TD—LTE室内覆盖建设方案研究

刘金艺

【摘要】 本文首先介绍了TD-LTE室内分布系统建设的重要性，以及室内分布MIMO的实现方法。同时介绍了目前大部分室内场景的TD-LTE室内分布系统布线方案。最后介绍TD-LTE与其他系统共用室内分布系统的合路方式。总结出TD-LTE室内覆盖的建设方案，以指导TD-LTE室内覆盖建设的实施。

【关键词】 TD-LTE MU-MIMO SU-MIMO 前端合路 末端合路 多频合路器合路

一、前言

TD-LTE是是TDD版本的LTE的技术，是一种专门为移动高宽带应用而设计的无线通信标准。TD-LTE的魅力在于高速数据与多媒体业务，而视频电话、视频流、游戏等高速数据业务一般都发生在室内环境中，这些业务功能都需要较大的系统容量和良好的网络质量。由于室内分布系统是解决室内覆盖的主要方式，TD-LTE室内分布系统将是TD-LTE整个网络建设的重点之一。

二、单双通道峰值用户速率对比测试

为了验证双通道模式对用户峰值速率的贡献，需要进行单、双通道下峰值用户速率对比测试。

测试结果如如表1所示：

从测试结果看，单双通道的上行的最大吞吐量差别不大；双通道的下行吞吐量，在TM3、TM4和自适应天线模式下，最大吞吐量提高了37%～45%，尤其在自适应天线模式下的双通道最大吞吐量是单通道的1.5倍左右。

三、室内分布系统MIMO实现方案

LTE系统中引入了MIMO技术，能够有效提高业务速率。TD-LTE室内分布系统建设的难点是实现MIMO。对于MIMO方式，可考虑两种方式，多用户（MU-MIMO）方式和单用户MIMO（SU-MIMO）方式。在实际TD-LTE室内分布系统建设中，可以采用三种方案来实现MIMO 3.1 分层SCDMA方案（MU-MIMO）

分层SCDMA方案是空分复用方式，也称为多用户MIMO方式。SCDMA方案可以使系统总容量提升。采用原有网络的天线点设置，不改变现有的分布式天线结构，仅在信号源接入方式发生变化，施工方便。

分层SCDMA方案在不同楼层使用不同的通道，由于空间隔离，不同楼层的用户可以实现空分复用方式。同一楼层只有一个通道，每个覆盖点只有一个天线点。由于每楼层只有一个通道，用户峰值速率没有得到改善。

3.2 双通道布线方案（SU-MIMO）

SU-MIMO即单用户MIMO模式，需要改变原有网络的天线点设置，即在同一覆盖点由原来的每个天线点扩展为两个天线，通常是两个物理位置，每个天线有单独的物理通道。为了保证多楼层的覆盖，可以用分路器将多通道的信号分路到不同楼层，采用分布天线点覆盖楼层，用户根据分配资源的不同来进行区分。

在系统设计方式上可以有两种方式实现单用户MIMO。（1）BBU+RRU+室内分布系统方式：需要两路通道实现2×2MIMO。BBU+RRU实现MIMO的方式比传统的室内分布多了一条通道，但可以较好地实现MIMO。（2）PICO基站独立覆盖方式：基站携带两根天线实现MIMO。采用PICO基站，无需铺设馈缆和布放天线点，只需将传输光纤或五类线布到每层楼的PICO基站即可。

3.3 单通道交叉布线方案（SU-MIMO）

单通道交叉布线方案（SU-MIMO）也可以称为单、双通道交叉布线方案。针对已有室内分布系统中，个别楼层或者特定区域无法对原有室内分布系统进行整改，则引入TD-LTE时对该特定区域直接进行合路，采用单通道布线方案。对于可以进行整改，新增一路室内分布系统，实现SU-MIMO的区域，则采用双通道SU-MIMO布线方案。

在新建室内分布系统的场景下，也可以针对覆盖目标的不同区域进行细划分，将会议室、办公区等重点区域采用双通道布线方案，对于电梯、地下室、通道等次要区域采用单通道布线方案。

四、TD-LTE室分布线方案

目前大部分的室内分布系统是采用上下行共缆的模式。采用上下行共缆的建设模式，进行TD-LTE建设时，主要有新建两路室分、新建一路改造一路、仅对原有单路改造三种建设方案：

（1）新建两路。对于新建室内分布系统的场景，在进行多系统共用室内分布系统的规划设计时，要求新建两路分布系统，并以TD-LTE为主导，按照“小功率、多天线”的设计原则，满足覆盖区域边缘场强的要求，通过合理的设计确保两路分布系统的功率平衡。（2）新建一路、改造一路。TD-LTE双路中的一路使用原分布系统，并新建一路室分系统。在建设方案中，由于原有一路室分系统一般为2G/3G合路，合路点多，结构叫复杂，而新建一路为TD-LTE单独使用，而且两路室分系统的馈线长度和无源器件存在差异，将导致新建一路和改造一路的电平不匹配，因此TD-LTE两通道功率不平衡。为了避免两通道间的功率差异过大，在TD-LTE室分设计过程中，要尽量保持新建一路与原有一路室分系统基本一致，适当在新增一路室分中增加衰减器以保证两通道之间的电平差控制在5dB以内。（3）改造原有一路。本方案即SIMO 单流建设方式。TD-LTE基站仅输出一路，形成 1×2 SIMO 系统。TD-LTE直接与其他系统共用原分布系统，本方案无法实现SU-MIMO，无法体现MIMO上下行容量增益。但是可以通过设置TD-LTE各楼层的不同通道，实现分层SDMA方案（MU-MIMO）。

五、TD-LTE与其他系统的合路方式

在对原有2G/3G系统进行改造时，必须以原分布系统为基础。为了满足TD-LTE室内业务容量需求，天线口功率需要满足一定的要求，在基站发射功率有限的情况下，需要选取最恰当的合路方式以减少TD-LTE的合路及馈线损耗。

TD-LTE与其他系统组网合路需遵循以下原则：（1）是在确保TD-LTE覆盖和业务质量的同时，尽量避免对原2G/3G旧有系统的影响，并尽量使各系统的覆盖范围大致相当；（2）对于小型楼宇：可以采用前端合路方式，也可以为满足MIMO的需求采用后端合路方式；（3）对于大中型楼宇现网TD-SCDMA改造通常采用后端合路或分级合路方式，那么TD-LTE通常也考虑采用后端合路方式。（4）干扰隔离度要求较高的系统尽量避免直接合路，或者采用末端合路的方式。（5）选择的多频合路器，接口之间的隔离度要求满足系统的隔离度要求。

六、总结

多天线MIMO是TD-LTE的重要技术特点，是TD-LTE未来发展方向。室内双通道MIMO对于提升系统容量，提高峰值用户速率具有重要意义。双通道MIMO下行最大峰值用户速率是单通道MIMO的1.5倍以上。但是室内双通道MIMO对于原有室内分布改动量很大，建议在新建的室内分布系统中以及重要场景的室内分布系统中实现双通道MIMO。考虑建设成本和建设难度的因素，可以采用单通道交叉布线方案（SU-MIMO），在覆盖场景内的重点区域实现SU-MIMO。参 考 文 献

[1] 郑伟. 室内覆盖部署探讨. 电信技术. 2010年12月

[2] 汪颖，程日涛，张海涛. TD_LTE室内分布系统规划设计思路和方法解析. 移动通信. 2010年第11期