LTE室內分布系統演進方案研究

趙東亮

【摘 要】在分析LTE室內覆蓋的解決方案的基礎上，對傳統室內分布系統改造的各類演進方案進行了研究和分析。通過對不同解決方案的分析，給出了LTE室內覆蓋的應用策略建議。

【關鍵詞】LTE 室內分布系統 雙通道變頻 數字光纖分布系統

隨著移動通信技術的快速發展和智能終端的普及，移動互聯網業務的快速興起，移動通信網絡的數據流量呈現爆發式增長，對運營商的網絡帶來重大的機遇與挑戰。根據國際權威機構的預測與統計，超過70%的數據業務發生在室內，因此室內覆蓋對運營商至關重要。

LTE技術的引入可以極大地提升運營商的網絡容量和用戶體驗，但也對室內覆蓋帶來了新的挑戰，主要表現在MIMO技術的引入需要兩路獨立的射頻鏈路進行傳輸，對室內分布系統的建設和改造帶來極大的挑戰，需要對LTE室內分布系統的建設方案以及改造的解決方案進行研究。

1 中移動室內覆蓋面臨的主要挑戰

隨著近幾年的飛躍發展，中國移動網絡的建設，網絡覆蓋質量在不斷提高，在廣度覆蓋和深度覆蓋方面都有很大的進步。但LTE的出現使得現有的移動網絡面臨新的挑戰，主要表現在以下幾個方面。

（1）網絡深度覆蓋不足。目前中國移動的網絡主要采用室外宏蜂窩覆蓋和室內分布系統覆蓋的方式，宏蜂窩覆蓋范圍廣、信號不均勻，建筑物遮擋和穿透損耗大，造成了室內深度覆蓋的不足，同時由于建筑物的遮擋形成了許多室外覆蓋弱區和盲區。（2）室內分布系統演進困難。目前中國移動的室內分布系統大部分都是多系統合路的分布系統，包括2G/3G/WLAN合路的分布系統。室內分布系統都是無源同軸電纜分布系統，無源分布系統在穩定性上要優于有源分布系統，但也存在一定的挑戰，包括優化調整難度大，系統升級困難等，對于引入LTE系統的改造難度大。（3）熱點話務集中，局部網絡擁塞。近幾年中移動數據業務飛速發展，截至2014年6月底，用戶總流量同比翻番，增幅為114.3%。雖然數據業務流量飛速發展但數據業務分布嚴重不均衡，簡單的宏基站擴容已經不能滿足數據熱點地區日益增長的數據需求，必須通過新的技術和組網手段來解決熱點地區話務擁塞的問題。

中國移動面對上述挑戰需要在未來LTE網絡的部署和運營中重點關注室內弱覆蓋、熱點覆蓋和分布系統的技術演進問題，研究出切實可行的室內解決方案，為將來LTE的建設和發展打下堅實的基礎。

2 LTE室內分布系統演進方案綜述

LTE系統的引入給中國移動室內分布系統演進帶來了一定的調整，主要是LTE系統實現了MIMO功能，需要新增一套射頻鏈路，而傳統的室內分布系統都是采用單通道建設，無法滿足LTE系統MIMO雙通道的需求。

LTE室內分布系統解決方案目前主要手段包括傳統室內分布系統改造、雙通道變頻方案和新型數字光纖分布系統等幾類，不同的方案有各自的優缺點和應用特點。

（1）傳統室內分布系統改造方案是通過對原有的室內分布系統進行改造，通過新建LTE雙通道射頻系統或者改造原分布系統的方式實現LTE的室內覆蓋，需要根據數據業務的需求確定LTE是否需要雙通道建設。傳統室內分布系統改造方案的成本和改造難度受限于LTE采用的MIMO模式（單通道或雙通道）、應用的頻段（是否超過原有器件的頻率范圍）以及應用的天線類型（單極化或雙極化天線）。（2）雙通道變頻方案是一種新型的室內分布系統改造方案，主要適用于LTE雙通道改造場景，可以通過變頻的方式在單通道的鏈路中實現LTE的MIMO功能，但需要引入有源的變頻設備。（3）新型數字光纖分布系統是一種新興的室內覆蓋解決方案，主要通過光纖路由取代原來的射頻電纜，用數字信號取代射頻信號在分布系統中傳輸，在天線端將數字信號恢復成射頻信號發送。可以在單鏈路上實現LTE的MIMO功能，同時也可以集成2G/3G的系統，實現多系統共覆蓋的分布系統。

3 室內分布系統改造方法

3.1 概述

由于歷史原因，目前在室分LTE建設中大部分還是采用原有布線系統改造的方法。總的來說，LTE室內分布系統建設和改造方案共有6種，分別為單通道獨立建設方案、單通道合路建設方案、雙通道單極化天線獨立建設方案、雙通道雙極化天線獨立建設方案、雙通道單極化天線合路建設方案和雙通道雙極化天線合路建設方案。

3.2 方案對比分析

單通道改造和雙通道改造對于LTE室內分布系統建設影響較大，首先是影響LTE的系統性能，其次是影響建設成本和難度。

雙通道改造和雙通道新建方案對于系統的影響不大，系統性能相當。但是系統改造成本要略低于新建室內分布系統的成本。

單極化與雙極化天線對于LTE的MIMO性能有一定的影響，主要取決于單極化天線的空間隔離和雙極化天線的極化隔離，天線工藝對此有較大的影響，從廠家的分析和一些測試結果來看，二者性能差異不大（見圖1）。

圖1 TD LTE測試結果

4 結語

本文從移動室內覆蓋面臨的挑戰出發，分析了室內覆蓋對中國移動未來LTE網絡部署的重要性，研究了目前室內分布系統改造和演進的主要解決方案，既分析了傳統的室外覆蓋室內和室內分布系統方案，也對各類改造方案進行了重點的分析和研究，給出了未來室內覆蓋解決方案的應用建議，為將來室內覆蓋的建設提供參考。

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