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摘 要：阐述3G室内覆盖分布系统的建设必要性及室内覆盖的基本原理，分析CDMA室内覆盖分布系统与其他3G分布系统的设计上的异同，探讨以上分析结构对于CDMA室内覆盖的参考意义。
关键词：CDMA2000 分布系统 3G
中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）006-083-03
1 引言
当下国内三大运营商运营的3G系统分别是：中国电信CDMA2000，中国移动TD-SCDMA及联通的WCDMA。从制式上来，这三种3G系统都是源自CDMA技术。
随着经济的发展，各地高楼耸立，这些场所都采墙体材料，对无线电波有较强的屏蔽和吸收效果，造成手机无线信号较大的传输衰耗，在室内形成了移动信号的弱区甚至盲区，移动用户单向通话或通话时续时断，甚至会出现不在服务区的现象。解决室内覆盖问题对运营商和移动用户都是意义重大的事情。
2 室内分布系统的设计
室内分布系统的原理是利用室内天线分布系统将移动通信基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。无线室内覆盖系统主要由二部分组成（见图1）：信号源和室内天馈线分布系统。信号源主要分为两类：基站、射频拉远和直放站；室内天馈线分布系统由有源器件、无源器件、天线、缆线等组成。
图1 室内覆盖系统组成示意图
而就其系统组成结构分类的话，可分为同轴电缆分布系统、光纤分布系统、五类线分布方式、光电混和分布方式、泄漏电缆分布方式和多系统合路综合分布系统。针对普通楼宇室内环境进行的室内覆盖分布系统建设一般采用的是同轴电缆分布系统，若楼宇数量众多或单栋楼宇面积巨大，则主干采用光纤，由光远端机把信源信号放大。一般而言，室内分布系统设计指的就是上述这种方式。
3 CDMA室分系统与其他系统的异同
WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA都能在静止状态下提供2Mbit/s的数据传输速率，对三种3G系统在室内分布系统设计规划上，既有共同的特点，又一些关键技术仍存在着较大的差别，性能上也有所不同，表现出较大差异。
3.1 频段划分
表1 3G频段划分
这里不得不说的是C网由于现网设备只运营在2G频段（上行：825MHz—835MHz，下行：870MHz—880MHz），而国家下发的1900MHz频段作为现网的补充频段预留。
而TD-SCDMA在试验网还曾获得2010MHz-2025MHz的频谱，加上表1上国家规定的移动3G频段，TD-SCDMA共有35MHz的带宽。
3.2 双工模式
WCDMA与CDMA2000都是采用FDD（频分数字双工）模式，TD-SCDMA采用TDD（时分数字双工）模式。FDD是将上行（发送）和下行（接收）的传输使用分离的两个对称频带的双工模式，需要成对的频率，通过频率来区分上、下行，对于对称业务（如语音）能充分利用上下行的频谱，但对于非对称的分组交换数据业务（如互联网）时，由于上行负载低，频谱利用率则大大降低。TDD是将上行和下行的传输使用同一频带的双工模式，根据时间来区分上、下行并进行切换，物理层的时隙被分为上、下行两部分，不需要成对的频率，上下行链路业务共享同一信道，可以不平均分配，特别适用于非对称的分组交换数据业务（如互联网）。TDD的频谱利用率高，而且成本低廉，但由于采用多时隙的不连站覆盖半径较小，同时也造成抗衰落和抗多普勒频移的性能较差，当手机处于高速移动的状态下时通信能力较差。WCDMA与CDMA2000能够支持移动终端在时速500公里左右时的正常通信，而TD-SCDMA只能支持移动终端在时速120公里左右时的正常通信。TD-SCDMA在高速公路及铁路等高速移动的环境中处于劣势。
3.3 越区切换技术
WCDMA与CDMA2000都采用了越区“软切换”技术，即当手机发生移动或是目前与手机通信的基站话务繁忙使手机需要与一个新的基站通信时，并不先中断与原基站的联系，而是先与新的基站连接后，再中断与原基站的联系，这是经典的CDMA技术。“软切换”是相对于“硬切换”而言的。
而TD-SCDMA则是采用了越区“接力切换”技术，接力切换是一种改进的硬切换技术，可高切换成功率，与软切换相比可以减少切换时对邻近基站信道资源的占用时间。
3.4 三种3G的室内分布系统设计参数
由于三种制式的3G分属不同的运营商，各运营商对分布系统设计参数上要求也有着较大的差异。
3.4.1 CDMA2000的分布系统设计参数
（1）CDMA2000 1X信号覆盖电平。
标准层、裙楼：目标覆盖区域内95%以上位置，前向Ec≥-85dBm，Ec/Io≥-8dB；
地下层、消防及紧急通道：目标覆盖区域内95%以上位置，前向Ec≥-90dBm，Ec/Io≥-8dB；
电梯必须保证覆盖100%位置，前向Ec≥-90dBm，Ec/Io≥-8dB（前向空载）。
（2）CDMA2000 EV-DO信号覆盖要求。
标准层、裙楼：目标覆盖区域内95%以上位置，EvDO载波前向接收信号强度RXpower应大于-80dBm，C/I比应大于-5dB（边缘速率大于153.6kbps）；
电梯、地下层、消防及紧急通道：目标覆盖区域内95%以上位置，EvDO载波前向接收信号强度RXpower应大于-85dBm，C/I 比应大于-8dB（边缘速率大于76.8kbps）。
（3）接通率。
要求在目标覆盖区域内的98%位置，99%的时间移动台可接入网络。 （4）掉话率。
忙时话务统计：掉话率1%。
（5）切换成功率。
室内外小区和室内各小区之间的切换成功率>95%。
（6）信号外泄。
如室内外采用同频，室内导频在建筑物10米处的信号强度应比室外导频信号强度低10dB以上，且最大不得超过-90dBm；如室内外采用异频建设，则室内导频信号强度在建筑物10米处的泄漏不得超过-90dBm。
3.4.2 TD-SCDMA的分布系统设计参数
（1）接通率。
移动台在无线覆盖区域内90%的位置，99%的时间可接入网络。
（2）呼损率。
无线信号呼损：语音业务无线信号呼损不高于2%。
（3）差错率。
块差错率目标值（BLER Target）：语音1%，CS64K 0.1～1%，PS数据5～10%；PCCPCH RSCP≥-85dBm；PCCPCH C/I≥-3dBm。
（4）信号外泄。
室外信号泄漏强度：室内信号的外泄电平，在室外≥10m处PCCPCH RSCP≤-95dBm。
3.4.3 WCDMA的分布系统设计参数
（1）覆盖边缘导频（CPICH）（下行75%、上行50%）。
重要楼宇或区域（高速数据业务）：导频覆盖边缘场强≥-85dBm且Ec/Io≥-10；
次重要楼宇或区域（低速数据业务）：导频覆盖边缘场强≥-90dBm且Ec/Io≥-12；
一般性楼宇或区域（语音业务、可视电话业务）：导频覆盖边缘场强≥-95dBm且Ec/Io≥-14。
（2）通话效果。
对于12.2kbps 的语音业务，BLER<=1%
对于64kbps 的CS 数据业务，BLER<=0.5%
对于PS 数据业务，BLER<=10%
覆盖区域内通话应清晰，无断续、回声等现象。
（3）信号外泄。
导频信号在室外10米处≤-90dBm，或室外10米处小于室外主导频强度10dB以上。
（4）天线口输出功率。
一般区域0-5dBm，推荐3dBm左右；
特殊区域5-10dBm，推荐7dBm左右。
从上述三点上可以看出，无论在天线的建议输出功率、覆盖的边缘场强，还是在信号外泄等典型室内覆盖的设计参数上，三种3G制式所规定的指标都是有明显的区别。如果在同一楼宇内，建设三套不同的3G分布系统系统，虽然在最终的网络覆盖上能达成类似的良好效果，参数指标上的差异还是会形成结构上，主干功率分配上完成不同的三套分布系统设计。
3.5 分布系统设计流程
在室内覆盖分布系统的建设过程中，三种制式的分布系统就设计流程上来说基本是一致，遵循如图2的顺序。
4 对CDMA室分系统建设的参考意义
首先，现网CDMA2000室分在频段上，由于使用2G频段（800MHz），馈线或者空间传播损耗较小，比其他两种3G系统有优势。相同的楼宇结构下，可以使用更少的天线来覆盖相同区域，同时使用的信号源输出功率要求较其他系统更低。
然而在大型楼宇的分布系统设计中，采用多系统合路平台，将多家运营商的分布系统合路进一套上下行分缆的室分系统中（TD-SCDMA为时分的上下行，在POI系统中，TD-SCDMA系统仅在上行分路上进行信号合路）。由于CDMA系统使用的信号源输出功率不高，并且由于合路在2G频段，而其他3G系统均为POI合路器后端进行合路，所以CDMA系统要考虑预留更多的功率以应对信源输出不足及更多的器件插损。所以在POI合路的分布系统设计中，CDMA的天线口功率是首要满足的。
5 结束语
作为时下室外网络的对于室内的信号的补充和优化而进行的3G信号室内覆盖中，通过本文对三种3G室内覆盖系统的介绍和论述，可以认识到三种3G标准的室内覆盖分布系统设计的流程上基本是一致的，存在差异的是其频段、双工模式和分布系统参数上的差异。本文旨在通过技术和设计上的比较，在CDMA室内分布系统设计上带来一定的帮助。
参考文献：
[1] 宋燕辉.第三代移动通信技术[M].北京：人民邮电出版社，2009.
[2] 中国电信CDMA2000移动网络技术体制[S].2009.
[3] 陆健贤，叶银法，卢斌，等.移动通信分布系统原理与工程设计[M].北京：机械工业出版社，2008.
关键词：CDMA2000 分布系统 3G
中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）006-083-03
1 引言
当下国内三大运营商运营的3G系统分别是：中国电信CDMA2000，中国移动TD-SCDMA及联通的WCDMA。从制式上来，这三种3G系统都是源自CDMA技术。
随着经济的发展，各地高楼耸立，这些场所都采墙体材料，对无线电波有较强的屏蔽和吸收效果，造成手机无线信号较大的传输衰耗，在室内形成了移动信号的弱区甚至盲区，移动用户单向通话或通话时续时断，甚至会出现不在服务区的现象。解决室内覆盖问题对运营商和移动用户都是意义重大的事情。
2 室内分布系统的设计
室内分布系统的原理是利用室内天线分布系统将移动通信基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。无线室内覆盖系统主要由二部分组成（见图1）：信号源和室内天馈线分布系统。信号源主要分为两类：基站、射频拉远和直放站；室内天馈线分布系统由有源器件、无源器件、天线、缆线等组成。
图1 室内覆盖系统组成示意图
而就其系统组成结构分类的话，可分为同轴电缆分布系统、光纤分布系统、五类线分布方式、光电混和分布方式、泄漏电缆分布方式和多系统合路综合分布系统。针对普通楼宇室内环境进行的室内覆盖分布系统建设一般采用的是同轴电缆分布系统，若楼宇数量众多或单栋楼宇面积巨大，则主干采用光纤，由光远端机把信源信号放大。一般而言，室内分布系统设计指的就是上述这种方式。
3 CDMA室分系统与其他系统的异同
WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA都能在静止状态下提供2Mbit/s的数据传输速率，对三种3G系统在室内分布系统设计规划上，既有共同的特点，又一些关键技术仍存在着较大的差别，性能上也有所不同，表现出较大差异。
3.1 频段划分
表1 3G频段划分
这里不得不说的是C网由于现网设备只运营在2G频段（上行：825MHz—835MHz，下行：870MHz—880MHz），而国家下发的1900MHz频段作为现网的补充频段预留。
而TD-SCDMA在试验网还曾获得2010MHz-2025MHz的频谱，加上表1上国家规定的移动3G频段，TD-SCDMA共有35MHz的带宽。
3.2 双工模式
WCDMA与CDMA2000都是采用FDD（频分数字双工）模式，TD-SCDMA采用TDD（时分数字双工）模式。FDD是将上行（发送）和下行（接收）的传输使用分离的两个对称频带的双工模式，需要成对的频率，通过频率来区分上、下行，对于对称业务（如语音）能充分利用上下行的频谱，但对于非对称的分组交换数据业务（如互联网）时，由于上行负载低，频谱利用率则大大降低。TDD是将上行和下行的传输使用同一频带的双工模式，根据时间来区分上、下行并进行切换，物理层的时隙被分为上、下行两部分，不需要成对的频率，上下行链路业务共享同一信道，可以不平均分配，特别适用于非对称的分组交换数据业务（如互联网）。TDD的频谱利用率高，而且成本低廉，但由于采用多时隙的不连站覆盖半径较小，同时也造成抗衰落和抗多普勒频移的性能较差，当手机处于高速移动的状态下时通信能力较差。WCDMA与CDMA2000能够支持移动终端在时速500公里左右时的正常通信，而TD-SCDMA只能支持移动终端在时速120公里左右时的正常通信。TD-SCDMA在高速公路及铁路等高速移动的环境中处于劣势。
3.3 越区切换技术
WCDMA与CDMA2000都采用了越区“软切换”技术，即当手机发生移动或是目前与手机通信的基站话务繁忙使手机需要与一个新的基站通信时，并不先中断与原基站的联系，而是先与新的基站连接后，再中断与原基站的联系，这是经典的CDMA技术。“软切换”是相对于“硬切换”而言的。
而TD-SCDMA则是采用了越区“接力切换”技术，接力切换是一种改进的硬切换技术，可高切换成功率，与软切换相比可以减少切换时对邻近基站信道资源的占用时间。
3.4 三种3G的室内分布系统设计参数
由于三种制式的3G分属不同的运营商，各运营商对分布系统设计参数上要求也有着较大的差异。
3.4.1 CDMA2000的分布系统设计参数
（1）CDMA2000 1X信号覆盖电平。
标准层、裙楼：目标覆盖区域内95%以上位置，前向Ec≥-85dBm，Ec/Io≥-8dB；
地下层、消防及紧急通道：目标覆盖区域内95%以上位置，前向Ec≥-90dBm，Ec/Io≥-8dB；
电梯必须保证覆盖100%位置，前向Ec≥-90dBm，Ec/Io≥-8dB（前向空载）。
（2）CDMA2000 EV-DO信号覆盖要求。
标准层、裙楼：目标覆盖区域内95%以上位置，EvDO载波前向接收信号强度RXpower应大于-80dBm，C/I比应大于-5dB（边缘速率大于153.6kbps）；
电梯、地下层、消防及紧急通道：目标覆盖区域内95%以上位置，EvDO载波前向接收信号强度RXpower应大于-85dBm，C/I 比应大于-8dB（边缘速率大于76.8kbps）。
（3）接通率。
要求在目标覆盖区域内的98%位置，99%的时间移动台可接入网络。 （4）掉话率。
忙时话务统计：掉话率1%。
（5）切换成功率。
室内外小区和室内各小区之间的切换成功率>95%。
（6）信号外泄。
如室内外采用同频，室内导频在建筑物10米处的信号强度应比室外导频信号强度低10dB以上，且最大不得超过-90dBm；如室内外采用异频建设，则室内导频信号强度在建筑物10米处的泄漏不得超过-90dBm。
3.4.2 TD-SCDMA的分布系统设计参数
（1）接通率。
移动台在无线覆盖区域内90%的位置，99%的时间可接入网络。
（2）呼损率。
无线信号呼损：语音业务无线信号呼损不高于2%。
（3）差错率。
块差错率目标值（BLER Target）：语音1%，CS64K 0.1～1%，PS数据5～10%；PCCPCH RSCP≥-85dBm；PCCPCH C/I≥-3dBm。
（4）信号外泄。
室外信号泄漏强度：室内信号的外泄电平，在室外≥10m处PCCPCH RSCP≤-95dBm。
3.4.3 WCDMA的分布系统设计参数
（1）覆盖边缘导频（CPICH）（下行75%、上行50%）。
重要楼宇或区域（高速数据业务）：导频覆盖边缘场强≥-85dBm且Ec/Io≥-10；
次重要楼宇或区域（低速数据业务）：导频覆盖边缘场强≥-90dBm且Ec/Io≥-12；
一般性楼宇或区域（语音业务、可视电话业务）：导频覆盖边缘场强≥-95dBm且Ec/Io≥-14。
（2）通话效果。
对于12.2kbps 的语音业务，BLER<=1%
对于64kbps 的CS 数据业务，BLER<=0.5%
对于PS 数据业务，BLER<=10%
覆盖区域内通话应清晰，无断续、回声等现象。
（3）信号外泄。
导频信号在室外10米处≤-90dBm，或室外10米处小于室外主导频强度10dB以上。
（4）天线口输出功率。
一般区域0-5dBm，推荐3dBm左右；
特殊区域5-10dBm，推荐7dBm左右。
从上述三点上可以看出，无论在天线的建议输出功率、覆盖的边缘场强，还是在信号外泄等典型室内覆盖的设计参数上，三种3G制式所规定的指标都是有明显的区别。如果在同一楼宇内，建设三套不同的3G分布系统系统，虽然在最终的网络覆盖上能达成类似的良好效果，参数指标上的差异还是会形成结构上，主干功率分配上完成不同的三套分布系统设计。
3.5 分布系统设计流程
在室内覆盖分布系统的建设过程中，三种制式的分布系统就设计流程上来说基本是一致，遵循如图2的顺序。
4 对CDMA室分系统建设的参考意义
首先，现网CDMA2000室分在频段上，由于使用2G频段（800MHz），馈线或者空间传播损耗较小，比其他两种3G系统有优势。相同的楼宇结构下，可以使用更少的天线来覆盖相同区域，同时使用的信号源输出功率要求较其他系统更低。
然而在大型楼宇的分布系统设计中，采用多系统合路平台，将多家运营商的分布系统合路进一套上下行分缆的室分系统中（TD-SCDMA为时分的上下行，在POI系统中，TD-SCDMA系统仅在上行分路上进行信号合路）。由于CDMA系统使用的信号源输出功率不高，并且由于合路在2G频段，而其他3G系统均为POI合路器后端进行合路，所以CDMA系统要考虑预留更多的功率以应对信源输出不足及更多的器件插损。所以在POI合路的分布系统设计中，CDMA的天线口功率是首要满足的。
5 结束语
作为时下室外网络的对于室内的信号的补充和优化而进行的3G信号室内覆盖中，通过本文对三种3G室内覆盖系统的介绍和论述，可以认识到三种3G标准的室内覆盖分布系统设计的流程上基本是一致的，存在差异的是其频段、双工模式和分布系统参数上的差异。本文旨在通过技术和设计上的比较，在CDMA室内分布系统设计上带来一定的帮助。
参考文献：
[1] 宋燕辉.第三代移动通信技术[M].北京：人民邮电出版社，2009.
[2] 中国电信CDMA2000移动网络技术体制[S].2009.
[3] 陆健贤，叶银法，卢斌，等.移动通信分布系统原理与工程设计[M].北京：机械工业出版社，2008.