LTE與CDMA室分信源1：1合路可行性研究

施兆陽　胡靖　陳大明

摘要：為了保障LTE室分覆蓋需求，對LTE與CDMA室分信源1：1合路建設后的室內覆蓋質量進行分析，通過對室內分布系統鏈路預算模型、設備功率、無線參數等多維度進行對比，給出了LTE與不同種類的CDMA室分信源1：1合路后的覆蓋效果。當CDMA信源為宏站時，不能滿足LTE覆蓋需求；當CDMA信源為直放站時，能夠滿足LTE覆蓋需求。

關鍵詞：室內分布系統 鏈路預算 室分信源 1：1合路

1 引言

現階段是LTE室分系統大規模建設期間，對于已建有CDMA室分系統，LTE室分建設主要采用與CDMA信源1：1合路的方式。此種方式是否能夠滿足LTE室內覆蓋信號質量要求，業界并沒有應用案例和經驗可供參考，本文將對該方式的可行性進行研究。

2 室分系統鏈路預算模型分析

室分系統場強預測所使用的傳播損耗模型為Keenan-Motley模型，公式如下：

Ploss=Ls+k×F+p×W+D×max（0， （d-db）） （1）

其中，k為直達波穿透的樓層數，室分系統取0；F為樓層衰減因子，單位為dB；p為直達波穿透的墻壁數，室分系統取1；W為墻壁衰減因子，單位為dB；D為線性衰減因子，單位為dB/m；db為室內轉折點，單位為m，典型值為65 m，由于室分系統d小于65 m，故D×max（0， （d-db））=0；Ls為自由空間損耗，公式如下：

Ls=32.45+20lgd+20lgf （2）

結合經驗，公式（1）修正后為：

Ploss=Ls+W （3）

終端接收功率=天線口功率+天線

增益-自由空間損耗-遮擋損耗-快衰

落余量 （4）

從上述公式可以得出，手機終端接收功率影響因素如圖1所示：

3 CDMA網絡室分信源輸出功率分析

3.1 RRU、宏基站作室分信源輸出功率計算分析

以CDMA網絡（以下簡稱C網）基站語音和數據配置二載頻為例，每載頻功率配置20 W，開銷信道總功率（導頻、同步、尋呼信道功率）占比為系統設置值。阿朗設備1X導頻功率占比15.1%，開銷信道總功率占比21.9%；中興設備1X導頻功率占比17.8%，開銷信道總功率占比32.2%。具體配置如表1所示。

3.2 直放站作室分信源輸出功率計算分析

為節省投資以及阿朗設備的特點，安徽現網室分多使用直放站作遠端信源。由于直放站自身功率受限，不能隨主信源功率的增大而變大，一方面，為保證其工作在有效的線性區間內，滿足后續主信源載頻擴容的需要，需要對直放站的輸出功率做一定的預留；另一方面，為防止宏基站底噪抬升，在直放站已預留功率的基礎上再增加2 dB。具體功率預留的參考值如表2所示。

以C網基站語音和數據各配置二載頻為例，為滿足后期擴容覆蓋不受影響，直放站最大輸出功率共計預留4 dB，20 W直放站遠端機最大輸出功率為39 dBm，可計算出實際1X開銷信道總功率為26.38 dBm，具體如表3所示。

4 LTE網絡室分信源輸出功率分析

4.1 RS功率

FDD LTE鏈路預算信源輸出功率采用RS（Reference Signal，參考信號）功率，儀表測試時顯示的信號強度值是RSRP（Reference Signal Receiving Power，參考信號接收功率）值。FDD LTE下行功率資源是基于時間和頻率組成的最小單位RE（Resource Element，資源粒子），通過給不同的RE分配不同的功率，完成下行功率的分配。

4.2 功率關鍵參數PA&PB

PA：無參考信號的OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用）符號上的PDSCH（Physical Downlink Shared Channel，物理下行共享信道）RE功率相對于參考信號RE功率的比值。UE檢測下行信道的第一步就是檢測和解碼參考信號，為快速檢測到參考信號，因此讓參考信號功率相對其他信道功率增加一個固定的增量。

PB：有參考信號的OFDM符號上的PDSCH RE功率與無參考信號的OFDM符號上的PDSCH RE功率的比值，后臺PB設置為比值的索引，不同的索引代表不同的比值。

為解決不同類別OFDM符號間總功率相當問題，將帶參考信號的OFDM符號中數據RE功率降低。以現網頻譜20 MHz帶寬為例，信源RRU輸出功率為20 W時，可計算出RS的功率如表4所示。

為了使得符號功率的利用率最大，建議室外站PA&PB配置為-3&1，單路室分PA&PB配置為0&0，雙路室分PA&PB配置為-3&1。

5 CDMA網絡與LTE網絡室分鏈路預算

對比

5.1 影響鏈路預算的關鍵因素

（1）饋線損耗：頻段越高，損耗就越大，每百米LTE網絡（以下簡稱L網）比C網多損耗3～4 dB。在現網室分系統，直放站與天線口的距離為70 m，即L網比C網多損耗2～3 dB。

（2）無源器件損耗：800—2600 MHz損耗無差異。

（3）天線增益：針對全向吸頂、美化射燈天線，L網比C網增益要高3 dB；而對于其他天線，L網比C網增益要高1 dB。

（4）自由空間損耗：按現有室分狀況，距離天線口10 m處，L網比C網多損耗6～7 dB。

（5）遮擋損耗：以磚混墻為例，L網比C網多損耗5～7 dB。

具體如表5所示。

5.2 鏈路預算對比

（1）LTE信源與C網20 W宏站信源1：1合路對比

以距離天線口10 m的CDMA邊緣場強不小于-80 dBm為基準，饋線長度為70 m時，C網允許的饋線及器件最大損耗為44.1 dB。LTE與C網信源1：1合路時，天饋系統多損耗2 dB；當LTE信源為2.1 G 20 W或40 W RRU時，邊緣場強分別為-115.9 dBm、-112.9 dBm，均不滿足LTE邊緣場強需大于-105 dBm的信號覆蓋需求。具體如表6所示。

解決方案：合理利用LTE 2T2R端口的B端口（多3 dB增益）、增加信源設備功率或新增信源設備數量。

（2）LTE信源與C網20 W直放站信源1：1合路對比

假設直放站功率預留4 dB，以距離天線口10 m的CDMA邊緣場強不小于-80 dBm為基準，饋線長度為70 m時，C網允許的饋線及器件最大損耗為34.1 dB。當LTE與C網信源1：1合路時，天饋系統多損耗2 dB；當LTE信源為2.1 G 20 W或40 W RRU時，LTE邊緣場強分別為-105.9 dBm、-102.9 dBm，基本能滿足LTE邊緣場強大于-105 dBm的信號覆蓋需求。具體如表7所示。

同理，當LTE信源2.1 G 40 W RRU與C網40 W直放站合路時，LTE邊緣場強為-105.9 dBm，基本能滿足LTE邊緣場強大于-105 dBm的信號覆蓋需求；當LTE信源2.1 G 40 W RRU與C網60 W直放站合路時，LTE邊緣場強為-107.7 dBm，不滿足LTE邊緣場強大于-105 dBm的信號覆蓋需求。

解決方案：合理利用LTE 2T2R端口的B端口（多3 dB增益）、增加信源設備功率或新增信源設備數量。

5.3 充分利用RRU設備A、B端口，單路饋線實現

雙流效果

針對高層住宅小區樓宇，一般采用射燈對打方式覆蓋，為充分利用RRU設備功率，A、B端口均作為信源設備使用。

住宅小區覆蓋涉及多個RRU信源時，需合理規劃設置PCI，避免模三干擾。為提升單用戶速率，可采用同PCI技術以減少干擾。經實際測試發現，同一個PCI小區不同RRU的A、B端口重疊覆蓋區域可實現雙流效果，大大提升了下行平均速率。當后期容量受限時，再解除小區合并。住宅小區室分覆蓋方案如圖2所示：

5.4 LTE與CDMA室分合路測試對比

某辦公樓共9層，安裝一臺40 W LTE RRU與40 W C網直放站信源1：1合路，選取9層對LTE與CDMA進行對比分析。設計圖紙中C網天線口最小功率為-3.8 dBm，L網天線口最小功率為-14.1 dBm，根據鏈路預算公式可計算出邊緣場強，具體如下：

CDMA邊緣場強=天線口最小功率+天線增益-10m空間損耗-遮擋損耗-多路徑損耗=-3.8dBm+2dBi-52dB-20dB-10dB=-83.8dBm

LTE邊緣場強=天線口最小功率+天線增益-10m空間損耗-遮擋損耗-多路徑損耗=-14.1dBm+5dBi-57.6dB-22dB-8dB=-96.7dBm

經實際對比測試可知，9層室內CDMA覆蓋率達99.9%，平均Rx為-64.7 dBm；LTE覆蓋率達99.9%，平均RSRP為-61.7 dBm，各項測試指標均滿足覆蓋需求。

6 結束語

本文通過對室內分布系統鏈路預算模型、設備功率、無線參數等多維度進行對比，得出LTE與不同種類CDMA室分信源1：1合路后的覆蓋效果。當C網室分信源為宏站或RRU時，通過鏈路預算可知，LTE室分系統建設采用與C網信源1：1合路的方式不能滿足LTE覆蓋需求，需要適度增加信源數量，具體方案需根據鏈路預算的計算結果來確定；當C網室分信源多為20 W或40 W直放站時，LTE室分系統建設采用與C網信源1：1合路的方式能夠滿足LTE覆蓋需求。為確保覆蓋質量，安徽電信現網CDMA室分系統邊緣場強遠大于-80 dBm，為LTE與CDMA信源1：1合路創造了有利條件。

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