TD-LTE室内覆盖解决方案

刘德昌

（中国移动通信集团广东有限公司汕尾分公司，汕尾 516600）

TD-LTE室内覆盖解决方案

刘德昌

（中国移动通信集团广东有限公司汕尾分公司，汕尾 516600）

室内覆盖是整体无线网络的重要组成部分，据统计70%以上的数据业务发生在室内。而由于TD-LTE的频段较高，信号传播能力较弱，室内深度覆盖受到较大限制，因此亟需通过建设室内分布系统以充分吸收室内业务，提升用户感知增强用户粘性。本文探讨了TD-LTE的室内覆盖解决方案和技术要求，对各制式间的干扰进行了初步分析，并给出解决建议，以保证室内单用户吞吐率。

TD-LTE；室内覆盖；干扰

1 TD-LTE室分系统建设策略

面向TD-LTE的室内分布系统建设总体策略如下：

(1)新建室分场景：尽可能建设双路室分系统，减少后续扩容投资，多个场景多UE条件下，双通道室分下行平均吞吐量为单通道室分的1.6倍，双通道室分具有明显的性能优势；

(2)改造场景：有效保护已有投资，最小化对现有室分系统的改造和影响，对于有条件的楼宇进行改造满足双通道室分要求，对于单路室分系统未来综合考虑载频和工程改造成本并选择合理的扩容方案。

2 LTE室分系统建设方式

根据不同的建设环境，我们可以采用以下建设方式：

2.1 单路建设方式

个别业主协调困难的站点或者楼宇结构限制了，无法新建双路布线系统的站点，采用改造单路布线系统的方式进行建设。单路建设方式即通过合路器使用原单路分布系统，TD-LTE与其它系统共用原分布系统，按照TD-LTE系统性能需求进行规划和建设，必要时应对原系统进行适当改造。

此建设方式不改变室内分布系统，建设难度小，简单地增加1个RRU，小区吞吐量提高1倍，但单用户最大下行吞吐量将受到限制。

2.2 双路建设方式

双路建设方式1：一路新建，一路通过合路器使用原单路分布系统。

在建设方式的选择上，要求尽量考虑双路系统的覆盖，通过将单通道室分改造为双通道室分，可提高小区下行吞吐量为原来的1.6倍，单用户最大下行吞吐量也可提升。除TD-LTE系统， 802.11n系统也可以使用双路分布系统支持MIMO工作方式，此外TDSCDMA系统也可以通过双路分布系统实现分集技术提升网络性能。

图1 双路单极化吸顶天线建设方式

TD-LTE双路中的一路使用原分布系统，并新建一路室分系统。应通过合理的设计确保两路分布系统的功率平衡。如图1所示，第一路（现有）：GSM+TDSCDMA+LTE（2350～2370MHz）第二路（新增）：LTE（2350～2370MHz。WLAN可任选一路末端合路，如引入802.11n，则在两路的末端均合路。

改造方式：需新增1条支路及1倍的单极化天线点，天线点间距要求满足隔离度要求，采用MIMO双路分布系统方案时，为了保证MIMO性能，两个单极化天线尽量采用10λ以上间距(约为1.25m)，如实际安装空间受限双天线间距不应低于4λ(约为0.5m)。

合路器LTE端口与WLAN端口之间的隔离度达88dB；当WLAN合路点离TD合路点的分布系统损耗达10dB左右时，合路器LTE端口与WLAN端口的隔离度要求降为78dB（器件可实现）。天线和器件工作频率范围为800～2500MHz。

在已有室分改造场景中，双室分两路无源器件及线缆长度有较大差异，容易造成两路通道的功率不平衡。随着两路功率不平衡的加剧，系统性能成下降趋势。从系统性能和工程实施角度考虑，通道功率差异应在5dB以内，工程上可采取新建支路增加衰减器的方法，并在工程验收中增加通道电平匹配测试。如表1所示。

为减少天线布放数量，我们可以采用一个双极化吸顶天线来代替两个单极化吸顶天线。

改造方式：需新增1条支路并用双极化吸顶天线替换原单极化吸顶天线，双极化天线在TD-LTE规模试商用网中选取适当应用场景进行测试并根据测试情况进行应用。

表1 解调能力与通道电平差异关系表

对于双极化定向天线的应用，在使用之前务必进行性能测试内容包括支持频段、驻波比等电气指标、多终端业务性能测试，覆盖测试等。

双路建设方式2：新建两路分布系统，如图2所示。

图2 新建双路室分建设方式

对于新建场景，新建两路分布系统，并通过合理的设计确保两路分布系统的功率平衡。每个室内覆盖点都需要通过一根双极化天线或者两个物理位置不同普通吸顶单极化天线进行发射和接收，形成2×2MIMO组网；该方案有完整的MIMO特性，用户峰值速率和系统容量获得提升；双通道可更好满足室内对业务速率的需求，缺点是工程复杂度较高。

对于一些数据业务量不高的特殊场所，可以考虑采用新建一路天馈线系统。每个室内覆盖的覆盖点只需要一条射频传输链路和一根吸顶天线进行发射和接收；通常一个楼层只使用RRU的一个通道；本方案适合规模较小的对数据需求不高的场景或难于进行室分改造的多系统合路场景。

3 室分系统建设技术要求

3.1 天线口功率要求

根据覆盖指标要求，室内覆盖要求覆盖区域内满足RSRP＞-105dBm的概率大于90%。考虑20MHz的情况下，每通道输出20W，总计有1200个子载波，平均每个子载波的发射功率为12.2dBm，允许的分布系统的最大路径损耗 (=馈线插损+空间耦合损耗)为117dB。

建议一般场景下TD-LTE天线口功率控制在10～15dBm，对于大型会展中心等场景，天线口功率还可适当酌情提高，但应满足国家对于电磁辐射防护的规定。

3.2 合路器配置

为满足独立RRU的TD-SCDMA(E频段)与TD-LTE共存需求，在新建场景，合路器应存在支持E频段端口，并使用电桥进行合路；对于改造场景，还应更换不支持E频段端口的合路器。

若无TD-SCDMA(E频段)合路需求，或采用共模RRU，则可以直接馈入合路器E频段端口。

合路方式如图3所示。

3.3 切换区域规划

室内分布系统小区切换区域的规划应遵循以下原则：

图3 合路方式示意图

(1) 切换区域应综合考虑切换时间要求及小区间干扰水平等因素设定；

(2) 室内分布系统小区与室外宏基站的切换区域规划在建筑物的出入口处；

(3) 电梯的小区划分：将电梯与低层划分为同一小区，电梯厅尽量使用与电梯同小区信号覆盖，确保电梯与平层之间的切换在电梯厅内发生。

注：要求电梯覆盖使用的RRU应与1层覆盖使用相同的RRU或者单独使用1个RRU，从而实现分区低层划归同一小区。

3.4 外泄控制

室内覆盖系统的信号不过度覆盖室外，保证覆盖建筑物10～15m外室内覆盖系统电平低于室外15dBm。

为防止信号过度泄漏，靠近楼宇门窗处的天线可按如下方法处理：

（1） 5层以下可以采用定向吸顶天线；

（2） 如果楼宇周边有立交桥、过街天桥，可以根据桥的高度适当增加定向吸顶天线的使用楼层；

（3） 由不同基站覆盖的相邻楼宇，如果距离小于等于20m，需要增加定向吸顶天线，防止泄漏。

4 四网干扰分析

4.1 交调干扰

在引入TD-SCDMA（F、E频段）、TD-LTE（2.6GHz）以后，新技术制式与现有技术制式之间产生交调干扰。在工程设计中应关注可能存在的干扰，使用时应注意避让的频率组合：

4.1.1 下行信号的交调干扰上行

频率组合1：

干扰频段：f1（GSM900下行（部分频段：940～950MHz））。

干扰频率组合：2f1。

被干扰频段：TD-SCDMA(F频段)（全部频段：1880～1900MHz）。

此干扰组合对系统容量和性能影响较大，需要完全避免以上组合。

频率组合2：

干扰频段： f1（GSM900下行）、f2(DCS1800下行)、f3（TD-LTE(2.6GHz)）。

干扰频率组合：f1-f2+f3。

被干扰频段：DCS1800上行。

4.1.2 上行信号的交调干扰上行

有GSM900上行时、尽量避免DCS上行与LTE（2.6GHz）之间共路；

有TD-SCDMA A频段时，尽量避免DCS上行与TD-SCDMA E频段（2320～2350MHz）合路。

4.2 杂散与阻塞干扰

除了交调干扰外，各制式间还存在杂散干扰和阻塞干扰，各制式合路时需注意隔离度要求，一般情况下，我们可以通过合路器端口间的隔离来满足要求。如表2所示。

表2 各制式杂散和阻塞干扰对应表

表3 TD-LTE与WLAN干扰说明表

4.3 TD-LTE与WLAN干扰

TD-LTE与WLAN共存时的干扰情况较为复杂，尤其是TD-LTE与WLAN终端间干扰难以规避，在WLAN采取独立布放更易产生系统间干扰，需采取相应规避措施。如表3所示。

5 结束语

在四网融合的业务发展背景下，GSM、TDSCDMA、TD-LTE、WLAN具备不同的覆盖能力和业务场景，将长期共存。多技术室内分布系统的设计需要统筹考虑，使分布系统资源得到充分、合理地利用，避免重复建设、重复施工以及系统间相互影响，以确保投资效益，同时满足覆盖和质量需求。

诺基亚西门子通信支持北京移动顺利开通TD-SCDMA/TD-LTE双模试验网

最近，北京移动与诺基亚西门子通信在北京进行了TD-SCDMA/TD-LTE双模试验。该试验展示了运营商如何通过在现有的TD-SCDMA站点上进行简单的软件升级即可提供TD-LTE服务。这将为运营商带来双重效益，在实现成本优化的同时，大大减少建立新站点所需的工程投入。

在这项试验中，诺基亚西门子在北京移动的TD-LTE 网络上（不论使用什么频段）建立了视频点播、机器人远程控制、视频监控和视频会议等应用。诺基亚西门子通信对网络功能和表现进行了在静止/移动状态下及有/无负载时的测试，包括网络覆盖、开通延迟、吞吐量、抗干扰、频段转移和选择等。该双模试验网络可帮助运营商和诺基亚西门子通信深入了解如何为未来可运营的网络进行网络规划、部署以及运维。除了进行双模测试，该试验网还可支持各种应用，如视频点播、视频会议和视频监控等。通过升级现有的TD-SCDMA站点，诺基亚西门子通信展示如何帮助运营商以低成本和极少的工程投入成功推出TD-LTE服务。

诺基亚西门子通信大中国区总裁马博策说，“我们与北京移动共同努力，为在中国部署多频段网络和发展TD-LTE 1.9G频段产业链奠定了坚实的基础。秉承在中国建立一个全方位的TD-LTE价值链的坚定承诺，我们将继续努力为中国和全球的客户提供最先进的技术，推动TD-LTE的商用步伐。”

Solution for TD-LTE indoor distribution system

LIU De-chang
(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd. Shanwei Branch, Shanwei 516600, China)

Indoor distribution system is an important component of the wireless network. According to the statistics 70% of the packet service happens indoors, but the signal propagation ability of TD-LTE is weak because of the high frequency band of TD-LTE, so that the indoor signal coverage ability of TD-LTE is poor. Therefore we must construct indoor distribution system to absorb indoor business, and to enhance the user perception. This paper gives the solution to indoor distribution system, and analyzes the interference between systems to make sure that the user peak rate is guaranteed.

TD-LTE; indoor distribution system; interference

TN929.5

A

1008-5599（2012）10-0048-05

2012-09-10