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引言:本文分介绍了TD-LTE室内分布系统建设的必要性,分析TD-LTE室内分布系统规划,探讨了TD-LTE 室内分布系统建设方案。
一、 TD-LTE室内分布系统建设的必要性
在LTE系统中,由于衰落快和空间损耗等问题,使 MIMO系统的室内覆盖很难通过室外基站来实施。因此,TD-LTE室内覆盖最佳的解决思路是采用室内分布系统。NTTDoCoMo的统计数据,手机用户70%以上的话务需求发生在室内,业务发展趋势和数据业务特性决定了室内区域网络覆盖的重要性。由于宏蜂窝实现室内覆盖,会引起站址密度激增以及网络优化难度增加等问题。因此,建设室内分布系统是解决室内网络覆盖的最有效方案。
二、 TD-LTE 室内分布系统规划
(一)室内分布系统规划原则
(1)综合考虑各种经济及技术因素选择最佳建设方案
在建设TD-LTE 室内分布系统时,首先需要综合考虑无线网络性能,分布系统改造难度,现有电源、机房、传输等资源情况以及投资成本等因素,选择最佳建设方案。其次在需要对现有室内分布系统进行改造时,应尽量减小分布系统的改造工程量,减小对现有网络的影响。
(2)室内外覆盖一体化原则
在建设TD-LTE 室内分布系统时,需要确保室内分布系统能提供良好的室内覆盖, 同时要控制好室内信号。原则上在室内要保证室内分布系统的信号压过室外信号,在室外5~10 m 处保证以室外信号为主导,从而避免室内信号对室外构成干扰。
(3)室内外采用异频组网方式
为了减少室内外无线信号之间的干扰, 在频率资源足够的情况下, 室内分布系统与室外宏站建设应尽量采用异频组网方式。
(4)充分考虑系统间的干扰隔离问题
分布系统建设应考虑多系统间的干扰,应保证TD-LTE 与其他通信系统间的隔离度要求,避免产生系统间强干扰。因此在室内分布系统建设及改造时,应选择隔离度性能较高的设备或器件。
(二)室内分布系统规划场景选择
为了提高室内分布系统的建设准确性,有效提高业务吸收能力,提升用户感知,在建设TD-LTE 室内分布系统时,建设场景的选择应该遵循以下原则:
(1)业务需求原则
TD-LTE 室内分布系统应建在真正有业务需求的区域,认真分析研究用户业务行为,避免盲目建设和扩大建设。
(2)用户和业务发展原则
TD-LTE 室内分布系统建设应该紧密配合无线城市、集团客户等的市场开拓和新业务推广,服务于各类用户无线接入体验的提升。
(3)可操作性原则
在建设TD-LTE 室内分布系统时,也应综合考虑物业协调的难度、工程施工等条件。
三、TD-LTE室内覆盖信源解决方案
TD-LTE室信源组网方式包括BBU+RRU方式以及采用Femto eNodeB和Pico RRU等微小型设备。以上信源为各种场景提供了更多的覆盖解决方案,TD-LTE室内覆盖模式多样化。在实际的室内组网中,主要采用BBU+RRU的方式。而Femto eNodeB、Pico RRU主要应用于对数据通信速率、质量要求较高且难以覆盖的盲点区和阴影区,以满足小范围覆盖和低容量的需求。
四、TD-LTE 室内分布系统建设方案
在建设TD-LTE 室内分布系统时,一般可以采用单流和MIMO 双流两种建设方案。在移动通信中,天线的空间隔离距离越大,多径传播的差异就越大,所接收的场强的相关性就越小。根据理论计算和工程经验,MIMO 双流建设安装两路天线的间距在10 倍波长以上,即为1~1.5 m(假设TD-LTE 工作于2 GHz 频段)时,可以很好地满足空间不相关性的要求。
TD-LTE 室内分布系统建设的具体工程实施方式分为三种。
(一)MIMO 双流新建
对于新建场景,新建两路分布系统,并通过合理设计使两路分布系统的功率平衡,以保证覆盖均衡。
对于改造场景,若合路时存在严重多系统间干扰,可在不改动原有分布系统的基础上新建两路天馈系统。
(二)MIMO 双流(一路新建一路改造)
一路新建,一路通过合路器使用原单路分布系统。
TD-LTE 双路中的一路使用原分布系统, 与GSM、TD-SCDMA 等网络进行合路,另一路新建一套室内分布系统,从而实现MIMO 的双流建设方案。在具体方案实施过程中,应注意通过合理的设计确保两路分布系统的功率平衡,以保证覆盖均衡。
(三)SIMO 单路改造
使用合路器,将TD-LTE RRU 信号与原有的GSM、TD-SCDMA 信号进行合路,实现TD-LTE 网络信号的覆盖。在TD-LTE 与其他系统共用原有分布系统时,应根据TD-LTE 系統各种性能要求进行规划和建设,必要时应对原有系统的无源器件、天线点位等进行适当替换和调整。
对于TD-LTE 室内分布系统建设,由于MIMO双流方案能有效提高TD-LTE 的承载能力, 提升用户感知,因此建议在施工条件许可的条件下,TD-LTE室内分布系统建设尽量采用双流及双通道的建设模式。
五、天线的具体解决策略
TD-LTE室内分布系统中天线的安装与选择的合理性,对该系统的覆盖性能有着直接的影响。在建设TD-LTE时,如何选择正确的天线类型,以及如何确定正确的天线距离是实际工程中的关键。例如,针对室内的某一区域而言,想要实现MIMO,就应选择双通道吸顶的天线覆盖模式,该模式主要分为单极化吸顶天线和双极化吸顶天线。
(一)单极化吸顶系统天线间距的确定。针对不同的单极化吸顶系统天线来说,总是希望能够利用加大天线之间的距离来满足双天线通道的标准。例如,楼道、走廊等开放场合 其天线之间的距离应为波长的5倍以上,而办公室、会议室等封闭场合,其天线之间的距离应为波长的11倍以上。
(二)选择天线应遵循的原则。在楼道、走廊等开放场合,双极化吸顶天线以及单极化吸顶天线都能够适用于MIMO,但是双极化天线的施工难度更低。所以,在施工条件允许的情况下,最好选用双极化吸顶天线。在办公室、会议室等封闭场合,单极化吸顶天线的性能更佳;所以,在施工条件允许的情况下,最好选用单极化天线。
六、结束语
随着国内TD-LTE试验网建设进程的加快,TD-LTE将进入试商用网建设阶段,因此需要对TD-LTE室内分布系统的规划、建设进行分析, 提出TD-LTE室内分布系统规划和建设建议,为大规模的TD-LTE商用网室内分布系统建设提供参考。
参考文献
[1]肖清华,朱东照.TD-LTE室内分布设计改造分析[J].移动通信,2011.
[2]戴源,朱晨鸣等.TD-LTE无线网络规划与设计[M].北京:人民邮电出版社,2012.
(作者单位:广东南方电信规划咨询设计院有限公司)
一、 TD-LTE室内分布系统建设的必要性
在LTE系统中,由于衰落快和空间损耗等问题,使 MIMO系统的室内覆盖很难通过室外基站来实施。因此,TD-LTE室内覆盖最佳的解决思路是采用室内分布系统。NTTDoCoMo的统计数据,手机用户70%以上的话务需求发生在室内,业务发展趋势和数据业务特性决定了室内区域网络覆盖的重要性。由于宏蜂窝实现室内覆盖,会引起站址密度激增以及网络优化难度增加等问题。因此,建设室内分布系统是解决室内网络覆盖的最有效方案。
二、 TD-LTE 室内分布系统规划
(一)室内分布系统规划原则
(1)综合考虑各种经济及技术因素选择最佳建设方案
在建设TD-LTE 室内分布系统时,首先需要综合考虑无线网络性能,分布系统改造难度,现有电源、机房、传输等资源情况以及投资成本等因素,选择最佳建设方案。其次在需要对现有室内分布系统进行改造时,应尽量减小分布系统的改造工程量,减小对现有网络的影响。
(2)室内外覆盖一体化原则
在建设TD-LTE 室内分布系统时,需要确保室内分布系统能提供良好的室内覆盖, 同时要控制好室内信号。原则上在室内要保证室内分布系统的信号压过室外信号,在室外5~10 m 处保证以室外信号为主导,从而避免室内信号对室外构成干扰。
(3)室内外采用异频组网方式
为了减少室内外无线信号之间的干扰, 在频率资源足够的情况下, 室内分布系统与室外宏站建设应尽量采用异频组网方式。
(4)充分考虑系统间的干扰隔离问题
分布系统建设应考虑多系统间的干扰,应保证TD-LTE 与其他通信系统间的隔离度要求,避免产生系统间强干扰。因此在室内分布系统建设及改造时,应选择隔离度性能较高的设备或器件。
(二)室内分布系统规划场景选择
为了提高室内分布系统的建设准确性,有效提高业务吸收能力,提升用户感知,在建设TD-LTE 室内分布系统时,建设场景的选择应该遵循以下原则:
(1)业务需求原则
TD-LTE 室内分布系统应建在真正有业务需求的区域,认真分析研究用户业务行为,避免盲目建设和扩大建设。
(2)用户和业务发展原则
TD-LTE 室内分布系统建设应该紧密配合无线城市、集团客户等的市场开拓和新业务推广,服务于各类用户无线接入体验的提升。
(3)可操作性原则
在建设TD-LTE 室内分布系统时,也应综合考虑物业协调的难度、工程施工等条件。
三、TD-LTE室内覆盖信源解决方案
TD-LTE室信源组网方式包括BBU+RRU方式以及采用Femto eNodeB和Pico RRU等微小型设备。以上信源为各种场景提供了更多的覆盖解决方案,TD-LTE室内覆盖模式多样化。在实际的室内组网中,主要采用BBU+RRU的方式。而Femto eNodeB、Pico RRU主要应用于对数据通信速率、质量要求较高且难以覆盖的盲点区和阴影区,以满足小范围覆盖和低容量的需求。
四、TD-LTE 室内分布系统建设方案
在建设TD-LTE 室内分布系统时,一般可以采用单流和MIMO 双流两种建设方案。在移动通信中,天线的空间隔离距离越大,多径传播的差异就越大,所接收的场强的相关性就越小。根据理论计算和工程经验,MIMO 双流建设安装两路天线的间距在10 倍波长以上,即为1~1.5 m(假设TD-LTE 工作于2 GHz 频段)时,可以很好地满足空间不相关性的要求。
TD-LTE 室内分布系统建设的具体工程实施方式分为三种。
(一)MIMO 双流新建
对于新建场景,新建两路分布系统,并通过合理设计使两路分布系统的功率平衡,以保证覆盖均衡。
对于改造场景,若合路时存在严重多系统间干扰,可在不改动原有分布系统的基础上新建两路天馈系统。
(二)MIMO 双流(一路新建一路改造)
一路新建,一路通过合路器使用原单路分布系统。
TD-LTE 双路中的一路使用原分布系统, 与GSM、TD-SCDMA 等网络进行合路,另一路新建一套室内分布系统,从而实现MIMO 的双流建设方案。在具体方案实施过程中,应注意通过合理的设计确保两路分布系统的功率平衡,以保证覆盖均衡。
(三)SIMO 单路改造
使用合路器,将TD-LTE RRU 信号与原有的GSM、TD-SCDMA 信号进行合路,实现TD-LTE 网络信号的覆盖。在TD-LTE 与其他系统共用原有分布系统时,应根据TD-LTE 系統各种性能要求进行规划和建设,必要时应对原有系统的无源器件、天线点位等进行适当替换和调整。
对于TD-LTE 室内分布系统建设,由于MIMO双流方案能有效提高TD-LTE 的承载能力, 提升用户感知,因此建议在施工条件许可的条件下,TD-LTE室内分布系统建设尽量采用双流及双通道的建设模式。
五、天线的具体解决策略
TD-LTE室内分布系统中天线的安装与选择的合理性,对该系统的覆盖性能有着直接的影响。在建设TD-LTE时,如何选择正确的天线类型,以及如何确定正确的天线距离是实际工程中的关键。例如,针对室内的某一区域而言,想要实现MIMO,就应选择双通道吸顶的天线覆盖模式,该模式主要分为单极化吸顶天线和双极化吸顶天线。
(一)单极化吸顶系统天线间距的确定。针对不同的单极化吸顶系统天线来说,总是希望能够利用加大天线之间的距离来满足双天线通道的标准。例如,楼道、走廊等开放场合 其天线之间的距离应为波长的5倍以上,而办公室、会议室等封闭场合,其天线之间的距离应为波长的11倍以上。
(二)选择天线应遵循的原则。在楼道、走廊等开放场合,双极化吸顶天线以及单极化吸顶天线都能够适用于MIMO,但是双极化天线的施工难度更低。所以,在施工条件允许的情况下,最好选用双极化吸顶天线。在办公室、会议室等封闭场合,单极化吸顶天线的性能更佳;所以,在施工条件允许的情况下,最好选用单极化天线。
六、结束语
随着国内TD-LTE试验网建设进程的加快,TD-LTE将进入试商用网建设阶段,因此需要对TD-LTE室内分布系统的规划、建设进行分析, 提出TD-LTE室内分布系统规划和建设建议,为大规模的TD-LTE商用网室内分布系统建设提供参考。
参考文献
[1]肖清华,朱东照.TD-LTE室内分布设计改造分析[J].移动通信,2011.
[2]戴源,朱晨鸣等.TD-LTE无线网络规划与设计[M].北京:人民邮电出版社,2012.
(作者单位:广东南方电信规划咨询设计院有限公司)