TD—LTE室內覆蓋建設方案研究

劉金藝

【摘要】 本文首先介紹了TD-LTE室內分布系統建設的重要性，以及室內分布MIMO的實現方法。同時介紹了目前大部分室內場景的TD-LTE室內分布系統布線方案。最后介紹TD-LTE與其他系統共用室內分布系統的合路方式。總結出TD-LTE室內覆蓋的建設方案，以指導TD-LTE室內覆蓋建設的實施。

【關鍵詞】 TD-LTE MU-MIMO SU-MIMO 前端合路 末端合路 多頻合路器合路

一、前言

TD-LTE是是TDD版本的LTE的技術，是一種專門為移動高寬帶應用而設計的無線通信標準。TD-LTE的魅力在于高速數據與多媒體業務，而視頻電話、視頻流、游戲等高速數據業務一般都發生在室內環境中，這些業務功能都需要較大的系統容量和良好的網絡質量。由于室內分布系統是解決室內覆蓋的主要方式，TD-LTE室內分布系統將是TD-LTE整個網絡建設的重點之一。

二、單雙通道峰值用戶速率對比測試

為了驗證雙通道模式對用戶峰值速率的貢獻，需要進行單、雙通道下峰值用戶速率對比測試。

測試結果如如表1所示：

從測試結果看，單雙通道的上行的最大吞吐量差別不大；雙通道的下行吞吐量，在TM3、TM4和自適應天線模式下，最大吞吐量提高了37%～45%，尤其在自適應天線模式下的雙通道最大吞吐量是單通道的1.5倍左右。

三、室內分布系統MIMO實現方案

LTE系統中引入了MIMO技術，能夠有效提高業務速率。TD-LTE室內分布系統建設的難點是實現MIMO。對于MIMO方式，可考慮兩種方式，多用戶（MU-MIMO）方式和單用戶MIMO（SU-MIMO）方式。在實際TD-LTE室內分布系統建設中，可以采用三種方案來實現MIMO 3.1 分層SCDMA方案（MU-MIMO）

分層SCDMA方案是空分復用方式，也稱為多用戶MIMO方式。SCDMA方案可以使系統總容量提升。采用原有網絡的天線點設置，不改變現有的分布式天線結構，僅在信號源接入方式發生變化，施工方便。

分層SCDMA方案在不同樓層使用不同的通道，由于空間隔離，不同樓層的用戶可以實現空分復用方式。同一樓層只有一個通道，每個覆蓋點只有一個天線點。由于每樓層只有一個通道，用戶峰值速率沒有得到改善。

3.2 雙通道布線方案（SU-MIMO）

SU-MIMO即單用戶MIMO模式，需要改變原有網絡的天線點設置，即在同一覆蓋點由原來的每個天線點擴展為兩個天線，通常是兩個物理位置，每個天線有單獨的物理通道。為了保證多樓層的覆蓋，可以用分路器將多通道的信號分路到不同樓層，采用分布天線點覆蓋樓層，用戶根據分配資源的不同來進行區分。

在系統設計方式上可以有兩種方式實現單用戶MIMO。（1）BBU+RRU+室內分布系統方式：需要兩路通道實現2×2MIMO。BBU+RRU實現MIMO的方式比傳統的室內分布多了一條通道，但可以較好地實現MIMO。（2）PICO基站獨立覆蓋方式：基站攜帶兩根天線實現MIMO。采用PICO基站，無需鋪設饋纜和布放天線點，只需將傳輸光纖或五類線布到每層樓的PICO基站即可。

3.3 單通道交叉布線方案（SU-MIMO）

單通道交叉布線方案（SU-MIMO）也可以稱為單、雙通道交叉布線方案。針對已有室內分布系統中，個別樓層或者特定區域無法對原有室內分布系統進行整改，則引入TD-LTE時對該特定區域直接進行合路，采用單通道布線方案。對于可以進行整改，新增一路室內分布系統，實現SU-MIMO的區域，則采用雙通道SU-MIMO布線方案。

在新建室內分布系統的場景下，也可以針對覆蓋目標的不同區域進行細劃分，將會議室、辦公區等重點區域采用雙通道布線方案，對于電梯、地下室、通道等次要區域采用單通道布線方案。

四、TD-LTE室分布線方案

目前大部分的室內分布系統是采用上下行共纜的模式。采用上下行共纜的建設模式，進行TD-LTE建設時，主要有新建兩路室分、新建一路改造一路、僅對原有單路改造三種建設方案：

（1）新建兩路。對于新建室內分布系統的場景，在進行多系統共用室內分布系統的規劃設計時，要求新建兩路分布系統，并以TD-LTE為主導，按照“小功率、多天線”的設計原則，滿足覆蓋區域邊緣場強的要求，通過合理的設計確保兩路分布系統的功率平衡。（2）新建一路、改造一路。TD-LTE雙路中的一路使用原分布系統，并新建一路室分系統。在建設方案中，由于原有一路室分系統一般為2G/3G合路，合路點多，結構叫復雜，而新建一路為TD-LTE單獨使用，而且兩路室分系統的饋線長度和無源器件存在差異，將導致新建一路和改造一路的電平不匹配，因此TD-LTE兩通道功率不平衡。為了避免兩通道間的功率差異過大，在TD-LTE室分設計過程中，要盡量保持新建一路與原有一路室分系統基本一致，適當在新增一路室分中增加衰減器以保證兩通道之間的電平差控制在5dB以內。（3）改造原有一路。本方案即SIMO 單流建設方式。TD-LTE基站僅輸出一路，形成 1×2 SIMO 系統。TD-LTE直接與其他系統共用原分布系統，本方案無法實現SU-MIMO，無法體現MIMO上下行容量增益。但是可以通過設置TD-LTE各樓層的不同通道，實現分層SDMA方案（MU-MIMO）。

五、TD-LTE與其他系統的合路方式

在對原有2G/3G系統進行改造時，必須以原分布系統為基礎。為了滿足TD-LTE室內業務容量需求，天線口功率需要滿足一定的要求，在基站發射功率有限的情況下，需要選取最恰當的合路方式以減少TD-LTE的合路及饋線損耗。

TD-LTE與其他系統組網合路需遵循以下原則：（1）是在確保TD-LTE覆蓋和業務質量的同時，盡量避免對原2G/3G舊有系統的影響，并盡量使各系統的覆蓋范圍大致相當；（2）對于小型樓宇：可以采用前端合路方式，也可以為滿足MIMO的需求采用后端合路方式；（3）對于大中型樓宇現網TD-SCDMA改造通常采用后端合路或分級合路方式，那么TD-LTE通常也考慮采用后端合路方式。（4）干擾隔離度要求較高的系統盡量避免直接合路，或者采用末端合路的方式。（5）選擇的多頻合路器，接口之間的隔離度要求滿足系統的隔離度要求。

六、總結

多天線MIMO是TD-LTE的重要技術特點，是TD-LTE未來發展方向。室內雙通道MIMO對于提升系統容量，提高峰值用戶速率具有重要意義。雙通道MIMO下行最大峰值用戶速率是單通道MIMO的1.5倍以上。但是室內雙通道MIMO對于原有室內分布改動量很大，建議在新建的室內分布系統中以及重要場景的室內分布系統中實現雙通道MIMO。考慮建設成本和建設難度的因素，可以采用單通道交叉布線方案（SU-MIMO），在覆蓋場景內的重點區域實現SU-MIMO。參 考 文 獻

[1] 鄭偉. 室內覆蓋部署探討. 電信技術. 2010年12月

[2] 汪穎，程日濤，張海濤. TD_LTE室內分布系統規劃設計思路和方法解析. 移動通信. 2010年第11期