第一章 总 论

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5 目 录 目 录 I 第 一 章 总 论 项 目 背 景 编 制 依 据 评 价 内 容 和 评 价 因 子 评 价 范 围 和 环 境 保 护 目 标 评 价 标 准 4 第 二 章 工 程 概 况 无 线 网 络 现 状 建 设 目 标 建 设 规 模 频 率 配 置 工 程 投 资 9 第 三 章 工 程 分 析 GSM 系 统 工 程 分 析 TD-SCDMA 系 统 工 程 分 析 TD-LTE 系 统 工 程 分 析 32 第 四 章 社 会 自 然 环 境 概 况 自 然 环 境 社 会 环 境 47 第 五 章 电 磁 环 境 现 状 调 查 与 评 价 监 测 布 点 50 - I -

6 5.2 监 测 内 容 监 测 结 果 与 分 析 新 建 基 站 周 边 环 境 敏 感 点 现 状 调 查 与 分 析 51 第 六 章 电 磁 环 境 影 响 预 测 与 评 价 施 工 建 设 过 程 对 环 境 的 影 响 分 析 项 目 建 成 运 行 后 对 电 磁 环 境 的 影 响 预 测 与 评 价 对 其 他 环 境 要 素 的 影 响 63 第 七 章 公 众 参 与 公 众 参 与 目 的 公 众 参 与 方 式 与 结 果 65 第 八 章 代 价 利 益 分 析 建 设 项 目 投 资 与 效 益 分 析 建 设 项 目 代 价 分 析 73 第 九 章 环 境 管 理 与 监 测 计 划 环 境 管 理 环 境 监 测 计 划 75 第 十 章 环 境 保 护 措 施 本 项 目 采 用 设 备 的 环 保 水 平 环 评 建 议 的 环 保 措 施 77 第 十 一 章 评 价 结 论 与 建 议 评 价 结 论 建 议 总 结 论 80 - II -

7 第 一 章 总 论 1.1 项 目 背 景 2015 年 是 收 官 十 二 五 谋 划 十 三 五 的 重 要 一 年, 中 国 移 动 通 信 集 团 公 司 也 面 临 着 新 的 市 场 环 境 : 经 济 发 展 进 入 新 常 态, 培 育 新 兴 业 态, 促 进 信 息 消 费, 发 展 现 代 服 务 业 已 成 为 经 济 新 增 长 点 的 着 力 方 向 ; 从 行 业 竞 争 来 看,4G 已 成 为 竞 争 的 主 要 发 力 点, 不 同 的 4G 技 术 同 台 竞 技, 客 户 向 4G 迁 移, 竞 争 将 更 加 激 烈 ; 从 产 业 趋 势 来 看, 移 动 互 联 网 发 展 极 为 迅 猛, 呈 现 出 体 验 为 王 组 织 扁 平 和 快 速 反 应 三 大 特 征, 正 在 加 速 淘 汰 传 统 产 业, 深 刻 改 变 社 会 生 活 为 了 顺 应 市 场 发 展, 进 一 步 壮 大 和 提 升 核 心 竞 争 力,2015 年, 中 国 移 动 通 信 集 团 公 司 将 工 作 重 心 从 资 源 投 入 转 向 能 力 提 升, 把 数 量 优 势 转 换 成 质 量 优 势, 把 先 发 优 势 转 化 为 领 先 优 势 为 此, 扩 大 4G 发 展 成 果 和 巩 固 领 先 优 势, 打 造 4G 精 品 网 络, 深 入 推 进 4G 与 2G/3G/WLAN 在 网 络 市 场 上 的 协 同 就 势 在 必 行 而 实 现 上 述 目 标 的 重 要 推 手 就 是 加 快 TD-LTE 的 发 展, 进 一 步 提 升 能 力, 加 强 业 务 创 新, 加 快 服 务 普 及, 推 动 产 业 发 展 和 TD-LTE 的 国 际 化 根 据 现 有 市 场 细 分 情 况, 语 音 业 务 流 量 业 务 和 数 字 化 服 务 是 运 营 商 的 三 条 增 长 曲 线 培 育 第 三 条 增 长 曲 线 拓 展 数 字 化 服 务 关 乎 中 国 移 动 通 信 集 团 公 司 的 未 来 2015 年, 中 国 移 动 确 定 了 五 大 工 作 重 点 内 容 : 1 全 面 构 筑 4G 领 先 优 势 要 保 持 4G 网 络 市 场 业 务 等 方 面 的 领 先,2015 年 年 底 4G 基 站 将 达 到 100 万 个, 销 售 终 端 2.5 亿 部, 其 中 4G 终 端 2 亿 部,4G 客 户 达 到 2.5 亿 户 重 点 保 证 4G 建 设 投 入, 全 力 做 好 4G 网 络 优 化, 积 极 引 领 4G 演 进 发 展 ; 全 面 实 现 新 通 话 新 消 息 新 联 系 融 合 通 信 商 用, 努 力 扩 大 4G 国 际 漫 游, 打 造 4G 特 色 业 务 2 全 面 推 进 产 品 创 新 要 以 客 户 为 中 心, 建 立 新 型 产 品 体 系, 打 造 自 主 品 牌 产 品, 加 强 产 品 的 自 主 能 力 建 设, 大 力 提 升 产 品 质 量, 提 升 数 字 化 服 务 产 品 销 售 能 力 要 适 应 移 动 互 联 网 时 代 要 求, 重 塑 产 品 理 念 重 构 产 品 体 系, 提 升 产 品 质 量, 加 强 产 品 销 售, 积 极 拓 展 第 三 条 增 长 曲 线, 努 力 扩 大 两 个 份 额 3 全 面 推 进 运 营 管 理 方 式 转 型 要 顺 应 变 化, 从 网 络 发 展 方 式 营 销 模 式 服 - 1 -

8 务 方 式 渠 道 管 理 支 撑 体 系 等 方 面 全 力 推 进 转 型, 着 力 构 建 面 向 客 户 的 低 成 本 高 效 运 营 体 系 4 全 面 推 进 改 革 创 新 要 坚 持 管 理 集 中 化 运 营 专 业 化 组 织 扁 平 化 机 制 市 场 化 流 程 标 准 化 原 则, 建 立 新 型 组 织 体 系, 推 进 队 伍 结 构 调 整, 创 新 开 展 专 业 化 运 营 理 顺 协 同 运 作 机 制, 激 发 企 业 内 在 活 力 5 全 面 强 化 管 理 提 升 大 力 强 化 效 益 观 念, 大 力 提 升 管 理 效 能, 大 力 优 化 考 核 激 励, 大 力 防 范 企 业 风 险, 大 力 推 动 作 风 建 设 要 树 立 高 效 的 管 理 文 化, 提 升 基 础 管 理 水 平, 防 范 企 业 运 营 风 险, 实 现 低 成 本 高 效 运 营, 促 进 公 司 健 康 发 展 要 以 教 育 实 践 活 动 整 改 为 抓 手, 着 力 解 决 作 风 建 设 中 的 突 出 问 题, 提 升 队 伍 凝 聚 力 执 行 力 和 战 斗 力 截 至 到 2015 年 1 月 底, 中 国 移 动 发 起 成 立 的 GTI( 全 球 TD-LTE 发 展 倡 议 ) 已 成 功 汇 聚 全 球 116 家 运 营 商 成 员 97 家 产 业 合 作 伙 伴 成 员, 全 球 已 有 30 个 国 家 共 部 署 了 52 张 TD-LTE 商 用 网 络, 另 有 55 个 国 家 83 张 商 用 网 在 计 划 部 署 中 在 重 点 发 展 TD-LTE 的 同 时, 为 了 推 进 4G 与 2G/3G/WLAN 在 网 络 市 场 上 的 协 同, 中 国 移 动 适 度 进 行 GSM 网 络 的 建 设 仍 有 必 要 与 此 同 时, 为 了 提 高 TD-SCDMA 网 络 建 设 质 量, 避 免 盲 目 建 设, 2014 年 中 国 移 动 启 动 了 TD-SCDMA 扩 容 工 程 建 设 中 国 移 动 通 信 集 团 北 京 有 限 公 司 ( 以 下 简 称 北 京 移 动 ) 作 为 中 国 移 动 全 资 子 公 司, 必 须 以 自 身 的 持 续 快 速 健 康 发 展 为 中 国 移 动 长 期 目 标 的 实 现 为 全 面 建 设 小 康 社 会 目 标 的 实 现 为 电 信 强 国 战 略 的 落 实 以 及 和 谐 社 会 的 构 建 做 出 贡 献 依 托 中 国 移 动 四 网 战 略 定 位 思 路, 并 充 分 结 合 北 京 地 区 的 实 际 情 况, 以 做 到 四 网 协 同 发 展 和 落 地, 北 京 移 动 规 划 在 在 北 京 市 丰 台 区 东 城 区 西 城 区 石 景 山 区 海 淀 区 和 房 山 区 新 建 13 个 GSM 室 外 宏 蜂 窝 基 站 21 个 TD-SCDMA 室 外 宏 蜂 窝 基 站 和 368 个 TD-LTE 室 外 宏 蜂 窝 基 站 目 前 这 些 基 站 的 建 设 地 址 已 全 部 确 定 根 据 建 设 项 目 环 境 保 护 管 理 条 例 ( 国 务 院 令 第 253 号 ) 和 电 磁 辐 射 环 境 保 护 管 理 办 法 ( 国 家 环 境 保 护 局 令 第 18 号 ) 中 的 有 关 规 定, 受 中 国 移 动 通 信 集 团 北 京 有 限 公 司 的 委 托, 中 冶 节 能 环 保 有 限 责 任 公 司 承 担 了 中 国 移 动 北 京 公 司 2015 年 网 络 基 站 工 程 建 设 项 目 ( 城 二 分 公 司 第 二 批 ) 的 环 境 影 响 评 价 工 作 - 2 -

9 1.2 编 制 依 据 (1) 中 华 人 民 共 和 国 环 境 保 护 法,2015 年 1 月 1 日 起 实 施 ; (2) 建 设 项 目 环 境 保 护 管 理 条 例 ( 国 务 院 令 第 253 号 ),1998 年 11 月 29 日 起 实 施 ; (3) 电 磁 辐 射 环 境 保 护 管 理 办 法 ( 国 家 环 境 保 护 局 令 第 18 号 ),1997 年 3 月 25 日 起 实 施 ; (4) 电 磁 环 境 控 制 限 值 (GB ),2015 年 1 月 1 日 起 实 施 ; (5) 中 华 人 民 共 和 国 环 境 影 响 评 价 法,2003 年 9 月 1 日 起 实 施 ; (6) 环 境 影 响 评 价 技 术 导 则 总 纲 ( HJ ),2012 年 1 月 1 日 起 实 施 ; (7) 移 动 通 信 基 站 建 设 项 目 电 磁 环 境 影 响 评 价 技 术 导 则 (DB 11/T ),2011 年 8 月 1 日 起 实 施 ; (8) 辐 射 环 境 保 护 管 理 导 则 电 磁 辐 射 监 测 仪 器 和 方 法 (HJ/T , 1996 年 5 月 10 日 起 实 施 ; (9) 辐 射 环 境 保 护 管 理 导 则 电 磁 辐 射 环 境 影 响 评 价 方 法 与 标 准 (HJ/T ),1996 年 5 月 10 日 起 实 施 ; (10) 移 动 通 信 基 站 电 磁 辐 射 环 境 监 测 方 法 ( 试 行 )( 环 发 号 ), 国 家 环 境 保 护 总 局,2007 年 7 月 31 日 起 实 施 ; (11) 环 境 影 响 评 价 公 众 参 与 暂 行 办 法 ( 环 发 号 ), 国 家 环 境 保 护 总 局,2006 年 3 月 18 起 实 施 1.3 评 价 内 容 和 评 价 因 子 评 价 内 容 根 据 工 程 特 点, 本 项 目 的 主 要 环 境 要 素 为 基 站 建 成 开 通 后 产 生 的 电 磁 辐 射, 故 本 评 价 以 电 磁 辐 射 对 周 围 环 境 的 影 响 作 为 评 价 重 点, 对 其 他 环 境 问 题 ( 包 括 固 体 废 物 噪 声 生 态 环 境 等 ) 仅 作 一 般 分 析 本 期 工 程 新 建 13 个 GSM 室 外 宏 蜂 窝 基 站 21 个 TD-SCDMA 室 外 宏 蜂 窝 基 站 和 368 个 TD-LTE 室 外 宏 蜂 窝 基 站, 目 前 已 全 部 确 定 建 设 地 址, 本 次 评 价 主 要 - 3 -

10 内 容 为 : (1) 对 本 工 程 基 站 建 设 概 况 及 电 磁 辐 射 环 境 特 征 进 行 分 析 ; (2) 对 全 部 新 建 基 站 进 行 电 磁 环 境 现 状 监 测 与 评 价 ; (3) 采 用 理 论 预 测 和 类 比 监 测 的 方 法 评 价 基 站 对 周 围 环 境 的 电 磁 辐 射 影 响 ; (4) 给 出 评 价 结 论, 提 出 电 磁 辐 射 的 防 护 措 施 对 策 与 建 议 评 价 因 子 本 项 目 电 磁 辐 射 评 价 因 子 为 功 率 密 度 (µw/cm 2 ) 1.4 评 价 范 围 和 环 境 保 护 目 标 评 价 范 围 电 磁 辐 射 评 价 范 围 为 以 基 站 发 射 天 线 为 中 心 半 径 50m 的 区 域 环 境 保 护 目 标 本 项 目 的 环 境 保 护 目 标 为 评 价 范 围 内 的 住 宅 学 校 ( 中 小 学 ) 幼 儿 园 医 院 等 1.5 评 价 标 准 电 磁 辐 射 环 境 标 准 本 次 评 价 依 据 电 磁 环 境 控 制 限 值 (GB ) 中 的 有 关 规 定 该 标 准 给 出 了 公 众 曝 露 控 制 限 值, 并 规 定 了 0.1MHz~300GHz 频 率 中 场 量 参 数 是 任 意 连 续 6 分 钟 内 方 均 根 值, 公 众 曝 露 控 制 限 值 见 表 表 公 众 曝 露 控 制 限 值 频 率 范 围 (MHz) 电 场 强 度 (v/m) 磁 场 强 度 (A/m) 等 效 平 面 波 功 率 密 度 (W/m 2 ) 0.1~ ~30 67/ f 0.17/ f 12/f 30~ ~ f f f/ ~

11 北 京 移 动 GSM TD-LTE 和 TD-SCDMA 的 网 上 下 行 工 作 频 率 在 表 标 准 中 30~3000MHz 频 率 范 围 内, 该 频 段 一 般 采 用 功 率 密 度 限 值 为 评 价 量, 其 对 应 的 公 众 照 射 导 出 限 值 为 0.4W/m 2 ( 即 40µW/cm 2 ) 为 确 保 总 的 电 磁 辐 射 强 度 不 超 标, 原 国 家 环 境 保 护 局 在 辐 射 环 境 保 护 管 理 导 则 电 磁 辐 射 环 境 影 评 价 方 法 与 标 准 (HJ/T ) 中 的 第 4.2 条 对 单 个 项 目 的 辐 射 贡 献 量 作 了 规 定 : 为 使 公 众 受 到 总 照 射 剂 量 小 于 电 磁 辐 射 防 护 规 定 (GB ) 中 的 规 定 值, 对 单 个 项 目 的 影 响 必 须 限 制 在 电 磁 辐 射 防 护 规 定 (GB ) 限 值 的 若 干 分 之 一 ; 对 于 由 国 家 环 境 保 护 局 负 责 审 批 的 大 型 项 目 可 取 电 磁 辐 射 防 护 规 定 场 强 限 值 的 1/ 2, 或 功 率 密 度 限 值 的 1/2; 其 他 项 目 则 取 场 强 限 值 的 1/ 5, 或 功 率 密 度 限 值 的 1/5 作 为 单 个 项 目 的 评 价 标 准 由 于 自 2015 年 1 月 1 日 起, 电 磁 环 境 控 制 限 值 (GB ) 已 取 代 电 磁 辐 射 防 护 规 定 (GB ), 同 时, 电 磁 辐 射 防 护 规 定 (GB ) 废 止, 但 两 者 的 功 率 密 度 限 值 完 全 相 同, 所 以 本 次 评 价 要 求 单 个 项 目 的 影 响 必 须 控 制 在 表 中 限 值 的 若 干 分 之 一 中 国 移 动 北 京 公 司 2015 年 网 络 基 站 工 程 建 设 项 目 ( 城 二 分 公 司 第 二 批 ) 由 北 京 市 环 境 保 护 局 负 责 审 批, 故 本 次 评 价 选 取 电 磁 环 境 控 制 限 值 (GB ) 即 表 中 功 率 密 度 的 1/5( 即 8µW/cm 2 ) 作 为 本 项 目 的 评 价 标 准 噪 声 标 准 本 项 目 基 站 建 设 施 工 期 噪 声 执 行 建 筑 施 工 场 界 环 境 噪 声 排 放 标 准 (GB ) 中 的 相 应 标 准, 即 : 昼 间 70dB(A) 夜 间 55dB(A) 固 体 废 物 贮 存 运 输 标 准 项 目 运 营 过 程 中 产 生 的 基 站 蓄 电 池 属 于 危 险 废 物, 其 贮 存 和 运 输 应 严 格 执 行 危 险 废 物 贮 存 污 染 控 制 标 准 (GB ) 及 其 2013 年 第 36 号 修 改 单 和 危 险 废 物 收 集 贮 存 运 输 技 术 规 范 (HJ ) 中 的 有 关 规 定 - 5 -

12 第 二 章 工 程 概 况 2.1 无 线 网 络 现 状 (1)GSM 截 至 2012 年 6 月, 北 京 移 动 GSM 网 络 物 理 站 点 共 有 个, 载 频 达 到 21.5 万 个, 全 网 站 距 m, 基 本 实 现 网 络 全 覆 盖 目 前 所 有 GSM 基 站 和 小 区 都 开 启 了 GPRS 功 能, 截 至 2012 年 6 月 全 网 共 计 有 个 GPRS/E GPRS 数 据 信 道 ( 其 中 :GPRS/E GPRS 数 据 静 态 信 道 个,GPRS/E GPRS 数 据 动 态 信 道 个 ), 已 经 实 现 全 网 覆 盖 目 前 北 京 移 动 GSM 网 络 已 基 本 实 现 全 北 京 市 室 外 的 良 好 覆 盖,GSM 网 络 总 体 接 通 率 为 99.02%, 掉 话 率 为 1.01%, 在 网 络 建 设 的 同 时 北 京 移 动 也 在 不 断 进 行 网 络 的 优 化 工 作, 提 高 网 络 运 行 质 量 (2)TD-SCDMA 2011 年 扩 容 工 程 完 成 后, 中 国 移 动 基 本 完 成 了 全 国 全 部 地 级 市 县 级 市 主 城 区 的 连 续 覆 盖 和 发 达 县 城 热 点 覆 盖,TD-SCDMA 网 络 架 构 已 经 搭 建 完 成 北 京 移 动 TD-SCDMA 网 络 目 前 已 实 现 了 五 环 内 市 区 和 郊 区 县 城 城 区 的 连 续 覆 盖, 包 括 天 通 苑 回 龙 观 亦 庄 等 重 点 区 域 连 续 覆 盖, 覆 盖 连 接 市 区 与 郊 区 县 城 的 主 干 道 主 要 高 速 公 路 国 道 铁 路 及 重 点 道 路 重 要 旅 游 景 点 等, 实 现 了 党 政 机 关 高 档 宾 馆 写 字 体 育 场 馆 机 场 火 车 站 及 重 点 场 所 等 的 室 内 覆 盖 经 过 多 轮 网 络 建 设 与 优 化, 截 至 2012 年 底, 北 京 移 动 TD-SCDMA 网 络 已 拥 有 3837 个 室 外 宏 蜂 窝 基 站 和 3937 个 室 内 分 布 系 统, 载 频 数 为 个, 语 音 业 务 接 通 率 达 到 98.3%, 语 音 业 务 掉 话 率 低 于 0.38%, 系 统 间 切 换 成 功 率 达 到 97.15% 目 前,TD-SCDMA 网 络 建 设 重 点 已 转 入 围 绕 已 覆 盖 行 政 区 域 持 续 开 展 网 络 扩 容 和 优 化 补 点, 同 时 做 好 升 级 准 备, 适 时 向 LTE 演 进 (3)TD-LTE TD-LTE 网 络 是 中 国 移 动 四 网 协 同 发 展 的 重 要 组 成 部 分, 大 力 推 进 TD-LTE 发 展 是 公 司 面 向 未 来 实 现 可 持 续 发 展 的 重 要 战 略 举 措, 打 造 TD-LTE 精 品 网 络 对 公 司 保 持 领 先 具 有 重 大 意 义 为 了 加 快 推 动 TD-LTE 商 用 化 进 程, 中 国 移 动 于 2013 年 - 6 -

13 启 动 了 TD-LTE 网 络 建 设 2.2 建 设 目 标 (1)GSM GSM 网 络 是 中 国 移 动 语 音 业 务 的 主 要 承 载 网 络, 将 长 期 存 在 GSM 网 络 应 优 先 疏 通 语 音 业 务 量, 在 保 证 语 音 质 量 的 前 提 下, 可 适 度 承 载 手 机 终 端 的 移 动 数 据 业 务 量 要 持 续 投 资 GSM 网 络, 以 巩 固 和 保 持 中 国 移 动 在 语 音 质 量 和 网 络 技 术 方 面 的 领 先 优 势 (2)TD-SCDMA TD-SCDMA 网 络 应 主 要 承 载 手 机 终 端 的 移 动 数 据 业 务, 在 GSM 网 络 资 源 紧 张 的 区 域 也 要 能 够 有 效 起 到 替 代 GSM 网 络 来 疏 通 语 音 业 务 量 的 作 用 在 覆 盖 区 域 内,TD-SCDMA 无 线 网 络 总 体 覆 盖 率 应 满 足 PCCPCH RSCP( 主 公 共 控 制 信 道 的 接 收 信 号 码 功 率 )>-95dBm PCCPCH C/I( 基 本 公 共 控 制 信 道 载 波 干 扰 比 )>-3dB 的 概 率 均 大 于 95%; 在 室 外 场 景,TD-SCDMA 无 线 网 络 PCCPCH RSCP>-90dBm PCCPCH C/I>-3dB 的 概 率 均 应 大 于 95%; 在 建 设 有 室 内 分 布 系 统 的 非 封 闭 场 景,TD-SCDMA 无 线 网 络 PCCPCH RSCP>-80dBm PCCPCH C/I >0dB 的 概 率 均 大 于 95%; 在 建 设 有 室 内 分 布 系 统 的 地 下 室 电 梯 等 封 闭 场 景, TD-SCDMA 无 线 网 络 PCCPCH RSCP>-85dBm PCCPCH C/I>-3dB 的 概 率 均 大 于 95% (3)TD-LTE TD-LTE 是 中 国 移 动 无 线 蜂 窝 网 络 发 展 的 未 来, 是 中 国 移 动 高 带 宽 高 质 量 无 线 宽 带 业 务 的 主 要 承 载 网 络 发 展 TD-LTE 要 坚 持 TDD/FDD 融 合 的 方 向, 推 动 实 现 出 得 去 进 得 来 的 中 长 期 目 标 积 极 推 进 TD-LTE 扩 大 规 模 试 验, 加 快 商 用 化 进 程, 分 阶 段 部 署 实 现 TD-LTE 网 络 的 全 面 覆 盖 TD-LTE 的 建 设 目 标 为 : 1 扩 大 TD-LTE 影 响 力, 推 动 TD-LTE 产 业 加 快 发 展, 投 入 必 要 资 源, 拉 动 TD-LTE 产 业 不 断 取 得 进 展, 促 进 端 到 端 产 业 链 成 熟 2 加 速 TD-LTE 商 用 化 进 程, 通 过 四 网 协 同 (4+1) 发 展 持 续 保 持 网 络 整 体 竞 争 优 势 - 7 -

14 3 全 面 对 标 LTE FDD, 促 进 与 LTE FDD 同 步 发 展, 在 网 络 性 能 质 量 成 本 上 接 近 或 达 到 LTE FDD 同 等 水 平 4 探 索 TD-LTE 网 络 建 设 运 营 的 规 律, 形 成 对 TD-LTE 发 展 的 全 面 客 观 真 实 认 知 5 充 分 发 挥 先 发 优 势, 以 终 为 始 验 证 多 场 景 多 厂 家 不 同 网 络 负 载 不 同 厂 家 组 合 情 况 下 的 网 络 功 能 和 性 能, 在 网 络 的 规 划 建 设 优 化 维 护 等 各 方 面 积 累 经 验 6 开 展 新 技 术 新 功 能 新 产 品 的 测 试, 推 动 TD-LTE 技 术 演 进 2.3 建 设 规 模 本 期 工 程 规 划 在 丰 台 区 东 城 区 西 城 区 石 景 山 区 海 淀 区 和 房 山 区 新 建 13 个 GSM 室 外 宏 蜂 窝 基 站 21 个 TD-SCDMA 室 外 宏 蜂 窝 基 站 和 368 个 TD-LTE 室 外 宏 蜂 窝 基 站 ( 其 中 :D 频 段 TD-LTE 基 站 317 个,F 频 段 TD-LTE 基 站 51 个 ), 共 涉 及 383 个 物 理 站 址, 基 站 建 设 规 模 及 共 站 建 设 情 况 见 表 2.3-1, 具 体 建 设 清 单 见 附 表 一 表 本 期 工 程 基 站 建 设 规 模 一 览 表 基 站 类 型 GSM 基 站 TD-SCDMA 基 站 TD-LTE 基 站 新 建 逻 辑 基 站 数 量 ( 个 ) 合 计 ( 个 ) 402 共 站 建 设 情 况 单 GSM 单 TD-SCDMA 单 TD-LTE GSM+TD GSM+LTE TD+LTE GSM+TD+LTE 物 理 站 址 数 量 ( 个 ) 合 计 ( 个 ) 383 注 : 表 中 TD 代 表 TD-SCDMA,LTE 代 表 TD-LTE; 单 GSM 代 表 该 站 址 只 建 设 GSM 基 站,GSM+TD 代 表 该 站 址 建 设 GSM 基 站 +TD-SCDMA 基 站, 其 他 同 2.4 频 率 配 置 目 前, 国 家 无 线 电 管 理 局 指 配 给 北 京 移 动 的 GSM TD-LTE TD-SCDMA 网 络 可 用 频 率 分 别 为 : (1)GSM 网 络 可 用 频 率 :GSM900MHz 系 统 使 用 频 率 为 889~909MHz( 上 行 )/934~954MHz( 下 行 );DCS1800MHz 系 统 使 用 频 段 为 1710~1735MHz( 上 - 8 -

15 行 )/1805~1830MHz( 下 行 ) (2)TD-SCDMA 网 络 可 用 频 率 :2010~2025MHz, 带 宽 为 15MHz (3)TD-LTE 网 络 可 用 频 率 : 北 京 移 动 TD-LTE 基 站 频 段 分 为 D 频 段 和 F 频 段, 其 中 D 频 段 ( 室 外 宏 基 站 ):2570~2620MHz;F 频 段 ( 室 外 宏 基 站 ):1880~ 190MHz 2.4 工 程 投 资 本 期 工 程 概 算 总 投 资 为 万 元 人 民 币, 全 部 由 中 国 移 动 通 信 集 团 北 京 有 限 公 司 自 筹 解 决 - 9 -

16 第 三 章 工 程 分 析 3.1 GSM 系 统 工 程 分 析 GSM 系 统 网 络 结 构 GSM 系 统 由 基 站 子 系 统 (BSS) 网 络 子 系 统 (NSS) 操 作 与 支 持 子 系 (OSS) 和 移 动 终 端 (MS) 等 4 个 主 体 部 分 组 成, 基 本 结 构 见 图 PSTN MGW Node B (G)MSC Server/VLR RNC Node B UE HLR/AuC Internet SGSN GGSN RNC Node B 核 心 网 无 线 接 入 网 终 端 图 GSM 系 统 组 成 示 意 图 GSM 系 统 技 术 原 理 移 动 通 信 采 用 直 射 波 传 播 移 动 通 信 系 统 是 指 能 够 实 现 移 动 通 信 的 技 术 系 统 它 由 移 动 台 (MS, 一 般 为 手 机 ) 基 地 站 ( 简 称 基 站,BS) 移 动 业 务 交 换 中 心 (MSC) 组 成, 它 与 市 话 网 通 过 中 继 线 相 连 接 基 站 和 移 动 台 设 有 收 / 发 信 机 馈 线 天 线 等 设 备 每 个 基 站 都 有 一 个 可 靠 通 信 服 务 范 围 服 务 区, 其 大 小 主 要 由 发 射 功 率 基 站 天 线 的 高 度 接 收 机 灵 敏 度 等 传 播 条 件 来 决 定 按 照 服 务 面 积 的 大 小, 可 将 服 务 区 分 为 三 种 制 式 : 大 区 制 中 区 制 和 小 区 制, 大 区 制 的 基 站 发 射 功 率 大, 覆 盖 半 径 在 30~50km 的 范 围 ; 小 区 制 的 覆 盖 半 径 在 1~35km, 且 由 多 个 无 线 区 链 合 而 成 整 个 服 务 区 的 制 式, 小 区 制 的 基 站 发 射 功 率 很 小, 目 前 的 发 展 趋 势 是 将 小 区 进 一 步 划 小 ; 中 区 制 则 是 介 于 大 区 制 和 小 区 制 之 间 的 一 种 过 渡 制 式 由 于 服 务 区 内 用 户 密 度 是 不 均 匀 的, 用 户 密 度 小 的 区

17 域 面 积 大 些 ; 在 高 密 度 的 中 心 区, 小 区 面 积 小 些, 这 样 可 以 降 低 天 线 高 度, 进 而 减 少 发 射 机 的 输 出 功 率 移 动 业 务 交 换 中 心 主 要 用 于 处 理 信 息 的 交 换 和 整 个 系 统 的 集 中 控 制 管 理 大 容 量 移 动 电 话 系 统 可 以 由 多 个 基 站 构 成 一 个 公 众 蜂 窝 移 动 通 信 网, 通 过 基 站 移 动 业 务 交 换 中 心 既 可 以 实 现 在 整 个 服 务 区 任 意 两 个 移 动 客 户 之 间 的 通 信, 也 可 以 通 过 中 继 线 与 公 众 电 话 局 的 连 接, 实 现 移 动 客 户 和 有 线 电 话 客 户 之 间 的 通 信, 从 而 构 成 一 个 有 线 无 线 相 结 合 的 公 众 蜂 窝 移 动 通 信 系 统 GSM 系 统 小 区 规 划 GSM 系 统 的 小 区 有 大 小 之 分 大 者, 其 基 站 和 移 动 台 间 的 距 离 ( 小 区 半 径 ) 可 达 35km, 适 用 于 农 村 ; 小 者, 基 站 和 移 动 台 间 的 距 离 可 降 至 小 于 1km, 适 用 于 市 区 在 高 密 度 业 务 区 ( 如 市 中 心 ), 可 采 用 扇 形 小 区 系 统 可 接 受 的 同 频 道 保 护 比 可 降 至 C/I=9dB, 采 用 每 小 区 具 有 3 扇 形 的 3 小 区 复 用 形 式 ( 即 相 当 于 9 小 区 簇 ) 是 可 行 的 GSM 系 统 的 小 区 规 划 有 以 下 5 种 方 式 : 在 用 户 密 度 不 大 的 农 村 地 区, 由 于 用 户 密 度 低, 通 常 采 用 无 方 向 性 天 线, 复 用 系 数 N=7, 见 图 3.1-2(a); 在 用 户 密 度 比 较 大 的 地 区, 可 以 采 用 120 的 定 向 天 线, 每 个 基 站 3 个 小 区, 采 用 定 点 激 励 法 构 成 蜂 窝 系 统, 采 用 7/21 复 用 方 式, 每 个 频 率 复 用 小 区 有 7 个 基 站,21 个 小 区, 分 为 21 个 频 率 复 用 组, 见 图 3.1-2(b); 在 用 户 密 度 高 的 大 城 市, 采 用 4/12 方 式, 每 个 频 率 复 用 组 有 4 个 基 站,12 个 小 区, 见 图 3.1-2(c); 在 用 户 密 度 高 的 大 城 市 市 区, 也 可 采 用 3/9 复 用 方 式, 每 个 频 率 复 用 组 采 用 3 个 基 站,9 个 小 区, 见 图 3.1-2(d); 在 用 户 密 度 特 别 高 话 务 量 特 别 大 的 地 区, 解 决 的 方 式 不 是 靠 小 区 分 裂 的 方 式, 而 是 采 用 架 设 微 蜂 窝 的 方 法

18 (a) 全 向 小 区 复 用 方 式 (b) 7/21 小 区 复 用 方 式 (c) 4/12 小 区 复 用 方 式 图 GSM 系 统 小 区 规 划 示 意 图 (d) 3/9 小 区 复 用 方 式 GSM 系 统 无 线 传 输 特 性 (1) 频 分 双 工 时 分 多 址 技 术 GSM 系 统 采 用 频 分 双 工 (FDD) 时 分 多 址 (TDMA) 技 术, 同 时 可 以 带 有 调 频 方 式 TDMA 技 术 原 理 见 图 GSM 系 统 中, 若 干 个 小 区 (3 个 4 个 或 7 个 ) 构 成 一 个 群, 区 群 内 不 能 使 用 相 同 的 频 道, 频 道 间 隔 保 持 相 等 ; 每 个 小 区 含 有 多 个 载 频, 每 个 载 频 上 含 有 8 个 时 隙, 即 每 个 载 频 有 8 个 物 理 信 道 图 TDMA 技 术 原 理 示 意 图 (2) 调 制 方 式 GSM 采 用 高 斯 型 最 小 移 频 键 控 (GMSK) 方 式 矩 形 脉 冲 在 调 制 前 先 通 过 一 个 高 斯 滤 波 器, 由 于 改 善 了 频 谱 特 性, 从 而 能 满 足 CCIR 提 出 的 邻 信 道 功 率 电 平 小 于 -60dBW 的 要 求 由 于 系 统 采 用 了 自 适 应 均 衡 跳 频 和 纠 错 编 码 等 多 种 抗 干 扰 措 施, 同 频 道 干 扰

19 防 护 比 可 降 到 C/I=9 db, 故 在 业 务 密 集 的 区 域, 可 采 用 3 小 区 9 扇 区 的 区 群 结 构 GSM 系 统 信 道 GSM 系 统 的 信 道 分 为 物 理 信 道 和 逻 辑 信 道, 逻 辑 信 道 又 可 分 为 业 务 信 道 和 控 制 信 道 (1) 物 理 信 道 物 理 信 道 是 一 个 载 频 上 的 TDMA 帧 的 一 个 时 隙 (TS), 每 个 载 频 有 8 个 物 理 信 道 ( 即 0~7), 对 应 的 时 隙 为 0~7 用 户 通 过 一 系 列 频 率 的 一 个 物 理 信 道 接 入 系 统 (2) 逻 辑 信 道 逻 辑 信 道 是 根 据 BTS 和 MS 之 间 传 递 的 信 息 种 类 不 同 定 义 的 信 道, 逻 辑 信 道 在 传 输 过 程 中 被 放 在 某 个 物 理 信 道 ( 即 时 隙 ) 上 逻 辑 信 道 传 递 着 大 量 的 信 息, 如 用 户 话 音 用 户 数 据 和 控 制 信 令 逻 辑 信 道 分 为 两 类 : 业 务 信 道 (TCH, 用 于 传 递 编 码 和 加 密 后 的 语 音 或 数 据 ) 和 控 制 信 道 (CCH, 用 于 传 递 信 令 或 同 步 数 据 ), 控 制 信 道 又 可 细 分 为 : 广 播 信 道 (BCH) 一 种 一 点 对 多 点 的 单 方 向 控 制 信 道, 用 于 基 站 向 移 动 台 广 播 公 用 的 信 息, 传 输 的 主 要 内 容 是 移 动 台 入 网 和 呼 叫 建 立 所 需 的 有 关 信 息 ; 公 用 控 制 信 道 (CCCH) 一 种 双 向 控 制 信 道, 用 于 呼 叫 接 续 阶 段 传 输 链 路 连 接 所 需 要 的 控 制 信 令 ; 专 用 控 制 信 道 (DCCH) 一 种 点 对 点 的 双 向 控 制 信 道, 其 用 途 是 在 呼 叫 接 续 阶 段 以 及 在 通 信 进 行 当 中, 在 移 动 台 和 基 站 之 间 传 输 必 需 的 控 制 信 息 GSM 系 统 帧 结 构 (1)TDMA 帧 结 构 在 GSM 系 统 中, 其 数 字 传 输 结 构 为 时 分 多 址 (TDMA) 结 构, 它 由 基 本 帧 (TDMA-Frame) 复 帧 超 帧 超 高 帧 四 个 部 分 组 成 8 个 时 隙 ( 突 发 脉 冲 ) 组 成 一 个 基 本 帧, 每 个 时 隙 为 0.577ms, 一 个 基 本 帧 持 续 时 间 为 4.615ms 复 帧 有 两 种 类 型 :26 帧 的 复 帧 用 于 传 送 业 务 信 道 的 用 户 信 息 线 路 控 制 信 道 的 控 制 信 息, 持 续 时 间 为 120ms;51 帧 的 复 帧 用 于 控 制 信 道 传 输 信 令 和 控 制 信 号 信 息, 持 续 时 间 为 ms 由 26 个 51 帧 的 复 帧 或 51 个 26 帧 的 复 帧 组 成 一 个 超 帧, 即 一 个 超 帧 包 含 26 51=1326 个 帧, 持 续 时 间 为 6.12s 2048 个 超 帧 组 成 一 个 超 高 帧,

20 持 续 时 间 近 3.5 小 时 (2) 时 隙 格 式 在 GSM 系 统 中, 每 帧 含 8 个 时 隙 ( 基 本 帧 ), 时 隙 宽 度 为 0.577ms, 由 bit 组 成, 所 以 传 输 速 率 为 270.8kbit/s TDMA 上 一 个 时 隙 中 的 信 息 格 式 称 为 突 发 脉 冲 序 列, 根 据 所 传 信 息 的 不 同, 时 隙 所 含 的 具 体 内 容 和 格 式 也 不 同 GSM 系 统 帧 结 构 图 见 图 图 GSM 系 统 帧 结 构 图 GSM 系 统 基 本 特 点 GSM 系 统 作 为 一 种 开 放 式 结 构 和 面 向 未 来 设 计 的 系 统, 具 有 如 下 主 要 特 点 : GSM 系 统 是 由 几 个 子 系 统 组 成 的, 并 且 可 与 各 种 公 用 通 信 网 (PSIN ISDN PDN 等 ) 互 联 互 通 ; GSM 系 统 能 提 供 穿 过 国 际 边 界 的 自 动 漫 游 功 能, 对 于 全 部 GSM 移 动 用 户 都 可 进 入 GSM 系 统 而 与 国 别 无 关 ; GSM 系 统 除 了 可 以 开 发 话 音 业 务, 还 可 开 放 各 种 承 载 业 务 补 充 业 务 和 与 ISDN 相 关 的 业 务 ; GSM 系 统 具 有 加 密 和 鉴 权 功 能, 能 确 保 用 户 保 密 和 网 络 安 全 ; GSM 系 统 具 有 灵 活 和 方 便 的 组 网 结 构, 频 率 重 复 利 用 率 高, 移 动 业 务 交 换 机 的 话 务 承 载 能 力 很 强, 保 证 在 话 音 和 数 据 通 信 两 个 方 面 都 能 够 满 足 用 户 对 大 容

21 量 高 密 度 业 务 的 要 求 ; GSM 系 统 抗 干 扰 能 力 强, 覆 盖 区 域 内 的 通 信 质 量 高 ; 随 着 大 规 模 集 成 电 路 技 术 的 进 一 步 发 展, 用 户 终 端 设 备 ( 手 持 机 和 车 载 机 ) 能 向 更 小 型 轻 巧 和 增 强 功 能 趋 势 发 展 GSM 系 统 采 用 的 有 关 技 术 (1) 话 音 编 码 由 于 GSM 系 统 是 一 种 全 数 字 系 统, 话 音 或 其 他 信 号 都 要 进 行 数 字 处 理, 因 而 第 一 步 要 把 模 拟 话 音 信 号 转 换 成 数 字 信 号 ( 即 1 和 0 的 组 合 ) 比 较 熟 悉 的 PCM 编 码, 是 采 用 A 律 波 形 编 码, 分 为 3 步 : 采 样 : 在 某 瞬 间 测 量 模 拟 信 号 的 值, 采 样 速 率 8 khz/s; 量 化 : 对 每 个 样 值 用 8 个 比 特 的 量 化 值 来 表 示 对 应 的 模 拟 信 号 瞬 间 值, 即 样 值 指 配 256(2 8 ) 个 不 同 电 平 值 中 的 一 个 ; 编 码 : 每 个 量 化 值 用 8 个 比 特 的 二 进 制 代 码 表 示, 组 成 一 串 具 有 离 散 特 性 的 数 字 信 号 流 用 这 种 编 码 方 式, 数 字 链 路 上 的 数 字 信 号 比 特 速 率 为 64kbit/s 若 GSM 系 统 也 采 用 此 种 方 式 进 行 话 音 编 码, 则 每 个 话 音 信 道 是 64kbit/s,8 个 话 音 信 道 为 512 kbit/s 考 虑 实 际 可 使 用 的 带 宽,GSM 规 范 中 规 定 的 载 频 间 隔 是 200 khz 因 此, 要 把 它 们 保 持 在 规 定 的 频 带 内, 必 须 大 大 降 低 每 个 话 音 信 道 的 编 码 比 特 率, 这 要 靠 改 变 话 音 编 码 方 式 来 实 现 (2) 交 织 技 术 在 陆 地 移 动 通 信 这 种 变 参 信 道 上, 由 于 持 续 较 长 的 深 衰 落 谷 点 会 影 响 到 相 继 一 串 的 比 特, 故 比 特 差 错 经 常 成 串 发 生 然 而, 信 道 编 码 仅 在 检 测 和 校 正 单 个 差 错 和 不 太 长 的 差 错 串 时 才 有 效 交 织 技 术 能 够 把 一 条 消 息 中 的 相 继 比 特 分 散 开, 即 一 条 信 息 中 的 相 继 比 特 以 非 相 继 方 式 被 发 送, 这 样, 在 传 输 过 程 中 即 使 发 生 了 成 串 差 错, 恢 复 成 一 条 相 继 比 特 串 的 信 息 时, 差 错 也 就 变 成 单 个 ( 或 长 度 很 短 ), 这 时 再 用 信 道 编 码 纠 错 功 能 纠 正 差 错, 恢 复 原 信 息 在 GSM 系 统 中, 信 道 编 码 后 进 行 交 织, 交 织 分 为 两 次, 第 一 次 为 内 部 交 织, 第 二 次 为 块 间 交 织

22 (3) 跳 频 技 术 采 用 跳 频 技 术 是 为 了 确 保 通 信 的 保 密 性 和 抗 干 扰 性, 该 技 术 被 用 于 军 事 通 信, 后 来 在 GSM 标 准 中 也 被 采 纳 跳 频 技 术 的 主 要 功 能 为 : 改 善 衰 落 ; 处 于 多 径 环 境 中 的 慢 速 移 动 的 移 动 台 通 过 采 用 跳 频 技 术, 大 大 改 善 移 动 台 的 通 信 质 量, 相 当 于 频 率 分 集 (4) 语 音 激 活 与 功 率 控 制 在 GSM 系 统 中, 采 用 语 音 激 活 与 功 率 控 制 可 以 有 效 地 减 少 同 信 道 干 扰 语 音 激 活 控 制 采 用 非 连 续 发 射 ; 功 率 自 适 应 控 制 的 目 的 是, 在 保 证 通 信 服 务 质 量 的 条 件 下, 使 发 射 机 的 发 射 功 率 最 小 平 均 功 率 的 减 小 就 相 应 地 降 低 了 系 统 内 的 同 信 道 干 扰 的 平 均 电 平, GSM 支 持 基 站 和 移 动 台 各 自 独 立 地 进 行 发 射 功 率 控 制 (5) 保 密 措 施 GSM 系 统 在 安 全 性 方 面 有 了 显 著 的 改 进, 主 要 在 以 下 方 面 加 强 了 保 护 : 接 入 网 络 方 面 采 用 了 对 客 户 鉴 权 ; 无 线 路 径 上 采 用 对 通 信 信 息 加 密 ; 对 移 动 设 备 采 用 设 备 识 别 (IMEI); 对 客 户 识 别 码 用 临 时 识 别 码 (TMSI) 保 护 ; SIM 卡 用 PIN 码 保 护 DCS1800 系 统 简 介 DCS1800MHz 是 由 GSM 标 准 演 变 而 来 并 且 能 与 GSM900MHz 系 统 相 兼 容 的 微 蜂 窝 系 统, 它 采 用 时 分 多 址 移 动 台 辅 助 切 换 语 音 激 活 检 测 非 连 续 发 射 跳 频 等 技 术, 并 与 ISDN 兼 容 它 采 用 7 号 信 令, 提 供 国 际 漫 游 用 户 身 份 鉴 别 功 能, 其 网 络 结 构 语 音 编 码 调 制 技 术 信 令 等 技 术 规 范 基 本 都 与 GSM900MHz 相 同, 但 其 网 络 能 力 又 比 GSM900MHz 系 统 有 新 的 提 高, 主 要 表 现 在 以 下 方 面 : DCS1800MHz 无 线 发 射 频 段 : 基 站 为 1805~1830MHz, 移 动 台 为 1710~ 1735MHz, 双 工 间 隔 为 95MHz, 频 率 资 源 为 GSM900MHz 的 3 倍, 故 具 有 更 大 的 系 统 容 量

23 DCS1800MHz 系 统 既 能 提 供 0.5~8km 的 宏 小 区 覆 盖, 又 能 提 供 0.1~0.5km 的 微 小 区, 甚 至 0.1km 以 下 的 微 微 小 区 服 务, 以 满 足 高 密 度 用 户 分 布 区 域 的 网 络 设 计 DCS1800MHz 系 统 可 与 GSM 900MHz 系 统 重 叠 覆 盖 或 部 分 重 叠 覆 盖 运 行, 使 得 DCS1800MHz 系 统 能 以 GSM900MHz 网 络 为 依 托, 构 成 GSM900 MHz/DCS1800MHz 双 频 网 络, 从 而 使 GSM 便 于 实 现 分 组 小 区 结 构, 即 根 据 系 统 网 络 容 量 需 求 的 具 体 要 求 配 置 分 组 网 络 在 蜂 窝 小 区 网 络 设 计 中,DCS1800MHz 系 统 扇 区 划 分 方 式 为 全 向 覆 盖 定 向 覆 盖 微 蜂 窝 覆 盖 或 其 组 合 应 用 ;DCS1800MHz 具 有 跳 频 和 分 集 接 收 功 能, 抗 干 扰 和 抗 多 径 衰 落, 能 够 在 街 道 曲 折 高 林 立 的 闹 市 区 采 用 120 方 向 性 天 线 覆 盖, 提 高 微 小 区 服 务, 既 提 高 了 容 量, 又 能 减 少 干 扰 和 多 径 衰 落 的 影 响 DCS1800MHz 系 统 的 结 构 见 图 Blue Pattern:H Plane pattern Red Pattern :E Plane pattern 180 H Plane pattern and E Plane pattern at 2018 MHz of TYDA-2015C8TX 图 DCS1800MHz 系 统 结 构 示 意 图 基 站 设 备 和 天 线 基 本 性 能 指 标 (1) 基 站 设 备 目 前, 北 京 移 动 GSM 系 统 普 遍 采 用 诺 西 公 司 的 多 载 波 功 放 基 站 (FLEXI MCPA,Multi Carrier Power Amplifier) 该 类 型 基 站 使 用 先 进 的 宽 带 多 载 波 功 放 技 术, 是 3G 技 术 在 2G 产 品 中 的 应 用, 是 诺 西 FLEXI 多 模 平 台 的 产 品 之 一 FLEXI MCPA 系 统 原 理 见 图

24 图 FLEXI MCPA 系 统 原 理 图 MCPA 设 备 主 要 包 括 系 统 模 块 ESMB/ESMC ( 见 图 3.1-7) 和 射 频 模 块 FXDA/FHEA( 见 图 3.1-8), 射 频 模 块 内 部 主 要 包 括 功 放 单 元 和 双 工 单 元 ESMB 最 大 支 持 S666 配 置 图 MCPA 系 统 模 块 ESMB/ESMC 设 备 图 图 MCPA 射 频 模 块 RRU 设 备 图 FLEXI MCPA 基 站 使 用 标 准 化 的 模 块 设 计, 具 有 以 下 特 点 : 对 站 点 的 选 址 要 求 低, 安 装 快 速 简 单 ; 能 够 充 分 有 效 的 利 用 原 有 站 点 的 零 散 空 间 ; 能 够 和 FLEXI BTS 共 址 安 装 ; 可 以 使 用 同 一 个 机 柜 ( 或 堆 叠 式 的 外 壳 ) 和 共 同 的 电 源 柜 ; 节 能 环 保 (2) 基 站 天 线 本 期 工 程 GSM 基 站 根 据 北 京 移 动 设 备 采 购 情 况, 主 要 使 用 摩 比 国 人 等 厂 家 生 产 的 智 能 天 线, 此 类 天 线 设 备 类 型 参 数 相 近,GSM900MHz 基 站 天 线 和 DCS1800MHz 基 站 天 线 基 本 性 能 指 标 见 表 3.1-1, 天 线 及 方 向 性 图 见 图

25 MHz MHz 图 本 期 工 程 基 站 天 线 外 观 图 方 向 图 水 平 面 垂 直 面 方 向 图 水 平 面 垂 直 面 图 北 京 移 动 GSM900MHz/DCS1800MHz 基 站 天 线 方 向 性 图

26 表 本 期 工 程 各 系 统 基 站 使 用 的 天 线 基 本 性 能 指 标 性 能 指 标 项 目 GSM900MHz 系 统 DCS1800MHz 系 统 工 作 频 段 (MHz) 880~ ~1880 增 益 (dbi) 13.5~15 16 垂 直 面 半 功 率 波 束 宽 度 ( ) 水 平 面 半 功 率 波 束 宽 度 ( ) 65±5 65 电 下 倾 角 范 围 ( ) 0~14 0~10 前 后 比 (db) 轴 向 交 叉 极 化 比 (db) ±60 交 叉 极 化 比 (db) 10(0-7 度 );6(14 度 ) 10 电 压 驻 波 比 隔 离 度 (db) 极 化 方 式 ±45 极 化 ±45 极 化 阻 抗 (Ω) 天 线 重 量 (kg)

27 3.2 TD-SCDMA 系 统 工 程 分 析 TD-SCDMA 网 络 结 构 TD-SCDMA 系 统 由 核 心 网 无 线 接 入 网 和 终 端 组 成, 见 图 核 心 网 分 成 电 路 域 和 分 组 域 两 个 部 分, 分 别 完 成 话 音 业 务 和 数 据 业 务 的 传 输, 其 中 MSC/GMSC 等 设 备 为 电 路 域 的 网 元,SGSN/GGSN 等 设 备 为 分 组 域 的 网 元 无 线 接 入 网 由 多 个 无 线 网 络 子 系 统 (RNS) 组 成,RNS 通 过 Iu 接 口 与 核 心 网 相 连 RNS 由 一 个 无 线 网 络 控 制 器 (RNC) 和 一 个 或 多 个 基 站 (Node B) 组 成, Node B 通 过 Inb 接 口 与 RNC 相 连 RNC 对 一 个 或 多 个 Node B 进 行 无 线 资 源 的 控 制 和 管 理, 而 Node B 是 为 一 个 小 区 或 多 个 小 区 服 务 的 无 线 收 发 信 设 备 PSTN MGW Node B (G)MSC Server/VLR RNC Node B UE HLR/AuC Internet SGSN GGSN RNC Node B 核 心 网 无 线 接 入 网 终 端 图 TD-SCDMA 系 统 结 构 示 意 图 TD-SCDMA 技 术 原 理 TD-SCDMA 的 中 文 含 义 为 时 分 双 工 同 步 码 分 多 址 接 入, 该 项 通 信 技 术 也 属 于 一 种 无 线 通 信 的 技 术 标 准, 它 是 由 中 国 第 一 次 提 出 并 在 此 无 线 传 输 技 术 (RTT) 的 基 础 上 与 国 际 合 作, 完 成 了 TD-SCDMA 标 准 该 方 案 的 主 要 技 术 集 中 在 大 唐 公 司, 它 的 设 计 参 照 了 TDD( 时 分 双 工 ) 在 不 成 对 的 频 带 上 的 时 域 模 式 TDD 模 式 是 基 于 在 无 线 信 道 时 域 里 的 周 期 地 重 复 TDMA 帧 结 构 实 现 的 这 个 帧 结 构 被 再 分 为 几 个 时 隙 在 TDD 模 式 下, 可 以 方 便 地 实 现 上 / 下 行 链 路 间 地 灵 活 切 换 这 一 模 式 的 突 出 优 势 是 : 在 上 / 下 行 链 路 间 的 时 隙 分 配 可 以 被 一 个 灵 活 的 转 换 点 改 变, 以 满 足 不 同 的 业 务 要 求 这 样, 运 用 TD-SCDMA 这 一 技 术, 通 过 灵 活

28 地 改 变 上 / 下 行 链 路 的 转 换 点 就 可 以 实 现 所 有 3G 对 称 和 非 对 称 业 务 合 适 的 TD-SCDMA 时 域 操 作 模 式 可 自 行 解 决 所 有 对 称 和 非 对 称 业 务 以 及 任 何 混 合 业 务 的 上 / 下 行 链 路 资 源 分 配 的 问 题 TD-SCDMA 的 无 线 传 输 方 案 灵 活 地 综 合 了 FDMA TDMA 和 CDMA 等 基 本 传 输 方 法 通 过 与 联 合 检 测 相 结 合, 它 在 传 输 容 量 方 面 表 现 非 凡 通 过 引 进 智 能 天 线, 容 量 还 可 以 进 一 步 提 高 智 能 天 线 凭 借 其 定 向 性 降 低 了 小 区 间 频 率 复 用 所 产 生 的 干 扰, 并 通 过 更 高 的 频 率 复 用 率 来 提 供 更 高 的 话 务 量 基 于 高 度 的 业 务 灵 活 性, TD-SCDMA 无 线 网 络 可 以 通 过 无 线 网 络 控 制 器 (RNC) 连 接 到 交 换 网 络, 如 同 三 代 移 动 通 信 中 对 电 路 和 包 交 换 业 务 所 定 义 的 那 样 在 最 终 的 版 本 里, 计 划 让 TD-SCDMA 无 线 网 络 与 INTERNET 直 接 相 连 TD-SCDMA 所 呈 现 的 先 进 的 移 动 无 线 系 统 是 针 对 所 有 无 线 环 境 下 对 称 和 非 对 称 的 3G 业 务 所 设 计 的, 它 运 行 在 不 成 对 的 射 频 频 谱 上 TD-SCDMA 传 输 方 向 的 时 域 自 适 应 资 源 分 配 可 取 得 独 立 于 对 称 业 务 负 载 关 系 的 频 谱 分 配 的 最 佳 利 用 率 因 此,TD-SCDMA 通 过 最 佳 自 适 应 资 源 的 分 配 和 最 佳 频 谱 效 率, 可 支 持 速 率 从 8 kbps 到 2Mbps 的 语 音 互 联 网 等 所 有 的 3G 业 务 TD-SCDMA 技 术 是 目 前 发 展 3G 最 具 潜 力 的 新 技 术 之 一, 因 为 该 项 技 术 具 有 以 下 特 点 : (1) 频 谱 利 用 率 高 由 于 TD-SCDMA 采 用 了 CDMA 和 TDMA 的 多 址 技 术, 使 TD-SCDMA 在 传 输 中 很 容 易 设 置 一 个 上 行 和 下 行 链 路 的 转 换 点, 来 针 对 不 同 类 型 的 业 务 对 于 像 互 联 网 这 样 的 不 对 称 传 输 业 务, 可 使 其 转 换 不 对 称, 而 对 于 像 语 音 这 样 的 对 称 传 输 业 务, 可 以 使 其 转 换 对 称, 这 样, 就 使 总 的 频 谱 效 率 更 高 (2) 支 持 多 种 通 信 接 口 由 于 TD-SCDMA 同 时 满 足 Iub A Gb Iu IuR 多 种 接 口 的 要 求, 所 以 TD-SCDMA 的 基 站 子 系 统 既 可 作 为 2G 和 2.5G GSM 基 站 的 扩 容, 又 可 作 为 3G 网 中 的 基 站 子 系 统, 能 同 时 兼 顾 当 前 的 需 求 和 长 远 未 来 的 发 展 (3) 频 谱 灵 活 性 强 由 于 TD-SCDMA 第 三 代 移 动 通 信 系 统 频 谱 灵 活 性 强, 仅 需 单 一 1.6M 的 频 带 就 可 提 供 速 率 达 2M 的 3G 业 务 需 求, 而 且 非 常 适 合 非 对 称 业 务 的 传 输

29 (4) 系 统 性 能 稳 定 由 于 TD-SCDMA 收 发 在 同 一 频 段 上, 使 上 行 链 路 和 下 行 链 路 的 无 线 环 境 一 致 性 很 好, 更 适 合 使 用 新 兴 的 智 能 天 线 技 术 ; 由 于 利 用 了 CDMA 和 TDMA 结 合 的 多 址 方 式, 更 利 于 联 合 检 测 技 术 的 采 用, 这 些 技 术 都 能 减 少 了 干 扰, 提 高 了 系 统 的 性 能 稳 定 性 (5) 能 与 传 统 系 统 进 行 兼 容 现 存 的 覆 盖 结 构, 信 令 协 议 可 以 后 向 兼 容, 网 络 不 再 需 要 引 入 新 的 呼 叫 模 式 (6) 支 持 高 速 移 动 通 信 在 TD-SCDMA 系 统 中, 基 带 数 字 信 号 处 理 技 术 是 基 于 智 能 天 线 和 联 合 检 测, 其 限 制 在 设 备 基 带 数 字 信 号 处 理 能 力 和 算 法 复 杂 性 之 间 的 矛 盾 该 技 术 可 确 保 TD-SCDMA 系 统 在 移 动 速 度 为 250 km/h 的 移 动 环 境 下, 能 够 正 常 工 作 (7) 系 统 设 备 成 本 低 由 于 TD-SCDMA 上 下 行 工 作 于 同 一 频 率, 对 称 的 电 波 传 播 特 性 使 之 便 于 利 用 智 能 天 线 等 新 技 术, 也 可 达 到 降 低 成 本 的 目 的 设 备 成 本 在 无 线 基 站 方 面, TD-SCDMA 的 设 备 成 本 至 少 比 UTRA TDD 低 30% (8) 支 持 与 传 统 系 统 间 的 切 换 功 能 TD-SCDMA 技 术 支 持 多 载 波 直 接 扩 频 系 统, 可 以 再 利 用 现 有 的 框 架 设 备, 小 区 规 划, 操 作 系 统, 帐 单 系 统 等 在 所 有 环 境 下 支 持 对 称 或 不 对 称 的 数 据 速 率 TD-SCDMA 关 键 技 术 TD-SCDMA 采 用 了 时 分 双 工 智 能 天 线 联 合 检 测 DCA 同 步 和 接 力 切 换 等 多 项 关 键 技 术 (1)TD-SCDMA 系 统 采 用 TDD 时 分 双 工 模 式 在 TDD 时 分 双 工 模 式 中, 接 收 和 发 送 是 在 同 一 频 率 信 道 的 不 同 时 隙, 在 时 间 上 来 分 离 接 收 和 发 送 信 道, 可 以 根 据 业 务 需 求 灵 活 配 置 时 隙 资 源 ; 在 FDD 频 分 双 工 模 式 中, 接 收 和 发 送 是 在 分 离 的 两 个 对 称 频 率 信 道 ( 即 载 波 ) 上, 在 频 率 上 来 分 离 接 收 和 发 送 信 道 TDD 时 分 双 工 模 式 的 主 要 优 点 表 现 在 : 无 需 成 对 的 频 率 ; 无 需 双 工 器, 简 单 的 射 频 前 端 ; 非 对 称 业 务 传 输 ; 非 连 续 的 信 道 传 输 等

30 (2)TD-SCDMA 的 帧 结 构 TD-SCDMA 综 合 采 用 FDMA TDMA CDMA 多 址 方 式 工 作, 常 表 示 为 FDMA/TDMA/CDMA, 扩 频 码 速 为 1.28Mchip/s, 载 波 带 宽 为 1.6 MHz TD-SCDMA 的 物 理 信 道 采 用 四 层 结 构 : 系 统 帧 无 线 帧 子 帧 和 时 隙 / 码, 一 个 系 统 帧 长 720ms, 由 72 个 无 线 帧 组 成, 每 个 无 线 帧 长 10ms TD-SCDMA 无 线 帧 结 构 见 图 无 线 帧 子 帧 时 隙 Blue Pattern:H Plane pattern Red Pattern :E Plane pattern 180 H Plane pattern and E Plane pattern at 2018 MHz of TYDA-2015C8TX 图 TD-SCDMA 无 线 帧 结 构 示 意 图 在 时 间 上,TD-SCDMA 系 统 每 个 10ms 无 线 帧 又 分 成 两 个 5ms 长 的 子 帧, 两 个 子 帧 的 结 构 相 同 每 一 个 子 帧 又 可 分 成 长 度 为 275μs 的 3 个 特 殊 时 隙 :DwPTS ( 下 行 导 频 时 隙 ) GP( 保 护 间 隔 ) UpPTS( 上 行 导 频 时 隙 ) 和 7 个 常 规 时 隙 : Ts0 Ts1 Ts6 Ts0 时 隙 为 下 行 时 隙, 用 于 基 站 发 送 广 播 等 公 共 控 制 信 道, TS1~TS6 这 6 个 时 隙 用 于 承 载 诸 如 话 音 等 各 种 业 务, 在 业 务 建 立 时 系 统 可 将 用 户 分 配 到 不 同 的 时 隙 上 在 7 个 常 规 时 隙 中, 除 了 Ts0 必 须 用 于 下 行 链 路 Ts1 必 须 用 于 上 行 链 路 外, 其 余 时 隙 的 方 向 可 以 变 化 ( 目 前 受 技 术 限 制, 时 隙 方 向 变 化 尚 未 实 现 智 能 变 化, 均 为 人 为 设 定 调 整 ) 上 行 链 路 时 隙 和 下 行 链 路 时 隙 之 间 由 一 个 转 换 点 分 开, 在 TD-SCDMA 系 统 的 每 个 5ms 子 帧 中, 有 两 个 转 换 点 (UL 到 DL 和 DL 到 UL), 转 换 点 的 位 置 取 决 于 小 区 上 下 行 时 隙 的 配 置, 这 种 灵 活 的 配 置 方 案 特 别 适 合 于 不 对 称 业 务 的 传 输 时 隙 用 于 在 时 域 上 区 分 不 同 用 户 信 号, 具 有 TDMA 的 特 性 在 同 一 时 隙 内, 又 可 进 一 步 采 用 码 分, 即 为 不 同 用 户 ( 或 信 道 ) 分 配 不 同 的 扩 频 码 的 方 式 来 区 分 用 户 ( 或 信 道 ) TD-SCDMA 子 帧 结 构 见 图

31 子 帧 5ms (6400chip) 切 换 点 辅 载 波 辅 载 波 主 载 波 切 换 点 图 TD-SCDMA 子 帧 结 构 示 意 图 (3)TD-SCDMA 系 统 使 用 智 能 天 线 技 术 微 型 计 算 机 和 数 字 信 号 处 理 技 术 的 飞 速 发 展 促 进 了 自 适 应 天 线 波 束 赋 形 技 术 的 发 展 同 时, 移 动 通 信 频 谱 资 源 日 益 紧 张, 如 何 消 除 多 址 干 扰 (MAI) 共 信 道 干 扰 (CCI) 以 及 多 径 衰 落 的 影 响, 成 为 提 高 移 动 通 信 系 统 性 能 时 着 重 考 虑 的 因 素 采 用 现 代 数 字 信 号 处 理 技 术, 选 择 合 适 的 自 适 应 算 法, 动 态 形 成 空 间 定 向 波 束, 使 天 线 阵 列 方 向 图 主 瓣 对 准 用 户 信 号 到 达 方 向, 旁 瓣 或 零 陷 对 准 干 扰 信 号 到 达 方 向, 从 而 达 到 充 分 利 用 移 动 用 户 信 号 抵 消 或 最 大 程 度 的 抑 制 干 扰 信 号 的 目 的 因 此, 固 定 的 天 线 阵 列 与 数 字 信 号 处 理 器 的 结 合, 构 成 了 可 动 态 配 置 天 线 特 性 的 智 能 天 线 智 能 天 线 在 硬 件 上 是 一 个 天 线 阵 列, 通 过 调 节 各 天 线 阵 元 的 信 号 幅 度 和 相 位 的 加 权 因 子, 然 后 相 加, 产 生 一 个 输 出 信 号 其 原 理 是 使 一 组 天 线 和 对 应 的 收 发 信 机 按 照 一 定 的 方 式 排 列 和 激 励, 利 用 波 的 干 涉 原 理 产 生 强 方 向 性 的 辐 射 方 向 图 从 天 线 结 构 看,TD-SCDMA 系 统 中 的 智 能 天 线 一 般 采 用 4~8 个 天 线 阵 元 结 构, 天 线 阵 元 数 越 多, 增 益 越 高, 波 束 赋 形 的 性 能 越 好, 但 同 时 造 价 和 实 现 的 复 杂 度 也 会 相 应 增 加 目 前 使 用 较 多 的 是 八 个 阵 元 构 成 的 天 线 阵 从 技 术 上 讲, 智 能 天 线 的 核 心 是 基 带 算 法, 即 为 一 种 利 用 信 号 传 输 的 空 间 特 性

32 和 数 字 信 号 处 理 技 术, 对 基 站 的 接 收 和 发 射 波 束 进 行 波 束 赋 形, 从 而 达 到 降 低 噪 声 干 扰 增 加 CDMA 系 统 容 量 改 进 小 区 的 覆 盖 改 善 通 信 质 量 提 高 基 站 接 收 机 的 灵 敏 度 提 高 基 站 发 射 机 的 等 效 发 射 功 率 提 高 无 线 数 据 传 输 速 率 和 降 低 无 线 基 站 的 成 本 等 目 的, 这 些 也 是 智 能 天 线 的 优 势 之 所 在 由 此 可 见, 智 能 天 线 是 TD-SCDMA 系 统 不 可 或 缺 的 一 项 关 键 技 术 ; 同 时 智 能 天 线 与 联 合 检 测 动 态 信 道 分 配 等 其 它 技 术 一 起 工 作, 相 互 补 充, 共 同 发 挥 作 用 (4)TD-SCDMA 系 统 的 同 步 技 术 TD-SCDMA 系 统 采 用 TDD 双 工 技 术 和 FDMA/TDMA/CDMA 多 址 方 式, 为 了 减 少 干 扰 提 高 系 统 容 量, 要 求 各 基 站 间 基 站 与 终 端 之 间 同 步 TD-SCDMA 系 统 中 的 同 步 技 术 主 要 由 两 部 分 组 成, 即 基 站 间 的 同 步 和 基 站 与 移 动 台 间 的 上 行 同 步 技 术 TD-SCDMA 采 用 GPS 或 其 它 技 术 ( 如 空 中 主 从 同 步 ) 来 实 现 基 站 间 的 同 步 基 站 间 的 同 步 可 以 避 免 相 邻 基 站 的 收 发 时 隙 交 叉, 减 少 干 扰 ; 基 站 与 移 动 台 间 的 上 行 同 步 可 以 让 使 用 正 交 扩 频 码 的 各 码 道 在 解 扩 时 完 全 正 交, 相 互 间 不 产 生 多 址 干 扰, 克 服 异 步 CDMA 多 址 技 术 由 于 每 个 终 端 发 射 的 码 道 信 号 到 达 基 站 的 时 间 不 同 而 造 成 码 道 非 正 交 所 带 来 的 干 扰, 从 而 大 大 提 高 了 CDMA 系 统 的 容 量 和 频 谱 利 用 率, 简 化 了 硬 件 设 施, 降 低 成 本 (5)TD-SCDMA 系 统 中 的 联 合 检 测 技 术 CDMA 系 统 是 干 扰 受 限 系 统, 干 扰 包 括 多 径 干 扰 小 区 内 多 用 户 干 扰 和 小 区 间 干 扰 这 些 干 扰 破 坏 各 个 信 道 的 正 交 性, 从 而 降 低 CDMA 系 统 的 频 谱 利 用 率 传 统 的 Rake 接 收 机 技 术 把 小 区 内 的 多 用 户 干 扰 当 作 噪 声 处 理, 而 没 有 利 用 该 干 扰 不 同 于 噪 声 干 扰 的 独 有 特 性 联 合 检 测 技 术 即 多 用 户 干 扰 抑 制 技 术, 是 消 除 和 减 轻 多 用 户 干 扰 的 主 要 技 术, 也 是 目 前 第 三 代 移 动 通 信 技 术 中 的 热 点 它 把 所 有 用 户 的 信 号 当 作 有 用 信 号, 这 样 可 充 分 利 用 用 户 信 号 的 拥 有 码 幅 度 定 时 延 时 等 信 息, 将 所 有 用 户 的 信 号 都 分 离 开 来, 从 而 大 幅 度 降 低 多 径 多 址 干 扰, 提 高 系 统 容 量, 增 大 覆 盖 范 围, 缓 解 功 率 控 制 精 度 需 求, 减 小 呼 吸 效 应, 削 减 远 近 效 应 TD-SCDMA 技 术 的 一 个 优 势 在 于 智 能 天 线 与 联 合 检 测 算 法 相 结 合, 联 合 检 测 克 服 了 智 能 天 线 不 能 完 全 消 除 的 高 速 移 动 环 境 下 的 干 扰, 这 两 种 技 术 的 联 合 使 系 统 具 有 集 空 间 分 集 时 域 均 衡 以 及 多 用 户 检 测 于 一 体 的 检 测 性 能, 远 大 于 单 独 适 应 联

33 合 检 测 的 性 能 (6)TD-SCDMA 系 统 中 的 接 力 切 换 技 术 切 换 是 一 个 重 要 的 无 线 资 源 管 理 功 能, 是 蜂 窝 系 统 所 独 有 的 功 能 和 关 键 特 征 移 动 台 的 运 动 或 附 近 环 境 的 变 化, 导 致 了 由 衰 落 障 碍 物 和 干 扰 引 起 的 信 号 变 化, 这 是 启 动 切 换 的 主 要 原 因 根 据 切 换 期 间 同 时 连 接 的 基 站 数 量, 把 切 换 技 术 分 为 硬 切 换 和 软 切 换, 以 及 在 TD-SCDMA 中 提 出 了 创 新 的 接 力 切 换 (Baton Handover) 接 力 切 换 是 TD-SCDMA 系 统 的 一 项 特 色 技 术, 其 基 本 思 想 是 : 利 用 终 端 上 行 预 同 步 技 术, 预 先 取 得 与 目 标 小 区 的 同 步 参 数, 并 通 过 开 环 方 式 保 持 与 目 标 小 区 的 同 步, 一 旦 网 络 判 决 切 换, 终 端 可 迅 速 由 原 小 区 切 换 到 目 标 小 区, 在 切 换 过 程 中, 终 端 从 原 小 区 接 收 下 行 数 据, 向 目 标 小 区 发 送 上 行 数 据, 即 上 下 行 通 信 链 路 先 后 转 移 到 目 标 小 区, 提 高 了 切 换 成 功 率, 缩 短 了 切 换 时 延, 避 免 了 频 繁 的 乒 乓 切 换 (7)TD-SCDMA 系 统 中 的 动 态 信 道 分 配 (DCA) 所 谓 信 道 分 配 是 指 在 采 用 信 道 复 用 技 术 的 小 区 制 蜂 窝 移 动 通 信 系 统 中, 在 多 信 道 共 用 的 情 况 下, 以 最 有 效 的 频 谱 利 用 方 式 为 每 个 小 区 的 通 信 设 备 提 供 尽 可 能 多 的 可 使 用 信 道 在 DCA 技 术 中, 所 有 的 信 道 资 源 放 置 在 中 心 存 储 区 中, 信 道 完 全 共 享 采 用 DCA 技 术 的 优 点 表 现 在 :1 能 够 较 好 地 避 免 干 扰, 使 信 道 重 用 距 离 最 小 化, 从 而 高 效 率 地 利 用 有 限 的 无 线 资 源, 提 高 系 统 容 量 ;2 满 足 3G 移 动 通 信 业 务 的 需 要, 尤 其 是 高 速 率 的 上 下 行 不 对 称 的 数 据 业 务 和 多 媒 体 业 务 的 需 要 TD-SCDMA 系 统 的 资 源 包 括 频 率 时 隙 码 道 等 方 面, 一 条 物 理 信 道 由 频 率 时 隙 码 道 的 组 合 来 表 示 采 用 DCA 技 术 可 灵 活 分 配 或 调 整 信 道 所 使 用 的 频 率 时 隙 或 码 道 (8)TD-SCDMA 系 统 的 N 频 点 技 术 为 了 很 好 地 解 决 多 载 频 组 网 存 在 的 问 题,TD 系 统 引 入 了 N 频 点 技 术, 即 在 N 频 点 小 区 中, 一 个 小 区 可 配 置 多 个 载 频, 确 定 其 中 一 个 作 为 主 载 频 ( 承 载 P-CCPCH 的 载 频 ), 其 它 载 频 作 为 辅 载 频, 仅 在 主 载 频 上 发 送 DwPTS 和 广 播 信 息 (Ts0) 等 公 共 信 道, 主 载 频 和 辅 载 频 使 用 相 同 的 扰 码 和 基 本 midamle 与 多 载 频 组 网 相 比,TD 系 统 中 的 N 频 点 技 术 优 势 主 要 表 现 在 : 1 可 以 降 低 系 统 干 扰, 提 高 系 统 容 量 : 一 个 扇 区 / 小 区 内, 只 有 一 个 主 载 频 频 点 发 射 DwPTS 和 Ts0, 就 Ts0 时 隙 和 导 频 时 隙 而 言, 在 任 何 情 况 下 都 是 异 频 组 网

34 2 可 以 降 低 系 统 拥 塞 率, 提 升 系 统 效 率 :N 频 点 小 区 中 所 有 载 频 资 源 属 于 同 一 小 区, 共 用 导 频 和 广 播 信 道, 降 低 了 手 机 接 收 广 播 信 道 的 数 量, 而 且 系 统 可 以 对 多 个 载 频 的 容 量 进 行 统 一 分 配 和 调 度, 提 高 了 系 统 效 率 3 能 够 改 善 系 统 同 频 组 网 性 能 : 提 高 了 在 同 频 情 况 下, 公 共 信 道 和 导 频 信 道 的 覆 盖 效 果 (9)TD-SCDMA 系 统 的 上 行 同 步 信 道 (UpPCH) 灵 活 配 置 技 术 TD-SCDMA 系 统 采 用 时 分 双 工 模 式, 不 同 基 站 之 间 保 持 同 步 TD-SCDMA 帧 结 构 中, 下 行 导 频 时 隙 DwPTS 与 上 行 导 频 时 隙 UpPTS 之 间 为 长 度 75 μs 的 保 护 间 隔, 由 此 推 算, 如 果 两 个 相 距 22.5 km 以 上 的 基 站 间 存 在 传 播 路 径, 其 中 一 个 基 站 在 DwPTS 时 隙 发 射 的 下 行 信 号 经 传 播 后 到 达 另 一 个 基 站, 由 于 传 播 时 延 的 原 因, 将 进 入 UpPTS 时 隙 ; 而 如 果 上 行 同 步 信 道 (UpPCH) 配 置 在 UpPTS 时 隙, 就 可 能 对 另 一 个 基 站 接 收 上 行 同 步 信 道 形 成 干 扰 TD-SCDMA 系 统 采 用 一 种 称 为 UpPCH Shifting 方 案 的 上 行 同 步 信 道 (UpPCH) 灵 活 配 置 技 术, 可 彻 底 克 服 上 述 干 扰 其 基 本 原 理 是 由 无 线 网 络 控 制 器 (RNC) 根 据 基 站 (Node B) 对 上 行 时 隙 的 干 扰 测 量, 调 整 终 端 在 帧 的 合 适 位 置 ( 如 TS1 业 务 时 隙 ) 发 送 上 行 同 步 信 道 (UpPCH), 以 达 到 规 避 干 扰 目 的 利 用 上 行 同 步 信 道 (UpPCH) 灵 活 配 置 技 术, 还 可 实 现 TD-SCDMA 单 基 站 的 超 远 覆 盖, 如 几 十 公 里 乃 至 上 百 公 里 的 小 区 覆 盖 半 径 (10)TD-SCDMA 系 统 的 高 速 下 行 分 组 接 入 (HSDPA) 技 术 和 高 速 上 行 分 组 接 入 (HSUPA) 技 术 HSDPA 技 术 是 3G 网 络 建 设 中 提 高 下 行 容 量 和 数 据 业 务 速 率 的 一 种 重 要 技 术, HSDPA 技 术 采 用 混 合 自 动 请 求 重 传 (HARQ) 自 适 应 调 制 编 码 (AMC) 和 快 速 调 度 等 技 术, 可 以 在 不 改 变 已 建 设 的 网 络 结 构 的 情 况 下, 大 大 提 高 下 行 数 据 业 务 速 率, 单 载 波 支 持 数 据 传 输 速 率 达 到 2.8 Mbps 除 单 频 点 HSDPA 技 术 外,TD-SCDMA 系 统 还 可 提 供 多 频 点 HSDPA 技 术, 即 多 个 载 波 上 的 信 道 资 源 可 以 为 同 一 个 用 户 服 务, 该 用 户 可 以 同 时 接 收 本 小 区 多 个 载 波 发 送 的 信 息, 这 样, 如 果 采 用 N 个 载 波 同 时 为 一 个 用 户 发 送 数 据, 理 论 上 用 户 可 以 获 得 原 来 N 倍 的 数 据 速 率 另 外, 为 了 满 足 上 行 速 率 要 求 更 高 的 业 务 发 展 需 要,HSUPA 技 术 采 用 Node B 快 速 调 度 混 合 自 动 请 求 重 传 (HARQ) 自 适 应 调 制 编 码 (AMC) 等 增 强 技 术,

35 提 高 上 行 链 路 的 速 率 和 吞 吐 量, 降 低 时 延 TD-SCDMA 基 站 设 备 与 智 能 天 线 TD-SCDMA 基 站 设 备 本 工 程 TD-SCDMA 室 外 宏 基 站 大 多 使 用 中 兴 公 司 的 系 列 化 基 站 产 品, 使 用 的 基 站 主 设 备 主 要 为 BBU( 分 布 式 基 带 处 理 单 元 )+RRU( 射 频 拉 远 单 元 ) 设 备 (1)BBU 本 项 目 使 用 BBU 设 备 多 为 B328 型 BBU 设 备, 是 目 前 业 界 体 积 最 小 功 耗 最 小 的 大 容 量 BBU( 分 布 式 基 站 基 带 单 元 ), 满 足 各 种 大 容 量 场 景 应 用, 其 基 本 性 能 指 标 见 表 表 BBU 设 备 性 能 指 标 项 目 性 能 指 标 重 量 170kg 尺 寸 1200mm 600mm 600mm 基 站 最 大 配 置 72 载 扇 ( 单 机 架 可 升 级 支 持 144 载 扇 ) Iub 接 口 支 持 类 型 E1/STM-1 同 步 方 式 支 持 GPS 时 钟 同 步 供 电 方 式 -48V DC 允 许 电 压 变 化 范 围 -57V~-40V 最 大 功 耗 / 平 均 功 耗 400W/300W 温 度 环 境 长 期 工 作 条 件,-5 ~40 湿 度 环 境 5%~95% RH 最 大 支 持 语 音 信 道 双 向 1728 接 收 机 噪 声 系 数 3.5 安 装 方 式 室 内 型, 可 靠 墙 摆 放 最 大 E1 数 32 最 大 STM-1 数 ( 包 括 信 道 化 和 非 信 道 化 ) 8 (2)RRU 射 频 拉 远 单 元 RRU 通 过 光 纤 与 近 端 BBU 连 接, 也 可 通 过 光 纤 与 远 端 BBU 连 接, 实 现 较 远 距 离 区 域 的 灵 活 覆 盖, 安 装 方 便, 支 持 室 外 抱 杆 安 装 和 靠 墙 安 装 四 通 道 RRU(ZXTR R04, 性 能 指 标 见 表 3.2-2) 设 备 是 目 前 常 用 的 6 载 波 塔 顶 单 元 设 备, 扩 容 简 便, 可 确 保 覆 盖 最 大 化

36 表 RRU 设 备 性 能 指 标 项 目 重 量 尺 寸 性 能 指 标 28kg 480mm 440mm 200mm 配 置 原 则 每 扇 区 配 2 个 (8 阵 元 智 能 天 线 ) 配 置 数 量 可 支 持 6 个 ( 三 扇 区 站 ), 2 个 ( 全 向 站 ) 发 射 功 率 温 度 环 境 湿 度 环 境 33dBm/ 载 波 -40 ~55 5%~100%RH 防 雷 等 级 电 源 口 C 级 防 雷 防 护 等 级 IP65 供 电 方 式 直 流 :-48V DC 功 耗 ( 最 大 / 平 均 ) 240W/150W PA 效 率 >8% 功 率 放 大 器 有 效 放 大 范 围 15MHz BBU+RRU 光 纤 基 站 组 合 可 构 成 大 中 容 量 宏 蜂 窝 基 站, 可 实 现 大 容 量 室 外 覆 盖 和 室 内 覆 盖, 适 用 于 密 集 城 区 一 般 城 区 城 市 郊 区 县 城 城 镇 等 话 务 量 较 大 的 区 域 室 内 支 持 靠 墙 安 装, 利 于 减 少 机 房 数 量, 降 低 建 网 成 本, 加 快 建 网 速 度 TD-SCDMA 智 能 天 线 前 已 述 及, 智 能 天 线 是 TD-SCDMA 系 统 不 可 或 缺 的 一 项 关 键 技 术 从 结 构 上 讲, 智 能 天 线 是 由 多 根 天 线 阵 元 以 一 定 空 间 分 布 所 组 成 的 阵 列 天 线, 智 能 天 线 阵 元 通 常 按 直 线 圆 周 圆 弧 或 平 面 等 距 排 列, 每 个 阵 元 为 全 向 天 线 或 定 向 天 线, 移 动 台 与 基 站 天 线 之 间 满 足 远 场 要 求 其 中, 线 阵 智 能 天 线 普 遍 采 用 并 馈 方 式 馈 电, 支 持 1880~1920MHz/2010~2025MHz 频 段 ; 天 线 单 端 口 增 益 在 15dBi 左 右, 垂 直 波 束 宽 度 在 6 ~7 左 右, 采 用 预 制 电 下 倾 方 式, 有 种 方 式 ;8 线 阵 天 线 尺 寸 在 1340mm 680mm 100mm 左 右 本 期 工 程 TD-SCDMA 网 络 大 多 使 用 摩 比 国 人 等 厂 家 生 产 的 TYDA-2015C8TX 型 线 阵 智 能 天 线, 其 基 本 性 能 指 标 天 线 及 天 线 方 向 性 图 分 别 见 表 和 图

37 表 本 期 工 程 TD-SCDMA 网 络 智 能 天 线 基 本 性 能 指 标 项 目 性 能 指 标 天 线 型 号 TYDA-2015C8TX 频 率 范 围 2010~2025 MHz 单 天 线 增 益 15 dbi 天 线 阵 元 数 目 8 输 入 阻 抗 50Ω VSWR <1.5 最 大 输 入 功 率 50W 天 馈 连 接 位 置 下 端 / 后 端 天 线 尺 寸 ( 高 宽 深 ) 1350mm 666mm 70mm 天 线 外 形 尺 寸 ( 高 宽 深 ) 1480mm 790mm 250mm 天 线 阵 重 量 20.5kg 最 大 风 荷 能 力 60m/s 电 子 下 倾 角 天 线 罩 材 料 玻 璃 纤 维 图 本 期 工 程 使 用 的 线 阵 智 能 天 线 及 天 线 方 向 性 图 Blue Pattern:H Plane pattern Red Pattern :E Plane pattern 该 方 向 性 图 为 2018MHz 时 天 线 方 向 性 图

38 3.3 TD-LTE 系 统 工 程 分 析 TD-LTE 网 络 结 构 TD-LTE 系 统 组 成 见 图 MME / S-GW MME / S-GW S1 S1 S1 S1 enb X2 enb E-UTRAN X2 X2 enb 图 TD-LTE 系 统 组 成 示 意 图 由 上 图 可 知,TD-LTE(E-UTRAN) 在 系 统 组 成 方 面 同 TD-SCDMA(UTRAN) 等 前 代 系 统 相 比 最 大 的 区 别 在 于 取 消 了 RNC,eNB 与 EPC 间 通 过 S1 接 口 直 接 相 连,eNB 与 EPC 节 点 多 对 多 连 接, 形 成 网 格 网 络, 而 enb 之 间 通 过 X2 接 口 直 接 相 连 EPC 可 分 为 控 制 面 实 体 MME 和 用 户 面 实 体 S-GW(SGW/PGW) S1 接 口 是 enb 与 EPC 之 间 的 接 口, 它 分 为 用 户 面 和 控 制 面 两 个 接 口 S1 的 控 制 面 接 口 (S1-MME) 提 供 enb 和 MME 之 间 的 信 令 承 载 功 能 S1 的 用 户 面 接 口 (S1-U) 提 供 enb 和 S-GW/P-GW 之 间 的 用 户 数 据 传 输 功 能 X2 接 口 是 enb 和 enb 之 间 的 接 口, 该 接 口 用 于 负 载 管 理 差 错 处 理 以 及 终 端 的 移 动 性 管 理, 用 户 面 接 口 称 为 X2-U, 控 制 面 接 口 称 为 X2-CP

39 3.3.2 TD-LTE 技 术 原 理 LTE(Long Term Evolution) 是 继 第 三 代 移 动 通 信 之 后 国 际 上 主 流 的 新 一 代 移 动 通 信 标 准,TD-LTE 是 时 分 双 工 (TDD,Time Division Duplex) 模 式 的 LTE 系 统, 是 TD-SCDMA 的 后 续 演 进 技 术 与 标 准 LTE 是 在 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 组 织 中 作 为 第 三 代 移 动 通 信 的 长 期 演 进 技 术 进 行 可 行 性 研 究 和 标 准 化 的, LTE 及 其 增 强 版 本 LTE-Advanced 的 研 究 和 标 准 化 受 到 了 全 球 运 营 商 和 设 备 商 最 为 广 泛 的 支 持 和 参 与 LTE 系 统 以 正 交 频 分 复 用 (OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 和 多 输 入 多 输 出 (MIMO,Multiple Input Multiple Output) 技 术 为 基 础, 并 在 移 动 通 信 系 统 中 全 面 采 用 和 优 化 分 组 数 据 传 输 TD-LTE 系 统 为 了 满 足 LTE 对 系 统 容 量 性 能 指 标 传 输 时 延 部 署 方 式 业 务 质 量 复 杂 性 网 络 架 构 以 及 成 本 等 方 面 的 需 求, 在 网 络 架 构 空 口 高 层 协 议 以 及 物 理 层 关 键 技 术 方 面 作 出 了 重 要 革 新 (1) 接 入 网 架 构 方 面 : 采 用 扁 平 网 络 架 构, 简 化 网 络 接 口, 优 化 网 元 间 功 能 划 分 (2) 空 口 高 层 协 议 栈 方 面 : 通 过 简 化 信 道 映 射 方 式 和 RRC 协 议 状 态, 优 化 RRC 的 信 令 流 程, 降 低 了 控 制 平 面 和 用 户 平 面 的 时 延 ; 并 针 对 分 组 数 据 包 传 输 的 特 点, 通 过 对 资 源 分 配 和 调 度 机 制 进 行 优 化, 进 一 步 提 升 了 传 输 效 率 (3) 空 口 物 理 层 方 面 : 支 持 可 变 传 输 带 宽, 实 现 各 种 场 景 下 对 带 宽 的 灵 活 配 置 ; 应 用 基 于 OFDM 的 多 址 接 入 技 术 及 其 传 输 方 式 ; 引 入 先 进 的 多 天 线 技 术 来 提 升 系 统 容 量 ; 优 化 和 提 升 基 于 分 组 域 数 据 调 度 传 输 特 点 的 物 理 层 过 程 TD-LTE 关 键 技 术 TD-LTE 系 统 采 用 了 时 分 双 工 多 址 接 入 技 术 多 天 线 技 术 信 道 编 码 自 适 应 链 路 调 制 干 扰 协 调 等 多 项 关 键 技 术, 具 有 物 理 层 帧 结 构 资 源 分 配 方 式 控 制 信 道 和 同 步 方 式 实 现 的 主 要 特 点 部 分 主 要 关 键 技 术 简 述 如 下 : (1)TDD 双 工 技 术 对 于 TDD 双 工 方 式 的 宏 蜂 窝 系 统, 上 下 行 传 输 信 号 在 同 一 频 带 内, 通 过 将 信 号

40 调 度 到 不 同 时 间 段, 采 用 非 连 续 方 式 发 送, 并 设 置 一 定 的 时 间 间 隔 方 式 以 避 免 上 下 行 信 号 间 干 扰 在 未 来 的 第 4 代 移 动 通 信 系 统 IMT-Advanced 中, 由 于 TDD 系 统 具 有 频 谱 利 用 率 高 等 众 多 的 优 势,ITU 为 TDD 系 统 分 配 了 更 多 的 非 对 称 频 谱, 使 得 TDD 双 工 方 式 在 未 来 的 移 动 蜂 窝 系 统 中 必 将 得 到 更 为 广 泛 的 应 用, 并 日 益 成 为 主 流 的 双 工 应 用 方 式 作 为 未 来 移 动 通 信 的 主 要 标 准, 在 LTE 标 准 体 系 架 构 中 同 时 支 持 FDD 和 TDD 两 种 双 工 方 式 其 中, 基 于 TDD 双 工 方 式 TD-LTE 的 标 准 制 式, 在 双 工 方 式 上 具 有 以 下 4 方 面 的 优 势 :1 频 谱 配 置 灵 活, 利 用 率 高 ;2 灵 活 的 上 下 行 资 源 比 例 配 置, 更 有 效 地 支 持 非 对 称 的 IP 分 组 业 务 ;3 利 用 信 道 对 称 性 特 点, 提 升 系 统 性 能 ;4 TDD 双 工 方 式 在 一 些 先 进 技 术 ( 如 干 扰 协 调 多 点 协 作 等 ) 的 应 用 方 面 有 着 天 然 的 优 势 (2) 正 交 频 分 多 址 接 入 技 术 对 于 无 线 移 动 通 信 来 说, 选 择 适 当 的 调 制 和 多 址 接 入 方 式 以 实 现 良 好 的 系 统 性 能 至 关 重 要 在 2G 通 信 系 统, 主 要 采 用 的 是 频 分 复 用 和 时 分 复 用,3G 通 信 系 统 则 引 入 了 码 分 复 用 这 种 调 制 和 多 址 技 术 的 演 进, 可 以 认 为 是 移 动 通 信 系 统 中 代 的 概 念 的 主 要 特 征 之 一 OFDMA 正 交 频 分 多 址 接 入 方 式, 本 质 上 仍 然 是 一 种 频 分 复 用 多 址 接 入 技 术, 不 同 的 用 户 被 分 配 在 各 子 载 波 上, 通 过 频 率 资 源 上 的 正 交 方 式 来 区 分 用 户 在 TD-LTE 系 统 中, 多 址 接 入 技 术 在 下 行 方 向 上 采 用 了 OFDMA 的 复 用 方 式, 为 了 确 保 终 端 功 放 的 效 率,LTE 系 统 的 物 理 层 多 址 方 案 下 行 方 向 均 采 用 基 于 循 环 前 缀 (Cyclic Prefix,CP) 的 OFDMA; 上 行 方 向 则 采 用 基 于 循 环 前 缀 的 单 载 波 频 分 多 址 (Single Carrier - Frequency Division Multiplexing Access,SC-FDMA) OFDMA 作 为 未 来 无 线 通 信 应 用 的 主 要 多 址 接 入 技 术, 相 对 于 其 他 多 址 方 式, 具 有 以 下 6 方 面 的 优 势 :1 频 谱 效 率 更 高 ;2 接 收 信 号 处 理 更 为 简 单, 降 低 了 接 收 机 的 实 现 复 杂 度 ;3 带 宽 扩 展 性 强 ;4 易 于 与 多 天 线 技 术 (MIMO) 结 合, 提 升 系 统 性 能 ;5 易 于 与 链 路 自 适 应 技 术 结 合 ;6 易 于 MBMS 业 务 的 传 输 (3) 多 天 线 技 术 MIMO( 多 输 入 多 输 出 ) 系 统 的 基 本 思 想 是 在 收 发 双 端 采 用 多 根 天 线, 分 别 同

41 时 发 射 和 接 收, 通 过 空 时 处 理 技 术, 充 分 利 用 空 间 资 源, 在 无 需 增 加 频 谱 资 源 和 发 射 功 率 的 情 况 下, 成 倍 地 提 升 通 信 系 统 的 容 量 和 可 靠 性, 提 高 频 谱 利 用 率 智 能 天 线 是 一 种 重 要 的 多 天 线 技 术, 其 主 要 任 务 是 利 用 接 收 信 号 的 空 间 信 息, 通 过 阵 列 信 号 处 理 和 赋 形 技 术 来 改 善 链 路 和 系 统 的 质 量 多 天 线 技 术 在 TD-LTE 中 的 应 用 不 仅 表 现 为 收 发 天 线 数 的 明 显 增 加, 而 且 其 传 输 模 式 也 更 加 丰 富 如 前 所 述, 多 天 线 发 送 方 式 包 括 发 送 分 集 空 间 复 用 多 用 户 MIMO 和 波 束 赋 形 等, 在 上 行 链 路, 多 个 用 户 组 成 的 虚 拟 MIMO 也 进 一 步 提 高 了 上 行 的 系 统 容 量 TD-LTE 规 定 的 多 天 线 传 输 方 式 包 含 以 下 几 类 : 传 输 方 式 1: 单 天 线 传 输 模 式 ; 传 输 方 式 2: 传 输 分 集, 分 2 发 送 天 线 的 SFBC 和 4 发 送 天 线 的 SFBC+FSTD 两 种 方 案 ; 传 输 方 式 3: 主 传 输 方 式 为 开 环 空 间 复 用 ; 传 输 方 式 4: 主 传 输 方 式 为 闭 环 空 间 复 用 ; 传 输 方 式 5: 主 传 输 方 式 为 MU-MIMO; 传 输 方 式 6: 主 传 输 方 式 为 Rank=1 的 闭 环 空 间 复 用 ; 传 输 方 式 7: 基 于 专 用 导 频 的 单 流 波 束 赋 形 ; 传 输 方 式 8: 基 于 双 端 口 导 频 的 双 流 波 束 赋 形 (4) 链 路 自 适 应 调 制 技 术 链 路 自 适 应 技 术 是 指 系 统 根 据 当 前 获 取 的 信 道 信 息, 自 适 应 地 调 整 系 统 传 输 参 数 的 行 为, 用 以 克 服 或 适 应 当 前 信 道 变 化 带 来 的 影 响 该 技 术 主 要 包 含 两 方 面 内 容 : 1 信 道 信 息 的 获 取, 准 确 和 有 效 地 获 得 当 前 信 道 环 境 参 数, 以 及 采 用 什 么 样 的 信 道 指 示 参 数 能 够 更 有 效 和 准 确 地 反 映 信 道 的 状 况 ;2 传 输 参 数 的 调 整, 其 中 包 含 调 整 方 式 编 码 方 式 冗 余 信 息 发 射 功 率 以 及 时 频 资 源 等 参 数 的 调 整

42 通 常 情 况 下, 链 路 自 适 应 技 术 主 要 包 括 4 个 技 术 : 自 适 应 调 制 与 编 码 技 术 功 率 控 制 技 术 混 合 自 动 重 传 请 求 信 道 选 择 性 调 度 技 术 链 路 自 适 应 技 术 作 为 一 种 有 效 的 提 高 无 线 通 信 传 输 速 率 支 持 多 种 业 务 不 同 QoS 需 求 以 及 提 高 无 线 通 信 系 统 的 频 谱 利 用 率 的 手 段, 在 各 种 移 动 通 信 系 统 中 都 得 到 了 广 泛 的 应 用 随 着 移 动 通 信 的 不 断 发 展, 无 线 网 络 系 统 的 宽 带 化 OFDM 技 术 以 及 多 天 线 技 术 的 应 用, 链 路 自 适 应 技 术 也 从 一 维 扩 展 到 二 维 甚 至 多 维, 即 动 态 调 整 包 括 时 域 频 域 和 空 间 域 在 内 的 各 种 传 输 参 与 以 适 应 信 道 的 变 化 在 LTE 系 统 中 需 要 合 理 地 设 计 宽 带 OFDM 系 统 的 自 适 应 技 术, 进 一 步 有 效 地 利 用 系 统 的 时 频 资 (5)TD-LTE 系 统 帧 结 构 在 空 中 接 口 上,LTE 定 义 了 无 线 帧 来 进 行 信 号 的 传 输,1 个 无 线 帧 的 长 度 为 10ms 在 TDD 帧 结 构 中,10ms 的 无 线 帧 包 含 两 个 长 度 为 5ms 的 半 帧 (T f = T s =5ms), 每 个 半 帧 由 5 个 长 度 为 1ms 的 子 帧 (Subframe,30720 T s =1ms) 组 成, 包 含 4 个 普 通 子 帧 和 1 个 特 殊 子 帧 普 通 子 帧 包 含 两 个 0.5ms 的 时 隙 (Slot), 特 殊 子 帧 由 3 个 特 殊 时 隙 (UpPTS GP DwPTS) 组 成 可 以 通 过 配 置 不 同 的 时 隙 比 例 以 及 DwPTS/GP/UpPTS 的 长 度, 保 证 与 TD-SCDMA 的 共 存 TD-LTE 物 理 层 有 5ms 和 10ms 两 种 上 下 行 切 换 周 期 图 为 切 换 点 周 期 为 5ms 的 帧 结 构 图, 其 中 特 殊 时 隙 分 布 于 子 帧 1 和 子 帧 6 对 于 切 换 点 周 期 为 10ms 的 帧 结 构, 特 殊 时 隙 仅 分 布 于 子 帧 1 1 个 无 线 帧,T f =307200T s =10ms 1 个 半 帧,153600T s =5ms 1 个 时 隙 T slot =15360T s 30720T s 子 帧 #0 子 帧 #1 子 帧 #2 子 帧 #3 子 帧 #4 子 帧 #5 子 帧 #6 子 帧 #7 子 帧 #8 子 帧 #9 1 个 子 帧 30720T s DwPTS GP UpPTS DwPTS GP UpPTS 图 TD-LTE 物 理 层 帧 结 构 示 意 图 ( 切 换 点 周 期 为 5ms)

43 对 于 TDD 系 统, 上 下 行 在 时 间 上 分 开, 载 波 频 率 相 同, 即 在 每 10ms 周 期 内, 上 下 行 总 共 有 10 个 子 帧 可 用, 每 个 子 帧 或 者 上 行 或 者 下 行 TDD 帧 结 构 中, 每 个 无 线 帧 首 先 分 割 为 2 个 5ms 的 半 帧 TD-LTE 帧 结 构 存 在 多 种 时 隙 比 例 配 置, 可 以 分 为 5ms 周 期 和 10ms 周 期 两 类, 便 于 灵 活 地 支 持 不 同 配 比 的 上 下 行 业 务 在 5ms 周 期 中, 子 帧 1 和 子 帧 6 固 定 配 置 为 特 殊 子 帧 ;10ms 周 期 中, 子 帧 1 固 定 配 置 为 特 殊 子 帧 每 个 特 殊 子 帧 由 DwPTS GP UpPTS 3 个 特 殊 时 隙 组 成, 其 帧 结 构 特 点 如 下 : 上 下 行 时 序 配 置 中, 支 持 5ms 和 10ms 的 下 行 到 上 行 的 切 换 周 期 ; 对 于 5ms 的 下 行 到 上 行 切 换 点 周 期, 每 个 5ms 的 半 帧 中 配 置 一 个 特 殊 子 帧 ; 对 于 10ms 的 下 行 到 上 行 切 换 点 周 期, 在 第 一 5ms 子 帧 中 配 置 特 殊 子 帧 ; 子 帧 0 子 帧 5 和 DwPTS 时 隙 总 是 用 于 下 行 数 据 传 输,UpPTS 及 其 相 连 的 第 一 个 子 帧 总 是 用 于 上 行 传 输 特 殊 子 帧 中 DwPTS 和 UpPTS 的 长 度 是 可 配 置 的, 满 足 DwPTS GP UpPTS 总 长 度 为 1ms, 特 殊 子 帧 配 置 见 表 表 TD-LTE 系 统 特 殊 子 帧 的 配 置 表 单 位 : 符 号 特 殊 子 帧 配 置 常 规 循 环 前 缀 扩 展 循 环 前 缀 DwPTS GP UpPTS DwPTS GP UpPTS

44 与 FDD 系 统 相 比,TDD 优 点 之 一 是 可 以 灵 活 地 配 置 具 体 的 上 下 行 资 源 比 例, 以 更 好 地 支 持 不 同 业 务 类 型,TD-LTE 系 统 支 持 7 种 时 隙 比 例 配 置, 详 见 表 由 表 可 见, 对 于 5ms 周 期 的 帧 结 构, 两 个 半 帧 时 隙 比 例 一 致 ; 对 于 10ms 周 期 的 帧 结 构, 两 个 半 帧 时 隙 比 例 不 一 致 表 TD-LTE 系 统 上 下 行 子 帧 比 例 配 置 表 上 下 行 配 置 上 下 行 转 换 周 期 子 帧 号 ms D S U U U D S U U U 1 5ms D S U U D D S U U D 2 5ms D S U D D D S U D D 3 10ms D S U U U D D D D D 4 10ms D S U U D D D D D D 5 10ms D S U D D D D D D D 6 5ms D S U U U D S U U D 注 : 表 中 D 代 表 此 子 帧 用 于 下 行 传 输, U 代 表 此 子 帧 用 于 上 行 传 输, S 代 表 由 DwPTS GP UpPTS 组 成 的 特 殊 时 隙 北 京 移 动 TD-LTE 网 络 室 外 宏 基 站 子 帧 配 置 如 下 :TD-SCDMA 采 用 2:4 时 隙 配 置, 为 避 免 交 叉 干 扰,TD-LTE D 频 段 宏 基 站 根 据 上 行 业 务 需 求 情 况 可 全 网 将 业 务 子 帧 配 置 为 1:3, 特 殊 子 帧 配 置 为 10:2: TD-LTE 无 线 网 络 解 决 方 案 随 着 TD-LTE 移 动 通 信 技 术 的 发 展, 各 种 关 键 技 术 顺 利 解 决,TD-LTE 系 统 终 端 基 站 和 无 线 控 制 器 等 设 备 陆 续 推 向 市 场,TD-LTE 组 网 开 始 成 为 关 注 的 重 点 为 了 提 高 系 统 容 量 扩 大 基 站 覆 盖 范 围 保 证 信 号 传 输 质 量, 网 络 规 划 和 优 化 工 作 越 来 越 重 要 对 于 TD-LTE 网 络 运 营 商 而 言, 如 何 经 济 有 效 地 建 设 能 够 适 应 各 种 要 求 和 条 件 的 系 列 化 无 线 网 络 解 决 方 案 就 显 得 尤 为 重 要 目 前,TD-LTE 技 术 采 用 了 国 际 上 领 先 的 分 布 式 基 站 (BBU+RRU) 无 线 组 网 方 案, 即 利 用 基 带 IQ 信 号 拉 远 来 实 现 的 无 线 组 网 方 案 在 基 站 的 IQ 部 分 做 分 离, 把 原 有 的 基 站 设 计 成 基 带 单 元 (BBU) 和 射 频 远 端 单 元 (RRU) 两 部 分, 两 部 分 间

45 采 用 光 纤 来 替 代 射 频 馈 线 传 输 IQ 信 号 BBU+RRU 无 线 组 网 方 案 的 提 出, 很 好 的 解 决 了 现 有 GSM 网 络 馈 线 复 杂 工 程 施 工 难 度 大 等 问 题, 具 体 优 点 表 现 为 :1 利 用 几 根 光 纤 替 代 了 原 来 大 量 的 射 频 馈 线, 减 少 了 馈 线 数 量, 大 大 节 约 了 馈 线 成 本, 工 程 成 本 也 大 幅 减 少 ;2 一 个 BBU 可 以 连 接 多 个 RRU, 利 用 一 个 大 容 量 的 BBU 基 带 池 即 可 为 多 个 无 线 站 点 提 供 服 务, 简 化 了 无 线 组 网 设 计, 方 便 了 多 站 点 无 线 信 号 资 源 分 配 ;3 由 于 光 纤 传 输 距 离 远, 简 化 了 对 机 房 的 要 求 TD-LTE 系 统 的 BBU+RRU 无 线 组 网 方 案 见 图 path 智 能 天 线 射 频 馈 线 室 内 电 源 室 外 电 源 RRU1 避 雷 器 RRU2 避 雷 器 GPS 天 线 -48V 电 源 室 外 直 流 电 源 线 室 外 直 流 电 源 线 -48V 电 源 室 内 直 流 电 源 线 光 缆 传 输 电 缆 GPS 馈 线 BBU 图 TD-LTE 系 统 的 BBU+RRU 无 线 组 网 方 案 示 意 图 本 工 程 基 站 设 备 和 天 线 北 京 移 动 TD-LTE 基 站 频 段 分 为 D 频 段 (2570~2620MHz) 和 F 频 段 (1880~ 1900MHz), 其 中 F 频 段 TD-LTE 基 站 是 由 TD-SCDMA 基 站 升 级 而 成 D 频 段 和 F 频 段 的 TD-LTE 基 站 设 备 和 天 线 情 况 详 述 如 下 D 频 段 TD-LTE 基 站 (1) 基 站 设 备 本 期 工 程 D 频 段 TD-LTE 基 站 使 用 的 基 站 主 设 备 普 遍 为 华 为 中 兴 厂 家 的 产 品, 基 站 主 设 备 包 括 BBU( 分 布 式 基 带 处 理 单 元 )+RRU( 射 频 拉 远 单 元 ) 设 备

46 BBU 主 设 备 主 要 使 用 B8300 设 备, 该 设 备 最 大 可 支 持 6 块 TD-LTE 基 带 板, 每 块 TD-LTE 增 强 型 基 带 板 可 支 持 3 个 8 天 线 20MHz 载 波 或 者 6 个 2 天 线 20MHz 载 波 系 统 最 大 可 支 持 6 个 8 天 线 20MHz 载 波 的 S111 小 区 或 者 36 个 2 天 线 20MHz 载 波 的 O1 小 区 B8300 设 备 体 积 小, 深 度 仅 197mm, 对 狭 小 空 间 的 适 应 更 好, 具 有 更 强 的 环 境 适 应 性 ; 安 装 灵 活, 可 独 立 安 装 挂 墙 安 装, 降 低 对 机 房 的 要 求 RRU 设 备 一 般 选 用 8 通 道 RRU 设 备, 是 基 站 的 中 频 射 频 部 分 它 通 过 光 纤 与 BBU 相 连, 并 与 BBU 一 起 构 成 完 整 的 基 站, 其 主 要 设 备 特 点 : 支 持 双 极 化 智 能 天 线, 满 足 各 种 场 景 的 覆 盖 要 求, 满 足 大 容 量 情 况 下 的 功 率 要 求 ; 采 用 多 种 高 效 功 放 技 术, 高 效 节 能 ; 支 持 光 纤 到 塔 顶 ; 整 机 集 成 度 高 ; 体 积 小, 重 量 轻, 方 便 工 程 安 装, 便 于 快 速 建 网 ; 该 设 备 采 用 自 然 散 热 设 计, 无 噪 音 与 传 统 的 空 调 散 热 方 式 相 比, 可 节 省 耗 电 量 BBU 设 备 外 观 及 主 要 性 能 指 标 分 别 见 图 和 表 3.3-3, RRU 设 备 外 观 及 主 要 性 能 指 标 分 别 见 图 和 表 图 D 频 段 TD-LTE 系 统 使 用 的 BBU 基 带 单 元 设 备 图 表 D 频 段 TD-LTE 系 统 使 用 的 BBU 基 站 设 备 主 要 性 能 指 标 项 目 参 数 尺 寸 (mm) 满 配 重 量 典 型 配 置 功 耗 (W) 供 电 方 式, 允 许 电 压 变 化 范 围 工 作 温 度 工 作 湿 度 气 压 范 围 482.6mm*132.6mm*197mm ((W*H*D)) 3U 19'' 9kg 6*BPL1:550W -48VDC(-57V~-40V);220VAC(130V~300V) 长 期 :-10 ~+55 短 期 :-10 ~+60 长 期 :5%~95%RH 短 期 :5%~95%RH 70 ~ 106 kpa

47 安 装 方 式 enb 支 持 小 区 数 量 enb 最 大 吞 吐 量 19 英 寸 机 架 安 装 挂 墙 安 装 36Cells DL600Mbps;UL450Mbps; 每 小 区 最 大 RRC_Connectd 用 户 数 1200( 整 个 enb 的 RRC Connected 用 户 数 不 能 超 过 7200) 每 小 区 最 大 激 活 用 户 数 400( 整 个 enb 的 激 活 用 户 数 不 能 超 过 3600) 每 基 带 板 最 大 处 理 能 力 每 基 带 板 支 持 的 小 区 数 20MHz 载 波 时,3DL:1UL,DL90Mbps:UL15Mbps /2DL:2UL DL82Mbps:UL30Mbps Cells, 或 者 Cells 最 大 IP 接 口 数 2 最 大 RRU 光 接 口 数 18(6 块 BPL1) X2 接 口 连 接 的 enodeb 最 大 数 目 32 S1 接 口 连 接 的 MME 最 大 数 目 16 图 D 频 段 TD-LTE 系 统 使 用 的 RRU 设 备 外 观 图

48 表 双 工 方 式 频 率 范 围 载 波 带 宽 D 频 段 TD-LTE 系 统 使 用 的 RRU 设 备 主 要 性 能 指 标 TDD 2575MHz~2615MHz 5MHz/10MHz/15MHz/20MHz 最 大 输 出 功 率 25W( 设 备 标 称 功 率, 实 际 使 用 根 据 网 络 需 要 可 调 ) 接 收 机 灵 敏 度 总 重 量 外 形 尺 寸 -105dBm@ 单 通 道 18kg 423mm*395mm*125mm ( WxHxD) 工 作 电 源 -48V DC(-60V~-36V)220VAC(130V-300V, 外 置 ) 功 耗 40M:<580W(DL/UL 3:1) /<400W(DL/UL 2:2) 工 作 环 境 无 气 候 防 护 场 所 固 定 使 用 ( 室 外 ) 温 度 ( ) 长 期 :-40 ~55, 短 期 :-40 ~70 相 对 湿 度 (%) 5~100 温 度 变 化 率 ( /min) 0.5 气 压 (kpa) 70~106 (2) 基 站 天 线 TD-LTE 基 站 一 般 使 用 8 通 道 智 能 天 线, 通 常 采 用 双 极 化 定 向 天 线 根 据 北 京 移 动 设 备 采 购 情 况, 本 期 工 程 D 频 段 TD-LTE 基 站 主 要 使 用 摩 比 国 人 等 厂 家 生 产 的 智 能 天 线, 各 厂 家 天 线 设 备 类 型 参 数 相 近, 使 用 的 天 线 外 观 及 方 向 性 图 见 图 3.3-6, 天 线 基 本 性 能 指 标 见 表

49 蓝 色 : 水 平 方 向 性 图 红 色 : 垂 直 方 向 性 图 (a) 天 线 外 观 图 (b) 天 线 方 向 性 图 图 D 频 段 TD-LTE 系 统 使 用 的 智 能 天 线 外 观 及 方 向 性 图 表 D 频 段 TD-LTE 系 统 使 用 的 智 能 天 线 基 本 性 能 指 标 项 目 指 标 频 率 范 围 (MHz) 1710~2690 极 化 方 式 电 下 倾 角 ( o ) 增 益 (dbi) +45 o,-45 o 0~10, 连 续 可 调 15dBi 水 平 半 功 率 波 瓣 宽 度 ( o ) 60~63 垂 直 半 功 率 波 瓣 宽 度 ( o ) 5~7 最 大 输 入 功 率 (W) 250 ( 环 境 温 度 为 50, 为 天 线 最 大 承 受 功 率 输 入 值 ) 端 口 阻 抗 (Ω) 50 天 线 尺 寸 (H*W*D)( mm) 1536 * 349 * 166 天 线 重 量 (kg) 19.9 工 作 温 度 ( ) -55~ F 频 段 TD-LTE 基 站 (1) 基 站 设 备 本 期 工 程 F 频 段 TD-LTE 基 站 使 用 的 基 站 主 设 备 包 括 BBU( 分 布 式 基 带 处 理 单 元 )+RRU( 射 频 拉 远 单 元 ) 设 备

50 BBU 主 设 备 多 为 B328 型, 是 目 前 业 界 体 积 最 小 功 耗 最 小 的 大 容 量 BBU( 分 布 式 基 站 基 带 单 元 ), 满 足 各 种 大 容 量 场 景 应 用, 其 基 本 性 能 指 标 见 表 表 F 频 段 TD-LTE 系 统 使 用 的 BBU 设 备 性 能 指 标 项 目 性 能 指 标 重 量 170kg 尺 寸 1200mm 600mm 600mm 基 站 最 大 配 置 72 载 扇 ( 单 机 架 可 升 级 支 持 144 载 扇 ) Iub 接 口 支 持 类 型 同 步 方 式 供 电 方 式 允 许 电 压 变 化 范 围 最 大 功 耗 / 平 均 功 耗 温 度 环 境 湿 度 环 境 E1/STM-1 支 持 GPS 时 钟 同 步 -48V DC -57V~-40V 400W/300W 长 期 工 作 条 件,-5 ~40 5%~95% RH 最 大 支 持 语 音 信 道 双 向 1728 接 收 机 噪 声 系 数 3.5 安 装 方 式 室 内 型, 可 靠 墙 摆 放 最 大 E1 数 32 最 大 STM-1 数 ( 包 括 信 道 化 和 非 信 道 化 ) 8 RRU 设 备 通 过 光 纤 与 近 端 BBU 连 接, 也 可 通 过 光 纤 与 远 端 BBU 连 接, 实 现 较 远 距 离 区 域 的 灵 活 覆 盖, 安 装 方 便, 支 持 室 外 抱 杆 安 装 和 靠 墙 安 装 射 频 单 元 RRU( 性 能 指 标 见 表 3.3-7) 设 备 是 目 前 常 用 的 塔 顶 单 元 设 备, 可 确 保 覆 盖 最 大 化

51 表 F 频 段 TD-LTE 系 统 使 用 的 RRU 设 备 性 能 指 标 项 目 性 能 指 标 重 量 28kg 尺 寸 480mm 440mm 200mm 配 置 原 则 通 常 每 扇 区 配 2 个 四 通 道 RRU(8 阵 元 智 能 天 线 ) 配 置 数 量 发 射 功 率 温 度 环 境 湿 度 环 境 防 雷 等 级 防 护 等 级 供 电 方 式 功 耗 ( 最 大 / 平 均 ) F 频 段 TD-LTE 最 多 支 持 单 载 波 配 置 33dBm/ 载 波 -40 ~55 5%~100%RH 电 源 口 C 级 防 雷 IP65 直 流 :-48V DC 240W/150W PA 效 率 >8% (2) 基 站 天 线 根 据 北 京 移 动 设 备 采 购 情 况, 本 期 工 程 F 频 段 TD-LTE 基 站 主 要 使 用 摩 比 国 人 等 厂 家 生 产 的 TYDA-2015C8TX 型 线 阵 智 能 天 线, 天 线 外 观 及 天 线 方 向 性 图 见 图 3.3-7, 天 线 基 本 性 能 指 标 见 表