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TDSCDMA与GSM系统共站设计初探

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来源: 作者: 2019-03-21 11:10:53

广东省电信规划设计院有限公司无线通信咨询设计院

一、引言

3G络建设是一个系统工程,涉及面广、投资巨大、周期长。其中,在基站的选择上需要花费很长的时间。考虑到GSM已有的众多基站资源,可以采用TD-SDCMA与GSM已有基站共站的方式。这样不仅节省了络建设时间,而且可以在很大程度上节约成本。尽快推出业务才能在市场取得先机。为使移动运营商在竞争中取得有利地位,获得3G牌照后可以迅速地开展络建设,我们建议移动运营商采用TD-SDCMA与GSM已有基站共站的方式。

二、TD-SCDMA与GSM系统共站的可行性

新建TD-SCDMA系统无线基站机房的配置情况,与现有GSM系统无线基站机房的配套基本一致。

此外,新建TD-SCDMA系统无线基站机房,除无线主设备外,还必须完成其他相应的配套建设。

进行无线基站机房标准化装修,及机房照明、消防、空调、馈线孔、走线架等。

新建基站电源系统,380V或220V市电引入,交流供电系统(可加装电涌保护装置)、交流配电箱、-48V开关电源系统、48V蓄电池。

新建传输设备,有线传输或无线传输。

新建安装天线设备的支撑杆、铁塔或通信杆,并需新建防雷保护系统等。

不难发现,新建TD-SCDMA系统无线基站机房所需要的配套建设与GSM系统无线基站机房的已有配套基本相同。因此,在GSM站址位置满足TD-SCDMA站址布局要求的前提下,对GSM系统无线基站机房进行相应的改造,TD-SCDMA与GSM系统共站是基本可行的。

三、共站设计的解决思路

虽然我们认为TD-SCDMA与GSM系统共站设计是可行的,但现有的GSM系统无线基站机房的条件不尽相同,因此在实际的共站设计时会遇到一些困难。

(一)机房面积

新建TD-SCDMA系统与GSM系统共用机房,需在原有机房增加一架TD-SCDMA机架。如果无线基站机房已规划远期扩容位,则TD-SCDMA无线设备可以直接安装于远期扩容位。如果无线基站机房没有规划远期扩容位,可以通过调整原有GSM系统无线设备安装位置或调整GSM系统的设备配置来解决。另外,还可以启用或租赁GSM系统机房隔壁的房间作为新机房。

(二)楼板承重

在进行TD-SCDMA与GSM共站设计时,需要对机房承重进行重新测算。在满足基站设备承重要求后,方可安装设备。尤其对于利用不在一层的商品房(居民住宅、商用办公楼等)作为通信基站机房的情况,由于其楼面承载能力较差,需要特别注意承重的问题。为确保机房承载安全,需将机房的设备平面布置图委托建筑设计单位进行核算,若达不到要求,必须采取相应加固措施或在原机房隔壁新规划一房间作为机房。

(三)机房电源

针对现有GSM系统基站设备所需直流电源与TD-SCDMA系统不同的情况,第一种情况,TD-SCDMA系统与GSM系统共用电源,可通过DC/DC转换设备将原+24V直流转换成-48V直流,并通过对原+24V电源系统进行核算,对+24V电源系统进行扩容,以满足同时向GSM系统及TD-SCDMA系统供电的需求。第二种情况,TD-SCDMA系统新建一套电源系统,则需要核实原电源系统的交流容量、机房的面积及楼板负荷。

(四)天馈系统

原有天馈线系统改造主要应考虑以下几方面。

1.空间:需要为TD-SCDMA系统提供足够的空间来安装天线和馈线。

2.高度:需要为TD-SCDMA智能天线提供高度合适的安装位置。

3.隔离:TD-SCDMA天线的安装位置需考虑与本公司以及其他运营商的系统的隔离问题。

4.馈线选择:馈线的特性阻抗、工作频段等指标应与主设备相适应;馈线直径的选择需考虑覆盖需求、馈线长度、馈线路由和现场施工条件等因素。

5.美观安全:室外走线架必须考虑美观、安全等因素,电源线必须与馈线分开走线,电源线建议套防火PVC管,在条件允许情况下尽量采用盖式走线槽形式铺放馈线,达到既美观又安全的要求。其它创新解决方案也可考虑。

四、TD-SCDMA与GSM系统共站设计

(一)机房配套改造

1.机房工艺

通常情况下GSM系统无线基站机房不需进行机房工艺改造。若需要在原机房隔壁新规划一个新机房,则按通信机房标准要求进行机房装修。

2.设备安装

TD-SCDMA无线主设备安装于机房预留的远期扩容位,为满足机房承重要求,在必要时需进行设备位置调整。在进行设备位置调整时,除了要考虑承重因素,还应考虑以下因素。

(1)按设备类型分类摆放,设备布局规划做到让整个机房整齐和美观。

(2)考虑扩容发展需要适当预留相应位置。

(3)机房比较窄的情况下,可将机架背面免维护的设备贴墙安装。

(4)较重设备宜靠近主梁布置。

(5)设备避免集中布放,应尽可能均匀分布。

3.走线架

尽量考虑利用原有走线架,对于在新增TD-SCDMA无线主设备上方无走线架或原有走线架不能满足新系统的需求时,需对原有机房进行走线架改造。室外走线架必须考虑美观、安全等因素,电源线必须与馈线分开走线,电源线建议套防火PVC管,在条件允许情况下尽量采用盖式走线槽形式铺放馈线。也可考虑其它创新解决方案。

4.馈线孔

TD-SCDMA系统一般不建议采用7/8”馈线,较多的是采用1/2”馈线或1/4”馈线。以三扇区TD-SCDMA系统无线宏基站为例,统计无线基站由室内至室外需敷设的线缆数量如表1。

根据机房馈孔情况核实现有馈线位;若满足馈线和电源线安装要求,则不需新开馈线孔;若不满足,在综合考虑设备走线需求和机房条件的基础上,新开标准馈线孔。

(二)承重测算及改造

根据国家规范,利用普通民用房屋作为通信机房时需要对机房负荷进行承重测算评估。在承重测算评估工作中,有可能出现评估无法通过的站点。对于这些站点,应根据勘查情况和核算结果,可以采用加固处理措施。

1.考虑将机房内的非承重间墙拆除以卸除荷载。一般一堵3米长间墙的重量接近3吨,可以有效地降低荷载。

2.将机房内较重的设备通过用槽钢架起,将设备荷载直接传递到结构框架梁上。

3.在条件允许的前提下,在机房下层进行粘贴钢板、粘贴碳纤维材料等加固措施。

4.在以上措施都无法满足要求时,可以考虑通过扩大机房面积等手段处理。

(三)电源系统改造

1.交流电源系统

大多数TD-SCDMA设备采用-48V电源系统,GSM系统设备采用+24V电源系统;一般来说TD-SCDMA与GSM系统设备共用原+24V电源系统的交流负荷需求较小。针对交流负荷需求较大的情况进行负荷核算,如表2所示。

注:本期开关电源有功功率按安装6台30A/48V(TD)、9台40A/24V(2G)整流模块计算;典型TD基站电源机架满配置容量按360A/-48V、2G电源机架满配置按840A/+24V计算(以珠江电源为例),每个机房安装2台5匹空调(主备运行)。

2.直流电源系统

TD无线设备使用-48V高频开关组合电源系统,或者采用DC/DC变换器的方式与GSM设备共用原+24V开关电源系统。

由于尚未确定TD无线设备的厂家与型号,TD设备暂按照“主设备+功放”或“BBU+RRU”的方案进行电源系统的相关配置:本期负荷取35.5A/-48V,近期负荷取71A/-48V。开关电源系统需根据GSM负荷及TD新增负荷进行扩容,具体电源系统改造方案可根据情况采用以下方案。

(1)GSM设备采用+24V电源系统时,可考虑为TD设备新增1套独立的-48V电源系统;或采用DC/DC变换器的方式使TD设备与GSM设备共用电源系统,并对原整流系统进行相关扩容,及对部分蓄电池放电时间过短的基站进行扩容整改。

(2)GSM设备采用-48V电源系统时,应优先考虑TD设备与GSM设备共用-48V电源系统,并对原整流系统进行相关扩容,及对部分蓄电池放电时间过短的基站进行扩容整改;在原有电源系统使用时间过长、或者机架容量不能满足TD新增负荷需求的情况下,可以考虑新建一套独立-48V电源系统。

3.蓄电池

TD-SCDMA系统新增独立的-48V的蓄电池组需按照TD-SCDMA设备近期负荷进行配置;共用GSM电源系统时,根据TD-SCDMA新建后的所有负荷对蓄电池容量进行核算。若不满足放电时间要求可按照以下方案进行整改。方案一:基站蓄电池组容量较小,需更换为较大容量的蓄电池组;方案二:蓄电池组剩余容量少于80%,建议更换电池组。

(四)天馈系统设计

1.天线参数

TD-SCDMA系统使用智能天线,常见的智能天线的大小和重量如表3所示。

2.杆塔方式

GSM系统无线基站的天线一般采用支撑杆、龙架、升高架、铁塔、通信杆或美化天线等方式安装,可以通过对原有杆塔的改造来安装TD-SCDMA系统天线,常见的改造方式如表4所示。

除对原杆塔进行改造外,如果条件允许的情况,可以新建杆塔来安装TD-SCDMA系统天线。

3.隔离要求

为避免与其他无线系统共存造成相互之间的干扰,在TD-SCDMA天线安装时应考虑与其它系统的隔离度要求。建议的天线安装要求如下。

(1)同一TD-SCDMA系统基站三个扇区天线间的间距要求水平间距≥2m,如果条件不具备,特殊情况下可以≥1.5m。垂直间距(上层天线下缘与下层天线上缘)≥1.0m,特殊情况下可以≥0.5m。

(2)TD-SCDMA天线与GSM天线之间的间距要求TD-SCDMA圆阵在GSM定向天线主方向+/-90外,水平隔离距离为≥2m;TD-SCDMA圆阵在GSM定向天线背部(定向天线主方向+/-120外),水平隔离距离为≥2m,垂直隔离距离≥1m。

TD-SCDMA线阵和GSM定向天线并排同向安装时,水平隔离距离≥2m,垂直距离≥0.5m;

TD-SCDMA线阵和GSM定向天线之间背靠背安装时,水平隔离距离≥1m,垂直距离≥0.2m。

4.馈线选择

应根据实际工程中覆盖需求、馈线的长度和现场施工条件合理选择馈线类型。常用的馈线类型包括1/2”、7/8”、5/4”、13/8”馈线,馈线的损耗的参考值如表5所示(2GHz频段)。

馈线的特性阻抗、工作频段等指标应与主设备相适应;馈线直径的选择应考虑覆盖需求、馈线长度、馈线路由和现场施工条件等因素。由于TD-SCDMA系统馈线多,应特别注意线缆铺放的通路,如走线架的宽度是否够,管井是否有足够的空间等。若馈线长度不超过60米,建议使用1/4”馈线,在馈线路由条件允许的情况下也可使用1/2”馈线。若馈线长度超过60米,建议使用1/2”馈线。若路由过长,可考虑使用直径更粗、损耗更小的馈线。

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