浅谈TD与GSM信号强度覆盖的差异

发布时间: 2009-12-26 分类: 微存档 作者:杨祖江 8 个吐槽

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伴随着我国改革开放的不断深入和国民经济的快速发展,中国移动和中国联通分别建设了全世界第一大的GSM移动通信网络和第二大的CDMA移动通信网络。在第一代和第二代移动通信系统中,由于我国起步较晚,技术基础薄弱,基本上受制于人。国内通信公司没有占据本应属于他们的巨大市场分额,国外的多家企业在中国市场龙争虎斗,大获其利。因此,我国希望在第三代移动通信的发展中抓住机遇,争取有个整体的突破。在国家的大力支持下,2000年,中国提出的TD-SCDMA技术正式成为国际第三代移动通信标备,2007年,中国在十个城市中大规模正式建网,2007年年底,深圳进行TD网络优化。

深圳XX公司在实际的测试发现,在很多同等物理环境下(共站,共址,天线方向角一样,天线挂高一样),但在相同的测试路线中信号强度相差较大。

下图为滨河大道在湖北大厦的一段路,使用的测试软件为鼎立Pilot Pioneer3.5.0.11,TD-SCDMA采用大唐8110,GSM网络采用SAGEM OT106。为了让双网的测试轨迹图能在一幅图上直观明了的体现,我们把GSM的轨迹略往上移了下。细的轨迹图为GSM,粗的为TD。

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

在上图中,我们不难发现,在同一位置,相同物理条件的情况下,GSM跟TD的信号覆盖强度存在20多dBm的差距。为什么会有如此大的差距呢?下面我们从几方面进行简单的分析。

 

1、    载波发射功率(室外):

GSM

在深圳,室外大站200站已销声匿迹,现网的都是2000系列的基站。

900频段,2000基站,载波发射功率取值范围为31到47dBm,现网绝大部分载波开到43或45dBm,湖北大厦M1功率为43dBm。

1800频段,2000基站,载波发射功率取值范围为33到45dBm,现网载波功率绝大多数为43或45dBm。

TD

书籍记载,TD又分为单天线三载波和单天线单载波,深圳室外均采用单天线三载波形式。

单天线单载波最大发射功率为25dBm,单天线三载波在深圳最大发射功率为33dBm。

差距:

在各种物理条件相同的情况下,不考虑其它因素,都以最大发射功率值来计算差距的话,那么:

GSM 900比TD单天线三载波信号强度强出14dBm;

GSM 1800比TD单天线三载波信号强度强出12dBm;

 

2、    天线的增益:

天线的辐射特性参数主要包括:增益、水平半功率宽度、垂直半功率宽度等。其中,天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力,它是选择基站天线最重要的参数之一,增加增益其实也就是增加信号强度,增大网络的覆盖范围。

深圳GSM网络中常用天线的增益:

常用天线增益

天线型号

生产厂家

增益

水平波瓣角

垂直波瓣角

电气下倾

7217.04

阿尔贡

15.5

65

13

0

739 655

凯瑟林

15.5

90

10

0

739 622

凯瑟林

15.5

65

15

0

739 650

凯瑟林

17

90

7

0

7218.05

阿尔贡

18

65

6.5

0

7217.03

阿尔贡

15

65

13

7


 

 

TD天线增益:

TD天线为智能天线,智能天线是一种安装在基站现场的双向天线,它通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性,并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。TD-SCDMA系统现网的智能天线是由6个天线单元的同心阵列组成的,增益为9dB。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,利用波的干涉原理可以产生强方向性的辐射方向图,使用DSP方法使主瓣自适应地指向移动台方向,就可达到提高信号的载干比,降低发射功率等目的。智能天线的上述性能允许更为密集的频率复用,使频谱效率得以显著地提高。

差距:

在各种物理条件相同的情况下,不考虑其它因素,只单纯以天线增益来计算差距。

深圳GSM最最常用的天线为7217.04和739 655,增益都是15.5,

那么,最常用的GSM天线增益比TD天线增益信号强度强出6.5dBm;

 

1、    采用模式:

GSM因采用TDMA方式,信号强度不会增加或减少,

TD-SCDMA系统是采用TDD(时分双工)方式的,也就是说系统和终端都是一半时间是在收信号,另一半时间在发信号,据一些书箱的保守数据推算,TD的半收半发,信号强度至少减少3dB。

差距:

GSM制式比TD制式信号强度强出3dBm;

 

 

 

2、    空间损耗:

根据自由空间电波损耗公式:

Lbs =32.45+20lgF(MHz)+20lgD(km);

移动GSM900常规频段:上行890-909MHz/下行935-954MHz

移动GSM1800常规频段:上行1710-1730MHz/下行1805-1825MHz

TD核心频段:2010-2025MHz

差距:

    其中,D为传输距离,F为电波频率,可推算900M和两个系统的空间损耗差为:

△L=20log2020-20log900≈7dB

△L=20log1800-20log900=6dB

因此,同等距离TD-SCDMA系统的空间损耗比与GSM900M系统大7dB左右。而且TD的频率(波长)远远高过GSM900\1800,因此损耗\衍射能力衰减的更快。

 

 

3、    其它问题:

l  由于现在TD终端仍然不成熟,存在不少接收场强比一般GSM测试手机弱出不少的情况;

l  同是TD测试手机,也存在测试强度有差异的情况;

l  还是终端问题,由于终端耗电过大,用户终端发射功率不能设的太大,故终端接收半径面积会缩小;

l  软件方面也存在不少BUG,比较鼎利的前台跟后台同样是统计覆盖率跟掉话率,二者统计出来的结果是不一样的。

 

总结:

综合上面各罗列的各种情况,我们认为,在同一位置,相同物理条件的情况下,GSM信号比TD信号覆盖强度强出15-20dBm是一个非常正常的值。

在市区,由于基站密集,绝大部分区域、道路的GSM信号强度在50、60dBm之间,由于TD基站基本上也是采用共址共建的方式,所以在相同区域或道路,TD信号弱上15-20dBm后,仍然是一个较强的覆盖值,测试人员不留意观察的话,基本较难去发现。

在效区、高速、铁路,这种信号覆盖变化的情况就非常明显了,因为在这些地方,受到地形、投资等影响,GSM信号本来可能就在-80多dBm波动的,而TD基站信号强度下降15-20dBm后,信号强度就可能接近-100dBm,轨迹图就是红色的了,跟GSM一对比就显得非常醒目。

所以,测试人员在进行双网测试时,按保守的方法去推算,如果TD信号比GSM信号弱了10多dBm,这应该是一个正常的现象,而无需每次去怀疑TD基站没有正常工作,当然,为了安全起见,叫RNC核实是最明智的。

我们已经找到了TD信号比GSM信号弱的原因,下一次,我们将探讨如何去加强TD基站的覆盖。

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标签: TD, GSM, 信号强度覆盖

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8 个吐槽 »

  1. 开始走学术路线了。。。

  2. 呵呵 ,偶尔加一些技术的文章增点人气!@蛋王

  3. 好深奥 真的完全看不明=。=

  4. 到时候选网的时候再研究.

  5. 通信这技术,难懂啊...

  6. 呵呵 ,还行吧!@我心疯狂

  7. 技术贴啊,看不懂

  8. 这个还真专业。。我用手机能打电话发短信就行哈哈

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