耗低于了93dB，此时异频组网也需要适当的优化。当室内有更高的电平时，则需要增加保护频带。
结论
综合以上分析，如何更好地实现室内覆盖，取决于建筑物和室外基站之间的位置关系。根据上面的分析，本文划分的各场景下的覆盖特性，覆盖组网策略总结如表所示。

关于频率的选择，在建网初期，在没有进行网络优化之前，为了保证室内达到良好的性能，建议各种场景统一采用异频组网。并优先选择和室外载波隔离更大的载波作为HSDPA业务载波。后期容量逐渐增加，可适当通过网络优化等手段，根据建筑物所在位置的室外覆盖电平，选择合适的同频载波和业务接入方案。

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