LTE Over CATV應(yīng)用分析

陳強(qiáng)均，韓敬一

（1.中訊郵電咨詢設(shè)計(jì)院有限公司成都分公司，四川 成都 610042；2.成都迅網(wǎng)電信工程技術(shù)咨詢有限公司，四川 成都 610042）

1 引言

LTE（Long Term Evolution，長期演進(jìn)）時(shí)代是數(shù)據(jù)的時(shí)代，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)更多地發(fā)生在室內(nèi)。研究表明，80%～90%的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是在室內(nèi)發(fā)生的，尤其是學(xué)校、商場、辦公大樓、星級酒店、會(huì)議中心等公共場所。因此，良好的室內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡(luò)提供穩(wěn)定的下載速率，已經(jīng)成為運(yùn)營商發(fā)展用戶、提高市場競爭力的重要手段。目前的室內(nèi)分布系統(tǒng)成本相對較高，嘗試通過LTE Over CATV類同軸線纜無線天線延伸系統(tǒng)解決部分場景室內(nèi)覆蓋問題，提供良好的用戶環(huán)境。

2 LTE Over CATV技術(shù)背景

CATV（Community Antenna Television，公共電視天線系統(tǒng)）用電纜進(jìn)行寬帶傳輸，寬帶布線系統(tǒng)可將頻帶分割成不同頻譜，通過不同頻帶提供不同服務(wù)，每種業(yè)務(wù)占用不同頻帶，互不干擾。

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)網(wǎng)室內(nèi)覆蓋多采取傳統(tǒng)的分布系統(tǒng)方式（單通道同軸電纜分布系統(tǒng)），即由系統(tǒng)信源、無源器件和天線組成的射頻信號分布系統(tǒng)，但存在對無源器件監(jiān)控難、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整手段單一、系統(tǒng)升級無法滿足LTE中MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多輸入多輸出）技術(shù)要求等問題。在室外宏站無法提供良好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋時(shí)，完善室內(nèi)覆蓋是提升運(yùn)營商在用戶心目中的形象的重要因素。

LTE網(wǎng)絡(luò)使用頻段高、穿透損耗大，特別是天線安裝在熱點(diǎn)區(qū)域如住宅小區(qū)、星級酒店等場景走道天花板，信號將難以滿足室內(nèi)環(huán)境深度覆蓋的要求，導(dǎo)致用戶在使用過程中出現(xiàn)掉線等情況，產(chǎn)生大量的投訴。同時(shí)，隨著信息化的不斷發(fā)展，居民的健康意識逐漸增強(qiáng)，對電磁輻射問題越加敏感，導(dǎo)致建設(shè)偽裝方式的室外宏站或隱蔽的室內(nèi)分布系統(tǒng)都困難重重，如何解決無線信號覆蓋室內(nèi)已經(jīng)成為LTE必須著力解決的問題。

隨著三網(wǎng)融合的市場需求，實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)絡(luò)對接，產(chǎn)生聚合效應(yīng)，滿足消費(fèi)者更多需求；同時(shí)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，降低建設(shè)成本，也是解決移動(dòng)信號覆蓋的有效手段之一。

3 LTE Over CATV技術(shù)原理

LTE Over CATV是一套LTE無線網(wǎng)絡(luò)的天線合路/延伸無源分布系統(tǒng)。LTE信源（RRU或一體化基站）輸出的RF信號通過信號混合分配器與CATV信號合路，并利用CATV線路同軸電纜在全屏蔽無干擾下直接輸送到每個(gè)房間內(nèi)，最后通過電視面板（分離器）將信號分開，實(shí)現(xiàn)房間內(nèi)優(yōu)質(zhì)無干擾無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋和電視功能。

組網(wǎng)方案示意圖如圖1所示。

4 LTE Over CATV應(yīng)用分析

鑒于CATV電纜對LTE信號傳送距離的影響（見圖2），選取一定距離的CATV電纜，實(shí)現(xiàn)LTE信號與有線電視信號的合路入戶的方式。本方案選取某酒店第5層應(yīng)用LTE Over CATV測試進(jìn)行分析。

圖1 組網(wǎng)方案示意圖

圖2 傳輸損耗對比圖

4.1 實(shí)施方案

實(shí)施方案示意圖如圖3所示。

（1）用4路混合分配器替換位于酒店4層弱電井中的有線電視網(wǎng)的分配器；將RRU到四路混合分配器用1/2饋線連接，接到四路混合分配時(shí)需要1個(gè)KKF-陰/SMA轉(zhuǎn)接頭，有線電視設(shè)備側(cè)連接時(shí)配1個(gè)陽/英制轉(zhuǎn)陰/公制轉(zhuǎn)接頭。

（2）通過酒店5層現(xiàn)有的CATV電纜與分配器，將混合信號傳送至每個(gè)房間的專用面板分配器進(jìn)行信號分離，要求每條CATV線纜和分配器連接時(shí)需要陽/英制轉(zhuǎn)陰/公制轉(zhuǎn)接頭。

（3）面板分離器LTE接口接天線，提供房間內(nèi)LTE信號覆蓋；TV接口連接電視機(jī)，實(shí)現(xiàn)電視節(jié)目的傳送。

4.2 LTE Over CAT測試分析

附著成功測試如表1所示。

開機(jī)附著采用單個(gè)終端，在房間不斷開機(jī)、關(guān)機(jī)，選取房間覆蓋的好、中、差點(diǎn)等分別進(jìn)行測試，驗(yàn)證在不同點(diǎn)的接入性能，附著成功率為100%。

上下行吞吐率-定點(diǎn)測試如表2所示。

用戶上下行最大吞吐率在極好點(diǎn)的地方進(jìn)行下載或上傳，從測試數(shù)據(jù)達(dá)到理論速率，性能良好，滿足用戶帶寬需求。

某房間散點(diǎn)測試圖如圖4所示。

通過對房間遍歷的測試（包括房間內(nèi)的衛(wèi)生間和床頭等），LTE無線信號存在遠(yuǎn)近效應(yīng)，接收信號強(qiáng)度隨著無線傳播距離增大而減弱；同時(shí)，LTE室內(nèi)覆蓋業(yè)務(wù)性能（下載速率）主要取決于RSRP、SINR及信號MIMO條件。測試的結(jié)果顯示平均下載速率和上傳速率較理想，可以保證下載平均速率在60Mbps左右。

同時(shí)測試CATV的信號，與LTE信號合路前后相比，電視質(zhì)量無明顯變化。

4.3 方案適用場景及優(yōu)劣勢

LTE Over CATV方案覆蓋表現(xiàn)為對特定區(qū)域的單點(diǎn)覆蓋，適用于物業(yè)協(xié)調(diào)難、未建設(shè)室分系統(tǒng)而覆蓋不足，但客戶對網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量與容量要求高，現(xiàn)已布局了CATV的環(huán)境，如居民區(qū)、酒店賓館、高校宿舍等場景。通過LTE Over CATV方案的應(yīng)用，其具有如下優(yōu)勢：

圖3 實(shí)施方案示意圖

表1 附著成功測試

表2 上下行吞吐率-定點(diǎn)測試

圖4 某房間散點(diǎn)測試圖

（1）信號強(qiáng)：無線信號不用穿墻，通過CATV線路直達(dá)房間內(nèi)。

（2）網(wǎng)速高：由于環(huán)境干擾小，無線網(wǎng)絡(luò)速度大大提高。

（3）施工簡單：只需要根據(jù)CATV圖紙更換相應(yīng)設(shè)備，施工快捷。

（4）輻射低：采用無源天線系統(tǒng)。

（5）不干擾現(xiàn)有CATV系統(tǒng)，符合有線電視標(biāo)準(zhǔn)。

但該方案最大的缺點(diǎn)是CATV線纜超過一定距離時(shí)對LTE信號的損耗比空間傳播損耗大，所以不適合遠(yuǎn)距離傳輸。

5 結(jié)束語

結(jié)合LTE網(wǎng)絡(luò)的市場發(fā)展需求和覆蓋要求，建議在無法進(jìn)行室分系統(tǒng)建設(shè)而布放了CATV的場景采用LTE Over CATV方案進(jìn)行深度覆蓋，方便快捷建設(shè)低成本的LTE網(wǎng)絡(luò)，可有效解決數(shù)據(jù)寬帶接入的問題，提供無線寬帶接入能力。

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