浅析TD-LTE室内覆盖

摘要：通信技术日新月异，对信号覆盖的需求亦日渐增长。本文简要说明TD-LTE技术特性，针对于高速数据业务的要求，分析其对与室内覆盖系统的要求，并简要论述与WLAN系统共存的必要，提出解决方案。

关键词：TD-LTE WLAN 通信覆盖

中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)05-0239-01

TD-LTE即分时长期演进，是由诺基亚西门子通信、中国移动、中兴通讯、华为技术、大唐电信、阿尔卡特-朗讯等业者，所共同开发的第四代移动通信技术与标准。从3G标准延伸到4G标准，时分多址和频分多址技术在LTE表现为两个分支，TD-LTE是TDD版(时分多址)的LTE的技术，由我国提出，是我国主导的自有技术标准。1月18日，国际电信联盟无线电通信全会审核通过了4G国际标准，LTE-Advanced和Wireless MAN-Advanced技术规范通过审议，正式成为4G标准。TD-LTE作为LTE-Advanced的一个标准分支，也成为4G的一个标准。

1、TD-LTE的特性

(1)可以灵活地支持1.4,3,5,10,15,20MHz带宽；(2)保证系统性能有效降低峰均比，上行使用SC-FDMA，降低终端的发射功率并增加使用时间；(3)为满足高速数据传输的要求，下行使用OFDMA；(4)简化系统设计，利用TDD的特性提高系统的性能；(5)在系统的高层上，总体与FDD系统相一致；(6)为提高TD-LTE系统在不同场景的使用，智能天线与MIMO技术相结合；(7)使用智能天线技术，降低各小区间干扰，提高服务质量；(8)为保证系统吞吐量和服务质量，对频率空间时间三维的快速无线资源调节。

2、TD-LTE对室内覆盖系统提出新的要求

2.1 更加“关注容量”的规划要求

TD-LTE的主要应用在于高速数据与多媒体业务，而这些业务一般多发生在室内环境中。基于用户的业务体验及业务流量预测，规划大容量、高质量的室内网络成为营运商的主要目标，因此一些关键指标如可视电话提供能力等，都成为了网络规划的重点。

TD-LTE主要承载中高速数据业务，具备承载话音业务功能。该系统更是提高小区容量，降低系统延迟，改善了边缘用户的性能。

实际组网，LTE系统中引入了MIMO技术从而大大提高了系统容量。如果将该技术引入到室内覆盖中，则需要规划双通道分布系统，并使用2个位置不同的天线形成2×2组网，使其具有完整的MIMO特性，从而提升用户峰值速率和系统容量。

2.2 基于MIMO方式的组网要求

对于MIMO方式主要考虑两种方式：

多用户MIMO方式（空分复用方式），依然可以采用原有的天线点设置，不作任何的改变。同一楼层仅只有一个通道，每个覆盖点也只有一个天线点。空间隔离的缘故，不同楼层不同的通道，不同楼层的用户就可以实现空分复用方式。

优点是：在不改变现有的分布结构的现状下，仅改变信号源接入方式，并且施工方便。在采用2通道RRU的情况下，和不采用空分复用相比，系统吞吐量可以提升，并能够达到2倍。

缺点是：无法提升用户的峰值速率。对BBU的处理能力也有一定的要求，因此要求BBU同时能够处理多通道的用户检测。

单用户MIMO模式，需要改变原有的天线点设置，即在同一覆盖点由原来的天线点扩展为两个天线，通常会是两个物理位置，并有单独的物理通道。

优点是：首先拥有完整的MIMO特性，可以使用户峰值速率获得提升，理论上可以提供两倍。其小区的吞吐量的提升值与多用户MIMO方式一样。

缺点是：要大规模的修改原有的分布系统，施工复杂。多个通道和多个天线点需要增加天线和电缆，从而提高了造价。

2.3 室内网络优化不容忽视

网络优化是无线网络维护的重要组成部分，不仅对室外网络如此，对室内网络亦是如此。由于室内网络受室外网络的影响较大，而且室内网络存在多频段、多制式共存的问题，如WCDMA、TD-LTE、WLAN等可能同时存在，对室内网络优化提出了更高的要求。首先在技术实现上，室内网络优化需要有专门的优化工具和算法，并聚焦提升用户的业务体验，变被动补救为主动关怀。其次室内网络优化的承担主体需要具备更强的能力。最后在优化投资方面，室内网络需要有专用资金

3、TD-LTE高速数据业务与WLAN共存的必要性及多系统共建的解决方案

3.1 共存的必要性

基于LTE在数据速率等方面具有更大技术优势，TD-LTE室内覆盖系统必将大规模应用于移动通信网络。WLAN以其低成本、灵活性等优点获得了广泛的发展。根据频率规划，TD-LTE系统与WLAN系统均在2400频段附近，两者极有可能存在着邻频共存干扰问题。如果两种系统各自建设室内覆盖系统，将会造成建设维护难度的增加与总体的浪费。因此，研究两系统共存的室内分布系统对于室内覆盖具有重要的意义。

3.2 多系统共建解决方案

基于WLAN大规模部署以及LTE引入等因素对分布结构的影响，设计人员考虑新制式影响，设计分布系统拓扑结构，避免后期改动，易于引入：以WLAN制式来确定分簇，以TD制式来确定分区，在分簇或分区的小范围内进行分布系统局部的调整。两者无线射频信号通过合路器馈入室内覆盖系统，各频段信号共用天馈进行覆盖是TD-LTE与WLAN合路的技术思路。通过合路单元TD-LTE网络与WLAN实现射频信号共用天馈传输。功分器、天线、合路器等与双网合路有关的元器件，不同频段射频信号通过相同器件造成损耗是不同的，WLAN2.4GHz高频信号造成的影响将略大于TD-LTE信号的影响。合路后，由多系统共用天线对用户区进行覆盖，WLAN信号直接馈入TD-LTE系统，在系统中经过不同通道线路的层层分支后，信号到达末端时，由于其功率不足将制约双网合路应用。采用WLAN功率放大器将信号放大，使单个AP信号覆盖更大区域。

一种最简单的合路方式不需WLAN功率放大器，只要本身射频输出直接通过合路器注入天馈系统。但按照国家功率限制要求AP最大输出功率一般为100mw，因此这种方式只适用于比较简单的方案，或者仅仅只是在支路的末梢进行合路。而超出了最大限制的，则不可使用这种方式。

参考文献

[1]李新.TD-LTE无线网络覆盖特性浅析.《电信科学》.

[2]李响等.TD-LTE与WLAN共室分系统的设计要点.《通信世界周刊》.

[3]戴欣.《TD室内分布系统设计》.人民邮电.