LTE室内分布覆盖系统解决方案研究

丁太庆

摘 要：主要对LTE室内分布覆盖系统的解决方案展开了研究，详细阐述了LTE室内覆盖方案的类型，系统分析了LTEDAS室内分布系统的性能，并给出了相应的技术，以期为相关单位的需要提供有益的参考和借鉴。

关键词：LTE；通信行业；DAS系统；LTEMIMO

中图分类号：YN929.5 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.077

随着通信行业的快速发展，通信运营商和集成商充分认识到了通信室内分布覆盖系统的重要性，纷纷加快了通信室内分布覆盖系统的研究和建设，但其中仍然存在着一定的问题。因此，如何解决LTE室内分布覆盖系统存在的问题，成为了相关单位继续研究的重点。

1 LTE室内覆盖方案的类型

对于已有传统2/3GDAS（Distributed Antenna System）室分系统的场所，比如商务写字楼、宾馆、酒店等，可直接将LTE信源合路馈入现有DAS系统，便可快速完成LTE的室内覆盖，投资小且无需布线；缺点为传统的DAS系统均为单通道，无法满足LTEMIMO对双通道的需求，且小区的容量较小。对于新建写字楼，也可以采用新建双通道DAS的方式，但建设成本较高，且需要重新布线施工，物业准入较难。

2 LTEDAS室内分布系统性能分析

LTE室分系统的性能与室内节点的天线口功率、通道数量、通道功率差相关，以下为LTE室分系统的性能分析。

2.1 天线入口功率和通路数的影响

天线入口功率是指室分系统的天线端口功率，可根据具体的室内覆盖信号强度要求计算。图1为在仿真建模环境下，单双通道系统在符合国家室内辐射安全功率标准条件下（小于15 dbm），不同天线入口功率下系统的平均小区频谱效率（SE）和边缘频谱效率（ESE）的仿真结果。

从图1中可看出，随着天线入口功率的增大，小区平均SE和ESE都逐渐增大，但增幅逐渐趋缓。从图中还可以看出，LTE单通路在不同的天线入口功率情况下平均频谱效率为2.5～3 bps/Hz，两通路平均边缘频谱效率为4.7～5.8 bps/Hz，比单通路频谱效率增大了约90%.实际测试结果显示，两通道的小区平均吞吐量增益在60%以上。由此可见，两通路室分可明显地提高LTE室内覆盖性能。

2.2 两通路的功率差的影响

如果在已有单通道室分系统的基础上，通过新增一个通路来获得MIMO效果，则因新引入的通路在设计、结构、器件等方面与原有通路不完全相同，进而造成两个通路间存在一定的功率差。这会对MIMO的性能造成一定的影响。通过仿真可以获得不同的两通道功率差对MIMO性能的分析结果，如图2所示。

通过仿真可见，通道间功率差对性能、低阶MCS的影响不大，即对覆盖性能影响不大。但对于高阶MCS，流量（throughput）会受到比较明显的影响。5 dB的功率差会造成峰值Throughput下降约15%，20 dB的功率差有会造成超过65%的峰值速率下降，进而直接影响小区容量。实际测试也证明了如果两个通路的功率不平衡，则超过10 dB以上便会使小区容量损失30%～40%；如控制在3 dB以内，则小区容量会损失10%.

3 Small Cell室内覆盖方案及关键技术

3.1 宏微干扰协同技术

引入Small Cell进行吸热的关键是做好宏微间的干扰协同，具体技术可采用频域协同ICIC技术或时域协同eICIC技术，比如3GPP定义的eICICABS功能。该功能是通过宏站专门空出部分子帧且微站使用这些子帧，对微站小区边缘的用户进行调度来控制宏微间的干扰的。同时，3GPPR11还引入了FeICIC（Futher eICIC）技术，使得终端可以进一步抵消宏站邻区的导频信号对微站边缘用户造成的干扰，进一步提升微站小区边缘用户的解调性能。

3.2 时钟同步技术

基站间（宏微、微微）频率不同步会导致切换性能下降、切换失败率上升。为了保证切换性能，必须保持基站间的频率同步。为了支持eICIC等宏微协同技术，需要宏、微之间的时钟保持相位同步。对于室内安装的Small Cell，因室内的GPS信号较差，所以，GPS时钟同步应用的局限性较大。因此，可以采用1588时钟技术实现频率同步。由于1588实现相位同步时对传输网各节点设备有一定的要求，实现起来比较困难，所以，可以采用其他的途径来实现宏微间的相位同步，比如网络侦听NWL（Network Listening）技术，即Small Cell通过侦听周边宏基站的下行导频信号来获取和目标宏站的相位同步。对于Small Cell补盲场景，由于宏、微间的干扰较小，无需进行宏、微间的干扰协同，仅使用1588时钟频率同步就可以保证宏、微间的正常切换。对于Small Cell吸热场景，宏、微间必须进行干扰协同，此时，可将Small Cell配置成NWL时钟模式，从而使Small Cell与周边最强的宏站信号保持相位同步，满足宏、微间干扰协同技术eICIC对时钟相位同步的要求。

4 pRRU室内连续覆盖创新方案及关键技术

对于需要LTE室内连续覆盖的高价值区域，特别是之前未部署DAS系统的场所，可以使用pRRU方案覆盖。其优点是可以根据场所内的热点分布情况进行灵活的小区合并或分裂配置，即通过小区分裂满足热点区域的容量需求，又可通过小区合并减少非热点区域的小区间干扰和不必要的切换，是一种新型的非常有价值的4GLTE室内覆盖解决方案。

pRRU是发射功率在50～100 mW的微微功率RRU，支持多频多模、LTE载波聚合，可同时完成多个制式的室内覆盖，比如CDMA+LTE或UMTS+LTE。pRRU通过网线进行数据传输和POE供电，并通过p-Bridge与BBU的连接，一个BBU可以支持上百个pRRU的连接。pRRU之间可以根据容量需求进行小区合并和分裂。

pRRU方案的关键技术有载波聚合、小区间干扰协同。随着移动互联网的发展，室内容量爆炸式增长，LTE载波聚合是提升4G网络容量的有效手段。pRRU采用网线和BBU进行数据传输，而载波聚合需要较大的传输带宽，比如1.8G+2.1GFDD两载波聚合，甚至1.8G+2.1GFDD+2.6GTDD三载波聚合。聚合后小区带宽将达到40～60 M。这就要求pRRU使用更高级的数据压缩技术来支持在网线上传输海量的数据，比如IQ压缩、降采样技术等。

pRRU的小区间干扰协同包含宏微间的干扰协同、微微间的干扰协同。宏、微间的干扰协同是指对建筑内可以接收到宏站覆盖信号的区域、宏小区和pRRU的微小区间会产生互干扰。此时，可以将pBridge接入附近最强宏站信号的BBU，将某些宏站信号较强的室内区域与宏小区组成超级小区来规避干扰。对于pRRU微小区间的互相干扰，可以采用Comp CS协同调度技术，实时错开相邻小区间的时频域调度资源，从而有效控制室内微微小区间的干扰水平，提升小区的容量。

5 结束语

综上所述，LTE是WCDMA网络未来的演进方向，而对于解决LTE室内覆盖系统的问题，我们需要在认真分析相应知识的基础上，采取有效的技术做好LTE室内覆盖系统，从而为通信网的发展带来帮助。

参考文献

[1]毛峥.LTE室内分布覆盖系统解决方案探讨[J].通讯世界，2015（13）.

[2]孙明珠，徐培财，康晓波.TD-SCDMA室内覆盖解决方案[J].中国新技术新产品，2010（06）.

〔编辑：张思楠〕