TD-LTE在多系統(tǒng)室內(nèi)覆蓋中的應用

錢金雷

（上海交通大學 信息安全工程學院，中國 上海201203）

1 “四網(wǎng)”簡介

1.1 GSM

GSM 屬于第2 代（2G）蜂窩移動通信技術(shù)。 GSM 網(wǎng)絡運行在多個不同的無線電頻率上。 蜂窩半徑范圍根據(jù)天線高度、增益和傳播條件可以從百米以上至數(shù)十公里。 實際使用的最長距離GSM 規(guī)范支持到35 公里。GSM 同樣支持室內(nèi)覆蓋，通過功率分配器可以把室外天線的功率分配到室內(nèi)天線分布系統(tǒng)上。 這是一種典型的配置方案，用于滿足室內(nèi)高密度通話要求。

1.2 TD-SCDMA

TD-SCDMA 第三代移動通信標準是信息產(chǎn)業(yè)部電信科學技術(shù)研究院（現(xiàn)大唐移動通信設(shè)備有限公司）在國家主管部門的支持下，根據(jù)多年的研究而提出的具有一定特色的3G 通信標準。是中國百年通信史上第一個具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的國際通信標準， 在我國通信發(fā)展史上具有里程碑的意義并將產(chǎn)生深遠影響， 是整個中國通信業(yè)的重大突破。 TD－SCDMA 采用不需配對頻率的TDD（時分雙工）工作方式，以及FDMA/TDMA/CDMA 相結(jié)合的多址接入方式。 同時使用1.28Mcps 的低碼片速率，擴頻帶寬為1.6MHz。 TD-SCDMA 系統(tǒng)還采用了智能天線、聯(lián)合檢測、同步CDMA、接力切換及自適應功率控制等諸多先進技術(shù)。

1.3 WLAN

無線局域網(wǎng)絡（Wireless Local Area Networks；WLAN）是相當便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它利用射頻（Radio Frequency；RF）的技術(shù)，取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線（Coaxial）所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡，使得無線局域網(wǎng)絡能利用簡單的存取架構(gòu)讓用戶透過它，達到“信息隨身化、便利走天下”的理想境界。 WLAN 是基于IP 的，能提供一定范圍內(nèi)的高速數(shù)據(jù)連接，采用2.4GHz 或5.8GHz 無線頻率（ISM 頻率）傳輸。

1.4 TD-LTE

TD-LTE 即Time Division Long Term Evolution（分時長期演進），是由阿爾卡特-朗訊、諾基亞西門子通信、大唐電信、華為技術(shù)、中興通訊、中國移動等業(yè)者，所共同開發(fā)的第四代（4G）移動通信技術(shù)與標準。TDD 即時分雙工（Time Division Duplexing），是移動通信技術(shù)使用的雙工技術(shù)之一， 與FDD 相對應。 TD-LTE 與TD-SCDMA 實際上沒有關(guān)系，TD-LTE 是TDD 版本的LTE 的技術(shù)，F(xiàn)DD-LTE 的技術(shù)是FDD 版本的LTE 技術(shù)。 TD-SCDMA 是CDMA（碼分多址）技術(shù)，TD-LTE 是OFDM（正交頻分復用）技術(shù)。 兩者從編解碼、幀格式、空口、信令，到網(wǎng)絡架構(gòu)，都不一樣。

2 多系統(tǒng)合路互干擾分析

在進行室內(nèi)分布系統(tǒng)間的干擾分析時， 主要應考慮鄰頻干擾、雜散干擾、阻塞干擾和互調(diào)干擾情況。目前GSM&TD-SCDMA&WLAN 三網(wǎng)合一的室分網(wǎng)絡已經(jīng)十分普遍， 大量工程實例表明如TD-SCDMA系統(tǒng)采用A、F 頻， 合路器提供的隔離度足以滿足三網(wǎng)合一的抗干擾要求，現(xiàn)在系統(tǒng)中加入TD-LTE，則以該系統(tǒng)為基準，分析與其他系統(tǒng)的隔離度要求

2.1 TD-LTE 與GSM 的隔離度要求

經(jīng)過隔離度測試規(guī)避GSM900 與TD-LTE 之間互干擾所需要的隔離度最大為38dB， 在室外共站組網(wǎng)時需要天線垂直隔離0.3 米以上，室內(nèi)可以共用室內(nèi)分布系統(tǒng)。 規(guī)避DCS1800 與TD-LTE 之間互干擾所需要的隔離度最大為46dB， 在室外共站組網(wǎng)時需要天線垂直隔離0.5 米以上，室內(nèi)可以共用室內(nèi)分布系統(tǒng)。

2.2 TD-LTE 與WLAN 干擾分析

WLAN 工作在2400～2483.5MHz，TD-LTE 室內(nèi)工作于2350～2370 MHz 頻段，兩系統(tǒng)頻段相近，且隔離度要求高（86dB）。 因此，當TDLTE 與WLAN 同區(qū)域覆蓋時， 應優(yōu)先考慮WLAN 與TD-LTE 共室分系統(tǒng)組網(wǎng)， 此時可以通過提高合路器的隔離度至86dB 以上或采用WLAN 末端合路方式，通過分布系統(tǒng)間的損耗進行干擾規(guī)避。

如二者采用獨立建設(shè)方式，由于WLAN@2412M，TD-LTE@2360M時兩者所需的空間隔離距離超過7 米，很難滿足實際工程條件，因此建議在LTE 發(fā)射機端和WLAN AP 端增加濾波器（帶外抑制度應根據(jù)具體情況核算），同時保證較大水平隔離距離（至少2m 以上）的方式加以解決。

2.3 TD-LTE 與TD-SCDMA 的互干擾

雜散

規(guī)避TD-LTE 對TD-SCDMA 雜散所需要的隔離度為：

-100-（（-174+10*log10（100k）+5）-7）=26dB

阻塞

規(guī)避TD-LTE 對TD-SCDMA 阻塞所需要的隔離度為46-16=30dB

結(jié)論

規(guī)避TD-SCDMA 與TD-LTE 之間互干擾所需要的隔離度最大為30dB，在室外共站組網(wǎng)時需要天線垂直隔離0.2 米以上，室內(nèi)可以共用室內(nèi)分布系統(tǒng)。

3 信源功率配置

3.1 GSM 系統(tǒng)

一般GSM 單小區(qū)滿功率輸出可達到20W， 信源功率配置應留有一定余量，載頻配置小于等于4 時，基站功率為35dBm,當配置小于等于12 時，基站功率為30dBm，不同廠家設(shè)備信源輸出功率略有差異。

3.2 TD-SCDMA 系統(tǒng)

TD-SCDMA 室內(nèi)分布選用BBU+RRU 作為信源， 使用PCCPCH信道功率進行分布系統(tǒng)功率預算，為保證公共信道和上下行各業(yè)務平衡，室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計TD-SCDMA 按照PCCPCH 信道功率（雙碼道）為32dBm 取定，對部分覆蓋面積較小的場景可降低功率設(shè)計

3.3 TD-LTE 系統(tǒng)

TD-LTE 單通道20M 寬的發(fā)射功率按37dBm（20W 設(shè)備，4 載頻計算）。

3.4 WLAN 系統(tǒng)

WLAN 系統(tǒng)放裝型AP 按20dBm（100mw）進行考慮，室內(nèi)分布型AP 按27dBm（500mw）進行考慮。

4 組網(wǎng)方式

多系統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)組網(wǎng)為：信源+合路平臺（電橋/多頻合路器/POI）+（中繼+多頻合路器）+無源天饋系統(tǒng)。 異系統(tǒng)數(shù)量較少時，采用上下行合路方式覆蓋，當系統(tǒng)數(shù)量較多，如超過5 個時，為避免系統(tǒng)間干擾，可采用上下行分纜+POI 方式。 對于G/TD/LTE/WLAN 四網(wǎng)合一系統(tǒng)，建議通過1 級合路或2 級合路方式覆蓋整個區(qū)域。

合路方式與合路點的選?。?/p>

4.1 優(yōu)選方式1 經(jīng)過兩級合路：第一路為2G+TD-LTE，第二路為TDLTE+TD-SCDMA。 WLAN 在末端饋入GSM 一路。

圖1 合路方式一

4.2 優(yōu)選方式2 經(jīng)過一級合路：第一路為2G+TD-LTE+WLAN，第二路為TD-LTE+TD-SCDMA，（此種情況各系統(tǒng)需要單獨布放主干線纜，在樓宇內(nèi)弱電豎井預留空間能滿足線纜或器件布放、安裝的情況下優(yōu)選）。

圖2 合路方式二

4.3 優(yōu)選方式3 經(jīng)過兩級合路：第一路為2G+TD-SCDMA+TD-LTE，第二路為TD-LTE。 （改造情況下建議優(yōu)先選擇此方式，不改動原有的2G、TD 系統(tǒng)，WLAN 采用饋入+單獨布放AP 的方式）

圖3 合路方式三

5 TD-LTE 室分系統(tǒng)改造實例

室內(nèi)分布系統(tǒng)已實施多年，對于大多數(shù)場景或站點來說，利舊/改造是最常遇到的情況，如何在原GSM 或G/TD/WLAN 合路的室內(nèi)分布站點上通過一定規(guī)模的工程實施及投資可接受范圍內(nèi)的改造， 融入TD-LTE 系統(tǒng)，使得原系統(tǒng)得以最大程度利用，是多系統(tǒng)室內(nèi)共室內(nèi)分布系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。

改造方案：一路新建，一路改造

5.1 前提

原系統(tǒng)為G/TD-SCDMA 或G/TD/WLAN 三網(wǎng)合一室分系統(tǒng)，則天線布點位置基本無需調(diào)整，若原系統(tǒng)只有GSM 單系統(tǒng)，則需先做天線點位增補后，再做改造。

5.2 方案描述

不改動原系統(tǒng)天饋線的基礎(chǔ)上，新增加一路天饋線系統(tǒng)；TD-LTE一路接入新建饋線，另一路與原室分系統(tǒng)合路，該一路通過對原室內(nèi)分布系統(tǒng)的改造以滿足接入TD-LTE 系統(tǒng)的需求。

5.3 應用實例

某辦公樓室分站，覆蓋區(qū)域包括地下2 層至地上16 層，共5 萬平米。

共分為3 個區(qū)，地下2 層至地上3 層一個區(qū)，地上4 至8 層一個區(qū)，地上9 至16 層一個區(qū)。

LTE 工程信源輸出經(jīng)過兩級合路:第一路為2G+TD-SCDMA+TDLTE，第二路為TD-LTE。

5.4 改造后測試結(jié)果

測試的樓層覆蓋RSRP〉=-105dBm 的概率接近于100%， 滿足大于90%的要求。

圖4 改造分布圖

表1 測試結(jié)果表

6 結(jié)束語

通過干擾分析和覆蓋性能分析，在合路器隔離度指標滿足要求的情況下，利用原有的室分系統(tǒng)，進行簡單的系統(tǒng)改造，TD-LTE 與G/TD/WLAN 合路可以滿足覆蓋要求。既減少了工程協(xié)調(diào)量和投資，并且最大程度發(fā)揮TD-LTE 的技術(shù)優(yōu)勢。

［1］王映民，孫韶輝，等.TD-LTE 技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：人民郵電出版社，2010，6.

［2］沈嘉，索世強，全海洋，等.3GPP 長期演進（LTE）技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：人民郵電出版社，2008.

［3］陸健賢，葉銀法，盧斌，等.移動通信分布系統(tǒng)原理與工程設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.