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1、TD-SCDMA义乌小商品城覆盖解决方案专题研究报告,浙江移动规划技术部2009年9月,本报告根据浙江义乌小商品城覆盖面积大、容量需求大的特点，提出适合的室内覆盖解决方案并进行研究和测试验证，最终提供一套室内大覆盖面积、大容量需求的组网解决方案。,目录,3,中国小商品城场景概述,1,2,4,中国小商品城场景建设方案,后续新技术新方案考虑,研究结论与建议,中国小商品城介绍,中国小商品城坐落于浙江省义乌市，现拥有营业面积250余万平方米，由国际商贸城一期、国际商贸城二期、国际商贸城三期，商位4万个，从业人员20万多，日客流量20多万人次，是国际性的小商品流通、信息、展示中心，中国最大的小商品出口基
2、地之一。,义乌市国际商贸城三期位于福田路与诚信大道交叉口，占地面积524亩，总建筑面积118万平方米，是目前国内面积最大的单体建筑。建筑分为地上5层和地下1层，设计商位数15537个。,国际商贸城三期将是本课题的重点研究对象,国际商贸城三期介绍,小商品城场景组网面临的挑战,挑战,小商品城采用立体多小区的组网方式，存在着邻区同频干扰。室内分布系统不能采用智能天线技术，同频邻区之间的干扰难以抑制。,小商品城拥有4万余家商铺、几十万从业人员及客流，对语音和数据业务的需求量都极大。,小商品城场景平层面积极大，用户密度较高，在室内频率资源有限的情况下进行合理的频率规划难度较大。,小商品城场景覆盖创新点,
3、1,2,3,在采用立体小区结构的小商品城三期测试验证了空分复用方案，测试效果非常明显。在平面小区结构，如果单小区多个通道覆盖，且满足隔离度要求，也可以使用SDMA技术，获得多用户空分复用效果。,室内空分复用SDMA方案,室内同频联合检测方案,同频邻小区天馈改造方案,结合义乌小商品城覆盖面积大、容量需求高的特点，引入了提升容量、降低同频干扰的创新解决方案,对于室内同频小区交叠覆盖区域，通过使用定向覆盖天线可以在一定程度上降低交叠覆盖区的同频干扰，同时使得该区域覆盖小区数降低，降低了切换次数，提升切换性能。,通过引入同频多小区联合检测方案，对于室内这种无法使用智能天线波束赋形的场景，可以在一定程度
4、上提升用户容量，降低系统上行同频干扰。,目录,3,中国小商品城场景概述,1,2,4,中国小商品城场景建设方案,后续新技术新方案考虑,研究结论与建议,小商品城场景容量需求高,按照10的用户渗透率计算每小区需要2个 HSDPA载波，随着渗透率的提高，对HSDPA载波数的需求也更高。,数据业务容量估算,容量提升解决方案频率规划,精细化的小区划分和频率规划,原来用于室内的三个频点已经无法满足需求，在引入A频段之前，可以考虑把室外使用的6个频点引入室内。,为了满足目前阶段数据业务的需求，义乌小商品城每个覆盖小区需要24个H载波，1个语音载波。,采用合理的小区划分和频率规划方式提升容量。,三期分布方案,小
5、商品城一期频率规划,整体分区,楼层俯视分区,频率分配,小商品城二期频率规划,整体分区,频率分配,小商品城三期频率规划,每层的平面分区（共5层）,频率分配,容量提升解决方案上下行1:5时隙配置,在注重体现用户峰值速率的场景，考虑采用1：5时隙比例配置，进一步提升用户数据速率，理论峰值速率可从1.68Mbps提升到2.24Mbps。,需考虑的问题:上行伴随信道限制导致承载H用户数受限同频组网时的交叉时隙干扰问题A频段引入后，可以B频段3:3时隙配置承载R4业务，A频段1:5配置承载H业务,H载波上下行1:5时隙配置测试,近点,中点,分别在近点和中点对H载波1:5时隙配置进行了性能测试，速率提升效果
6、明显。小区内大多数区域下载速率能够到达1.8Mbps，在环境最优的区域内，下载速率可以到达2Mbps。,PCCPCH RSCP-45dBm,PCCPCH RSCP-65dBm,容量提升解决方案共时隙配置,HSDPA载波HS-DSCH和HS-SCCH 或DPCH共时隙配置，下行能够多出8个SF16码道作为HS-PDSCH，理论上会有280Kbps的下行速率提升。,共时隙配置测试,在小区中心，PCCPCH RSCP场强在-45dBm左右，实际测试下载速率为1.4Mbps与三时隙单独配置HS-PDSCH情况，没有区别，主要原因有下：1）扩频因子的影响，当SF为16时，相对于SF1而言，HS-PDSC
7、H吞吐量性能略有下降。2）时隙内HS-PDSCH功率与DPCH或HS-SCCH共享，HS-PDSCH载干比下降。3）时隙间HS-PDSCH功率差别，导致CQI反馈方差增大，HS-PDSCH调度速率波动增大。4）DPCH和HS-SCCH解调性能下降，受HS-PDSCH干扰影响,容量提升解决方案立体小区空分复用,由于楼层之间存在较大隔离度，因此各个通道的覆盖区域相对独立，能够应用空分复用技术，不同的用户使用相同的频时隙和码道资源，有效提升系统容量。,目前义乌国际商贸城三期采用立体小区的结构方式，多个楼层配置为同一个小区。结合这个特点，创新性的把空分复用SDMA技术引入到覆盖方案之中。,立体小区空分
8、复用测试验证,选取小区6的不同楼层和同层的不同通道进行空分复用验证测试,空分复用测试验证隔离度测试,上层对下层的层间隔离度平均达到了20dB，下层对上层的隔离度可以到达40dB，层间基本满足空分算法的隔离度要求，有利于多用户空分复用方案的实施和性能体现。,空分复用测试验证空分关闭两通道测试,用户1,用户2,关闭空分复用的情况下，两通道两用户的小区吞吐量达到1.2Mbps,空分复用测试验证两重空分,用户1,异层,用户2,同层,用户1,用户2,分别针对异层和同层情况进行了两重空分复用的测试验证，空分效果明显,空分复用测试验证空分关闭三通道测试,用户1,用户2,用户3,关闭空分复用的情况下，三通道三
9、用户的小区吞吐量达到1.2Mbps,空分复用测试验证同异层混合三重空分,用户1,用户2,用户3,在用户1、2同层与用户3异层的情况进行了三重空分复用的测试验证,空分复用测试分析,用户在不同通道下，且满足隔离度要求，空分算法打开后，小区单载波吞吐量可以接近没有空分算法时的N倍。通过此次室内多用户空分复用验证，充分说明在义务小商品城使用该技术是可行的，会成倍提升小区容量。,空分复用测试分析,小商品城场景同频干扰严重,国际商贸城三期逻辑分区示意图,16小区本区覆盖状况,17小区对16小区干扰状况,同频邻区对主测小区的干扰比较严重,创新性的把室内同频联合检测技术引入到义乌小商品城的覆盖方案之中,多小区
10、联合检测专利技术：单小区内联合检测进行信道估计时仅仅考虑本小区内的用户，提升性能不大。多小区联合检测可以消除来自小区内和其他小区用户的干扰。基站接收机综合考虑了接收到的多址干扰MAI和多径干扰ISI，在作了充分的信道估计的前提下，一步之内将所有用户的信号都分离开来，将有用信号提取出来，达到抗干扰的目的。,同频干扰解决方案室内同频联合检测,室内同频联合检测方案测试验证,在未进行天线改造的4、5小区分别针对语音和数据业务的加载情况进行了同频联合检测方案的验证测试,语音加载测试中，同频算法关闭时稳定保持4用户通话，同频算法开启时可稳定保持7用户通话,同频算法关闭的数据加载（PS64上行）,室内同频联
11、合检测方案测试验证,同频算法开启的数据加载（PS64上行）,测试结果验证了室内同频联合检测方案降低同频干扰的良好性能,通过打开同频联合检测算法，在同一个测试加载点上单个时隙可以接入并稳定保持4部语音，两个小区共8部终端，相对于同频联合检测算法关闭的情况，语音容量将近提升100%。,打开同频联合检测算法，PS64数据业务上行速率从 33.5Kbps提升至 53.2Kbps，速率提升较为明显，同频干扰影响降低。,室内同频联检方案测试分析,同频干扰解决方案天馈改造,为了降低对角相邻小区之间的同频干扰，在保证同频交界处覆盖的情况下，将同频小区交界处的部分天线由全向吸顶天线更换为定向吸顶天线，主力覆盖区
12、域朝向为小区内侧。,天馈改造方案测试验证干扰测试,改造前小区4内小区5场强,小区5信号在小区4内大于-85dBm的点占到了40.76%。,改造后小区4内小区5场强,改造后小区5的信号只有在小区4边角还有部分，大于-85dBm以上的点为32.37%。,测试结果显示天馈改造后同频小区的干扰减弱效果明显,天馈改造方案测试验证H容量加载测试,改造前同频加载单用户速率,改造后同频加载单用户速率,分别针对天馈改造前后的情况进行了H容量的加载测试，测试结果显示改造后速率提升明显。,空载单用户速率,天馈改造方案测试分析,目录,3,中国小商品城场景概述,1,2,4,中国小商品城场景建设方案,后续新技术新方案考虑
13、,研究结论与建议,平面小区组网,采用平面小区组网方案，降低同层小区之间的同频干扰。,平面上小区分布,截面上小区分布,引入平面小区组网结构，将会对整个室内分布系统的干扰、容量规划、切换、设备布配、相关技术应用等各个方面带来影响，需要全面考虑和评估。,容量提升A频段引入,随着用户平均速率需求日益提升，以及用户渗透率的逐步提高，后续必然要引入A频段进一步扩充室内容量。引入A频段之后，室内可以采用12个频点（分为2组）的组网方式，容量将会明显提升。,A频段引入小商品城一期规划,A频段引入小商品城二期规划,整体分区,频率分配,A频段引入小商品城三期规划,整体分区,频率分配,A频段载波高速接入方案,引进A
14、频段后，可以将A频段载波配置为1:5时隙来提高单载波及单用户下行速率。当支持A频段的终端申请H业务时，优先将用户分配到A频段载波上。B频段载波配置为R4和H载波，时隙比例3:3，用于承载R4业务和单B频段终端发起的业 务，尤其是HSUPA业务；A频段载波配置为H载波，时隙比例1:5，用于承载A+B频段终端发起的H业务。,RNC配置小区内资源池，即多个载波上配置不同的资源类型（R4或H载波），配置对应的资源。,1,接入或信道重配置时，RNC会判断终端是否支持H、PS数据业务、申请速率是否超过一定门限、是否支持A频段、支持H的能力（1.6M、2M）、频点支持的业务类型是否包括终端申请的业务类型等。
15、,2,通过判决后，需要根据SDCA对各载波、时隙优先级的排序，选择优先级最高的H载波和时隙进行进一步判决，判断该H载波上的伴随DPCH资源是否满足H接纳需要。,3,如果满足H需求，则可以接纳，否则选择优先级次高的载波和时隙。,4,A频段载波高速接入方案-用户接入过程,A频段载波高速接入方案-后期存在问题,上行一个时隙除去控制信道后，只能为单用户配置64Kbps的上行速率，在做交互类业务时会影响用户感受，PS调度开启也无法分配更多码道。,单载波多用户接入时，只有一个上行时隙，两用户接入，平均每用户32Kbps上行速率，由于上行速率受限，同时会影响用户的下载速率。,A频段全用于H业务，对R4的业务
16、只有B频段载波，R4拥塞时没有扩容余地，而且间接地对减少了只支持B频段终端的H业务容量。,只需软件配置,“小区软分裂”,CELL1,CELL1,CELL2,软件定义小区，无需修改室分系统，实现容量的灵活扩展和系统吞吐量的成倍提升 实现室内分布系统的覆盖与容量独立设计,容量提升小区分裂,容量提升小区分裂,小区分裂必然会增加频点规划难度，并且系统干扰分布会发生变化，需要进一步评估。,针对小商品城场景的小区分裂方式,容量提升HSDPA中TS0的使用,目前的N频点HSDPA系统中，辅载波的TS0码道资源暂时空闲。为充分利用时隙资源，提升HSDPA数据速率，可以考虑利用辅载波的TS0的资源承载HS-PD
17、SCH信道。单载波的理论峰值速率可以从1.68Mbps提升到约2.2Mbps。,目前3GPP协议还不支持使用TS0的资源用于传输HS-PDSCH。TS0资源利用的问题现正在标准研究和推动当中。,Floor79,f1,f2,f3,cell3,Floor46,f1,f2,f3,cell2,Floor13,f1,f2,f3,cell1,干扰带,干扰带,楼宇室内分布,干扰控制优化室内FODCA,基于AOA的FODCA策略为不同的区域设置不同的优先频点，对处于同一干扰区域的终端，接入或信道调整到不同小区的不同载波上，降低同频干扰。,干扰控制优化室内FODCA,国际商贸城三期立体小区结构举例假设小区4和小
18、区5使用的频点完全同频，并假设每层一个RRU，则可确定频率优先级。同频相邻小区同一层（同频干扰严重区域）的通道对应的频率优先级列表中靠前的频点尽量保证异频。小区5一层用户优先在频点F1上接入，其次是F2/F3/F4/F5;小区4一层用户优先在F5上接入业务,其次是F4/F3/F2/F1。即在相邻小区、相邻通道下的用户尽量使用异频频点接入，降低同频干扰的影响。当用户从通道1移动到通道2，则按照通道2的频率优先级重新进行信道资源分配,在用户均匀分布在各个楼层的情况下，室内FODCA可以降低同频邻区之间的同频干扰。,目录,3,中国小商品城场景概述,1,2,4,中国小商品城场景建设方案,后续新技术新方
19、案考虑,研究结论与建议,室内大容量需求覆盖场景，若满足隔离度要求，则可引入室内空分复用技术，大幅度提升用户速率和系统容量。隔离度大于15dB20dB的室内场景，空分复用成倍提升HSDPA速率。,1,2,4,3,目前三期小区RRU划分为南北划分，过道也为南北向。为了有效地利用同层空分，建议后续采用东西朝向划分小区，更加有利于空分，提升系统的吞吐量。,单层多小区室内组网，且无法通过频点规划规避同频邻区覆盖的场景，可考虑在局部使用定向天线代替全向天线，在一定程度上降低同频干扰。测试表明，通过使用定向天线可以提升用户C/I约510dB，HSDPA下行速率提升20%左右。,对于单层多小区室内组网场景，通
20、过引入同频多小区联合检测方案，可以一定程度上降低同频小区切换带上用户上行链路干扰水平，提升用户容量。,研究结论与建议,随着用户数增多、用户平均数据速率需求提升，后续扩容可以考虑引入A频段。在控制同频干扰的情况下考虑小区分裂。,5,6,8,7,对于用户数不多、而数据速率需求较高、注重发展数据卡用户的场景，在引入A频段之后，可以考虑后续使用上下行1：5时隙比例配置方案，提升单用户峰值速率。,为了提升资源利用率，如果标准允许，可以推动使用TS0的资源用于传输HS-PDSCH数据。,为了进一步降低同层多小区之间的同频干扰，后续可以考虑引入室内FODCA方案，降低系统同频干扰水平，进一步提升容量。,研究结论与建议,
