4G背景下室内分布系统多运营商共建分场景设计方案探讨

［苏彦熙 蒋华华］

4G背景下室内分布系统多运营商共建分场景设计方案探讨

［苏彦熙 蒋华华］

文章介绍了国内运营商引入室内分布系统的主要制式和频率，通过分析各通信制式组合的干扰共存机制，对多运营商多系统共建分布系统提出分场景的设计建议，并通过实际案例验证了此建议的可行性。

室内分布系统 共建 LTE GSM CDMA

苏彦熙

中级，硕士，华南理工大学，就职于广东省电信规划设计院有限公司，目前从事移动通信网络的规划和设计等工作。

蒋华华

初级，本科，广西大学，就职于广东省电信规划设计院有限公司，目前从事移动通信网络的规划和设计等工作。

1　引言

随着移动通信网络不断发展以及用户习惯的改变，各运营商越来越重视室内分布系统的建设，投资占比逐年增加。目前，国内有多家移动运营商、多个通信系统，如果在同一建筑物内各自建设自身的室内分布系统，将造成重复建设、重复施工，既浪费投资，又破坏建筑的整体美观。在集约化建设、统一建设、共建共享的形势要求下，建设多运营商多制式综合室内分布系统的需求日益强烈。

2　室内分布系统的网络制式及频率要求

目前各运营商的移动通信系统及频率分配情况如表1。

表1　运营商网络制式及频率

注：WLAN（Wireless Local Area Networks，无线局域网）主要在末端合路，上表不含WLAN系统。

各运营商建设室内分布系统的主要制式。

表2　运营商建设室内分布系统的主要制式

因此，室内分布系统要求支持频段为800MHz-2500MHz，其中合路器应根据具体设计要求确定各端口所需要支持的频段并适当为系统扩展预留，有源设备按具体设计要求确定所需要支持的频段，双极化天线要求至少一个端口支持频段为800MHz-2500MHz。

3　多系统制式组合存在的干扰

各个运营商对网络容量、覆盖方式、使用频谱等环节存在不同的需求，涉及到的系统较多，共建时需特别关注多系统间干扰问题。需要重点关注的干扰如下：

（1） 电信LTE 1.8G（1860-1875MHz）与LTE 2.1G（2110-2125MHz）组合三阶互调影响频段为2355-2390MHz，主要部分落入移动TD-LTE E频段 （2320-2370MHz）；

（2） 移动TD-SCDMA F频段（1880-1900MHz）及移动TD-LTE F频段（1900-1920MHz）与联通LTE 1.8G （1840-1860MHz）下行频段三阶互调指标干扰WCDMA 2.1G上行频段（1940-1955MHz）；

（3） 移动TD-SCDMA F频段（1880-1900MHz）及移动TD-LTE F频段（1900-1920MHz）与电信LTE 1.8G（1860-1875MHz）下行频段三阶互调指标干扰TDSCDMA F频段（1880-1900MHz）及移动TD-LTE F频段（1900-1920MHz）频段；

（4） 联通LTE 1.8G（1840-1860MHz）下行频段与电信LTE 1.8G（1860-1875MHz）频段三阶互调干扰移动TD-SCDMA F频段（1880-1900MHz）；

（5） 电信CDMA800（870-880MHz）下行二次谐波落入联通LTE 1.8G的上行1745-1765MHz，造成联通LTE 1.8G（1840-1860MHz）底噪抬升。

4　室分多系统共建的总体建议

通过以上对多系统制式组合存在的干扰分析和综合考虑分布系统的容量、质量和扩展性，建议室分多系统共建中主要考虑收发分缆/双流（MIMO， Multiple-Input Multiple-Output）、收发分缆/单流（SISO， Single Input Single Output）两种方式。

4.1收发分缆/双流（MIMO）

（1） MIMO方案定义

收发分缆/双流（MIMO）指运营商多个系统通过双路输入/输出的POI（Point of Interface，多系统接入平台）或两个多频合路器接入一套配置了两个对称通道的分布系统，2G/3G系统实现收发分缆，4G系统实现双流（MIMO）。

图1　收发分缆/双流（MIMO）

（2） 常见的应用场景（如表3）

4.2 收发分缆/单流（SISO）

（1） SISO方案定义

收发分缆/单流（SISO）指运营商多个系统通过双通道输入/输出的POI或两个多频合路器接入一套配置了两个对称通道的分布系统，2G/3G系统实现收发分缆，移动4G系统和电信的4G系统分别接入不同的通道（如移动4G单接通道一，而电信4G单接通道二）实现单流（SISO），联通4G系统接入双通道实现双流（MIMO），如图2。

（2） 常见的应用场景（如表4）

4.3其他注意事项

在建设多系统合路分布系统时，除规避多系统间的干扰问题外，还应注意以下影响因素：

（1） 应重视高品质器件的使用。安装于基站信源前端的器件由于承受较高功率通过，往往由于器件质量问题影响器件的电气性能指标，同时还会因为器件的“趋肤效应”而导致局部微打火， 产生宽带噪声，对通信系统形成严重的上行底噪干扰。

（2） 在施工工艺方面应做好管理和监督，确保施工效果能够实现设计要求。室分施工工艺质量存在不足 ，馈线、跳接头质量差或接头制作问题，都会引起互调干扰指标的抬升。

表3　MIMO常用应用场景

图2　收发分缆/单流（SISO）

表4　SISO常用应用场景

5　案例分析

5.1 项目概况

赤岗大厦位于海珠区赤岗石榴岗路1号，为广东省第二人民医院（原一七七医院）门诊大楼，联通和电信共建室内分布系统。

5.2网络接入系统

本系统需支持以下通信的语音和/或数据业务：

（1）联通：WCDMA；FDD-LTE（1.8GHZ）；

（2）电信：CDMA 800MHZ；FDD-LTE（2.1GHZ）。

接入室内覆盖系统的各系统的频段范围如下。

表5　本项目室内覆盖系统的各系统的频段范围

5.3 初期组网方案

该大楼采用POI+无源分布系统覆盖的方案。室内采用全向天线/定向天线分布系统覆盖。图3是站点的拓扑图。

图3　站点拓扑

5.4 存在的问题

建设完成后，出现CDMA二阶互调干扰LTE中间频点问题，底噪在-86dBm。

5.5 现场排查

经过现场排查测试，改造原室分覆盖接入方式，替换原POI为3频合路器；利用电桥作同频合路，把联通、电信LTE1.8G信号合路，接回系统运行。

（1） 步骤一，确认原CDMA_RRU是否正常工作

CDMA_RRU载频输出测量：断开CDMA_RRU，单独对其进行测试。

图4　CDMA载频测试

经测试发现，EVDO载波工作频率为871.30-879.09MHz，总输出功率为+43dBm，属于正常工作情况。

（2） 步骤二，确认干扰频率的频段

断开电信LTE_RRU、联通LTE_RRU、WCDMA_ RRU，频谱仪接入合路器的LTE端口，确认干扰频率的频段。

① 断开其他系统RRU可以避免测试过程中引起该系统出现驻波告警又可以减少测试的不确定性，待干扰排查完成后再重新开站或者接入合路器端口；

② 频谱仪设置：1710-1880MHz，RBW 100KHz，VBW 3KHz，前置预防打开；

③ 为测试准确性及快速定位，用实验室现调合路器作为测试用合路器，1路为800-960、2路为1710-1880MHz。

图5　CDMA载频测试

由图5可知，测试产生干扰的二阶互调频率为1742.66-1757.2MHz，步骤1图4测量出EVDO载频频率为871.30-879.09MHz，正好是EVDO载频的二倍频，属二阶互调干扰。

（3） 步骤三，确认干扰是否来源原POI

原POI输出端口堵负载排查（POI输出端堵的负载为低互调负载），确认POI二阶互调抑制度是否符合要求。

由图6可知， POI输出端口接负载后，干扰依然存在，说明POI的二阶互调抑制度不符合要求。

（4） 步骤四，二次验证原POI是否符合要求

把原POI替换成自带高品质合路器并堵负载排查，进一步确认二阶互调是否由于原POI产生的。

图6　POI输出端堵负载及测试频谱

图7　把原POI替换成自带高品质合路器并堵负载及测试频谱

如图7，把原POI替换成自带高品质合路器并接负载后干扰信号消除，说明自带合路器符合要求，进一步确认二阶互调是由于原POI产生的。

（5） 步骤五，确认是否存在其他干扰源

把更换自带高品质合路器后的系统与原天馈系统进行接通后进行排查，确认是否存在其他干扰源。

如图8，把更换自带高品质合路器后的系统与原天馈系统进行接通后，1740-1760MHz干扰信号消除，确认并无其他干扰信号。

图8　把POI替换成自带高品质合路器并堵负载及测试频谱

5.6改造后方案

经过现场排查测试，改造原室分覆盖接入方式，替换原POI为高品质的3频合路器；利用电桥作同频合路，把联通、电信LTE1.8G信号合路，接回系统运行。

图9　改造后站点拓扑

5.7 结论

CDMA800系统下行（870-880Mhz）的二次谐波为1740-1760Mhz，部分落入联通LTE上行1745-1765Mhz中。此站点出现了此干扰，产生的原因为指标不合格的四口简易POI，将其更换为高指标（三阶互调抑制-140dBc）合路器后，干扰消除。

CDMA800二次谐波干扰联通LTE上行的情况通常是由于器件的互调抑制指标不足造成的，采用三阶互调抑制为-140dBc的高品质器件后，干扰可完全消除。

6　结束语

在集约化建设、统一建设、共建共享的形势要求下，建设多运营商多制式综合室内分布系统的需求日益强烈，通信设计在通信工程建设中显得更为重要。优秀的设计能够有效的对通信工程建设的项目成本进行控制，能够提高通信建设工程的质量，有利于节省企业的建设成本，提高企业的自身经济效益。

本文从通信设计者的角度，介绍了国内三大运营商引入室内分布系统的主要制式和频率，通过分析各通信制式组合存在的干扰，针对干扰问题提出多运营商多系统共建分布系统分场景的设计建议，并用实际案例论证了设计建议的可行性。

1黄标，彭木根，王文博. 第三代移动通信系统干扰共存研究.电信科学，2004，7:34-38

2吴常国，姬国庆，姜光兴. CDMA和WCDMA系统室外邻频干扰问题研究. 南京邮电大学学报（自然科学版），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）