TD-LTE室內分布系統四網協同組網研究

強成慷

（中國移動通信集團設計院有限公司安徽分公司,安徽 230041）

中國移動四網協同戰略的提出，其根本出發點和基本思路是通過協同GSM/TD-SCDMA/TD-LTE/WLAN四張網絡的職責和分工，實現中國移動在不同應用場景下，語音、數據業務的合理分工和優化配置，從而實現在確保語音收入的情況下，中國移動的數據業務能夠實現快速突破，并進而實現趕超。在四網協同戰略的指導下，合理規劃建設四張網絡，對于節省網絡投資、網絡運營以及網絡維護至關重要。在TD-LTE大規模發展和建設的前夕，透徹研究和分析TD-LTE室內分布系統設計思路及方法是非常有必要的，對指導TD-LTE網絡建設以及四網協同發展意義重大。

1 UHF頻段無源RFID系統原理

為充分發揮TD-LTE多天線的技術優勢，需要建設雙通道室內分布系統。鑒于存在多運營商、多無線接入技術，如何處理好不同無線接入系統之間的射頻干擾以及在合路建設情況下不同無線接入系統的覆蓋平衡是建設雙通道室內分布系統的關鍵。

1.1 TD-LTE與異系統之間射頻干擾分析

在計算TD-LTE與其它系統干擾隔離要求時，采用GSM、TD-SCDMA、WLAN、TD-LTE系統的協議指標，同時假設TD-LTE的工作頻帶寬度為20MHz；被干擾系統接收機靈敏度降低1dB為干擾容忍的門限。

1.1.1 鄰頻干擾

在室內，TD-LTE使用頻段為2350～2370MHz，TD-SCDMA E頻段與TD-LTE之間存在臨頻干擾。

與TD-SCDMA系統上下行時隙同步時，可以實現共存、共址；與TD-SCDMA系統上下行時隙非同步時，在共存、共址的情況下，會產生較強的交叉時隙干擾，系統性能惡化。

1.1.2 雜散干擾

根據各個系統的協議指標對于其射頻雜散的規定，可以得到TD-LTE與其它系統雜散干擾隔離要求如表1所示。

表1 TD-LTE與其它系統雜散干擾隔離要求

1.1.3 阻塞干擾

根據各個系統的協議指標對于其射頻阻塞干擾的規定，可以得到TD-LTE與其它系統阻塞干擾隔離要求如表2所示。

表2 TD-LTE與其它系統阻塞干擾隔離要求

1.1.4 互調干擾

對各系統發射頻段的互調分量進行遍歷，中國移動DCS、TD-SCDMA F頻段與TD-LTE（E頻段）會對WLAN系統產生互調干擾。根據集團關于TDSCDMA頻段最新使用思路，TD-SCDMA F頻段主要用于室外，所以在室內環境中該互調干擾不會產生。

1.1.5 總結

取雜散干擾和阻塞干擾的最大值，TD-LTE與以上各系統共存、共址時，TD-LTE與其它系統的干擾隔離要求如表3所示。

表3 TD-LTE與其它系統干擾隔離要求

由表3可見，TD-LTE系統與WLAN系統干擾隔離要求最大。

1.2 TD-LTE覆蓋特性分析

1.2.1 TD-LTE室內傳播模型選取

TD-LTE室內擬采用2.3GHz頻段（2350～2370MHz），建議采用目前使用較多的衰減因子傳播模型，計算路徑損耗的公式如下：

其中：

PL(d0)：距天線1m處的路徑衰減，2350MHz時的典型值為39.4dB；

n：為衰減因子。對不同的無線環境，衰減因子n的取值有所不同。不同環境下n的取值如表4所示。

表4 衰減因子取值表

d：為傳播距離；

R：附加衰減因子。指由于樓板、隔板、墻壁等引起的附加損耗。

1.2.2 TD-LTE與其它系統覆蓋差異分析

在進行TD-LTE室內分布系統建設時，應綜合考慮GSM、TD-SCDMA的覆蓋需求進行規劃設計，由于GSM覆蓋性能優于TD-SCDMA。因此首先需要對比TD-LTE與TD-SCDMA室內鏈路預算情況，以掌握二者覆蓋能力的差異。相關指標取定情況如下：

TD-SCDMA：PCCPCH最小接收電平取-85dBm；天線口PCCPCH信道（雙碼道）功率取5dBm。

TD-LTE：系統總帶寬20MHz，100RB；系統支持并發用戶數10，單用戶10RB；基站單通道發射功率43dBm，終端最大發射功率23dBm；依據規模試驗網建設情況，目標邊緣業務速率取為1Mbit/s，室內RSRP取為不低于-105dBm。

具體對比情況如表5所示。

表5 TD-SCDMA與TD-LTE系統鏈路預算對比表

可見在以上指標要求下，TD-LTE理論計算的最大允許路徑損耗為117.2dB，與TD-SCDMA基本相當。TD-LTE天線點間距可基本參照現有TD-SCDMA系統進行設置，對于不同的室內無線環境，根據衰減因子傳播模型可以得到合理的天線點間距；為滿足電磁輻射標準，要求在20MHz帶寬下TD-LTE天線口輸出總功率不大于15dBm。

2 TD-LTE系統與WLAN系統干擾測試

2.1 共室分條件下WLAN與TD-LTE基站互干擾測試

LTE系統采用雙通道配置時，上行速率都在17Mbit/s以上，下行速率近點都在60.5Mbit/s以上，WLAN對LTE系統的干擾不明顯。

在LTE影響下，WLAN系統速率減少的比例反映了LTE對WLAN有一定的干擾，計算公式為：[（關閉LTE時測得到速率-開啟LTE時測得的速率）/關閉LTE時測得到速率]×100%，表6是存在干擾的場景。

表6 共室分條件下LTE對WLAN有干擾的場景

2.2 LTE室分系統與放樁型WLAN互干擾測試

LTE系統上行速率近點都在17Mbit/s以上，下行速率近點都在60.5Mbit/s以上，放樁型WLAN對LTE系統的干擾不明顯。

大多數場景下LTE對放樁型WLAN系統干擾很明顯，WLAN受影響低于20%的測試場景如表7所示。

表7 放裝條件下LTE對WLAN 802.11n終端干擾低于20%的場景

3 TD-LTE室內分布系統四網協同組網方案

為滿足不同用戶的需求，中國移動提出四網協調發展的策略。對樓宇進行室內覆蓋時必然會出現多系統同時共存的情況，在規劃室內分布系統時，需要統籌考慮容量需求、各系統間鏈路平衡以及干擾規避措施。室內覆蓋的場景以及建設條件復雜多樣，包括新建室內分布系統的場景、已經建設單路室內分布系統且不能改造雙路的場景以及已經建設單路室內分布系統且可以改造雙路的場景。本節不對單路室內分布系統的場景進行詳細分析，因為已建TD-SCDMA室內分布系統的天線點位符合TD-LTE建設需求。

WLAN采用后級合路、獨立放裝，TD-LTE室內分布建設方案如圖1所示。

圖1 TD-LTE雙通道室內分布建設方案

為發揮TD-LTE系統MIMO多天線技術優勢，TD-LTE室內分布建設方案規劃時需要重點考慮以下幾點關鍵問題：

3.1 干擾分析

WLAN采用后級合路方式共用雙通道室內分布系統，或者采用獨立布放AP的方式進行規劃建設，WLAN系統與TD-LTE E頻段產生87dB的雜散干擾，需要通過合理選擇WLAN合路器以及兩系統天線安裝間距大于3m的方法進行干擾規避，對于WLAN獨立布放AP時天線點位安裝間距受限的情況下，建議AP輸出端加裝濾波器，要求濾波器功率容限大于1W，隔離度大于40dB。

3.2 各系統鏈路平衡

根據前文分析，不論是新建室內分布系統情況還是改造室內分布系統情況，都可以依據TD-SCDMA覆蓋特性進行規劃設計。根據測試結果可知，雙通道室內分布系統對于TD-LTE而言，需要雙通道具有相近的RSRP和SINR指標，才能發揮出MIMO的空分復用性能。因此，在雙通道室內分布系統建設時需要保證雙通道損耗平衡。

3.3 容量分析

TD-LTE雙通道室內分布系統建設應保證擴容的便利性，盡量做到在不改變分布系統架構的情況下，通過小區分裂、增加載波等方式快速擴容，滿足業務需求。

4 總結

TD-LTE技術作為中國移動四網協同發展戰略的關鍵一環，是中國移動的未來。如何有效的引入TDLTE技術并與現有網絡互不干擾、協調發展是一項具有現實意義的課題。本文結合理論分析和現網測試，給出TD-LTE室內分布系統建設方案，并分析了TD-LTE與其它系統間的干擾問題、不同系統間鏈路平衡問題以及容量問題，對TD-LTE室內分布系統規劃建設具有重要的指導意義。

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