TD—LTE室内分布系统改造方案的分析

吴志宏

【摘 要】本文对TD-LTE未来的频谱规划、不同室内场景下单天线的覆盖能力、系统间的干扰进行了分析。在此基础上，根据现有多系统室内分布系统分缆或合缆类型的不同，分别提出了单通道和多通道模式改造的方案及策略，对于今后TD-LTE室内分布系统的工程改造有一定指导意义。

【关键词】TD-LTE；室内分布系统；MIMO；单通道；多通道

作为解决室内覆盖的主要方式，TD-LTE室内分布系统建设势必成为TD-LTE网络建设的重中之重。由于TD-LTE引入MIMO（Multiple InputMultiple Output）多天线技术，能够有效提高系统容量和小区峰值速率，但是同时工程的实施难度也比原有的网络都要更加困难，因此在现有多系统合建的室内分布系统中如何将TD-LTE集成，日益成为业界研究的热点。

一、频率规划

现阶段现网中无线室内分布各工作频段（含实验网）如下：

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。

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

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与其他系统杂散干扰、阻塞干扰和互调干扰隔离要求如下表：取干扰中最大值，作为系统间隔离度计算的要求。

二、传播模型及干扰

对于室内传播模型，目前业界比较推崇ITU-R P.1238模型。該模型把室内场景分为视距（LOS）和非视距（NLOS）两种，所用公式分别为：

PLLOS=20lgf+20lgd-28dB+Xσ（1）

PLNLOS=20lgf+N*lgd+LF（n）-28dB+Xσ（2）

其中，f为频率，单位为MHz；d为终端与发射机之间的距离，单位为m，d>1m；N为距离损耗系数；LF（n）为环境损耗附加值；Xσ为慢衰落余量，取值与覆盖概率要求和室内慢衰落标准差有关。

由此可知，只要确定了各种典型场景下的LF（n）、N、Xσ、发射天线增益Gt、发射天线入口电平Pt、最小接收电平Pr等参数，即可得出典型场景下的覆盖能力，如下表所示，其中根据试验网的经验，TD-LTE天线出口功率为8dBm～10dBm：

需要说明的是，TD-LTE与其他系统不同，其覆盖能力与业务的RB配置、小区承载用户数、频率复用系数、发射功率、GP配置和PRACH配置等相关。为表述方便，本文统一以功率进行核算。

三、TD-LTE室内分布系统MIMO改造方案

鉴于现有室内分布系统或采用上下行合缆，或采用上下行分缆的布线方式，改造方案也需因地制宜。由于单通道模式改造量不大，在此不作过多表述，下文将主要对双通道模式进行探讨。

1、现有室内分布系统采用上下行合缆

1）双通道单极化改造

将TD-LTE的一个通道采用末端合路的方式与原分布系统合路，另外再单独新增一个TD-LTE通道及一副单极化天线来实现SU（Single User，单用户）-MIMO。此方案改造难度相当于新建一套室分系统，改造量较大，工程成本较高，新增天线与原有天线存在距离上的要求。

2）双通道双极化改造

将TD-LTE的一个通道与原分布系统末端合路，并单独新增一个TD-LTE通道，将原天线更换为双极化吸顶天线，实现SU-MIMO。此方案仅需更换天线类型，无需增加天线布设，大大降低工程施工量，但工作量仍等同于新建一套室内分布系统。

2、现有室内分布系统采用上下行分缆

考虑到双通道对无线环境的敏感性，如果对数据速率要求不高，改造方案可以充分利用现有的上下行分缆，以减少施工难度，否则建议增加新的通道。总体考虑如下：

1）双通道单极化的利旧改造

将TD-LTE MIMO的两个通道信号分别与分缆方式室分系统的Tx（Transmit，发送端）与Rx（Receive，接收端）进行末端合路。此方案无需对现有室内分布系统进行任何改动，成本较低，但Rx一路在TD-LTE上行时隙受多系统下行信号影响，互调干扰比较严重。

2）双通道单极化的新增通道改造

将TD-LTE的一个通道采用末端合路的方式合路于下行Tx分缆，另外单独新增一路TD-LTE通道及一副单极化天线。此方案与前一方案相比，系统间干扰较小，但系统改造量较大，成本较高。

3）双通道双极化改造

将TD-LTE的一个通道采用末端合路方式合路于下行Tx分缆，另外单独新增一路TD-LTE通道。将原Tx的单极化天线更换为双极化天线，分别接入两路TD-LTE通道中。此方案仅更换Tx天线类型，多系统合路干扰相对较小。

四、结语

综合以上分析，对于TD-LTE室内分布系统改造场景，有较大容量需求，且具备建设条件的场景应优先建设双路室分系统；对于点位受限场景可适当考虑应用双极化天线；对于其他场景，需要对现网具体的室内分布系统加以分析，根据分缆和合缆的类别，再进一步确定改造成单通道或多通道的模式。