LTE室內局部覆蓋的分析與研究

陳曉冬

【摘要】 由于各大型建筑物對移動信號有很強的屏蔽作用，并且在建筑物的底層、地下商場、地下停車場等環境移動的信號非常差，使得手機根本無法使用，為了解決信號差的問題我們引進了LTE室內局部覆蓋系統，針對該系統的目標要求以及室內系統當前所處狀態我們對室內局部覆蓋進行了探討與分析，本文主要對天線口功率分配、信源功率負載、雙通道容量、天線配置對系統產生的影響以及系統相互之間存在的干擾進行了主要的探究與分析。

【關鍵詞】 LTE 室內局部覆蓋 分析與研究

LTE技術是第四代的移動通信和演進系統的統一標準技術，它已經受到了全世界移動通信運營商的認可，并且被廣泛的運用。目前我們已經進入了移動互聯網的LTE時代，同時為了保證現有業務的正常運營，在很長一段時間內將是2G和3G與LTE的共同發展階段，LTE作為移動互聯網的主要應用發展目標，它的主要發展范圍是在相對比較大的城市地區。本文對室內LTE室內局部覆蓋做了仔細的分析與探究。

一、對室內局部覆蓋的建設

首先，要加強室外信號的穿透質量保證室內可以有效地得到覆蓋，目前來比較有效的室內覆蓋系統主要由兩個，一個是室內分布式系統另一個是室內微小基站的建立，由于在當下移動業務比較密集的區域大多都是2G和3G的室分系統，對當下已經存在的室分系統，我們主要考慮采用已經存在的分布系統的饋線和天饋，利用有源或者是無源的器材把LTE信號源耦合進去，這樣就可以實現LTE室內的覆蓋；在另一方面對于那些比較大和場館相似的建筑，也可以采用建設室內微小站，通過合理的運用LTE室內覆蓋的部署方法，在既考慮成本又考慮策略的前提下，來進行對LTE網絡的布置，使小區的容量變大，提高覆蓋率。

二、目前室內覆蓋的現狀

對當下已經布置好的移動網絡的狀況進行分析，實現室內的局部覆蓋我們主要采用下面這些方法來解決。（1）在室外建立較大站點。為實現室內局部覆蓋，采用室外站點穿透照射進建筑物里面，在目前仍然是最常用的方法這樣就不用麻煩的在室內布置基站器材，在那些比較低的建筑、小區家庭主樓，它們的布置成本是比較高的，一般采用室外站點。由于每個建筑的建造材料不同，這會對大規模站的建設產生不同程度的影響，并且如果只采用大規模站室內覆蓋，那樣對LTE小區間的相同頻率控制就變得空難。（2）采用特殊方法的高層覆蓋。高層特殊覆蓋是室內宏站覆蓋的一種，是指在高大建筑的周圍附近設置站點，使天線的傾角向上穿過目標建筑來施行的室內覆蓋方式。它所照射的范圍大小與效果好壞與照射站點的高低、距離目標建筑的遠近這兩個因素有關。這種覆蓋方法適用于那種建筑物較高，容量需求不多的環境。采用這種方法，雖然費用不高，但是卻受到照射角度的影響，從而使處在高空中的小區受到較嚴重的干擾，不好控制。并且對于那些與照射距離較遠的建筑物它們的覆蓋效果非常差，因此在實際運用中要充分利用分布系統使實際覆蓋的范圍加大同時減少干擾。（3）采用微小站覆蓋。微小站覆蓋是指采用PICO和Femto著兩個設備的覆蓋，該覆蓋方法簡單、靈活、成本比較低，適用于室內結構開闊，隔斷較少的建筑物內。這種覆蓋也存在一些弊端比如，覆蓋范圍小、容量少、只能實現小范圍的覆蓋，應用范圍非常有限只可以用于室內的補盲與補熱以及家庭和中小企業的覆蓋。（4）采用室內分布進行覆蓋。在通常狀況下，室內分布系統運用于傳統的大型建筑和那些比較特殊的建筑室內覆蓋。它采用天饋分布系統，把信號源功率相對較公平的平均分給建筑物里的每個區域，來實現建筑物的全部覆蓋。與室外覆蓋相比，室內分布系統覆蓋效果更高、質量更好，它的盲區和弱區相對比較少，用戶的使用效果也比較不錯，不過采用這種方法費用較高。

三、LTE室內覆蓋有關指標要求

3.1 覆蓋指標要求

在室內各建筑物的隔間穿透損耗是比較大的，因此在通常狀況下要求室內覆蓋要盡量采用小功率的覆蓋方法，實現室內每個區域都能夠平均覆蓋，對于LTE，在原則上我們為其設置O1扇區，同時根據具體的場景設置具體的載波寬帶。室內覆蓋指標如表1。

3.2 天線功率指標要求

我們把通常狀況下的天線口的功率控制在10到15dBm，LTE我們把它的天線口功率設為15dBm，與之相應的RSRP的功率設為-13.6dBm。對于范圍較大視野開闊的區域，比如像候車大廳、大型展覽中心這些距離人較遠的天線區域，我們把它的功率設置的稍微高一點，但是還是要在國家給定的范圍之內。

3.3 容量指標要求

對于室內分布系統組網，采用單通道方式是單小區下行的平均吞吐量應在50到60Mbps之間；對于雙通道的MIMO時，它的單小區下行平均吞吐量應在95到116Mbps之間。對于室內微基站組網，它支持MIMO，單小區平均的吞吐量應在8到10Mps范圍之內。

四、LTE室內局部覆蓋應該考慮的要素

4.1 工作頻段引起的天線覆蓋距離差異

在當下已經建好的室分系統的工作頻段與LTE頻段相比都比較低，使得饋線在室內分布系統中受損，同時也有穿透損耗和計算空間傳播損耗的差異。并且在工作時，工作的頻段越高，路徑的損耗也會越大。因此在LTE室內局部覆蓋中一定要考慮路徑的損耗。

4.2 系統內部和系統之間相互干擾

雖然室內范圍比較小，但是卻覆蓋這多種形式的不同頻段的信號，這就導致系統內和系統之間的不同頻段的信號之間會相互干擾。對于那些建設室內分系統困難的大型寬敞建筑物，考慮到它們的平層建筑之間的干擾和樓層開間大這些特征，我們可以布置Pico這種類型的設備器材對室內覆蓋，當LTE的天線導頻出口功率是2.21dBm，并且穿透損耗小于8dm的時候，此時Pico站O1扇區的覆蓋半徑為57m。對于Pico站型運用在室內微小區覆蓋組網的建設中時，首先要考慮各個站間的干擾造成的底噪抬高和用戶感知程度下降的影響。所以要根據不同的室內覆蓋方案分析系統之間不同頻段的干擾。

4.3 雙通道技術的不同

在LTE室內局部覆蓋中多天線技術的主要運用有：SU-MIMO、MU-MIMO、Diversity這三種技術。它們都可以使單用戶的最大吞吐量和小區最大吞吐量加倍的變大，同時與網絡建設成本直接相關的就是SU-MIMO。其中，LTE為了實現SU-MIMO，我們需把不同通道的輸出信號覆蓋在相同的區域。

4.4 天線配置的不同所帶來的差異

在LTE室內分布系統中，兩通路的系統它的兩個通路可以連接兩個位置不同的兩條垂直極化天線或者是一條雙極化的天線，兩條垂直化天線的激勵或者是雙極化的不同配置會對天線的相關性產生影響，進而會影響網絡性能。

結論：LTE作為下一代移動通信的統一標準，它具有高頻譜效率、高峰值速率、高移動性和網絡構架扁平化等多種優勢，LTE室內局部覆蓋將會向更多層面發展，它的發展具非常重大的意義。