浅论TD-LTE室内覆盖规划方案

浅论TD-LTE室内覆盖规划方案

王世选

广东达安项目管理股份有限公司510510

摘要：本文主要从室外基站室内覆盖方案；室内覆盖系统分类；TD-LTE室内覆盖的解决措施等几方面探讨了本文主题，旨在与同行共同探讨学习。

关键词：FDD-LTE；室内覆盖；室内分布系统；解决方案

LTE作为目前通信技术的主流标准，各大运营商都先后加大了对LTE的投资与研究力度，全球大部分国家都已部署LTE网络。TD-LTE网络的优势在于能更好地支撑高速数据业务与多媒体业务。国内外业务发展规律表明，视频电话、视频流媒体以及在线游戏等高速数据业务70%都发生在室内环境中，TD-LTE室内覆盖建设势必成为TD-LTE网络建设的重中之重。

一、室外基站室内覆盖方案

通过室外基站对室内进行覆盖的同时兼顾对室内进行覆盖是普通城区、乡镇地区普遍采用的室内覆盖方式。这种方式针对建筑物不太密集，结构简单的区域能够较好地解决室内覆盖问题，同时具有实施简单、安装迅速，性价比较高等优点。根据室外基站类型的不同，可进一步分为宏基站、室外微基站、室外中继站3种：

1.室外宏基站

TD-LTE室外宏基站采用的D频段高于GSM和TD-SCDMA频段，其穿透能力较弱，对室内的覆盖效果不如2G/3G宏基站。网络规划时室外宏基站仍主要考虑室外覆盖和室外话务吸收，兼顾对室内覆盖，一般用于普通城区和乡镇、低矮居民楼、单体建筑不大等结构简单的室内场景。TD-LTE室内分布系统根据是否支持MIMO技术，可设计成双通道室分系统和单通道室分系统。

2.TD-LTE双通道室内系统

TD-LTE双通道室分系统是指在每个室内覆盖点通过位置不同的两个单极化天线或者一个双极化天线进行信号发射和接收，形成2×2MIMO双收双发组网。这种组网方式具有完整的MIMO特性，系统容量和峰值传输速率都可得到提升。根据信号传输方式，双通道系统又分为双通道双路室分系统和双通道单路室分系统。

3.双通道双路室分系统

TD-LTE双通道室分系统是指在每个室内覆盖点通过位置不同的两个单极化天线或者一个双极化天线进行信号发射和接收，形成2×2MIMO双收双发组网。这种组网方式具有完整的MIMO特性，系统容量和峰值传输速率都可得到提升。根据信号传输方式，双通道系统又分为双通道双路室分系统和双通道单路室分系统。

4.双通道双路室分系统

在进行TD-LTE室内覆盖系统的建设过程中，MIMO上内网网段的访问，完全杜绝了因内外部病毒侵入导致的系统崩溃和资料泄密的可能，最大程度的保障了系统的安全性。与此同时为了便于财务人员的日常办公和上网学习，我们在财务人员办公电脑和云终端处安装了6套KVM切换器使得财务人员可以通过一台显示器一套鼠标键盘轻松的实现办公电脑与云终端的系统及内外网一键切换。

整套系统的成功搭建对浙江省地震局财务核算系统的使用和财务人员在日常工作和学习中提供了以下几点便利：

（1）系统启动快、操作简单方便：用户在开机几秒后就可以输入特定用户名和密码通过云终端的虚拟操作系统界面自由的访问服务器端资源。

（2）高安全性：用户可以不用担心由于误操作导致的操作系统和软件系统崩溃造成的数据丢失问题和意外感染病毒导致的数据泄密。

（3）低维护成本：整套系统从服务器端至终端用户在软硬件方面都做了充足的容灾考量，服务器端的双路供电、双热备服务器可以极大的保障整个系统核心部分的安全性，同时云终端的原理特性保证了它极低的故障率，整套系统在几年内的日常运行中几乎不需要进行大规模的设备维护更换。

（4）个性化办公:通过在终端加入KVM转换器使得用户可以实现自由的一键内外网无缝切换，实现工作娱乐两不误。

5.TD-LTE单通道室内系统

所谓单通道建设就是通过合路器将TD-LTE系统与现在已经存在的单通道室内分布系统相结合。通过这种方法进行TD-LTE室内覆盖系统的建设可以有着较小的改造量，有效的降低施工的成本，但是在使用单通道的建设方式时，会形成较少的天线模式，所以导致了提升UE峰值的速率与双通道的方式相比较低。在进行TD-LTE室内覆盖系统建设的初期，如果有着丰富的TD-LTE系统的频谱资源，可以在建设的过程中使用双通道的方式，将TD-LTE在室内的单通道系统中进行应用。采用单通道方式往往都是在已经具备了室内分布系统的基础上进行，同时数据业务又是较低的建筑，使用这种单通道室内覆盖系统的建设可以取得非常好的效果。

二、通道变频室内分布方案

通道变频方案的核心思想是通过变频技术将1路或2路信号频谱搬移到不同频段上进行合路使其能够在同一根馈线上传输，在天线端再将信号通过反向变频恢复出2路信号。该方案的优势在于能够在现有室分系统的基础上不新建天馈系统实现MIMO功能，降低了LTE室分建设的协调难度。但是通道变频方案也带来了一些新的问题，如有源器件的引入会降低系统的可靠性并且抬升底噪，而且在实际施工时，由于该系统通过馈线进行供电，因此原有分布系统中的腔体耦合器都需要替换为过流耦合器，增加了施工和协调难度。

三、室内覆盖系统分类

室内覆盖系统分类可以按照室内覆盖系统信号源类型及分布系统的布线材料类型等进行分类。

按分布系统分类

按布线材料的不同，可分为同轴电缆分布系统、光纤分布系统和泄漏电缆分布系统。

（1）同轴电缆是最常用的材料，性能稳定，但线缆分布施工难度大。同轴电缆系统由于可靠性高，在实际分布工程中大量采用。同轴电缆分布系统根据是否采用有源器件又可分为无源分布系统和有源分布系统。无源分布系统主要由无源器件组成。该方式设备性能稳定、安全性高、无噪声累积、维护简单、成本低。信号经过功分器、耦合器和线路衰耗后，均匀分布到各个天线，覆盖效果较好。

（2）光纤分布系统主要通过光纤进行信号分布。该方式线缆布放施工难度低，信号分配灵活，但由于在近端和远端都需要安装光/电转换设备及放大设备，建设和维护复杂。

（3）泄漏电缆分布系统使用泄漏电缆进行信号分布，具有信号分布均匀的优点，但由于泄漏电缆的覆盖区域呈带状分布，且覆盖距离有限，故一般仅应用于地铁、隧道等狭长的封闭环境。需要注意的是，室内分布系统也存在上述3类分布系统组合使用的情况。

四、TD-LTE室内覆盖的解决措施

1.近区室内覆盖解决方案

近区（RSRP>-85dBm）的核心问题在于基站的覆盖方式，近区的信号获得容易，部署快且相对成本较低，因此适合于相邻的小型多层城市建筑之间。但其覆盖效果受到楼宇结构、基站的容量以及基站之间的空间位置影响。因此，以室外基站信号覆盖为主的方式信号相对较弱。设计过程中，要将需求量大，基站密集地区高度要相对设计低一点，以免使信号受到来自周边地区的干扰。而对于高层来说，尽量采取室内分布的方式，或者可以选择小基站，以确保信号传输。但室内改造相对较难。因此在现实设计中，多使用的是Femto室内分布系统。

2.中区室内覆盖解决方案

中区（-90dBm<RSRP<-85dBm）主要选择室内覆盖，并且以小基站为主。如LTEMicro或Pico均具有较好的优点，可实现灵活覆盖。位于中区的高层主要是解决其信号弱区域的覆盖问题，可选择有源天线的Micro/Pico等LTE一体化基站产品，来降低施工难度，并且减少施工成本。

3.远区室内覆盖解决方案

对于远区（RSRP<-105dBm）信号覆盖来说，无法通过中近区的小基站补盲或者是室外宏基站覆盖来解决，其覆盖方式以LTE深度覆盖为主。并且通过MIMO来提高系统容量，满足客户需求。当然，MIMO对室内分布造成一定的影响，远区室内覆盖不仅要考虑信号覆盖问题，还要考虑分布设计问题。

4.改建室内的分布系统

当室内之前就有3G或者是4G的系统的基础上，可以通过这个系统的改建实现TD-LTE室内分布系统的建设，这个方式也需要分为两种不同的情况进行考虑：首先就是当覆盖的区域较小时，往往都是使用BBU+RRU+无源分布系统的方式实现系统在室内的覆盖；其次就是当覆盖的面积是较大的情况下，往往采用的解决方案为BBU+RRU+中继器+无源分布系统来实现室内分布系统的覆盖。

当覆盖的面积是较大的时候，采用的解决方案就是BBU+RRU+中继器+无源分布系统，通过这个系统实现对室内的覆盖，使得覆盖问题得到有效的解决。其中这种方案又可以分为几种情况，其中一种就是当新增两路主馈线的时候，往往都是通过两个通道来进行解决，从而使得室内覆盖系统的质量可以达到一定的标准；另外一种就是当无法进行多种馈线的安装时，可以通过安装一根馈线进行通信数据的传输，这个时候可以使用单馈线的中继线来实现。

结语：

本文从室内分布系统引入LTE技术的重要性出发，研究了目前室内分布系统的主要解决方案，对传统室内分布方案、通道变频方案及新型光纤分布方案从性能、造价以及工程量等方面进行了对比分析希望为将来的LTE室内覆盖建设提供参考依据。

参考文献：

[1]张涛，韩玉楠，李福昌.LTE室内分布系统演进方案研究［J］.邮电设计技术，2013（3）:22-26.

[2]梁晋仲.TD-LTE室内多天线模式探讨[J].电信技术,2014(12):32-35.

[3]中国移动通信集团公司.TD-LTE网络工程室内覆盖系统建设指导原则V0.6[S].2014.

[4]周宏成.WCDMA室内覆盖系统规划[J].广东通信技术，2005（11）:2-5.

[5]张涛，韩玉楠，李福昌.LTE室内分布系统演进方案研究[J].邮电设计技术，2013（3）：22-26.