4G背景下室內(nèi)分布系統(tǒng)多運營商共建分場景設計方案探討

［蘇彥熙 蔣華華］

4G背景下室內(nèi)分布系統(tǒng)多運營商共建分場景設計方案探討

［蘇彥熙 蔣華華］

文章介紹了國內(nèi)運營商引入室內(nèi)分布系統(tǒng)的主要制式和頻率，通過分析各通信制式組合的干擾共存機制，對多運營商多系統(tǒng)共建分布系統(tǒng)提出分場景的設計建議，并通過實際案例驗證了此建議的可行性。

室內(nèi)分布系統(tǒng) 共建 LTE GSM CDMA

蘇彥熙

中級，碩士，華南理工大學，就職于廣東省電信規(guī)劃設計院有限公司，目前從事移動通信網(wǎng)絡的規(guī)劃和設計等工作。

蔣華華

初級，本科，廣西大學，就職于廣東省電信規(guī)劃設計院有限公司，目前從事移動通信網(wǎng)絡的規(guī)劃和設計等工作。

1　引言

隨著移動通信網(wǎng)絡不斷發(fā)展以及用戶習慣的改變，各運營商越來越重視室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設，投資占比逐年增加。目前，國內(nèi)有多家移動運營商、多個通信系統(tǒng)，如果在同一建筑物內(nèi)各自建設自身的室內(nèi)分布系統(tǒng)，將造成重復建設、重復施工，既浪費投資，又破壞建筑的整體美觀。在集約化建設、統(tǒng)一建設、共建共享的形勢要求下，建設多運營商多制式綜合室內(nèi)分布系統(tǒng)的需求日益強烈。

2　室內(nèi)分布系統(tǒng)的網(wǎng)絡制式及頻率要求

目前各運營商的移動通信系統(tǒng)及頻率分配情況如表1。

表1　運營商網(wǎng)絡制式及頻率

注：WLAN（Wireless Local Area Networks，無線局域網(wǎng)）主要在末端合路，上表不含WLAN系統(tǒng)。

各運營商建設室內(nèi)分布系統(tǒng)的主要制式。

表2　運營商建設室內(nèi)分布系統(tǒng)的主要制式

因此，室內(nèi)分布系統(tǒng)要求支持頻段為800MHz-2500MHz，其中合路器應根據(jù)具體設計要求確定各端口所需要支持的頻段并適當為系統(tǒng)擴展預留，有源設備按具體設計要求確定所需要支持的頻段，雙極化天線要求至少一個端口支持頻段為800MHz-2500MHz。

3　多系統(tǒng)制式組合存在的干擾

各個運營商對網(wǎng)絡容量、覆蓋方式、使用頻譜等環(huán)節(jié)存在不同的需求，涉及到的系統(tǒng)較多，共建時需特別關注多系統(tǒng)間干擾問題。需要重點關注的干擾如下：

（1） 電信LTE 1.8G（1860-1875MHz）與LTE 2.1G（2110-2125MHz）組合三階互調(diào)影響頻段為2355-2390MHz，主要部分落入移動TD-LTE E頻段 （2320-2370MHz）；

（2） 移動TD-SCDMA F頻段（1880-1900MHz）及移動TD-LTE F頻段（1900-1920MHz）與聯(lián)通LTE 1.8G （1840-1860MHz）下行頻段三階互調(diào)指標干擾WCDMA 2.1G上行頻段（1940-1955MHz）；

（3） 移動TD-SCDMA F頻段（1880-1900MHz）及移動TD-LTE F頻段（1900-1920MHz）與電信LTE 1.8G（1860-1875MHz）下行頻段三階互調(diào)指標干擾TDSCDMA F頻段（1880-1900MHz）及移動TD-LTE F頻段（1900-1920MHz）頻段；

（4） 聯(lián)通LTE 1.8G（1840-1860MHz）下行頻段與電信LTE 1.8G（1860-1875MHz）頻段三階互調(diào)干擾移動TD-SCDMA F頻段（1880-1900MHz）；

（5） 電信CDMA800（870-880MHz）下行二次諧波落入聯(lián)通LTE 1.8G的上行1745-1765MHz，造成聯(lián)通LTE 1.8G（1840-1860MHz）底噪抬升。

4　室分多系統(tǒng)共建的總體建議

通過以上對多系統(tǒng)制式組合存在的干擾分析和綜合考慮分布系統(tǒng)的容量、質(zhì)量和擴展性，建議室分多系統(tǒng)共建中主要考慮收發(fā)分纜/雙流（MIMO， Multiple-Input Multiple-Output）、收發(fā)分纜/單流（SISO， Single Input Single Output）兩種方式。

4.1收發(fā)分纜/雙流（MIMO）

（1） MIMO方案定義

收發(fā)分纜/雙流（MIMO）指運營商多個系統(tǒng)通過雙路輸入/輸出的POI（Point of Interface，多系統(tǒng)接入平臺）或兩個多頻合路器接入一套配置了兩個對稱通道的分布系統(tǒng)，2G/3G系統(tǒng)實現(xiàn)收發(fā)分纜，4G系統(tǒng)實現(xiàn)雙流（MIMO）。

圖1　收發(fā)分纜/雙流（MIMO）

（2） 常見的應用場景（如表3）

4.2 收發(fā)分纜/單流（SISO）

（1） SISO方案定義

收發(fā)分纜/單流（SISO）指運營商多個系統(tǒng)通過雙通道輸入/輸出的POI或兩個多頻合路器接入一套配置了兩個對稱通道的分布系統(tǒng)，2G/3G系統(tǒng)實現(xiàn)收發(fā)分纜，移動4G系統(tǒng)和電信的4G系統(tǒng)分別接入不同的通道（如移動4G單接通道一，而電信4G單接通道二）實現(xiàn)單流（SISO），聯(lián)通4G系統(tǒng)接入雙通道實現(xiàn)雙流（MIMO），如圖2。

（2） 常見的應用場景（如表4）

4.3其他注意事項

在建設多系統(tǒng)合路分布系統(tǒng)時，除規(guī)避多系統(tǒng)間的干擾問題外，還應注意以下影響因素：

（1） 應重視高品質(zhì)器件的使用。安裝于基站信源前端的器件由于承受較高功率通過，往往由于器件質(zhì)量問題影響器件的電氣性能指標，同時還會因為器件的“趨膚效應”而導致局部微打火， 產(chǎn)生寬帶噪聲，對通信系統(tǒng)形成嚴重的上行底噪干擾。

（2） 在施工工藝方面應做好管理和監(jiān)督，確保施工效果能夠?qū)崿F(xiàn)設計要求。室分施工工藝質(zhì)量存在不足 ，饋線、跳接頭質(zhì)量差或接頭制作問題，都會引起互調(diào)干擾指標的抬升。

表3　MIMO常用應用場景

圖2　收發(fā)分纜/單流（SISO）

表4　SISO常用應用場景

5　案例分析

5.1 項目概況

赤崗大廈位于海珠區(qū)赤崗石榴崗路1號，為廣東省第二人民醫(yī)院（原一七七醫(yī)院）門診大樓，聯(lián)通和電信共建室內(nèi)分布系統(tǒng)。

5.2網(wǎng)絡接入系統(tǒng)

本系統(tǒng)需支持以下通信的語音和/或數(shù)據(jù)業(yè)務：

（1）聯(lián)通：WCDMA；FDD-LTE（1.8GHZ）；

（2）電信：CDMA 800MHZ；FDD-LTE（2.1GHZ）。

接入室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的各系統(tǒng)的頻段范圍如下。

表5　本項目室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的各系統(tǒng)的頻段范圍

5.3 初期組網(wǎng)方案

該大樓采用POI+無源分布系統(tǒng)覆蓋的方案。室內(nèi)采用全向天線/定向天線分布系統(tǒng)覆蓋。圖3是站點的拓撲圖。

圖3　站點拓撲

5.4 存在的問題

建設完成后，出現(xiàn)CDMA二階互調(diào)干擾LTE中間頻點問題，底噪在-86dBm。

5.5 現(xiàn)場排查

經(jīng)過現(xiàn)場排查測試，改造原室分覆蓋接入方式，替換原POI為3頻合路器；利用電橋作同頻合路，把聯(lián)通、電信LTE1.8G信號合路，接回系統(tǒng)運行。

（1） 步驟一，確認原CDMA_RRU是否正常工作

CDMA_RRU載頻輸出測量：斷開CDMA_RRU，單獨對其進行測試。

圖4　CDMA載頻測試

經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，EVDO載波工作頻率為871.30-879.09MHz，總輸出功率為+43dBm，屬于正常工作情況。

（2） 步驟二，確認干擾頻率的頻段

斷開電信LTE_RRU、聯(lián)通LTE_RRU、WCDMA_ RRU，頻譜儀接入合路器的LTE端口，確認干擾頻率的頻段。

① 斷開其他系統(tǒng)RRU可以避免測試過程中引起該系統(tǒng)出現(xiàn)駐波告警又可以減少測試的不確定性，待干擾排查完成后再重新開站或者接入合路器端口；

② 頻譜儀設置：1710-1880MHz，RBW 100KHz，VBW 3KHz，前置預防打開；

③ 為測試準確性及快速定位，用實驗室現(xiàn)調(diào)合路器作為測試用合路器，1路為800-960、2路為1710-1880MHz。

圖5　CDMA載頻測試

由圖5可知，測試產(chǎn)生干擾的二階互調(diào)頻率為1742.66-1757.2MHz，步驟1圖4測量出EVDO載頻頻率為871.30-879.09MHz，正好是EVDO載頻的二倍頻，屬二階互調(diào)干擾。

（3） 步驟三，確認干擾是否來源原POI

原POI輸出端口堵負載排查（POI輸出端堵的負載為低互調(diào)負載），確認POI二階互調(diào)抑制度是否符合要求。

由圖6可知， POI輸出端口接負載后，干擾依然存在，說明POI的二階互調(diào)抑制度不符合要求。

（4） 步驟四，二次驗證原POI是否符合要求

把原POI替換成自帶高品質(zhì)合路器并堵負載排查，進一步確認二階互調(diào)是否由于原POI產(chǎn)生的。

圖6　POI輸出端堵負載及測試頻譜

圖7　把原POI替換成自帶高品質(zhì)合路器并堵負載及測試頻譜

如圖7，把原POI替換成自帶高品質(zhì)合路器并接負載后干擾信號消除，說明自帶合路器符合要求，進一步確認二階互調(diào)是由于原POI產(chǎn)生的。

（5） 步驟五，確認是否存在其他干擾源

把更換自帶高品質(zhì)合路器后的系統(tǒng)與原天饋系統(tǒng)進行接通后進行排查，確認是否存在其他干擾源。

如圖8，把更換自帶高品質(zhì)合路器后的系統(tǒng)與原天饋系統(tǒng)進行接通后，1740-1760MHz干擾信號消除，確認并無其他干擾信號。

圖8　把POI替換成自帶高品質(zhì)合路器并堵負載及測試頻譜

5.6改造后方案

經(jīng)過現(xiàn)場排查測試，改造原室分覆蓋接入方式，替換原POI為高品質(zhì)的3頻合路器；利用電橋作同頻合路，把聯(lián)通、電信LTE1.8G信號合路，接回系統(tǒng)運行。

圖9　改造后站點拓撲

5.7 結論

CDMA800系統(tǒng)下行（870-880Mhz）的二次諧波為1740-1760Mhz，部分落入聯(lián)通LTE上行1745-1765Mhz中。此站點出現(xiàn)了此干擾，產(chǎn)生的原因為指標不合格的四口簡易POI，將其更換為高指標（三階互調(diào)抑制-140dBc）合路器后，干擾消除。

CDMA800二次諧波干擾聯(lián)通LTE上行的情況通常是由于器件的互調(diào)抑制指標不足造成的，采用三階互調(diào)抑制為-140dBc的高品質(zhì)器件后，干擾可完全消除。

6　結束語

在集約化建設、統(tǒng)一建設、共建共享的形勢要求下，建設多運營商多制式綜合室內(nèi)分布系統(tǒng)的需求日益強烈，通信設計在通信工程建設中顯得更為重要。優(yōu)秀的設計能夠有效的對通信工程建設的項目成本進行控制，能夠提高通信建設工程的質(zhì)量，有利于節(jié)省企業(yè)的建設成本，提高企業(yè)的自身經(jīng)濟效益。

本文從通信設計者的角度，介紹了國內(nèi)三大運營商引入室內(nèi)分布系統(tǒng)的主要制式和頻率，通過分析各通信制式組合存在的干擾，針對干擾問題提出多運營商多系統(tǒng)共建分布系統(tǒng)分場景的設計建議，并用實際案例論證了設計建議的可行性。

1黃標，彭木根，王文博. 第三代移動通信系統(tǒng)干擾共存研究.電信科學，2004，7:34-38

2吳常國，姬國慶，姜光興. CDMA和WCDMA系統(tǒng)室外鄰頻干擾問題研究. 南京郵電大學學報（自然科學版），2007，27:50-51

3TS 36.104 V10.4.0，3GPP ［S］

4TS 45.005 V10.1.0，3GPP ［S］

5TS 25.105 V10.4.0，3GPP ［S］

6TS 25.104 V10.2.0，3GPP ［S］

7C.S0010-C v2.0，3GPP2 ［S］

10.3969/j.issn.1006-6403.2016.07.013

2016-06-28）