LTE关键技术及室内分布建设方案探讨

LTE关键技术及室内分布建设方案探讨

曾镇铭

广东南方电信规划咨询设计院有限公司广东深圳518038

摘要：LTE室内覆盖建设不仅是运营商4G建设的难点和重点，也是业务的主要来源。文章通过对室内覆盖发展的趋势预判，阐述了LTE关键技术，并针对了LTE室内分布系统的分场景建设方案做出了分析研究，并且在这个基础之上提出了下文中的一些内容，希望能够给与同行业人员提供一定的参考。

关键词：LTE关键技术；室内分布；建设

引言：现阶段在随着我国科学技术不断的发展，同时也促进了移动通信技术的快速提高，智能终端已经是得到了普及以及互联网的业务得到了快速的发展，使其移动网络的数据流量目前呈现出爆发式的增长，并且也预示着LTE的时代已经来临。

1.室内覆盖发展的背景与趋势

随着我国移动通信的不断发展，其对人们的生活方式带来了极大的影响，不仅改变了我国移动通信未来的发展趋势，同时也给人们的生活带来了巨大的改变。根据统计显示，目前我国移动业务有80%来自于室内，因此增加LTE在室内的覆盖了对于移动通信发展而言，有着十分重要的作用。目前LTE关键技术主要由MIMO技术、OFDM技术、多用户检测技术等组成，笔者将以LTE的关键技术为切入点，分析与研究LTE室内覆盖建设的方案和架构。

2.LTE关键技术

2.1MIMO技术

在应用MIMO无线传输技术过程中，为了获取空间复用增益（MultiplexingGain）以及空间分集增益（persityGain），通常会将多根天线安装在发射端以及接受端中，利用无线传输信道的空间资源来实现目的。MIMO系统如图1所示，在图中可以看出多天线无线通信信道主要由发射端以及接收端的多根天线组成。

MIMO技术是在1908年由Marconi专家提出的，该技术在缓解信道衰落方面的问题有发挥着重要的作用。1996年G.J.Foschini为了解决多天线系统中存在的弊端提出了贝尔实验室中分层空时（BLAST，BellLabsLayeredSpace-Time）编码技术。直到1999年，首次对MIMO的系统容量进行证明的专家E.I.Telatar利用信息论成功证明了MIMO的系统容量。不断增加发射天线树木以及接收天线数目的最小值，MIMO的系统容量会出现线性增长的情况，而这种线性增长的阶数就是我们说的复用增益。

2.2OFDM技术（正交频分复用技术）

1996年由R.W.Chang率先提出了OFDM技术，该技术与我国传统的频分复用的频谱结构比较，OFDM技术具有双重身份，即是复用技术也是多载波调技术。OFDM技术主要运用在军事高频通信系统中，然而没有工与之相匹配的功能强大的集成芯片辅助，因此OFDM技术应用于军事领域的想法失败了。1971年，S.B.Weinstein和P.M.Ebert提出了一种利用离散傅立叶变换（DFT，DiscreteFourierTransform）实现OFDM基带调制和解调的方法。在1980年，为了能够有效的解决OFDM符号间串扰的问题，A.Peled和A.Ruiz两位学者提出将循环前缀以及加窗插入到时域中，该想法的主要原理是将OFDM符号中循环延伸填充符合以及符号之间具备的保护间隔功能充分利用起来，从而实现了色散信道中信号的正交性。综合上述我们可以看出，专家学者的不断的研究，打破了技术上的限制，从而使OFDM技术成为了一项可实现的技术。

在LTE系统和LTE-A系统中，下行链路对不同的用户通过不同的子载波接入到系统中，这种方式我们称之为正交频分多址接入。而在上行链路上我们采用单载波-正交频分多址接入的方式，从而有效的减少上行发射信号的峰均功率比。而与OFDMA技术相比，两者并存在着许多的差异，首先用户需保证子载波的连续性，此外还要在连续的子载波中扩频调制用户的数据。

2.3多用户检测技术

多用户检测技术能尽可能消除码间干扰，对提高通信系统的性能有很大益处。其原理是把所有用户的信号都当作有用信号而不是干扰信号来处理，这样就可以充分利用各用户信号的用户码元、幅度、相位、时间和时延等信息对单个用户的信号进行联合检测，从而大幅度地降低多径多址干扰。作为4G通信技术中关键技术，主要通过消除小区间干扰来改善通信性能和系统容量。实际容量的增加取决于算法的有效性、无线环境和系统负载。除了系统的改善，还可以有效的缓解远近效应。

3.关于LTE的室内分布系统的建设方案演进分析

3.1关于传统的室内分布系统改造方案

针对于传统的室内分布系统改造方案来讲，主要是对其原来的分布系统做出全面的分析改造，同时也需要通过对其建立起LTE双通道射频系统或者是对原来的系统做出相应的改造，使其能够实现LTE的室内覆盖，并且也需要根据业务的实际需求来对其判断是否要进行双通道的建设。

3.2关于信息的数字光纤分布系统分析

针对于新型的数字光纤系统来讲，主要是一种新型室内覆盖解决措施，同时也需要经过光纤来对原来的射频电缆进行取代，采用数字信号来对其原来的射频信号在系统当中的分布传输进行取代然而在天线端是需要将数字系统恢复成为射频信号之后再对其进行发送，由于光纤分布系统进行传输的是与射频频率无关的数字信号，因此能够在单链路之上更好的对LTE的MIMO功能进行实现，与此同时也能够更加有效的集成2G/3G系统，最后使其能够实现多个系统的一同覆盖。

4.关于LTE室内的分布系统分场景建设方案的分析研究

为了能够更好的满足室内网络覆盖的需要，同时能够及时的对建设的成本进行回收，应该要采用最为优秀的分布系统建设的方案

4.1关于模型的要素分析

对于室内所需要的覆盖网络需求特点来讲，要对其场景的属性做出全面的分析研究，与此同时也需要根据结构的特点和业务方面的特点来做出综合的分析。

首先针对于场景的结构特点来说，对其可以分成为以下几种的类型：一是隔断型平层，混凝土以及石膏或者是玻璃等方式的隔断；二是开放型平层，主要是室内全开放式或者是室内采用比较低的隔断来对其室内做出分割；三是特殊的覆盖区，主要是具有比较高的密闭性以及面积比较小，同时楼层也比较高；

其次是场景的用户业务所具有的特点，主要是用户的业务特点可以分成为以下几种类型：一是具有比较大的业务量（常态型），比如交通枢纽等；二是存在着较大的业务量（时段型）；比如商场；三是存在着较大的业务量（突发型），例如会展中心等；四是较小的业务量，比如酒店等。

4.2关于建模的流程分析

针对建模的流程来说主要是如下所示：首先便是需要对其建筑结构的特点进行全面的分析；其次便是要根据场景的类型来对其用户的行为进行选择，同时也需要对其场景的业务特点做出分析再次是在一定程度上结合场景所呈现出来的结构特点以及业务特点，对其适合场景的分布系统建设方案做出分析，并且也需要对其造价做出对比，使其能够研究出和长期相互匹配的系统建设模型最后需要通过对该方案进行利用在设计方面的审核，使其能够对网络建设进行指导。

4.3关于室内的分布系统分场景的建设方案模型分析

移动公司室内覆盖网络的建设场景分成为了交通枢纽以及学校等，通过对其场景做出分析，得出了以下方面的内容

首先便是针对于非热点的室内应用场景，在该场景之中，所具有的用户相对来说对于数据业务的需要比较低，同时在日后一段时间之内发展也是相对缓慢，所以3G业务已经是能够基本上满足用户的实际需要，井且在对LTE网络初期进行建设中并不需要对LTE室内的分布系统进行考虑。

其次便是针对于普通的数据热点室内应用场景，针对该场景来说，所存在着的用户是具有一定程度的数据业务方面需要，所以在场景中3G业务已经是没有办法满足需要，通过对其采用LTE网络来对其网络的能力进行全面的提高，同时也需要建设在LTE室内分布系统来对其用户的需要进行满足。

5.结语

LTE室内覆盖建设应综合考虑业务需求、网络性能、改造难度、投资成本等因素，选择合理的建设方案。文章对比分析了LTE室内分布系统多种建设方案，为今后的LTE室内分布系统建设提供重要的决策建议。

参考文献：

[1]崔芳芳，霍励，马立军.LTE网络室内分布系统建设方案分析[J].山东通信技术，2015，06：12-13

[2]汪航.LTE无线通信系统若干关键技术研究[J].通讯世界，2015，（02）：67-68

[3]刘婷婷，刘永毓.LTE核心网关键技术探讨[J].中国新通信，2015，（22）：64-65