LTE Over CATV應用分析

陳強均，韓敬一

（1.中訊郵電咨詢設計院有限公司成都分公司，四川 成都 610042；2.成都迅網(wǎng)電信工程技術咨詢有限公司，四川 成都 610042）

1 引言

LTE（Long Term Evolution，長期演進）時代是數(shù)據(jù)的時代，而數(shù)據(jù)業(yè)務更多地發(fā)生在室內。研究表明，80%～90%的移動數(shù)據(jù)業(yè)務是在室內發(fā)生的，尤其是學校、商場、辦公大樓、星級酒店、會議中心等公共場所。因此，良好的室內覆蓋網(wǎng)絡提供穩(wěn)定的下載速率，已經(jīng)成為運營商發(fā)展用戶、提高市場競爭力的重要手段。目前的室內分布系統(tǒng)成本相對較高，嘗試通過LTE Over CATV類同軸線纜無線天線延伸系統(tǒng)解決部分場景室內覆蓋問題，提供良好的用戶環(huán)境。

2 LTE Over CATV技術背景

CATV（Community Antenna Television，公共電視天線系統(tǒng)）用電纜進行寬帶傳輸，寬帶布線系統(tǒng)可將頻帶分割成不同頻譜，通過不同頻帶提供不同服務，每種業(yè)務占用不同頻帶，互不干擾。

移動網(wǎng)絡現(xiàn)網(wǎng)室內覆蓋多采取傳統(tǒng)的分布系統(tǒng)方式（單通道同軸電纜分布系統(tǒng)），即由系統(tǒng)信源、無源器件和天線組成的射頻信號分布系統(tǒng)，但存在對無源器件監(jiān)控難、網(wǎng)絡優(yōu)化調整手段單一、系統(tǒng)升級無法滿足LTE中MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多輸入多輸出）技術要求等問題。在室外宏站無法提供良好的網(wǎng)絡覆蓋時，完善室內覆蓋是提升運營商在用戶心目中的形象的重要因素。

LTE網(wǎng)絡使用頻段高、穿透損耗大，特別是天線安裝在熱點區(qū)域如住宅小區(qū)、星級酒店等場景走道天花板，信號將難以滿足室內環(huán)境深度覆蓋的要求，導致用戶在使用過程中出現(xiàn)掉線等情況，產(chǎn)生大量的投訴。同時，隨著信息化的不斷發(fā)展，居民的健康意識逐漸增強，對電磁輻射問題越加敏感，導致建設偽裝方式的室外宏站或隱蔽的室內分布系統(tǒng)都困難重重，如何解決無線信號覆蓋室內已經(jīng)成為LTE必須著力解決的問題。

隨著三網(wǎng)融合的市場需求，實現(xiàn)多網(wǎng)絡對接，產(chǎn)生聚合效應，滿足消費者更多需求；同時實現(xiàn)網(wǎng)絡資源共享，降低建設成本，也是解決移動信號覆蓋的有效手段之一。

3 LTE Over CATV技術原理

LTE Over CATV是一套LTE無線網(wǎng)絡的天線合路/延伸無源分布系統(tǒng)。LTE信源（RRU或一體化基站）輸出的RF信號通過信號混合分配器與CATV信號合路，并利用CATV線路同軸電纜在全屏蔽無干擾下直接輸送到每個房間內，最后通過電視面板（分離器）將信號分開，實現(xiàn)房間內優(yōu)質無干擾無線網(wǎng)絡覆蓋和電視功能。

組網(wǎng)方案示意圖如圖1所示。

4 LTE Over CATV應用分析

鑒于CATV電纜對LTE信號傳送距離的影響（見圖2），選取一定距離的CATV電纜，實現(xiàn)LTE信號與有線電視信號的合路入戶的方式。本方案選取某酒店第5層應用LTE Over CATV測試進行分析。

圖1 組網(wǎng)方案示意圖

圖2 傳輸損耗對比圖

4.1 實施方案

實施方案示意圖如圖3所示。

（1）用4路混合分配器替換位于酒店4層弱電井中的有線電視網(wǎng)的分配器；將RRU到四路混合分配器用1/2饋線連接，接到四路混合分配時需要1個KKF-陰/SMA轉接頭，有線電視設備側連接時配1個陽/英制轉陰/公制轉接頭。

（2）通過酒店5層現(xiàn)有的CATV電纜與分配器，將混合信號傳送至每個房間的專用面板分配器進行信號分離，要求每條CATV線纜和分配器連接時需要陽/英制轉陰/公制轉接頭。

（3）面板分離器LTE接口接天線，提供房間內LTE信號覆蓋；TV接口連接電視機，實現(xiàn)電視節(jié)目的傳送。

4.2 LTE Over CAT測試分析

附著成功測試如表1所示。

開機附著采用單個終端，在房間不斷開機、關機，選取房間覆蓋的好、中、差點等分別進行測試，驗證在不同點的接入性能，附著成功率為100%。

上下行吞吐率-定點測試如表2所示。

用戶上下行最大吞吐率在極好點的地方進行下載或上傳，從測試數(shù)據(jù)達到理論速率，性能良好，滿足用戶帶寬需求。

某房間散點測試圖如圖4所示。

通過對房間遍歷的測試（包括房間內的衛(wèi)生間和床頭等），LTE無線信號存在遠近效應，接收信號強度隨著無線傳播距離增大而減弱；同時，LTE室內覆蓋業(yè)務性能（下載速率）主要取決于RSRP、SINR及信號MIMO條件。測試的結果顯示平均下載速率和上傳速率較理想，可以保證下載平均速率在60Mbps左右。

同時測試CATV的信號，與LTE信號合路前后相比，電視質量無明顯變化。

4.3 方案適用場景及優(yōu)劣勢

LTE Over CATV方案覆蓋表現(xiàn)為對特定區(qū)域的單點覆蓋，適用于物業(yè)協(xié)調難、未建設室分系統(tǒng)而覆蓋不足，但客戶對網(wǎng)絡覆蓋質量與容量要求高，現(xiàn)已布局了CATV的環(huán)境，如居民區(qū)、酒店賓館、高校宿舍等場景。通過LTE Over CATV方案的應用，其具有如下優(yōu)勢：

圖3 實施方案示意圖

表1 附著成功測試

表2 上下行吞吐率-定點測試

圖4 某房間散點測試圖

（1）信號強：無線信號不用穿墻，通過CATV線路直達房間內。

（2）網(wǎng)速高：由于環(huán)境干擾小，無線網(wǎng)絡速度大大提高。

（3）施工簡單：只需要根據(jù)CATV圖紙更換相應設備，施工快捷。

（4）輻射低：采用無源天線系統(tǒng)。

（5）不干擾現(xiàn)有CATV系統(tǒng)，符合有線電視標準。

但該方案最大的缺點是CATV線纜超過一定距離時對LTE信號的損耗比空間傳播損耗大，所以不適合遠距離傳輸。

5 結束語

結合LTE網(wǎng)絡的市場發(fā)展需求和覆蓋要求，建議在無法進行室分系統(tǒng)建設而布放了CATV的場景采用LTE Over CATV方案進行深度覆蓋，方便快捷建設低成本的LTE網(wǎng)絡，可有效解決數(shù)據(jù)寬帶接入的問題，提供無線寬帶接入能力。

[1] 中國普天：TD-LTE讓夢想照亮未來[J]. 通信世界, 2012(35): 11.

[2] 袁超偉,張金波,姚建波. 三網(wǎng)融合的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 北京郵電大學學報, 2010,33(6): 1-6.

[3] 劉春輝. 如何破解4G時代室內用戶體驗難題[N]. 人民郵電報, 2014-07-30(8).

[4] 邵凱敏,吳怡之. CMMB與TD-LTE室內覆蓋系統(tǒng)合路設計[J]. 無線互聯(lián)科技, 2013(10): 98-99.

[5] 凌慶麟. 4G通信技術應用開拓廣電發(fā)展新思路[J]. 有線電視技術, 2013(6): 64-65.

[6] 陳彥名,孟德香,何繼偉,等. TD-LTE系統(tǒng)與數(shù)字廣播電視系統(tǒng)之間共存干擾研究[J]. 電信工程技術與標準化, 2011(1): 67-71.