浅谈TD与GSM信号强度覆盖的差异
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。

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:
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常用天线增益 |
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天线型号 |
生产厂家 |
增益 |
水平波瓣角 |
垂直波瓣角 |
电气下倾 |
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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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开始走学术路线了。。。
呵呵 ,偶尔加一些技术的文章增点人气!@蛋王
好深奥 真的完全看不明=。=
到时候选网的时候再研究.
通信这技术,难懂啊…
呵呵 ,还行吧!@我心疯狂
技术贴啊,看不懂
这个还真专业。。我用手机能打电话发短信就行哈哈