LTE室内分布系统建设方案研究

黑龙江同信通信股份有限公司 王旭东

LTE室内分布系统建设方案研究

黑龙江同信通信股份有限公司 王旭东

LTE即分时长期演进系统，在此基础上总结出LTE室内分布系统网络规划建设性原则以及室内分布系统建设场景选择原则。为克服LTE室内干扰，保证室内信号覆盖强度，及网络建设模式，需要给出合适的室内分布系统规划思路，并着重分析研究以上几个关键性问题。对不同场景下室内分布系统的建设给出不同的建议，同时决策出需要重点建设的网络覆盖区域。本文主要关注LTE室内分布系统建设的天线类型，建设模式，覆盖链路预算和系统改造方案等几个方向，并提出相应的政策性建议。

LTE；室内分布系统；建设方案；建议

引言

随着我国国民经济水平的不断提高，智能手机越来越普及，人们对移动通信的需求量不断增加，因此带动了整个通信行业的发展，也加速了网络运营商之间的激烈竞争。各大运营商都在不断升级网络，以满足快速更新下的业务发展需求和激烈的竞争环境。全球各个国家的各大运营商都在积极部署LTE，而我国政府也在不断发展TD网络，并推出一系列扶持TD发展的政策措施，致力于跟上国际发展的步伐。

其中室内LTE在整体中占有很大比例，由相关数据反映可以看出，智能手机用户的通话业务一半以上都发生在室内，因此为了保证用户的通话及网络质量，需要不断加强室内网络的覆盖力度，从而使LD-LTE网络建设质量得到保障。

在我国LTE室内网络大规模发展的趋势下，对LTE室内分布系统建设整体方案进行设计和规划是不可或缺的。本文就LTE室内网络分布系统的建设方案设计思路进行探讨和研究，并给出指导性意见或建议。

1.LTE室内分布系统概述

1.1 基本结构

LTE室内分布系统建设思路如下图1所示。

图1 LTE室内分布系统规划设计思路

LTE室内分布系统建设基本结构主要包括系统干扰分析，覆盖指标制定，覆盖性能分析，室内分布天线点位确定，LTE建设模式选择，信号源选择和功率确定及分区规划和频率规划确定等内容，整个设计规划过程相对复杂，需要分步骤的先后顺序进行逐一设计。

1.2 室内覆盖天线类型

1.2.1 单极化天线

LTE室内分布系统采用的是MIMO天线，若利用单极化天线，则需要新增一路天线，这样一来，可最大程度地保证MIMO天线的工作性能，另外，两路天线之间需要保证至少10λ的间距，大约在1m到1.5m之间，但在实际安装过程中，如果无法满足10λ的要求，也必须要达到4λ约0.5m的间距，否则无法完成安装。

1.2.2 双极化天线

双极化天线其实就是将两副单极化天线用一副双极化天线代替，但实际线路仍然需要两路天线。在室内分布改造过程中，常常直接把天线类型从单极化变为双极化，而天线的数量以及点位的位置等无需改变。目前生产天线的厂家都已经生产出了专门用于室内分布的双极化天线，但还处于正在测试的阶段，如果测试取得成功，那么双极化天线将在不同条件的场景下得以应用，从而简化了天线类型。

1.3 LTE室内分布建设模式分析

LTE室内分布建设模式有多种可供选择的方案，需要根据实际的场景情况进行择优选择。首先比较常用的模式为MIMO双流建设模式，该模式是分别由两路馈线和两路天线构成2*2的MIMO系统，在运行过程中加入了SFBC以及空间复用等，用以提高信号覆盖面积和用户速率。另外还有一种模式为SIMO单流建设模式，即TD-LTE基站中只存在一路输出，构成的是1*2SIMO系统。鉴于以上两种室内分布建设模式，需要对他们分布进行相关测试，通过用户速率的峰值对比选择出更加实用的建设模式。在经过研究院实验室和上海世博信息通信馆的深入测试之后发现，MIMO建设模式的用户速率峰值的吞吐量大于SIMO建设模式下的用户速率吞吐量，即MIMO建设模式相比于SIMO建设模式有更大的上下行容量增益，但相比之下，SIMO建设模式在工程改造量，协调量以及投资量等方面仍存在优势。

2.TD-LTE室内分布系统建设

在选择利用MIMO双流建设模式之后，以下是对TD-LTE室内分布系统建设工程施工方式的具体介绍，总共有三种建设方式，分布为MIMO双流新建，MIMO双流(一路新建一路改造）以及单路改造等三种建设方式，下文将做具体分析。

2.1 MIMO双流新建

首先在新建的场景中，采用两路分布系统进行建设，但需要控制好两路愤怒系统的功率平衡以满足信号覆盖的均衡性。其次在改造的场景中，若出现合路时各系统间干扰过大，可以采用新建两路天馈系统来缓解干扰，而不必改变原来的分布系统。MIMO双流新建主要是由光纤将TD-LTEBBU基带处理单元信号连接到RRU射频拉远模块，再由射频拉远模块输出两路信号，分别传输至天馈系统中。

图2 MIMO双流新建建设方案

2.2 MIMO双流(一路新建一路改造）

MIMO双流（一路新建一路改造）主要是在新建的过程中在合路器的作用下将原单路分布系统利用起来。在TD-LTE双路系统中，其中一路用来新建室内分布系统，而另一路则在原有的分布系统基础上进行合路，从而达到双流的建设目的。同样，在合路过程中，要时刻注意两路分布系统的功率平衡，确保信号覆盖效果。

图3 MIMO双流建设方案(一路新建一路改造）

2.3 单路改造

单路改造和上文的一路改造原理类似，即利用合路器将TDLTE RRU射频拉远模块原来的两路信号GSM，TD-SCDMA进行合路。当TD-LTE与其他系统在原有分布系统上发生冲突时，需要在满足TD-LTE系统性能条件的基础上对原有系统的无源器件和天线点位进行适当地改变。

通过比较以上三种室内分布系统建设方式，其中MIMO双流建设方式相比于其他两种方式更能增强TD-LTE的信号承载能力，同时也是目前最为常用的建设方式，因此，在一般情况下建议采用MIMO双流及双通道建设方式，在同等建设成本的基础上，能得到更加理想的效果。

2.4 TD-LTE 室内分布系统覆盖链路预算

TD-LTE室内分布系统覆盖链路预算是整个设计方案中十分重要的部分。链路预算一般采用衰减因子传播模型，需要计算出信号在传播过程中的路径损耗，其计算公式为：PathLoss（dB）=PL（d0）+10·n·lg（d/d0）+R（1）。PL（d0）为距离天线1m处的路径衰减，频率带宽为2300MHZ时的典型数值为39dB，其中d为信号的传播距离，n为衰减因子，衰减因子n的值取决于环境因素，R为附加衰减因子，主要存在于室天花板，墙壁，房间隔板引起的附加损耗。

2.5 TD-LTE 室内分布系统改造方案

室内分布系统的改造也是其扩大化建设进程中的重要部分，室内分布系统的改造主要是对馈线的改造以及对天线的改造两部分，下文我们将重点分析系统改造的具体内容。2.5.1 馈线改造

首先，馈线由于型号的不同，它们的损耗频段也不相同，其中信号频段越高，其损耗越大。一般来说，TD-LED室内分布系统的工作频段为24GHZ，该频段相对较高，因此其损耗也较大。为了降低信号在传播过程中的过高损耗，我们常常需要在原来的分布系统上进行适当改造：首先建议将原先分布系统中长度大于5m的平层馈线即8D/10D馈线换成1/2馈线，因为8D/10D馈线将对主干线路造成不利影响，第二，如果原先分布系统中如果有长度大于50m的1/2馈线，最好将其更换成7/8馈线，另外，如果在主干馈线中如果有1/2馈线，同样需要将其改造为7/8馈线。

2.5.2 天线建设及改造

在完成TD-LTE室内分布系统的建设之后，在现网的条件下，若出现信号减弱或者网络性能不达标的情况，又或者说现网天线系统存在位置或密度不合理的情况，这时，我们需要对现有分布系统中的天线进行改造，主要是通过改变现有天线的布放点，使其位置，密度，信号覆盖范围更加合理适用。对于不同的分布场景，天线的改造方案有所不同，比如在较为封闭的环境中，信号覆盖半径最好为6-10m，而在半开放的环境中，信号覆盖半径建议设置在10-16m的范围内。

3.TD-LTE室内分布系统规划

3.1 室内分布系统规划原则

室内分布系统的建设需要充分考虑到成本以及技术条件等各个方面的因素，综合起来决策出最佳建设方案。首先，室内分布系统的规划需要结合无线网络的性能好坏，现有资源的成本条件以及建后改造的难度等因素，制定出最佳规划方案。另外，在室内分布系统的改造过程中，需要注意的是，最大可能地降低改造成本及工程量，尽量减少对现有网络系统的影响。

在室内分布系统的建设中，需要遵循室内外覆盖一体化原则，一方面需要保证室内信号覆盖的强度，另一方面还要控制室内信号的稳定性。在室内时，室内信号应该强于室外信号，在距离室内较远的室外场景时，则需要室外信号优先于室内信号，避免室内外两者信号之间互相造成不必要的干扰。另外，为了区别室内外信号之间的交互干扰，通常需要保证室内外信号频率不同。还需要十分注意的是，在室内分布系统的建设或改造过程中，必须做好多个系统间的干扰隔离，通常采用隔离性能较好的设备硬件。

3.2 室内分布系统规划场景选择

在室内分布系统的建设中，需要尊循一系列场景规划原则，以提高室内分布系统的准确性，以及提升用户的感知程度，增加商业吸引力，从而提高商业竞争力。

首先室内分布系统需要满足业务需求的原则，即室内分布系统应该全面满足有业务需求的区域，千万不能为了发展而盲目扩建，造成资源的浪费。第二，需要满足用户和业务发展原则，室内分布系统需要积极配合无线城市，集团客户等各种用户群的业务拓展和研发创新，以便于提升用户的用网体验。第三，还要尊循品牌影响力原则，品牌影响力对于品牌建设和发展具有极其重要的作用，因此室内分布系统应当首选城市地标，重要建筑物，重要场所及设施。最后，还需要满足可操作性原则，正如上文提到过的室内分布系统需要满足的最基本的条件是建设成本和技术条件，因此，需要综合考虑系统建设过程中的物业调度的难易程度，同时结合工程施工的操作便宜性等等。

4.结语

随着我国社会经济和科学技术的不断发展与进步，LTE室内分布系统的建设技术将越来越完善。但在室内分布系统建设的初级阶段，仍需要通过大量的思路设计，比如系统的规划，建设以及系统改造等方面。这样一来，更加有利于LTE室内分布系统的建设和维护。另外，在室内分布系统建设中，需要充分考虑到室内规划的一系列原则，诸如成本预算，技术条件，干扰隔离等。另外，在室内分布系统的可操作性的基础上，则需要遵循业务需求原则，用户和业务发展原则，品牌影响力原则等等，致力于不断扩张室内分布系统的覆盖区域和品牌影响力，同时不断提升用户的感知程度。

[1]吕召彪,李新中,杨军.LTE MIMO室内场景解决方案研究[A].2011全国无线及移动通信学术大会论文集[C].2011.

[2]吕婷,杨军,吕召彪,王常玲.LTE室内分布系统改造方案研究[A].2012全国无线及移动通信学术大会论文集(上)[C].2012