LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)演進(jìn)方案研究

趙東亮

【摘 要】在分析LTE室內(nèi)覆蓋的解決方案的基礎(chǔ)上，對(duì)傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)改造的各類(lèi)演進(jìn)方案進(jìn)行了研究和分析。通過(guò)對(duì)不同解決方案的分析，給出了LTE室內(nèi)覆蓋的應(yīng)用策略建議。

【關(guān)鍵詞】LTE 室內(nèi)分布系統(tǒng) 雙通道變頻 數(shù)字光纖分布系統(tǒng)

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展和智能終端的普及，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的快速興起，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，對(duì)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)重大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。根據(jù)國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)與統(tǒng)計(jì)，超過(guò)70%的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)，因此室內(nèi)覆蓋對(duì)運(yùn)營(yíng)商至關(guān)重要。

LTE技術(shù)的引入可以極大地提升運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)容量和用戶體驗(yàn)，但也對(duì)室內(nèi)覆蓋帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在MIMO技術(shù)的引入需要兩路獨(dú)立的射頻鏈路進(jìn)行傳輸，對(duì)室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)和改造帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)，需要對(duì)LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)方案以及改造的解決方案進(jìn)行研究。

1 中移動(dòng)室內(nèi)覆蓋面臨的主要挑戰(zhàn)

隨著近幾年的飛躍發(fā)展，中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量在不斷提高，在廣度覆蓋和深度覆蓋方面都有很大的進(jìn)步。但LTE的出現(xiàn)使得現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)面臨新的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋不足。目前中國(guó)移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)主要采用室外宏蜂窩覆蓋和室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋的方式，宏蜂窩覆蓋范圍廣、信號(hào)不均勻，建筑物遮擋和穿透損耗大，造成了室內(nèi)深度覆蓋的不足，同時(shí)由于建筑物的遮擋形成了許多室外覆蓋弱區(qū)和盲區(qū)。（2）室內(nèi)分布系統(tǒng)演進(jìn)困難。目前中國(guó)移動(dòng)的室內(nèi)分布系統(tǒng)大部分都是多系統(tǒng)合路的分布系統(tǒng)，包括2G/3G/WLAN合路的分布系統(tǒng)。室內(nèi)分布系統(tǒng)都是無(wú)源同軸電纜分布系統(tǒng)，無(wú)源分布系統(tǒng)在穩(wěn)定性上要優(yōu)于有源分布系統(tǒng)，但也存在一定的挑戰(zhàn)，包括優(yōu)化調(diào)整難度大，系統(tǒng)升級(jí)困難等，對(duì)于引入LTE系統(tǒng)的改造難度大。（3）熱點(diǎn)話務(wù)集中，局部網(wǎng)絡(luò)擁塞。近幾年中移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)飛速發(fā)展，截至2014年6月底，用戶總流量同比翻番，增幅為114.3%。雖然數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量飛速發(fā)展但數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分布嚴(yán)重不均衡，簡(jiǎn)單的宏基站擴(kuò)容已經(jīng)不能滿足數(shù)據(jù)熱點(diǎn)地區(qū)日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)需求，必須通過(guò)新的技術(shù)和組網(wǎng)手段來(lái)解決熱點(diǎn)地區(qū)話務(wù)擁塞的問(wèn)題。

中國(guó)移動(dòng)面對(duì)上述挑戰(zhàn)需要在未來(lái)LTE網(wǎng)絡(luò)的部署和運(yùn)營(yíng)中重點(diǎn)關(guān)注室內(nèi)弱覆蓋、熱點(diǎn)覆蓋和分布系統(tǒng)的技術(shù)演進(jìn)問(wèn)題，研究出切實(shí)可行的室內(nèi)解決方案，為將來(lái)LTE的建設(shè)和發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)演進(jìn)方案綜述

LTE系統(tǒng)的引入給中國(guó)移動(dòng)室內(nèi)分布系統(tǒng)演進(jìn)帶來(lái)了一定的調(diào)整，主要是LTE系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了MIMO功能，需要新增一套射頻鏈路，而傳統(tǒng)的室內(nèi)分布系統(tǒng)都是采用單通道建設(shè)，無(wú)法滿足LTE系統(tǒng)MIMO雙通道的需求。

LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)解決方案目前主要手段包括傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)改造、雙通道變頻方案和新型數(shù)字光纖分布系統(tǒng)等幾類(lèi)，不同的方案有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用特點(diǎn)。

（1）傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)改造方案是通過(guò)對(duì)原有的室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行改造，通過(guò)新建LTE雙通道射頻系統(tǒng)或者改造原分布系統(tǒng)的方式實(shí)現(xiàn)LTE的室內(nèi)覆蓋，需要根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求確定LTE是否需要雙通道建設(shè)。傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)改造方案的成本和改造難度受限于LTE采用的MIMO模式（單通道或雙通道）、應(yīng)用的頻段（是否超過(guò)原有器件的頻率范圍）以及應(yīng)用的天線類(lèi)型（單極化或雙極化天線）。（2）雙通道變頻方案是一種新型的室內(nèi)分布系統(tǒng)改造方案，主要適用于LTE雙通道改造場(chǎng)景，可以通過(guò)變頻的方式在單通道的鏈路中實(shí)現(xiàn)LTE的MIMO功能，但需要引入有源的變頻設(shè)備。（3）新型數(shù)字光纖分布系統(tǒng)是一種新興的室內(nèi)覆蓋解決方案，主要通過(guò)光纖路由取代原來(lái)的射頻電纜，用數(shù)字信號(hào)取代射頻信號(hào)在分布系統(tǒng)中傳輸，在天線端將數(shù)字信號(hào)恢復(fù)成射頻信號(hào)發(fā)送?？梢栽趩捂溌飞蠈?shí)現(xiàn)LTE的MIMO功能，同時(shí)也可以集成2G/3G的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)共覆蓋的分布系統(tǒng)。

3 室內(nèi)分布系統(tǒng)改造方法

3.1 概述

由于歷史原因，目前在室分LTE建設(shè)中大部分還是采用原有布線系統(tǒng)改造的方法。總的來(lái)說(shuō)，LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)和改造方案共有6種，分別為單通道獨(dú)立建設(shè)方案、單通道合路建設(shè)方案、雙通道單極化天線獨(dú)立建設(shè)方案、雙通道雙極化天線獨(dú)立建設(shè)方案、雙通道單極化天線合路建設(shè)方案和雙通道雙極化天線合路建設(shè)方案。

3.2 方案對(duì)比分析

單通道改造和雙通道改造對(duì)于LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)影響較大，首先是影響LTE的系統(tǒng)性能，其次是影響建設(shè)成本和難度。

雙通道改造和雙通道新建方案對(duì)于系統(tǒng)的影響不大，系統(tǒng)性能相當(dāng)。但是系統(tǒng)改造成本要略低于新建室內(nèi)分布系統(tǒng)的成本。

單極化與雙極化天線對(duì)于LTE的MIMO性能有一定的影響，主要取決于單極化天線的空間隔離和雙極化天線的極化隔離，天線工藝對(duì)此有較大的影響，從廠家的分析和一些測(cè)試結(jié)果來(lái)看，二者性能差異不大（見(jiàn)圖1）。

圖1 TD LTE測(cè)試結(jié)果

4 結(jié)語(yǔ)

本文從移動(dòng)室內(nèi)覆蓋面臨的挑戰(zhàn)出發(fā)，分析了室內(nèi)覆蓋對(duì)中國(guó)移動(dòng)未來(lái)LTE網(wǎng)絡(luò)部署的重要性，研究了目前室內(nèi)分布系統(tǒng)改造和演進(jìn)的主要解決方案，既分析了傳統(tǒng)的室外覆蓋室內(nèi)和室內(nèi)分布系統(tǒng)方案，也對(duì)各類(lèi)改造方案進(jìn)行了重點(diǎn)的分析和研究，給出了未來(lái)室內(nèi)覆蓋解決方案的應(yīng)用建議，為將來(lái)室內(nèi)覆蓋的建設(shè)提供參考。

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