LTE室内分布系统建设方案技术研究

LTE室内分布系统建设方案技术研究

钟佳潮

中国移动通信集团广东有限公司肇庆分公司526060

摘要：随着移动通信建设步伐的加快以及移动用户的不断扩大，大中城市的室外区域已经基本做到无缝覆盖。如何有效的在LTE室内分布系统建设中引入新技术，为高速数据业务提供高质量、具有稳定性的无线信号，增强用户依赖性，提升用户感知。目前室内覆盖分布系统建设已经成为解决网络深度覆盖的核心手段。本文主要对LTE室内分布系统建设的思路、分布特点以及建设方案等内容进行了介绍，并对每个方案关键技术、优缺点及应用场景进行了研究，对TD-LTE网络建设具有重大意义，期望对下一步LTE室内分布系统方案的设计有一定的参考意义。

关键字：TD-LTE；室内分布系统；建设；

现在是全球无线宽带市场的快速发展期，移动通信日新月异，智能终端逐渐成熟，无线宽带的快速发展加剧了运营商的竞争，也加速了LTE的商用节奏。

LTE是由3GPP主导的新一代移动网络技术标准，增强改进了3G的空中接入技术，进一步的扁平化其网络结构，被认为是从3G向迈进4G的主流技术。LTE网络的优势在于可以提供很好的高速数据业务，国内外3G业务的发展规律表明，有百分之七十的高速数据业务都发生在室内环境中，作为可以解决室内覆盖的主要手段，LTE室内分布系统建设是LTE网络建设的核心。LTE引入MIMO多天线技术作为一项必选技术,其作用是充分利用空间信道的多径，把用户数据流分解为多个并行的数据流进行接受以及发送，能够有效的提高系统容量和小区峰值速率。所以在LTE室内分布系统中，怎样引入MIMO将会是运营商需要重点考虑的一个问题。

一、TD－LTE室内分布系统建设的必要性

在LTE系统中，由于空间损耗和衰落快等问题，使很难通过室外基站来实施MIMO系统的室内覆盖；因此，最佳的解决D-LTE室内覆盖的思路就是采用室内分布系统。按照NTTDoCoMO的统计数据，70%以上的手机用户的话务需求皆发生在室内，数据业务特性与业务发展趋势决定了室内区域网络覆盖的重要性。由于宏蜂窝实现室内覆盖，会造成增加网络优化的难度以及站址密度激增等问题；因此，建设室内分布系统是最有效解决室内网络覆盖的方案。

二、室内分布系统概述

1.室内分布系统结构

室内分布系统是LTE室内覆盖的重要实现方式，室内分布系统主要由信源和信号分布系统组成：

（1）：信源可以分为分布式基站、微蜂窝基站、宏基站、光纤直放站、射频直放站、等。信源需要结合室内分布系统覆盖区域分担的容量、业务类别等因素进行选取。

（2）：信号分布系统主要包括有源分布系统和无源分布系统、光纤分布系统、泄漏电缆分布系统、以及混合分布系统。信号分布系统需综合考虑覆盖面积、建筑结构等因素来选取合适的分布系统形式。

2.室内覆盖天线类型

在当前的2G/3G室内分布系统中，通常使用的天线类型是单极化全向吸顶天线，同时，随着室内业务覆盖需求的增长与移动通信天线技术的发展，人们越来越关注双极化全向吸顶天线。双极化全向吸顶天线组合了两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下，在室内覆盖中实现空间复用和空间分集时，全向双极化天线方式比全向单极化天线方式更能节约安装空间，并且按照目前产品的仿真和实测效果，使用单极化天线的MIMO和使用双极化天线的MIMO性能基本一致。可是目前全向双极化天线产品仍然不够成熟。

三、新技术利旧建设方案

在传统利旧建设方案中，“新建一路，改造一路”的建设模式，在处理双流通道间功率平衡问题的时候存在一定的困难。实际测试表明，当双流通道间存在高于10DB的功率差时，将会损失有30%～40%以上的小区容量，导致降低网络性能，致使失去了双流改造的意义。新技术利旧建设方案指在利用现有2G/3G室内分布系统资源的基础上，引入新技术，完善传统利旧建设方案中存在的问题，更好的进行LTE室内分布系统的新建改造工作。

（1）LTE自适应平衡模块双通道利旧建设方案

由源自适应模块主要由自动功率控制（射频APC）、自动电平控制（ALC）电路组成，对特定的频段，该模块具有增益与功率自适应平衡的功能，同时还具有功率补偿与手动增益功能，从而达到LTE双流通道间功率平衡的目标。

该建设方将上行自适应平衡模块安装于LTE双流通道的信源后端，将下行自适应平衡模块安装与双极化室内分布天线的后端。以上方案能够有效的解决传统利旧建设方案中双流通道间功率差的问题。由于系统每一个远端节点均需自适应模平衡块，日常的维护工作比较复杂，难以解决远端的供电问题，并且也容易引入噪声，致使整体系统噪声的增大，降低了系统性能。

（2）LTE变频器双通道利旧建设方案

此方案是把LTE一路通过合路器然后承载到2G/3G室内分布系统馈线网络中；另一路下行信号经过变频器，把LTE频段变频到2G/3G室内分布系统合适的“空余”频段（比如1.4GHz段），再由合路器，把其承接到2G/3G室内分布系统馈线的网络中，并在远端天线端口时，由变频器还原为LTE频段；上行信号同理。

这个方案的优点就是，只用改造原有2G/3G的一套馈线网络，就能达到实现LTE双流优势。该方案的也有很突出的缺点，由于该方案中每一个远端节点均需变频器，日常的维护工作比较复杂，难以解决远端的供电问题，并且也容易引入噪声，致使整体系统噪声的增大，降低了系统性能。该方案适合用于室内天线空间较紧张，物业业主抵触性较强的已建热点区域。

四、LTE室内分布系统建设方案

按照建设方案是否利旧，可以把LTE室内分布系统建设方案划分成两种方案模式：利旧建设方案与非利旧建设方案。然后又能按照建设方案能否采用新技术，再细分为新技术利旧方案与传统利旧方案，新技术非利旧方案与传统非利旧方案等四大类别。

1.传统利旧建设方案

传统利旧建设方案指的是，在充分利用现有2G/3G室内分布系统资源的基础上，通过加强常规室内分布器件，进行改造或新建LTE室内分布系统的工作。

（1）LTE单通道利旧建设方案

此方案指的是LTE室内分布系统采用一路通道设置，不实现MIMO功能，直接把LTE信号由合路单元或者多频合路器把LTE信号承载到2G/3G天馈线系统中。这个方案只需进行对原3G/2G天馈线系统的改造，以保障天馈线系统各个环节、器件均可以支持LTE频段的需求。具有成本低、建设周期快等优点；其缺点是由于LTE单流通道性能远远不及双流通道系统的速率快，因此无法体现出LTE性能的优点，同时还需考虑各个系统间兼容性的问题，后期的优化难度较大。该方案适用于非热点区域或者前期初步升级阶段。

（2）LTE双通道利旧建设方案

该方案指的是LTE室内分布系统采用两路通道设置，实现MIMO功能。其中一路通过多频合路器或合路单元把LTE射频信号直接承载到3G/2G天馈线系统中，并且建立另一路LTE天馈线系统，分别用单极化室内天线进行对LTE两路馈线网络的覆盖。

这个方案只需要新建立一路天馈线通道，另外改造一路天馈线通道，相对新建两路天馈线系统而言其投资的成本较低，建设周期较快，同时可以体现LTE双流通道MIMO技术的优点，可以带给用户较好的体验感。缺陷体现在有限的室内空间里，新增一路馈线系统及天线，工程难度较大，物业业主抵触性较强，同时还要考虑各个系统间兼容性的问题，优化难度较大，尤其是在原有的单极化室内天线与新增的单极化室内天线之间需要有合理的间隔距离，从性能上考虑不应该少于1.5m。该方案适用于已建热点区域。

（3）LTE双通道双极化室内天线利旧建设方案

该方案指将双极化室内天线应用到LTE室内分布系统两路双通道的建设方案中。LTE其中一路通过合路单元或者多频合路器，把LTE射频信号直接承载到2G/3G馈线网络中，再另外新建一路馈线网络，两路馈线网络由双极化室内天线的不同极化端口进行覆盖。

该方案只用新建一路馈线通道，另改造一路馈线通道，并且把原单极化室内分布天线跟换为双极化室内分布天线，不用再新增室内分布天线的数量以及必要的安装空间，最大限度地简化了工程设计难度以及改造困难，相对新建两路天馈线系统同而言，需要投资的成本较低，建设周期较快，同时能体现LTE双流通道MIMO技术的优点，对用户可以带来较好的体验感。其缺点就是需要考虑各个系统间兼容性的问题，优化难度大。该方案适用于较紧张的室内天线空间的已建热点区域。

五、结束语：

TD-LTE技术是3G的下一代演进技术，它代表着目前移动通信产业的最先进水平；因此，进行TD-LTE室内分布系统建设研究是推进TD-LTE技术迈向未来发展道路的基石，加速中国移动部署TD-LTE商用网络进程的必经之路。

参考文献：

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