LTE室內分布系統建設方案研究

黑龍江同信通信股份有限公司 王旭東

LTE室內分布系統建設方案研究

黑龍江同信通信股份有限公司 王旭東

LTE即分時長期演進系統，在此基礎上總結出LTE室內分布系統網絡規劃建設性原則以及室內分布系統建設場景選擇原則。為克服LTE室內干擾，保證室內信號覆蓋強度，及網絡建設模式，需要給出合適的室內分布系統規劃思路，并著重分析研究以上幾個關鍵性問題。對不同場景下室內分布系統的建設給出不同的建議，同時決策出需要重點建設的網絡覆蓋區域。本文主要關注LTE室內分布系統建設的天線類型，建設模式，覆蓋鏈路預算和系統改造方案等幾個方向，并提出相應的政策性建議。

LTE；室內分布系統；建設方案；建議

引言

隨著我國國民經濟水平的不斷提高，智能手機越來越普及，人們對移動通信的需求量不斷增加，因此帶動了整個通信行業的發展，也加速了網絡運營商之間的激烈競爭。各大運營商都在不斷升級網絡，以滿足快速更新下的業務發展需求和激烈的競爭環境。全球各個國家的各大運營商都在積極部署LTE，而我國政府也在不斷發展TD網絡，并推出一系列扶持TD發展的政策措施，致力于跟上國際發展的步伐。

其中室內LTE在整體中占有很大比例，由相關數據反映可以看出，智能手機用戶的通話業務一半以上都發生在室內，因此為了保證用戶的通話及網絡質量，需要不斷加強室內網絡的覆蓋力度，從而使LD-LTE網絡建設質量得到保障。

在我國LTE室內網絡大規模發展的趨勢下，對LTE室內分布系統建設整體方案進行設計和規劃是不可或缺的。本文就LTE室內網絡分布系統的建設方案設計思路進行探討和研究，并給出指導性意見或建議。

1.LTE室內分布系統概述

1.1 基本結構

LTE室內分布系統建設思路如下圖1所示。

圖1 LTE室內分布系統規劃設計思路

LTE室內分布系統建設基本結構主要包括系統干擾分析，覆蓋指標制定，覆蓋性能分析，室內分布天線點位確定，LTE建設模式選擇，信號源選擇和功率確定及分區規劃和頻率規劃確定等內容，整個設計規劃過程相對復雜，需要分步驟的先后順序進行逐一設計。

1.2 室內覆蓋天線類型

1.2.1 單極化天線

LTE室內分布系統采用的是MIMO天線，若利用單極化天線，則需要新增一路天線，這樣一來，可最大程度地保證MIMO天線的工作性能，另外，兩路天線之間需要保證至少10λ的間距，大約在1m到1.5m之間，但在實際安裝過程中，如果無法滿足10λ的要求，也必須要達到4λ約0.5m的間距，否則無法完成安裝。

1.2.2 雙極化天線

雙極化天線其實就是將兩副單極化天線用一副雙極化天線代替，但實際線路仍然需要兩路天線。在室內分布改造過程中，常常直接把天線類型從單極化變為雙極化，而天線的數量以及點位的位置等無需改變。目前生產天線的廠家都已經生產出了專門用于室內分布的雙極化天線，但還處于正在測試的階段，如果測試取得成功，那么雙極化天線將在不同條件的場景下得以應用，從而簡化了天線類型。

1.3 LTE室內分布建設模式分析

LTE室內分布建設模式有多種可供選擇的方案，需要根據實際的場景情況進行擇優選擇。首先比較常用的模式為MIMO雙流建設模式，該模式是分別由兩路饋線和兩路天線構成2*2的MIMO系統，在運行過程中加入了SFBC以及空間復用等，用以提高信號覆蓋面積和用戶速率。另外還有一種模式為SIMO單流建設模式，即TD-LTE基站中只存在一路輸出，構成的是1*2SIMO系統。鑒于以上兩種室內分布建設模式，需要對他們分布進行相關測試，通過用戶速率的峰值對比選擇出更加實用的建設模式。在經過研究院實驗室和上海世博信息通信館的深入測試之后發現，MIMO建設模式的用戶速率峰值的吞吐量大于SIMO建設模式下的用戶速率吞吐量，即MIMO建設模式相比于SIMO建設模式有更大的上下行容量增益，但相比之下，SIMO建設模式在工程改造量，協調量以及投資量等方面仍存在優勢。

2.TD-LTE室內分布系統建設

在選擇利用MIMO雙流建設模式之后，以下是對TD-LTE室內分布系統建設工程施工方式的具體介紹，總共有三種建設方式，分布為MIMO雙流新建，MIMO雙流(一路新建一路改造）以及單路改造等三種建設方式，下文將做具體分析。

2.1 MIMO雙流新建

首先在新建的場景中，采用兩路分布系統進行建設，但需要控制好兩路憤怒系統的功率平衡以滿足信號覆蓋的均衡性。其次在改造的場景中，若出現合路時各系統間干擾過大，可以采用新建兩路天饋系統來緩解干擾，而不必改變原來的分布系統。MIMO雙流新建主要是由光纖將TD-LTEBBU基帶處理單元信號連接到RRU射頻拉遠模塊，再由射頻拉遠模塊輸出兩路信號，分別傳輸至天饋系統中。

圖2 MIMO雙流新建建設方案

2.2 MIMO雙流(一路新建一路改造）

MIMO雙流（一路新建一路改造）主要是在新建的過程中在合路器的作用下將原單路分布系統利用起來。在TD-LTE雙路系統中，其中一路用來新建室內分布系統，而另一路則在原有的分布系統基礎上進行合路，從而達到雙流的建設目的。同樣，在合路過程中，要時刻注意兩路分布系統的功率平衡，確保信號覆蓋效果。

圖3 MIMO雙流建設方案(一路新建一路改造）

2.3 單路改造

單路改造和上文的一路改造原理類似，即利用合路器將TDLTE RRU射頻拉遠模塊原來的兩路信號GSM，TD-SCDMA進行合路。當TD-LTE與其他系統在原有分布系統上發生沖突時，需要在滿足TD-LTE系統性能條件的基礎上對原有系統的無源器件和天線點位進行適當地改變。

通過比較以上三種室內分布系統建設方式，其中MIMO雙流建設方式相比于其他兩種方式更能增強TD-LTE的信號承載能力，同時也是目前最為常用的建設方式，因此，在一般情況下建議采用MIMO雙流及雙通道建設方式，在同等建設成本的基礎上，能得到更加理想的效果。

2.4 TD-LTE 室內分布系統覆蓋鏈路預算

TD-LTE室內分布系統覆蓋鏈路預算是整個設計方案中十分重要的部分。鏈路預算一般采用衰減因子傳播模型，需要計算出信號在傳播過程中的路徑損耗，其計算公式為：PathLoss（dB）=PL（d0）+10·n·lg（d/d0）+R（1）。PL（d0）為距離天線1m處的路徑衰減，頻率帶寬為2300MHZ時的典型數值為39dB，其中d為信號的傳播距離，n為衰減因子，衰減因子n的值取決于環境因素，R為附加衰減因子，主要存在于室天花板，墻壁，房間隔板引起的附加損耗。

2.5 TD-LTE 室內分布系統改造方案

室內分布系統的改造也是其擴大化建設進程中的重要部分，室內分布系統的改造主要是對饋線的改造以及對天線的改造兩部分，下文我們將重點分析系統改造的具體內容。2.5.1 饋線改造

首先，饋線由于型號的不同，它們的損耗頻段也不相同，其中信號頻段越高，其損耗越大。一般來說，TD-LED室內分布系統的工作頻段為24GHZ，該頻段相對較高，因此其損耗也較大。為了降低信號在傳播過程中的過高損耗，我們常常需要在原來的分布系統上進行適當改造：首先建議將原先分布系統中長度大于5m的平層饋線即8D/10D饋線換成1/2饋線，因為8D/10D饋線將對主干線路造成不利影響，第二，如果原先分布系統中如果有長度大于50m的1/2饋線，最好將其更換成7/8饋線，另外，如果在主干饋線中如果有1/2饋線，同樣需要將其改造為7/8饋線。

2.5.2 天線建設及改造

在完成TD-LTE室內分布系統的建設之后，在現網的條件下，若出現信號減弱或者網絡性能不達標的情況，又或者說現網天線系統存在位置或密度不合理的情況，這時，我們需要對現有分布系統中的天線進行改造，主要是通過改變現有天線的布放點，使其位置，密度，信號覆蓋范圍更加合理適用。對于不同的分布場景，天線的改造方案有所不同，比如在較為封閉的環境中，信號覆蓋半徑最好為6-10m，而在半開放的環境中，信號覆蓋半徑建議設置在10-16m的范圍內。

3.TD-LTE室內分布系統規劃

3.1 室內分布系統規劃原則

室內分布系統的建設需要充分考慮到成本以及技術條件等各個方面的因素，綜合起來決策出最佳建設方案。首先，室內分布系統的規劃需要結合無線網絡的性能好壞，現有資源的成本條件以及建后改造的難度等因素，制定出最佳規劃方案。另外，在室內分布系統的改造過程中，需要注意的是，最大可能地降低改造成本及工程量，盡量減少對現有網絡系統的影響。

在室內分布系統的建設中，需要遵循室內外覆蓋一體化原則，一方面需要保證室內信號覆蓋的強度，另一方面還要控制室內信號的穩定性。在室內時，室內信號應該強于室外信號，在距離室內較遠的室外場景時，則需要室外信號優先于室內信號，避免室內外兩者信號之間互相造成不必要的干擾。另外，為了區別室內外信號之間的交互干擾，通常需要保證室內外信號頻率不同。還需要十分注意的是，在室內分布系統的建設或改造過程中，必須做好多個系統間的干擾隔離，通常采用隔離性能較好的設備硬件。

3.2 室內分布系統規劃場景選擇

在室內分布系統的建設中，需要尊循一系列場景規劃原則，以提高室內分布系統的準確性，以及提升用戶的感知程度，增加商業吸引力，從而提高商業競爭力。

首先室內分布系統需要滿足業務需求的原則，即室內分布系統應該全面滿足有業務需求的區域，千萬不能為了發展而盲目擴建，造成資源的浪費。第二，需要滿足用戶和業務發展原則，室內分布系統需要積極配合無線城市，集團客戶等各種用戶群的業務拓展和研發創新，以便于提升用戶的用網體驗。第三，還要尊循品牌影響力原則，品牌影響力對于品牌建設和發展具有極其重要的作用，因此室內分布系統應當首選城市地標，重要建筑物，重要場所及設施。最后，還需要滿足可操作性原則，正如上文提到過的室內分布系統需要滿足的最基本的條件是建設成本和技術條件，因此，需要綜合考慮系統建設過程中的物業調度的難易程度，同時結合工程施工的操作便宜性等等。

4.結語

隨著我國社會經濟和科學技術的不斷發展與進步，LTE室內分布系統的建設技術將越來越完善。但在室內分布系統建設的初級階段，仍需要通過大量的思路設計，比如系統的規劃，建設以及系統改造等方面。這樣一來，更加有利于LTE室內分布系統的建設和維護。另外，在室內分布系統建設中，需要充分考慮到室內規劃的一系列原則，諸如成本預算，技術條件，干擾隔離等。另外，在室內分布系統的可操作性的基礎上，則需要遵循業務需求原則，用戶和業務發展原則，品牌影響力原則等等，致力于不斷擴張室內分布系統的覆蓋區域和品牌影響力，同時不斷提升用戶的感知程度。

[1]呂召彪,李新中,楊軍.LTE MIMO室內場景解決方案研究[A].2011全國無線及移動通信學術大會論文集[C].2011.

[2]呂婷,楊軍,呂召彪,王常玲.LTE室內分布系統改造方案研究[A].2012全國無線及移動通信學術大會論文集(上)[C].2012