新型TD-LTE室內覆蓋系統對比研究

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新型TD-LTE室內覆蓋系統對比研究

鄧安達1，孟苗苗2, 程日濤1，汪穎1

(1 中國移動通信集團設計院有限公司，北京 100080; 2 中國聯合網絡通信有限公司，北京 100800)

摘 要本文梳理了傳統室內覆蓋系統應用于TD-LTE的局限性，對3種新型LTE室內覆蓋系統的結構、特性進行了分析和比較，對它們的不同應用場景進行了推薦，并給出了典型案例。

關鍵詞室內覆蓋系統；TD-LTE；PicoRRU；點系統

1　傳統室內覆蓋系統應用于TD-LTE的局限性

傳統室內覆蓋系統主要指同軸電纜室內分布系統，包括單路分布系統和雙路分布系統，在4G時代以前一般采用單路分布系統模式。

單路同軸電纜分布系統應用于TD-LTE室內覆蓋時要解決以下問題。

1.1 覆蓋有效性問題

4G信號覆蓋能力低于2G，以往針對2G的室內分布系統天線覆蓋半徑10～15 m即可滿足2G覆蓋需求，引入TD-LTE后天線需要加密至覆蓋半徑5～10 m，分布系統結構需要重新調整，功率需要重新核算。對于部分結構簡單的樓宇，2G直接用室外覆蓋室內即可解決，而為滿足TD-LTE覆蓋需求新建室內分布系統從成本而言并不合算。

1.2 吞吐量提升問題

單路同軸電纜分布系統無法利用TD-LTE的MIMO技術來提升吞吐量，為此引入雙路同軸電纜分布系統。MIMO特性的發揮要求雙路同軸電纜分布系統的兩路功率差平衡，對應天線功率差不能超過5 dB。這對于新建雙路系統容易做到，對于大部分由單路改造成雙路的場景，因為原系統設備器件老化及工程改造的原因，實現難度很大。另外，額外為TD-LTE新建一路分布系統，從成本上考慮也不夠合算。

1.3 改造系統施工難度問題

室內分布系統施工準入有難度，在吊頂內的同軸電纜敷設調整經常不被允許，在機房、豎井內的設備安裝及在吊頂外的天線安裝調整即使相對容易解決，也由于新引入TD-LTE制式而面臨設備/器件安裝位置不足的問題。由于改造施工難度大通常會導致室內分布系統改造性能不達標。

2　新型TD-LTE室內覆蓋系統的分類及系統結構

2.1 新型TD-LTE室內覆蓋系統的分類

為解決上述傳統室內分布系統應用于TD-LTE的局限性，涌現出如下多種新型TD-LTE室內覆蓋系統。

（1）變頻同軸電纜分布系統。

（2）多制式光纖/超5（6）類線線分布系統。

（3）信源型PicoRRU或點系統。

2.2 變頻同軸電纜分布系統

變頻同軸電纜分布系統通過對TD-LTE RRU的一個通道進行變頻，實現在一路分布系統中傳輸兩路信號，達到TD-LTE雙流傳輸的目的。避免了雙路同軸電纜分布系統在改造中需要在豎井和平層重新布線的施工難度問題，提升了吞吐量。

變頻系統由有源合路器和有源天線組成。有源合路器支持多制式接入共用分布系統，并將一路TD-LTE變頻，利用一路分布系統傳輸TD-LTE雙流。有源天線實現反向變頻，并利用雙極化天線實現TD-LTE的雙流輸出。通過采用變頻系統，僅用一路分布系統即可實現TD-LTE雙流，將有效提升TD-LTE吞吐量，如圖1所示。

2.3 多制式光纖/超5（6）類線線分布系統

多制式光纖/超5（6）類線線分布系統以光纖/超5（6）類線線為主要介質，由接入單元、擴展單元和遠端單元組成。接入單元與擴展單元之間采用光纖連接，擴展單元至遠端單元之間采用光纖或網線連接。近端單元接入基站的射頻發射端，可靈活耦合2G/3G/4G多種制式，如圖2所示。

這類系統以光纖/超5（6）類線線為主要介質，比同軸電纜（饋線）易于布放，單路線纜即可實現TD-LTE MIMO性能；遠端單元可以直接放裝、外接天線或者饋入末端同軸電纜分布系統；不同級數的擴展單元與遠端單元相結合，規避了同軸分布系統復雜的功率分配核算，便于靈活構建較大規模的分布系統。

2.4 信源型PicoRRU或點系統

信源型PicoRRU或點系統的系統結構與“多制式光纖/超5（6）類線線分布系統”類似，運用光纖/超5（6）類線線將基帶單元、分配單元及遠端單元相連接，所不同的是分配單元之前均傳送的是基帶信號，遠端單元發射的是射頻信號。它實質上是信源微功率化和分布化的演進產品，具備光纖/超5（6）類線線分布系統相對于傳統室內分布系統在支撐TD-LTE方面的優勢，且從技術原理上講抗干擾能力強于射頻拉遠的多制式光纖/超5（6）類線分布系統。

圖1　變頻同軸電纜分布系統示意圖

圖2　多制式光纖/5類線分布系統示意圖

不同廠家產品的結構和功能略有差別，例如某廠家的信源型PicoRRU系統由BBU接入DCU（接入合路單元）、RHub(擴展單元）、pRRU（遠端單元，直接進行末端覆蓋）構成；某廠家的點系統由DU（數字基帶單元）、IRU（室內射頻單元）、Dot（點天線）構成，如圖3所示。

信源型PicoRRU或點系統目前的局限性在于現有產品一般僅支持單系統（TD-LTE）接入，對多技術制式的支持還有待繼續開發。

3　新型TD-LTE室內覆蓋系統的應用場景與案例

從不同維度綜合對比不同的室內覆蓋系統性能如表1所示。

根據不同的室內覆蓋系統技術及特點，新型TD-LTE室內覆蓋系統各有其推薦的應用場景如表2所示。

下面的新型室內覆蓋系統典型案例較好地匹配了其應用場景，在各自的應用場合取得了TD-LTE覆蓋質量高、工程改造實施難度小、平均造價較低等預期效果。

3.1 變頻同軸電纜分布系

統案例

天津移通大廈用戶以商務辦公人士為主，現網統計人均話務量較高，同時GSM及TD-SCDMA數據忙時流量較高。前期工程已對天津移通大廈實施GSM+TDSCDMA共網覆蓋，本次需要對15、16、17層增加TD-LTE信號覆蓋。由于改造建設雙路同軸電纜分布系統難度大，因此采用變頻同軸電纜分布系統的改造方式。

圖3　信源型微RRU系統示意圖

表1　多種室內覆蓋系統性能比較

表2　新型室內覆蓋系統推薦應用場景

圖4　移通大廈室內分布天線布點圖

移通大廈15、16、17樓各層空間及功能基本相同，總面積約3 000 m2，目前TD-SCDMA信號滿足規范要求，PCCPCH RSCP高于-80dBm的概率為97%。由于TD-SCDMA與TD-LTE具有相當的覆蓋能力，因此不需要對現有分布系統的天線點密度進行改造即可滿足TD-LTE部署要求，如圖4所示。

本次改造方案共計新增有源合路器3臺，同軸遠程饋電單元36個、將原先普通室分天線替換成有源天線共計36副。各有源設備具備支持E頻段2320～2370 MHz共50MHz載波帶寬的能力，可平滑擴容至50 MHz載波配置。單位造價8.39元/m2。

3.2 多制式光纖/超5（6）類線線分布系統案例

成都美洲花園小區是大型綜合高檔小區，目前無小區覆蓋，周邊宏站較少。

以其中E區為例，占地面積5.7萬平方米，建筑面積32萬平方米，共有16棟6～7層住宅樓。由于居民小區內部的敏感性，無法在居民樓內建設室內分布系統，因而選在小區室外部署光纖分布系統進行室內覆蓋，如圖5所示。

通過鏈路預算及測試分析，天線密度要求約為20～30 m，將采用全頻段鞭狀全向天線，并以路燈美化造型隱蔽天線（天線掛高約4.7 m）。

E區光纖分布系統覆蓋共計需要2個主單元、8個擴展單元（光纖交換機）、45個遠端單元、45副鞭狀天線、5 000 m主干光纜。E區分布系統投資72萬元，折合每平米2.25元。

3.3 信源型PicoRRU或點系統案例

北京新云南皇冠假日酒店3樓是2013年北京國際通信展某外場，面積約1 400 m2，已有2G/3G覆蓋，需要在展會前迅速開通TD-LTE覆蓋。

本處采用信源型PicoRRU系統覆蓋，機房設置在B1層，新增的2個RHub設置在3層豎井，8個pRRU直接在3層展廳吸頂安裝，一天完成全部工程施工，如圖6所示。

圖5　美洲花園小區E區光纖分布系統天線布點及光纖路由圖

圖6　新云南皇冠假日酒店3樓室內布點圖

4　小結

本文梳理了傳統室內覆蓋系統應用于TD-LTE的局限性，對3種新型TD-LTE室內覆蓋系統的結構、特性進行了分析和比較，對它們的不用應用場景進行了推薦，并給出了典型案例。實際的TD-LTE室內覆蓋設計中應綜合考慮技術特性、規劃設計建設難度、運維監控難度、后續演進性及成本性價比等因素，靈活地選擇室內覆蓋系統類型。

參考文獻

[1]蔣遠，湯利民，等. TD-LTE原理與網絡規劃設計[M]. 北京：人民郵電出版社.

[2]程日濤，鄧安達，汪穎. 四網協同室內覆蓋建設策略研究[J].電信工程技術與標準化，2014(2).

Comparison research on new types of TD-LTE indoor coverage system

DENG An-da1, MENG Miao-miao2, CHENG Ri-tao1, WANG Ying1

(1 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China; 2 China Unicom Co., Ltd., Beijing 100032, China)

Abstract In this paper, the limits of the traditional indoor coverage systems, when introducing TD-LTE, are briefly analysed. The structures and features of the new types of indoor coverage system are discussed and made comparison, the suitable application scene for each type is recommended, and the typical cases are listed.

Keywords indoor coverage system; TD-LTE; PicoRRU; DoT

收稿日期：2014-10-18

文章編號1008-5599（2015）02-0007-05

文獻標識碼A

中圖分類號TN929.5