TD—LTE室内分布系统性能与建设策略研究

摘要：介绍了目前TD-LTE 室内分布系统两种建网模式，其中双通道模式又可分为两种建网方式，并对各种方式的优缺点进行了简要分析，然后简单介绍了TD-LTE 的频率应用策略，研究了TD-LTE 系统间和系统内干扰，并相应地提出了解决或减轻干扰的方法。

关键词：建网模式；频率规划；干扰分析；室内覆盖；容量规划

中图分类号：E965 文献标识码：A

1 TD-LTE 室分系统建网模式

TD-LTE 室分系统建网模式包括单通道模式和双通道模式。

（1）单通道模式是指通过合路器将TD-LTE系统馈入现有单通道室内分布系统。该模式只需要建设一套天馈系统，上行链路采用SISO方式，下行链路采用1×2 SIMO方式，工程改造量小，施工成本低。但无法体现TD-LTE 使用MIMO 建设提高小区和用户吞吐量的优势。

（2）双通道方式是独立馈线和天线构成2×2MIMO系统，上行链路采用1×SIMO 方式，下行链路采用2×MIMO 方式。使用MIMO 双路建设方式用户峰值吞吐量有较大提升，能充分体现MIMO 上下行容量增益。采用此模式工程改造量、协调量和投资均较大。

2 TD-LTE 频率规划

频率应用策略：

（1）室内覆盖与室外大网覆盖采用异频组网策略。

（2）TD-LTE室分系统应优先选择20MHz 作为频带带宽，以提供较高的速率支持。

（3）TD-LTE 室分系统根据覆盖物结构特点，灵活选择使用的频率。若各覆盖区域的隔离度比较好，可采用20MHz 同频组网的方式；否则可选用10MHz 的异频组网，同层小区间频率交错复用。

TD-LTE 使用频段包括F 频段: 1880-1900MHz；E 频段：2300-2400MHz；D 频段：2570-2620。

TD-LTE 与TD-SCDMA 同频组网时，可采用F 频段。E频段只用于室内建议建网初期采用室内外异频组网的方式，以促进TD-LTE 网络的发展，随着TD-LTE 室内容量的增加，可以采用室内外同频组网的方式。总的来说，在频率资源丰富的情况下，建议室内覆盖于室外覆盖应采用异频组网方式，可以减少干扰，降低规划和优化工作量，而不需要考虑与TDSCDMA同频组网时的时隙的规划及系统间干扰。

3 3TD-LTE 与其他系统干扰分析

系统间的干扰主要包括杂散干扰、阻塞干扰、交调和互调干扰。要解决多系统合路时杂散和互调等产物的互相干扰，必须使用合路器使各系统端口之间的隔离度满足一定要求，才能滤除与隔离不需要的干扰。为了得到足够的隔离度，需要遵守以下三条规避准则:

(1) 杂散干扰规避准则：扰基站从干扰基站接收到的杂散辐射信号强度应比它的接收机噪底低7dB ，扰终端的接收机噪底可容忍抬高3dB；

(2) 互调干扰规避准则：在扰基站生成的三阶互调干扰电平比它的接收机噪底低7dB；

(3) 阻塞干扰规避准则：扰基站从干扰基站接收到的总载波功率应比接收机的1dB 压缩点低5dB。

4 TD-LTE 系统内干扰分析

TD-LTE 网络存在的干扰有：

(1)小区内的干扰。OFDM子载波间正交、插入CP、功控、调度等可以避免和消除符号间和载波间干扰，认为小区内用户间不存在干扰。

(2) 小区间干扰。TD-LTE 系统由于OFDMA 的特性，不同用户间子载波频率正交，使得同一小区内不同用户间的干扰几乎可以忽略，系统内的干扰主要来自于同频的其他小区。

减轻同频干扰的方法有干扰随机化(扰码)，波束赋形，功率控制，小区间干扰协调（ICIC），网络规划等方法。

采用调频传输可以使小区间的干扰随机化，TD-LTE PDSCH/PUSCH/PUCCH 采用子帧内调频传输，PUSCH 采用子帧间的调频传输。

波束赋形技术可以提高期望用户的信号强度，降低信号对其他用户的干扰。

小区间干扰协调（ICIC）是通过小区间无线资源的协调使用来控制小区间干扰的。从资源调度的周期上来划分，可分为静态ICIC、动态ICIC、半静态ICIC，从资源调度的方式可分为部分频率复用(FFR)、软频率复用(SFR)和全频率复用。

5 TD-LTE 室内覆盖规划

TD-LTE 系统覆盖目标是在满足边缘用户基本速率要求的基础上获得最大的覆盖距离。

覆盖规划时需要先行确定边缘用户目标速率。

5.1 规划方法

(1) 已知覆盖半径估算边缘速率。根据已有站址和覆盖区域，仿真、估算系统发射机一定功率配置下覆盖区域边缘可达到的用户质量SINR，进一步得出对应的边缘数据速率。

(2) 由目标边缘速率估算覆盖半径。根据系统覆盖速率目标，并确定边缘用户带宽及调制编码方式等配置，通过仿真获得对应的解调门限，计算系统发射机一定的功率配置下可覆盖的区域距离。

5.2 规划指标

（1）无线信道呼损不高于2％；

（2）无线覆盖区内可接通率要求在无线覆盖区内的90％位置，99％的时间移动台可接入网络；

（3）室内要求满足RSRP > -105dBm 的概率大于90％ ；

（4）需要特别考虑规避邻区干扰的场景可按照2 个10M频异频组网方式配置，以便规避同频干扰；

（5）采用DL:UL 为2:2 的时隙配置。

5.3 覆盖特性

TD-LTE网络为应对不同的覆盖要求可以灵活调整RB资源、时隙结构、发射功率、调制编码方式等。

MIMO 多天线技术是LTE 最重要的关键技术之一，传输模式和天线类型选择对覆盖性能有比较大的影响。下行信道的覆盖能力与MIMO天线相关性有关，天线间相关性越弱，获得的空间信道矩阵秩性就越好，可获得的信噪比越高，覆盖性能越好。上行信道可获得多天线接收合并增益，接收天线越多，获得的增益越大，上行覆盖能力越好。

5.4 TD-LTE 链路预算

链路预算仍是评估TD-LTE 无线通信系统覆盖能力的主要方法，通过链路预算，可以估算出各种环境下的最大允许路径损耗，从而估算出目标区域需要的TD-LTE 覆盖站数。在进行链路预算分析时，需确定一系列关键参数，主要包括基本配置参数、收发信机参数、附加损耗及传播模型。

TD-LTE 室分链路预算一般采用使用较多的衰减因子传播模型，计算路径损耗的公式如下：

PathLoss(dB)=PL(d)+10×n×Log(d/ d)+RPL(d)：距天线1 米处的路径衰减。

6 LTE 容量特性

6.1 规划目标及主要衡量指标

TD-LTE规划目标是使系统可提供最大的吞吐数据量、使用户体验到最高速率的吞吐量，并支持最大的用户数目。TDLTE系统容量的主要的衡量指标有小区平均吞吐量、小区边缘吞吐量、用户吞吐量、VoIP 容量和同时在线用户数等。

(1)在室内单小区20MHz 组网，支持MIMO 情况下，要求单小区平均吞吐量满足DL20Mbps/UL5M。

(2)若实际隔离条件不允许，可以按照单小区10MHz、双频点异频组网规划，要求单小区平均吞吐量满足DL10Mbps/UL2.5Mbps。

6.2 TD-LTE 容量影响因素

TD-LTE 容量影响因素有很多，包括系统带宽、频率复用因子，小区间干扰协调（ICIC）算法性能、资源分配方式、MIMO方式、基站功率等。TD-LTE 是完全动态的系统，实际网络整体的信道环境和链路质量对TD-LTE 的容量也有至关重要的影响。

6.3 TD-LTE 容量提升策略

TD-LTE 采用高性能多天线技术，优化天线自适应算法，采用SFBC 或BF 方式可提高边缘用户吞吐量；采用干扰抑制合并技术可以有效降低多小区干扰提高系统容量；采用波速赋形技术可以提高下行边缘用户吞吐速率。小区间干扰协调技术（ICIC）与功率控制技术相结合可以降低干扰水平，充分利用频率资源，提高系统容量。扩充系统带宽，合理利用频谱资源，根据需要配置上下行时隙比例。

7 结语

本文从TD-LTE 室内盖规划和容量规划进行了分析，以便在进行TD-LTE 室内建设时，综合考虑各种因素，选择最佳的建设模式。

参考文献：

[1] 戴源等.TD-LTE 无线网络规划与设计[M].人民邮电出版社.2012(6)

[2] TD-LTE 室内覆盖解决方案的研究. 中国移动通信集团设计院有限公司.2011。