FDD—LTE室分設計方案的關鍵問題研究

【摘要】 隨著智能終端、移動互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務所占比例持續(xù)增大，且大部分發(fā)生在室內(nèi)場景，而LTE網(wǎng)絡能為用戶提供高質(zhì)量的移動寬帶業(yè)務體驗。本文對FDD-LTE室分規(guī)劃指標、鏈路預算、單雙流設計方案等進行了介紹和分析，并提出了FDD-LTE室分設計應注意的一些事項。

【關鍵詞】 FDD-LTE 室分 設計方案 研究

一、概述

LTE具有如下特征：下行達到100Mbit/s，高階調(diào)制顯著的提高了峰值速率；AMC自適應編碼及調(diào)制提高系統(tǒng)吞吐率；OFDM帶來更高的頻率效率，達到3GPP R6的2～4倍；扁平化的網(wǎng)絡結構，降低了用戶接入時延；可擴展帶寬，能支持1.4MHZ，3.0MHZ，5 MHZ，10 MHZ，15 MHZ，20 MHZ等系統(tǒng)帶寬。

截至2013.5，全球已部署161張LTE FDD商用網(wǎng)絡，且目前全球LTE用戶數(shù)已超越1億戶。另根據(jù)GSA 7月份統(tǒng)計，全球LTE終端產(chǎn)品已達到948款。LTE智能終端發(fā)展迅速，達到316款，已經(jīng)成為種類最多的LTE終端類型。

二、FDD-LTE室分規(guī)劃指標及鏈路預算

2.1 規(guī)劃指標

普通建筑物信號RSRP>=-105dBm，C/I>=6dB；

地下室電梯等，封閉場景，RSRP>=-110dBm C/I>=4dB；

室外10米處應滿足RSRP≤-115dBm，或室內(nèi)外泄RSRP 比室外最強RSRP低10dB；

PS數(shù)據(jù)BLER目標5～10%；

無線信道呼損：不高于2%；

邊緣覆蓋下行速率大于2Mbps；

在室內(nèi)單小區(qū)20MHz組網(wǎng)，支持MIMO情況下，單小區(qū)平均吞吐量滿足DL30Mbps/UL8M；

在室內(nèi)單小區(qū)20MHz組網(wǎng)，不支持MIMO情況下，單小區(qū)平均吞吐量滿足DL15Mbps/UL4M。

2.2 與WCDMA鏈路預算對比

聯(lián)通LTE室內(nèi)覆蓋，一般和WCDMA系統(tǒng)合路，需考慮兩者同步覆蓋：LTE和WCDMA合路共用天饋分布系統(tǒng)，兩者邊緣覆蓋場景同時滿足規(guī)范要求。室分WCDMA頻段 為2.1GHz，室分LTE頻段為1.8GHz，主要在饋線傳輸損耗、空中傳輸損耗、建筑物穿透損耗有不一致，但是相差不大。鏈路預算對比如表1所示：

從表1可以看出：當LTE和WCDMA系統(tǒng)共用天饋室分系統(tǒng)，理論計算，一般覆蓋半徑為10米左右，并且可以看出，合路時一般情況下天線點位滿足要求，有些情況下LTE為受限系統(tǒng)，需改造。

2.3 FDD-LTE室分建設原則

FDD-LTE室分建設應考慮GSM、WCDMA、WLAN共用的需求；

新建室分場景：盡可能建設雙路室分系統(tǒng)，減少后續(xù)投資；

新建室分LTE與WCDMA合路，信源功率要基本相等，保證同步覆蓋；

FDD-LTE室分設計時，盡量按照小功率多天線原則布放天線；

在LTE系統(tǒng)商用前，雙路室分可應用于802.11n、HSPA+（MIMO升級）系統(tǒng)以支持MIMO工作方式。

三、FDD-LTE室分設計方案

FDD-LTE室分主要分為單流設計方案及雙流設計方案。雙流設計：通過兩路獨立饋線和天線構成2*2 MIMO系統(tǒng)，通過使用SFBC、空間復用等提高覆蓋和用戶速率。單流設計：LTE基站僅輸出一路，形成1*2 SIMO系統(tǒng)。

3.1 FDD-LTE單流室分方案

新建一路或使用原有天饋，LTE信號與2G、3G系統(tǒng)直接合路，不使用MIMO技術。

單流室分系統(tǒng)在已有室分系統(tǒng)的建筑里，這種方式不需要再新增布線，但現(xiàn)有合路器需要更換，支持LTE頻段端口合路。

雖然工程成本最低，但因無法支持后續(xù)單用戶MIMO演進，無法體現(xiàn)LTE技術的優(yōu)勢。

3.2 FDD-LTE雙流室分方案

利舊原上、下行室分共纜的天饋，新增一條饋纜，并增加天線點位。FDD-LTE雙流室分設計方案如圖1所示。

雙流FDD-LTE的一個通道采用末端合路的方式與原分布系統(tǒng)合路，另外單獨新增一個LTE通道及一個天線點位來實現(xiàn)單用戶MIMO；相當于新建一路分布線纜，新增天線點位，且與原有天線點位距離有要求；在不方便新增天線的場景，使用雙極化天線。

系統(tǒng)改造量較大，工程成本較高。

3.3 FDD-LTE單、雙流室分方案對比

不同場景的單、雙流室分吞吐量對比如表2所示。

從上表可見，雙流的室分模板吞吐量比單流平均提高58.50%。

不同場景的單、雙流室分工程對比如表3所示。

單、雙流從工程上對比表看出：雙流室分速率高，以后升級容易，但造價高。

四、FDD-LTE室分設計注意事項

無源器件功率容量在2G+3G組網(wǎng)中，需要400W的要求，而在引入LTE后，功率容量需要500-600W級別的要求；

MIMO天線間距：為了保證TD-LTE的MIMO性能，建議雙天線盡量采用10λ以上間距，約為1～1.5m，如實際安裝空間受限雙天線間距不應低于4λ，約為0.5m；

雙通道室分通道功率不平衡問題：通道功率差異應在5dB以內(nèi)，工程上可采取新建支路增加衰減器的方法，并在工程驗收中增加通道電平匹配測試；

LTE系統(tǒng)與其他系統(tǒng)間的干擾問題：較多系統(tǒng)合路時，則需引入POI系統(tǒng)，實現(xiàn)收發(fā)分纜；共天饋時，使用高性能合路器及其他無源器件實現(xiàn)系統(tǒng)間的有效隔離。

五、結束語

本文通過對FDD-LTE的室分方案的規(guī)劃指標、鏈路預算、方案設計及注意事項等關鍵問題的研究，期望對以后的FDD-LTE室分方案設計有一定的借鑒意義。

參 考 文 獻

[1] 李莉，孫成功，王向云 譯. LTE權威指南.2012.5

[2] 丁奇，陽楨. 大話移動通信. 2011.10