TD—LTE室內(nèi)覆蓋建設(shè)方案研究

劉金藝

【摘要】 本文首先介紹了TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)的重要性，以及室內(nèi)分布MIMO的實(shí)現(xiàn)方法。同時介紹了目前大部分室內(nèi)場景的TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)布線方案。最后介紹TD-LTE與其他系統(tǒng)共用室內(nèi)分布系統(tǒng)的合路方式。總結(jié)出TD-LTE室內(nèi)覆蓋的建設(shè)方案，以指導(dǎo)TD-LTE室內(nèi)覆蓋建設(shè)的實(shí)施。

【關(guān)鍵詞】 TD-LTE MU-MIMO SU-MIMO 前端合路 末端合路 多頻合路器合路

一、前言

TD-LTE是是TDD版本的LTE的技術(shù)，是一種專門為移動高寬帶應(yīng)用而設(shè)計的無線通信標(biāo)準(zhǔn)。TD-LTE的魅力在于高速數(shù)據(jù)與多媒體業(yè)務(wù)，而視頻電話、視頻流、游戲等高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)一般都發(fā)生在室內(nèi)環(huán)境中，這些業(yè)務(wù)功能都需要較大的系統(tǒng)容量和良好的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。由于室內(nèi)分布系統(tǒng)是解決室內(nèi)覆蓋的主要方式，TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)將是TD-LTE整個網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點(diǎn)之一。

二、單雙通道峰值用戶速率對比測試

為了驗證雙通道模式對用戶峰值速率的貢獻(xiàn)，需要進(jìn)行單、雙通道下峰值用戶速率對比測試。

測試結(jié)果如如表1所示：

從測試結(jié)果看，單雙通道的上行的最大吞吐量差別不大；雙通道的下行吞吐量，在TM3、TM4和自適應(yīng)天線模式下，最大吞吐量提高了37%～45%，尤其在自適應(yīng)天線模式下的雙通道最大吞吐量是單通道的1.5倍左右。

三、室內(nèi)分布系統(tǒng)MIMO實(shí)現(xiàn)方案

LTE系統(tǒng)中引入了MIMO技術(shù)，能夠有效提高業(yè)務(wù)速率。TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)的難點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)MIMO。對于MIMO方式，可考慮兩種方式，多用戶（MU-MIMO）方式和單用戶MIMO（SU-MIMO）方式。在實(shí)際TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)中，可以采用三種方案來實(shí)現(xiàn)MIMO 3.1 分層SCDMA方案（MU-MIMO）

分層SCDMA方案是空分復(fù)用方式，也稱為多用戶MIMO方式。SCDMA方案可以使系統(tǒng)總?cè)萘刻嵘２捎迷芯W(wǎng)絡(luò)的天線點(diǎn)設(shè)置，不改變現(xiàn)有的分布式天線結(jié)構(gòu)，僅在信號源接入方式發(fā)生變化，施工方便。

分層SCDMA方案在不同樓層使用不同的通道，由于空間隔離，不同樓層的用戶可以實(shí)現(xiàn)空分復(fù)用方式。同一樓層只有一個通道，每個覆蓋點(diǎn)只有一個天線點(diǎn)。由于每樓層只有一個通道，用戶峰值速率沒有得到改善。

3.2 雙通道布線方案（SU-MIMO）

SU-MIMO即單用戶MIMO模式，需要改變原有網(wǎng)絡(luò)的天線點(diǎn)設(shè)置，即在同一覆蓋點(diǎn)由原來的每個天線點(diǎn)擴(kuò)展為兩個天線，通常是兩個物理位置，每個天線有單獨(dú)的物理通道。為了保證多樓層的覆蓋，可以用分路器將多通道的信號分路到不同樓層，采用分布天線點(diǎn)覆蓋樓層，用戶根據(jù)分配資源的不同來進(jìn)行區(qū)分。

在系統(tǒng)設(shè)計方式上可以有兩種方式實(shí)現(xiàn)單用戶MIMO。（1）BBU+RRU+室內(nèi)分布系統(tǒng)方式：需要兩路通道實(shí)現(xiàn)2×2MIMO。BBU+RRU實(shí)現(xiàn)MIMO的方式比傳統(tǒng)的室內(nèi)分布多了一條通道，但可以較好地實(shí)現(xiàn)MIMO。（2）PICO基站獨(dú)立覆蓋方式：基站攜帶兩根天線實(shí)現(xiàn)MIMO。采用PICO基站，無需鋪設(shè)饋纜和布放天線點(diǎn)，只需將傳輸光纖或五類線布到每層樓的PICO基站即可。

3.3 單通道交叉布線方案（SU-MIMO）

單通道交叉布線方案（SU-MIMO）也可以稱為單、雙通道交叉布線方案。針對已有室內(nèi)分布系統(tǒng)中，個別樓層或者特定區(qū)域無法對原有室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行整改，則引入TD-LTE時對該特定區(qū)域直接進(jìn)行合路，采用單通道布線方案。對于可以進(jìn)行整改，新增一路室內(nèi)分布系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)SU-MIMO的區(qū)域，則采用雙通道SU-MIMO布線方案。

在新建室內(nèi)分布系統(tǒng)的場景下，也可以針對覆蓋目標(biāo)的不同區(qū)域進(jìn)行細(xì)劃分，將會議室、辦公區(qū)等重點(diǎn)區(qū)域采用雙通道布線方案，對于電梯、地下室、通道等次要區(qū)域采用單通道布線方案。

四、TD-LTE室分布線方案

目前大部分的室內(nèi)分布系統(tǒng)是采用上下行共纜的模式。采用上下行共纜的建設(shè)模式，進(jìn)行TD-LTE建設(shè)時，主要有新建兩路室分、新建一路改造一路、僅對原有單路改造三種建設(shè)方案：

（1）新建兩路。對于新建室內(nèi)分布系統(tǒng)的場景，在進(jìn)行多系統(tǒng)共用室內(nèi)分布系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計時，要求新建兩路分布系統(tǒng)，并以TD-LTE為主導(dǎo)，按照“小功率、多天線”的設(shè)計原則，滿足覆蓋區(qū)域邊緣場強(qiáng)的要求，通過合理的設(shè)計確保兩路分布系統(tǒng)的功率平衡。（2）新建一路、改造一路。TD-LTE雙路中的一路使用原分布系統(tǒng)，并新建一路室分系統(tǒng)。在建設(shè)方案中，由于原有一路室分系統(tǒng)一般為2G/3G合路，合路點(diǎn)多，結(jié)構(gòu)叫復(fù)雜，而新建一路為TD-LTE單獨(dú)使用，而且兩路室分系統(tǒng)的饋線長度和無源器件存在差異，將導(dǎo)致新建一路和改造一路的電平不匹配，因此TD-LTE兩通道功率不平衡。為了避免兩通道間的功率差異過大，在TD-LTE室分設(shè)計過程中，要盡量保持新建一路與原有一路室分系統(tǒng)基本一致，適當(dāng)在新增一路室分中增加衰減器以保證兩通道之間的電平差控制在5dB以內(nèi)。（3）改造原有一路。本方案即SIMO 單流建設(shè)方式。TD-LTE基站僅輸出一路，形成 1×2 SIMO 系統(tǒng)。TD-LTE直接與其他系統(tǒng)共用原分布系統(tǒng)，本方案無法實(shí)現(xiàn)SU-MIMO，無法體現(xiàn)MIMO上下行容量增益。但是可以通過設(shè)置TD-LTE各樓層的不同通道，實(shí)現(xiàn)分層SDMA方案（MU-MIMO）。

五、TD-LTE與其他系統(tǒng)的合路方式

在對原有2G/3G系統(tǒng)進(jìn)行改造時，必須以原分布系統(tǒng)為基礎(chǔ)。為了滿足TD-LTE室內(nèi)業(yè)務(wù)容量需求，天線口功率需要滿足一定的要求，在基站發(fā)射功率有限的情況下，需要選取最恰當(dāng)?shù)暮下贩绞揭詼p少TD-LTE的合路及饋線損耗。

TD-LTE與其他系統(tǒng)組網(wǎng)合路需遵循以下原則：（1）是在確保TD-LTE覆蓋和業(yè)務(wù)質(zhì)量的同時，盡量避免對原2G/3G舊有系統(tǒng)的影響，并盡量使各系統(tǒng)的覆蓋范圍大致相當(dāng)；（2）對于小型樓宇：可以采用前端合路方式，也可以為滿足MIMO的需求采用后端合路方式；（3）對于大中型樓宇現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA改造通常采用后端合路或分級合路方式，那么TD-LTE通常也考慮采用后端合路方式。（4）干擾隔離度要求較高的系統(tǒng)盡量避免直接合路，或者采用末端合路的方式。（5）選擇的多頻合路器，接口之間的隔離度要求滿足系統(tǒng)的隔離度要求。

六、總結(jié)

多天線MIMO是TD-LTE的重要技術(shù)特點(diǎn)，是TD-LTE未來發(fā)展方向。室內(nèi)雙通道MIMO對于提升系統(tǒng)容量，提高峰值用戶速率具有重要意義。雙通道MIMO下行最大峰值用戶速率是單通道MIMO的1.5倍以上。但是室內(nèi)雙通道MIMO對于原有室內(nèi)分布改動量很大，建議在新建的室內(nèi)分布系統(tǒng)中以及重要場景的室內(nèi)分布系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)雙通道MIMO。考慮建設(shè)成本和建設(shè)難度的因素，可以采用單通道交叉布線方案（SU-MIMO），在覆蓋場景內(nèi)的重點(diǎn)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)SU-MIMO。參 考 文 獻(xiàn)

[1] 鄭偉. 室內(nèi)覆蓋部署探討. 電信技術(shù). 2010年12月

[2] 汪穎，程日濤，張海濤. TD_LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計思路和方法解析. 移動通信. 2010年第11期