摘要：本文對(duì)TD-LTE室內(nèi)覆蓋技術(shù)和方式進(jìn)行了深入的分析，提出了其室內(nèi)覆蓋技術(shù)的組網(wǎng)要求。從TD-LTE的技術(shù)優(yōu)勢入手，具體探討了適用于TD-LTE室內(nèi)覆蓋技術(shù)的場景選擇原則、建設(shè)目標(biāo)及室內(nèi)覆蓋的實(shí)現(xiàn)技術(shù)和應(yīng)用場景。

　　一、引言

　　隨著TD-LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在范圍的廣泛鋪開，TD-LTE順應(yīng)了寬帶移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢；因此，在室內(nèi)通信和數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量方面的要求越來越高，使得TD-LTE網(wǎng)絡(luò)在室內(nèi)覆蓋技術(shù)的建設(shè)應(yīng)用也越來越受重視。

　　對(duì)于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，采用何種傳輸形式是影響室內(nèi)覆蓋站點(diǎn)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)的重要因素，是影響通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、容量、覆蓋及成本的關(guān)鍵因素。

　　由于無線電波在室內(nèi)環(huán)境下的傳播形式是比較復(fù)雜性的；一般情況下，室內(nèi)傳播覆蓋的理論模型與實(shí)際情況仍存在較大差別。

　　本文中，筆者將根據(jù)自己的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，從TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)入手，重點(diǎn)分析TD-LTE室內(nèi)覆蓋技術(shù)的組網(wǎng)要求、覆蓋方式分析以及覆蓋技術(shù)的應(yīng)用，望對(duì)同行起到拋磚引玉的作用。

　　二、TD-LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　TD-LTE整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用扁平化，去掉了R N C的物理實(shí)體，把部分功能下移到E-NodeB,以減少時(shí)延和增強(qiáng)調(diào)度能力；同時(shí)采用全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)構(gòu)，繼續(xù)采用用戶面和控制面分離，部分功能上移到網(wǎng)，以增強(qiáng)移動(dòng)交換管理。

　　此外，E-UTRAN用E-NodeB替代原有的RNCNodeB結(jié)構(gòu)，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的接口使用IP傳輸，通過IMS承載綜合業(yè)務(wù)，原UTRAN的CS域業(yè)務(wù)均可由LTE網(wǎng)絡(luò)的PS域承載；其中，E-UTRAN由eNB構(gòu)成；EPC（Evolved Packet Core）由MME（Mobility Management Entity）、S-GW（Serving Gateway）以及P-GW（PDN Gateway）構(gòu)成，與UMTS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相比，LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得到了大幅度的精簡。

　　三、TD-LTE室內(nèi)覆蓋技術(shù)的組網(wǎng)要求

　　1.室內(nèi)覆蓋技術(shù)的應(yīng)用狀況

　　隨著LTE商用網(wǎng)建設(shè)的大規(guī)模展開，LTE與現(xiàn)有2G、3G室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)如何合理對(duì)接及平滑演進(jìn)，將成為今后室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點(diǎn)。

　　目前，無線移動(dòng)網(wǎng)室內(nèi)分布系統(tǒng)主要有：GSM、GSM&3G、GSM&3G&WLAN覆蓋，其中，GSM&3G&WLAN三系統(tǒng)同天饋技術(shù)已比較成熟。從建網(wǎng)成本角度考慮，盡可能充分復(fù)用現(xiàn)有資源，這樣可保護(hù)運(yùn)營商現(xiàn)網(wǎng)投資，加快建網(wǎng)進(jìn)度和效益，隨著TD-LTE的引入和展開，現(xiàn)有室內(nèi)分布覆蓋系統(tǒng)是否可以進(jìn)行融合改造是運(yùn)營商比較關(guān)注的問題之一。

　　2.TD-LTE室內(nèi)覆蓋應(yīng)考慮的原則

　　（1）LTE室內(nèi)覆蓋建設(shè)應(yīng)該綜合考慮各種因素選擇建設(shè)模式

　　主要考慮網(wǎng)絡(luò)性能、資源情況、改造難度、投資成本等選擇的建設(shè)模式，應(yīng)盡量展示和保證TD-LTE的性能特點(diǎn)及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，不影響現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性；在需要對(duì)現(xiàn)有室分系統(tǒng)進(jìn)行改造時(shí)，應(yīng)盡量減小改造量和對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的影響。

　?。?）考慮室內(nèi)外覆蓋一體化原則

　　為了確保室內(nèi)分布系統(tǒng)提供良好的室內(nèi)覆蓋，同時(shí)要控制好室內(nèi)信號(hào)，避免對(duì)室外構(gòu)成強(qiáng)干擾。

　?。?）考慮室內(nèi)外采用異頻組網(wǎng)原則

　　在頻率資源足夠的情況下室內(nèi)外應(yīng)盡量采用異頻組網(wǎng)方式；目前試驗(yàn)網(wǎng)階段TD-LTE室外新建站使用2.6GHz頻段，現(xiàn)網(wǎng)升級(jí)站使用1885-1895MHz頻率，室內(nèi)使用2.3GHz頻段（2350-2370MHz）。

　?。?）考慮干擾和電磁輻射要求

　　分布系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)考慮多系統(tǒng)間的干擾，應(yīng)保證TD-LTE和其他通信系統(tǒng)間的隔離度要求，避免產(chǎn)生系統(tǒng)間強(qiáng)干擾。TD-LTE室內(nèi)覆蓋工程應(yīng)按照“多天線、小功率”的原則進(jìn)行建設(shè)，電磁輻射必須滿足國家和通信行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

　　3.LTE室內(nèi)覆蓋場景選擇原則

　　LTE室內(nèi)覆蓋場景選擇的原則主要考慮能夠代表典型的物業(yè)類型，例如賓館酒店、辦公樓、開放型場館、機(jī)場航站樓、封閉式場館等場景；室內(nèi)場景應(yīng)包括在室外連續(xù)覆蓋區(qū)中，并保證每個(gè)廠家覆蓋區(qū)內(nèi)均有可供測試的室分站點(diǎn)；能夠體現(xiàn)不同的話務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)，例如大型體育場館、會(huì)展中心等場景；可以滿足不同覆蓋性能測試的要求，例如室內(nèi)外切換重選、室內(nèi)外隔離性能等測試要求。

　　4.LTE室內(nèi)覆蓋建設(shè)的目標(biāo)

　　（1）無線網(wǎng)規(guī)劃指標(biāo)

　　無線網(wǎng)規(guī)劃指標(biāo)要求無線信道呼損不高于2%;無線覆蓋區(qū)內(nèi)可接通率：要求在無線覆蓋區(qū)內(nèi)的90%位置，99%的時(shí)間移動(dòng)臺(tái)可接入網(wǎng)絡(luò)；室內(nèi)要求滿足RSRP>-105dBm的概率大于90%;邊緣速率要求下行大于2Mbps.

　?。?）載波、帶寬配置

　　在載波、帶寬配置原則上配置為O1,載波帶寬為20MHz;需要特別考慮規(guī)避鄰區(qū)干擾的場景可按照2個(gè)10M頻點(diǎn)異頻組網(wǎng)方式配置，以便規(guī)避同頻干擾。采用DL:UL為2:2的時(shí)隙配置（3）容量目標(biāo)

　　在室內(nèi)單小區(qū)20MHz組網(wǎng)及支持MIMO情況下，要求單小區(qū)平均吞吐量滿足DL30Mbps/UL8M.若實(shí)際隔離條件不允許，可以按照單小區(qū)10MHz、雙頻點(diǎn)異頻組網(wǎng)規(guī)劃，要求單小區(qū)平均吞吐量滿足DL15Mbps/UL4M/10MHz.

　　四、TD-LTE室內(nèi)覆蓋方式的分析通常TD-LTE室內(nèi)覆蓋建設(shè)主要有兩種方式：MIMO雙流覆蓋方式和SIMO單流覆蓋方式。此外，還有Femto和Pico RRU室內(nèi)覆蓋等方式。

　　1.MIMO雙流覆蓋方式

　　MIMO雙流覆蓋方式主要通過兩路獨(dú)立天線和饋線構(gòu)成2×2MIMO系統(tǒng)，通過使用SFBC、空間復(fù)用等提高用戶速率和覆蓋。其優(yōu)點(diǎn)在于理論上的用戶峰值吞吐量可成倍提升，能充分體現(xiàn)MIMO上下行容量增益；但在工程改造量、協(xié)調(diào)量和投資均比較大；在使用時(shí)，建議將其作為LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)的主要建設(shè)方式，以驗(yàn)證室內(nèi)環(huán)境的MIMO性能。

　　通常，MIMO雙流建設(shè)天饋線系統(tǒng)具體實(shí)施又分為兩種方案：“一路新建，一路合路”和“兩路新建”.

　　（1）“一路新建，一路合路”覆蓋方式

　　這種方式是在不改動(dòng)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；前提是目前室分無源器件的頻段范圍已涵蓋了LTE頻率。同時(shí)，需要進(jìn)行干擾分析，滿足隔離度要求方可與原系統(tǒng)合路，否則需要一定程度的改造；由于其中一路與已有系統(tǒng)合路，后期如引入高段頻段時(shí)可能受限。

　　此外，在合路器隔離度指標(biāo)滿足要求的情況下，TD-LTE與TD-SCDMA合路可以滿足覆蓋要求；根據(jù)TD室內(nèi)分布建設(shè)指導(dǎo)意見要求，天線工作頻率范圍要求為800~2500MHz,可以直接支持LTE系統(tǒng)充分利用已有室內(nèi)分布系統(tǒng)，很大程度上減少了工程協(xié)調(diào)量和投資。如圖1所示。

　　（2）“兩路新建”覆蓋方式

　　在不改動(dòng)原分布系統(tǒng)天饋線的基礎(chǔ)上，額外增加兩路天饋線系統(tǒng)；TD-LTE是獨(dú)立使用新建饋線。

　　這種方式的網(wǎng)絡(luò)改造量和投資均較大；對(duì)于已有分布系統(tǒng)的建筑，新增兩路路天饋線系統(tǒng)實(shí)施難度大。但與其他通信系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，在后期如引入更為先進(jìn)的技術(shù)或手段時(shí)改造比較方便；通過空間隔離能限度規(guī)避多系統(tǒng)合路產(chǎn)生的干擾問題。一般建議僅在合路時(shí)存在嚴(yán)重多系統(tǒng)干擾并具備新增兩路天饋線的條件場景下使用。

　　2.SIMO單流覆蓋方式

　　在SIMO單流覆蓋方式中，TD-LTE基站僅輸出一路，形成1×2SIMO系統(tǒng)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于無需對(duì)原室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行改動(dòng)，工程改造量較?。坏趯?shí)際應(yīng)用中，用戶峰值吞吐量無法提升，無法充分發(fā)揮LTE性能優(yōu)勢；在使用時(shí)，一般建議僅對(duì)于實(shí)施困難的個(gè)別場景采用該方式。

　　3.Femto室內(nèi)覆蓋方式

　　多個(gè)Femto可提供更大容量；簡化室內(nèi)布線；增強(qiáng)客戶粘性；體現(xiàn)固定移動(dòng)捆綁效果，但是單個(gè)Femto覆蓋范圍較小，較難實(shí)現(xiàn)大型建筑物的無縫覆蓋；Femto間的干擾、同步方案較宏站更復(fù)雜，為開放網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營、維護(hù)帶來風(fēng)險(xiǎn)。通過仿真分析，在仿真條件下（10MHz帶寬；每個(gè)Femto帶1用戶；2:2時(shí)隙配比；下行天線1發(fā)2收；6層樓，每層40房間，各Femto間同頻配置），無干擾時(shí)的小區(qū)吞吐量21Mbps,Femto基站間產(chǎn)生較大干擾時(shí)的小區(qū)吞吐量10Mbps.目前，國際規(guī)范還未完整制定，需待技術(shù)和設(shè)備成熟后才可進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用，才能對(duì)Femto基站室內(nèi)覆蓋的性能進(jìn)行驗(yàn)證。

　　4.Pico RRU室內(nèi)覆蓋方式

　　在Pico RRU室內(nèi)覆蓋方式中，信源采用BBU+Pico RRU方式，信源自帶天線；線纜主要為光纖，這種覆蓋方式布線方便；設(shè)備采取線路供電方式，取電較靈活；彈性組網(wǎng)，方便網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化。但設(shè)備尚未成熟；有源設(shè)備多，不利于維護(hù)；不適合在大型室內(nèi)分布場景應(yīng)用。

　　五、TD-LTE室內(nèi)覆蓋技術(shù)的應(yīng)用

　　1.小區(qū)規(guī)劃

　　在室內(nèi)覆蓋規(guī)劃設(shè)計(jì)中，必須要考慮小區(qū)的規(guī)劃。

　　首先要考慮室內(nèi)具體環(huán)境，規(guī)劃時(shí)重點(diǎn)考慮小區(qū)之間的隔離，可以借助建筑物的樓板、墻體等自然屏障產(chǎn)生的穿透損耗形成小區(qū)間的隔離。其次要考慮均衡覆蓋和容量，原則上單個(gè)小區(qū)覆蓋面積不宜過大，容量不宜過高，要求均衡覆蓋和容量，從而避免后期容量增加對(duì)現(xiàn)網(wǎng)室內(nèi)分布系統(tǒng)做大的調(diào)整。

　　再次要考慮嚴(yán)格控制各小區(qū)覆蓋區(qū)域，空曠或封閉性較差的室內(nèi)環(huán)境，如同一樓層由多個(gè)小區(qū)覆蓋的超市、商場，或挑空大堂、體育場館等開放性室內(nèi)環(huán)境，必須嚴(yán)格控制不同小區(qū)之間的覆蓋區(qū)域；對(duì)于大型場館等小區(qū)間隔離度較低的場景，應(yīng)采用異頻組網(wǎng)。要考慮后期擴(kuò)容需求，在配置RRU時(shí)盡量保證覆蓋區(qū)域清晰，以便后期進(jìn)行小區(qū)分裂時(shí)易于操作。

　　2.RRU設(shè)置

　　在進(jìn)行RRU設(shè)置時(shí)，應(yīng)結(jié)合單小區(qū)RRU數(shù)量、RRU級(jí)聯(lián)能力等設(shè)備支持情況，對(duì)分區(qū)設(shè)置、信源組織、頻率規(guī)劃等方案進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。多數(shù)場景應(yīng)主要采用雙通道的RRU,每通道功率不小于20W.RRU位置的選取盡可能靠近2G/TD有源設(shè)備或器件箱/托盤位置，便于安裝、取電及維護(hù)。要求RRU與BBU、后級(jí)RRU與前級(jí)RRU之間，具備便利的光纜路由。采用與TD-SCDMA E頻段共模RRU時(shí)，需通過上下行時(shí)隙對(duì)齊方式規(guī)避系統(tǒng)間干擾。通常情況下，室內(nèi)分布系統(tǒng)RRU級(jí)聯(lián)級(jí)數(shù)建議為3級(jí)以內(nèi)，不超過4級(jí)，具體R R U級(jí)聯(lián)能力以具體設(shè)備支持情況為準(zhǔn)。

　　六、結(jié)論

　　TD-LTE作為3G向4G演進(jìn)的無線移動(dòng)高寬帶通信標(biāo)準(zhǔn)，隨著TD-LTE商用網(wǎng)在電信行業(yè)中的廣泛建設(shè)，TD-LTE室內(nèi)覆蓋技術(shù)也是移動(dòng)運(yùn)營商需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容之一，其具有廣闊的應(yīng)用前景。本文結(jié)合TD-LTE實(shí)際建設(shè)經(jīng)驗(yàn)提出了不同場景下的TD-LTE室內(nèi)覆蓋技術(shù)的組網(wǎng)要求及原則，各種室內(nèi)覆蓋方式的特點(diǎn)及分析，室內(nèi)覆蓋技術(shù)的小區(qū)規(guī)劃及設(shè)置，其具有一定的工程參考性。（作者：葉沿飛，謝忠福）