TD-LTE室内分布系统四网协同组网研究

强成慷

（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司,安徽 230041）

中国移动四网协同战略的提出，其根本出发点和基本思路是通过协同GSM/TD-SCDMA/TD-LTE/WLAN四张网络的职责和分工，实现中国移动在不同应用场景下，语音、数据业务的合理分工和优化配置，从而实现在确保语音收入的情况下，中国移动的数据业务能够实现快速突破，并进而实现赶超。在四网协同战略的指导下，合理规划建设四张网络，对于节省网络投资、网络运营以及网络维护至关重要。在TD-LTE大规模发展和建设的前夕，透彻研究和分析TD-LTE室内分布系统设计思路及方法是非常有必要的，对指导TD-LTE网络建设以及四网协同发展意义重大。

1 UHF频段无源RFID系统原理

为充分发挥TD-LTE多天线的技术优势，需要建设双通道室内分布系统。鉴于存在多运营商、多无线接入技术，如何处理好不同无线接入系统之间的射频干扰以及在合路建设情况下不同无线接入系统的覆盖平衡是建设双通道室内分布系统的关键。

1.1 TD-LTE与异系统之间射频干扰分析

在计算TD-LTE与其它系统干扰隔离要求时，采用GSM、TD-SCDMA、WLAN、TD-LTE系统的协议指标，同时假设TD-LTE的工作频带宽度为20MHz；被干扰系统接收机灵敏度降低1dB为干扰容忍的门限。

1.1.1 邻频干扰

在室内，TD-LTE使用频段为2350～2370MHz，TD-SCDMA E频段与TD-LTE之间存在临频干扰。

与TD-SCDMA系统上下行时隙同步时，可以实现共存、共址；与TD-SCDMA系统上下行时隙非同步时，在共存、共址的情况下，会产生较强的交叉时隙干扰，系统性能恶化。

1.1.2 杂散干扰

根据各个系统的协议指标对于其射频杂散的规定，可以得到TD-LTE与其它系统杂散干扰隔离要求如表1所示。

表1 TD-LTE与其它系统杂散干扰隔离要求

1.1.3 阻塞干扰

根据各个系统的协议指标对于其射频阻塞干扰的规定，可以得到TD-LTE与其它系统阻塞干扰隔离要求如表2所示。

表2 TD-LTE与其它系统阻塞干扰隔离要求

1.1.4 互调干扰

对各系统发射频段的互调分量进行遍历，中国移动DCS、TD-SCDMA F频段与TD-LTE（E频段）会对WLAN系统产生互调干扰。根据集团关于TDSCDMA频段最新使用思路，TD-SCDMA F频段主要用于室外，所以在室内环境中该互调干扰不会产生。

1.1.5 总结

取杂散干扰和阻塞干扰的最大值，TD-LTE与以上各系统共存、共址时，TD-LTE与其它系统的干扰隔离要求如表3所示。

表3 TD-LTE与其它系统干扰隔离要求

由表3可见，TD-LTE系统与WLAN系统干扰隔离要求最大。

1.2 TD-LTE覆盖特性分析

1.2.1 TD-LTE室内传播模型选取

TD-LTE室内拟采用2.3GHz频段（2350～2370MHz），建议采用目前使用较多的衰减因子传播模型，计算路径损耗的公式如下：

其中：

PL(d0)：距天线1m处的路径衰减，2350MHz时的典型值为39.4dB；

n：为衰减因子。对不同的无线环境，衰减因子n的取值有所不同。不同环境下n的取值如表4所示。

表4 衰减因子取值表

d：为传播距离；

R：附加衰减因子。指由于楼板、隔板、墙壁等引起的附加损耗。

1.2.2 TD-LTE与其它系统覆盖差异分析

在进行TD-LTE室内分布系统建设时，应综合考虑GSM、TD-SCDMA的覆盖需求进行规划设计，由于GSM覆盖性能优于TD-SCDMA。因此首先需要对比TD-LTE与TD-SCDMA室内链路预算情况，以掌握二者覆盖能力的差异。相关指标取定情况如下：

TD-SCDMA：PCCPCH最小接收电平取-85dBm；天线口PCCPCH信道（双码道）功率取5dBm。

TD-LTE：系统总带宽20MHz，100RB；系统支持并发用户数10，单用户10RB；基站单通道发射功率43dBm，终端最大发射功率23dBm；依据规模试验网建设情况，目标边缘业务速率取为1Mbit/s，室内RSRP取为不低于-105dBm。

具体对比情况如表5所示。

表5 TD-SCDMA与TD-LTE系统链路预算对比表

可见在以上指标要求下，TD-LTE理论计算的最大允许路径损耗为117.2dB，与TD-SCDMA基本相当。TD-LTE天线点间距可基本参照现有TD-SCDMA系统进行设置，对于不同的室内无线环境，根据衰减因子传播模型可以得到合理的天线点间距；为满足电磁辐射标准，要求在20MHz带宽下TD-LTE天线口输出总功率不大于15dBm。

2 TD-LTE系统与WLAN系统干扰测试

2.1 共室分条件下WLAN与TD-LTE基站互干扰测试

LTE系统采用双通道配置时，上行速率都在17Mbit/s以上，下行速率近点都在60.5Mbit/s以上，WLAN对LTE系统的干扰不明显。

在LTE影响下，WLAN系统速率减少的比例反映了LTE对WLAN有一定的干扰，计算公式为：[（关闭LTE时测得到速率-开启LTE时测得的速率）/关闭LTE时测得到速率]×100%，表6是存在干扰的场景。

表6 共室分条件下LTE对WLAN有干扰的场景

2.2 LTE室分系统与放桩型WLAN互干扰测试

LTE系统上行速率近点都在17Mbit/s以上，下行速率近点都在60.5Mbit/s以上，放桩型WLAN对LTE系统的干扰不明显。

大多数场景下LTE对放桩型WLAN系统干扰很明显，WLAN受影响低于20%的测试场景如表7所示。

表7 放装条件下LTE对WLAN 802.11n终端干扰低于20%的场景

3 TD-LTE室内分布系统四网协同组网方案

为满足不同用户的需求，中国移动提出四网协调发展的策略。对楼宇进行室内覆盖时必然会出现多系统同时共存的情况，在规划室内分布系统时，需要统筹考虑容量需求、各系统间链路平衡以及干扰规避措施。室内覆盖的场景以及建设条件复杂多样，包括新建室内分布系统的场景、已经建设单路室内分布系统且不能改造双路的场景以及已经建设单路室内分布系统且可以改造双路的场景。本节不对单路室内分布系统的场景进行详细分析，因为已建TD-SCDMA室内分布系统的天线点位符合TD-LTE建设需求。

WLAN采用后级合路、独立放装，TD-LTE室内分布建设方案如图1所示。

图1 TD-LTE双通道室内分布建设方案

为发挥TD-LTE系统MIMO多天线技术优势，TD-LTE室内分布建设方案规划时需要重点考虑以下几点关键问题：

3.1 干扰分析

WLAN采用后级合路方式共用双通道室内分布系统，或者采用独立布放AP的方式进行规划建设，WLAN系统与TD-LTE E频段产生87dB的杂散干扰，需要通过合理选择WLAN合路器以及两系统天线安装间距大于3m的方法进行干扰规避，对于WLAN独立布放AP时天线点位安装间距受限的情况下，建议AP输出端加装滤波器，要求滤波器功率容限大于1W，隔离度大于40dB。

3.2 各系统链路平衡

根据前文分析，不论是新建室内分布系统情况还是改造室内分布系统情况，都可以依据TD-SCDMA覆盖特性进行规划设计。根据测试结果可知，双通道室内分布系统对于TD-LTE而言，需要双通道具有相近的RSRP和SINR指标，才能发挥出MIMO的空分复用性能。因此，在双通道室内分布系统建设时需要保证双通道损耗平衡。

3.3 容量分析

TD-LTE双通道室内分布系统建设应保证扩容的便利性，尽量做到在不改变分布系统架构的情况下，通过小区分裂、增加载波等方式快速扩容，满足业务需求。

4 总结

TD-LTE技术作为中国移动四网协同发展战略的关键一环，是中国移动的未来。如何有效的引入TDLTE技术并与现有网络互不干扰、协调发展是一项具有现实意义的课题。本文结合理论分析和现网测试，给出TD-LTE室内分布系统建设方案，并分析了TD-LTE与其它系统间的干扰问题、不同系统间链路平衡问题以及容量问题，对TD-LTE室内分布系统规划建设具有重要的指导意义。

[1]3GPP TS 45.005 V9.1.0,3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network;Radio Transmission and Reception[S].

[2]3GPP TS 25.104 V9.2.0,3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Network;Base Station (BS)Radio Transmission and Reception[S].

[3]QB-A-016-2010中国移动无线局域网(WLAN)AP、AC设备规范[S].

[4]3GPP TS 36.104 V9.3.0,3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Network;Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);Base Station (BS)Radio Transmission and Reception[S].

[5]汪颖，程日涛，张海涛.TD-LTE室内分布系统规划设计思路和方法解析[J].电信工程技术与标准化,2010,(11).

[6]汪颖，汤利民，马向辰，徐德平，张海涛，邓安达.上海世博会WLAN与其他通信系统共用室外资源建设研究[J].电信工程技术与标准化,2010,(5).