CDMA+LTE光纖分布系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與性能研究

董哲 王月珍

【摘 要】

對(duì)CDMA+LTE光纖分布系統(tǒng)的基本原理做了簡(jiǎn)要介紹，同時(shí)對(duì)CDMA+LTE光纖分布系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的各個(gè)單元做了闡述，并在外場(chǎng)選取了一棟寫字樓的典型樓層驗(yàn)證了該場(chǎng)景的LTE和CDMA信號(hào)覆蓋情況、業(yè)務(wù)速率情況和對(duì)系統(tǒng)底噪抬升情況。通過數(shù)據(jù)分析，得出該系統(tǒng)各方面指標(biāo)良好，能夠滿足CDMA+LTE網(wǎng)絡(luò)快速部署場(chǎng)景的需求。

【關(guān)鍵詞】

CDMA LTE 光纖分布系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

1 基本原理

光纖分布系統(tǒng)是一種支持多系統(tǒng)、多業(yè)務(wù)接入，采用數(shù)字化技術(shù)，基于光纖、網(wǎng)線承載無線信號(hào)傳輸和分布的室內(nèi)外覆蓋解決方案。在該系統(tǒng)中接入單元從基站端耦合信號(hào)，采用數(shù)字傳輸方式，通過光纖傳輸?shù)綌U(kuò)展單元，然后通過千兆網(wǎng)口傳輸給多個(gè)遠(yuǎn)端，遠(yuǎn)端機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理后，CDMA/LTE信號(hào)通過天線實(shí)現(xiàn)覆蓋。

光纖分布系統(tǒng)的多系統(tǒng)接入單元和擴(kuò)展單元之間采用光纖傳輸，擴(kuò)展單元和遠(yuǎn)端單元之間采用網(wǎng)線（CAT5e或CAT6）進(jìn)行傳輸。LTE光纖分布系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

光纖分布系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)不同，分為單LTE型和CDMA+LTE型。根據(jù)安裝位置的不同，也分為室分型和放裝型。其中LTE均支持MIMO，輸出功率27dBm。CDMA+LTE型設(shè)備的CDMA輸出功率為23dBm。

2 CDMA+LTE光纖分布系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

CDMA+LTE光纖分布系統(tǒng)組網(wǎng)圖如圖2所示。

光纖分布系統(tǒng)由接入控制單元（AU，Access Unit）、擴(kuò)展單元（EU，Extend Unit）、遠(yuǎn)端單元（RU，Remote Unit）三部分組成，用于FDD-LTE和CDMA無線通信信號(hào)深度覆蓋。

◆接入單元

從基站耦合無線系統(tǒng)前向射頻信號(hào)，并轉(zhuǎn)成數(shù)字射頻信號(hào)，通過光纖傳至擴(kuò)展單元。將擴(kuò)展單元傳來的反向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)成射頻信號(hào)，發(fā)送至基站。

◆擴(kuò)展單元

擴(kuò)展單元可實(shí)現(xiàn)將接入單元傳來的前向數(shù)字射頻信號(hào)分路并通過五類線傳至多個(gè)遠(yuǎn)端單元，將多個(gè)遠(yuǎn)端傳送來的數(shù)字射頻信號(hào)合路后傳送至接入單元。同時(shí)，擴(kuò)展單元支持對(duì)其他擴(kuò)展單元的級(jí)聯(lián)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。此外，擴(kuò)展單元還為遠(yuǎn)端單元通過網(wǎng)線提供遠(yuǎn)程供電。

◆遠(yuǎn)端單元

接收擴(kuò)展單元提供的數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)化為射頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)射頻信號(hào)的覆蓋。

3 CDMA+LTE光纖分布系統(tǒng)性能測(cè)試

選取一棟寫字樓進(jìn)行CDMA+LTE光纖分布系統(tǒng)性能測(cè)試，該棟樓宇覆蓋面積約8000m2，采用CDMA+LTE光纖五類線分布系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)CDMA網(wǎng)絡(luò)和LTE網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，使用設(shè)備數(shù)量為：1臺(tái)光纖五類線系統(tǒng)接入單元（MAU）、3臺(tái)光纖五類線系統(tǒng)擴(kuò)展單元（MEU）、20臺(tái)光纖五類線系統(tǒng)射頻單元（MRU）。該系統(tǒng)為CDMA+LTE雙通道數(shù)字光纖分布系統(tǒng)，遠(yuǎn)端功率為500mW，系統(tǒng)帶寬為20MHz。

首先選取相同區(qū)域做了LTE和CDMA的信號(hào)覆蓋測(cè)試，測(cè)試指標(biāo)包括LTE的RSRP、SINR和CDMA的RxAGC、Ec/Io等。LTE RSRP覆蓋圖、CDMA RxAGC覆蓋圖、LTE SINR覆蓋圖和CDMA Ec/Io覆蓋圖分別如圖3、圖4、圖5和圖6所示。

從圖3和圖4可以看出，LTE和CDMA的信號(hào)覆蓋質(zhì)量較好，其中LTE平均RSRP為-69.79dBm，CDMA平均RxAGC為-42.9dBm。

從圖5和圖6可以看出，LTE和CDMA的信噪比很好，其中LTE平均SINR為15.89dB， EVDO平均Ec/Io為-45.81dB。

之后根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度分別選取了近、中、遠(yuǎn)點(diǎn)做了定點(diǎn)速率測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，LTE和CDMA的上行和下行速率表現(xiàn)均比較良好。

由于光纖分布系統(tǒng)屬于有源系統(tǒng)，可能會(huì)對(duì)基站底噪造成抬升，因此又對(duì)其進(jìn)行了信源底噪監(jiān)測(cè)。LTE信源底噪監(jiān)測(cè)值和CDMA信源底噪監(jiān)測(cè)值如圖7、圖8所示。

從圖7可以看出，光分系統(tǒng)開啟后，LTE信源底噪抬升了約1dB，而CDMA信源底噪抬升了約2dB，CDMA網(wǎng)與LTE網(wǎng)不同，CDMA網(wǎng)開通就有業(yè)務(wù)，底噪隨著業(yè)務(wù)量變動(dòng)，但波動(dòng)值仍控制在良好范圍內(nèi)，圖8中有兩個(gè)時(shí)間段底噪較平緩。分別為中午休息時(shí)間和下班后時(shí)間。

4 結(jié)束語

本文重點(diǎn)介紹了CDMA+LTE光纖分布系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并通過外場(chǎng)測(cè)試對(duì)它的性能做了驗(yàn)證。CDMA+LTE光纖分布系統(tǒng)是一種新型的室內(nèi)覆蓋解決手段，它不同于傳統(tǒng)的同軸室內(nèi)分布系統(tǒng)，CDMA+LTE光纖分布系統(tǒng)可以快速實(shí)現(xiàn)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)部署，同時(shí)實(shí)現(xiàn)CDMA和LTE的信號(hào)覆蓋。

CDMA+LTE光纖分布系統(tǒng)雖然是一種有效的解決室分覆蓋的手段，但因其為有源系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)部署時(shí)需注意控制遠(yuǎn)端單元的數(shù)量，以免造成信源底噪抬升過大。

參考文獻(xiàn)：

[1] 3GPP TS 36.213 v9.2.0. E-UTRA； Physical layer procedures[S]. 2010.

[2] 3GPP TS 36.214 v9.2.0. E-UTRA； Physical layer； Measurements[S]. 2010.

[3] 3GPP TS 36.201 v10.0.0. Evolved Universal Terrestrial Radio Access （E-UTRA）； LTE physical layer； General description[S]. 2010.

[4] 3GPP TS 36.300 v10.4.0. Evolved Universal Terrestrial Radio Access （E-UTRA） and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network （E-UTRAN）； Overall description[S]. 2011.

[5] 3GPP TS 36.106 v11.1.0. Evolved Universal Terrestrial Radio Access （E-UTRA）； FDD Repeater radio transmission and reception[S]. 2012.

[6] J M Holtzman. CDMA forward link waterfilling power control[A]. Proceedings of the IEEE Vehicular Technology Conference[C]. 2000： 1663-1667.

[7] C Schlegel. Trellis and Turbo Coding[M]. Chichester： Wiley-IEEE Press， 2004.

[8] S B Wicker， M Bartz. Type-I hybrid ARQ protocols using punctured MDS codes[Z]. IEEE T Commun 42， 1994： 1431-1440.

[9] J F Cheng. Coding performance of hybrid ARQ schemes[Z].

IEEE T Commun 54， 2006： 1017-1029.

[10] D C Chu. Polyphase codes with good periodic correlation properties[J]. IEEE T Inform Theory， 1972，18（4）： 531-532.