TD-LTE室内分布系统的建设方式

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天津市邮电设计院有限责任公司
：何红 广州杰赛科技股份有限公司 古庆利

摘要：通过介绍TD-LTE室内分布系统建设总体原则，重点分析了室内分布系统的建设方式，主要包括共用现有网络分布系统的建设方式及新建方式。共用系统时考虑的因素较多，如对现有系统的改造、成本等因素，建设方式中还要考虑信源的配置、与其他网络系统的隔离及干扰要求。

关键词：TD-LTE，室内分布系统，信源建设

1  引言

TD-LTE(Time Division Long Term
Evolution，分时长期演进)是第四代(4G)移动通信技术与标准之一，以OFDM/MIMO为核心技术。TD-LTE室内分布系统建设要考虑全面的方案以适应不同的建设场景，同时还要兼顾充分发挥LTE技术优势。

2  TD-LTE室内分布系统建设总体原则

(1)TD-LTE室内分布系统的建设应综合考虑业务需求、网络性能、改造难度和投资成本等因素，体现TD-LTE的性能特点并保证网络质量，且不影响现网系统的安全性和稳定性。

(2)室内分布系统使用双路建设方式能充分体现MIMO上下行容量增益，在TD-LTE规模试商用网工程中应根据物业点具体情况综合考虑业务需求、改造难度等因素，分别选择适当比例的新建、改造场景部署双路室分系统。

(3)TD-LTE室内分布系统建设应综合考虑GSM、TD-SCDMA、WLAN和TD-LTE共用的需求，并按照相关要求促进室内分布系统的共建共享。多系统共存时系统间隔离度应满足要求，避免系统间的相互干扰。

(4)TD-LTE室内分布系统建设应坚持室内外协同覆盖的原则，控制好室内分布系统的信号外泄。

(5)TD-LTE室内分布系统建设应保证扩容的便利性，尽量做到在不改变分布系统架构的情况下，通过小区分裂、增加载波、空分复用等方式快速扩容，满足业务需求。

(6)TD-LTE室内分布系统使用E频段。与室外宏基站采用异频组网方式，室内小区间可以根据场景特点采用同频或异频组网。

(7)TD-LTE与TD-SCDMA(E频段)共存时，应通过上下行时隙对齐方式规避系统间干扰。

(8)TD-LTE室内分布系统应按照“多天线、小功率”的原则进行建设，电磁辐射必须满足国家和通信行业相关标准。

3  信源建设

3.1  频率配置

本文以E频段作为TD-LTE规模试商用网室内分布系统的使用频段，使用2350～2370MHz共20MHz频率。

3.2  小区规划

原则上配置为O1，载波带宽为20MHz。在室内小区间异频组网时，载波带宽为10MHz。在单小区容量无法满足业务需求或覆盖需求的情况下，应考虑系统分区设计。

分区设计时，应综合考虑建筑物结构、室内环境、信号源容量、设备性能等因素，合理设置小区边界，保证小区间切换，避免小区间干扰，要尽量保证不同制式的小区边界的一致性。

3.3  功率配置

RRU输出功率能力至少为20W/通道。

3.4  RRU配置

(1)RRU分区规划

对于使用多个RRU覆盖的物业点需进行RRU的覆盖分区规划，规划时应使得各个RRU分区间的隔离度尽可能高，以利于后期扩容，减少改造工作量。

对于采用双路室分系统的建设场景，应使用双通道RRU，并将RRU的两个通道对应覆盖相同区域；对于采用单路室分系统的建设场景，可使用双通道RRU，并将RRU的两个不同通道分别对应覆盖不同区域。规划时应保证RRU通道间的隔离度尽可能高，以利于后续空分复用技术引入，提升单路天馈线系统的容量。

(2)RRU连接

应根据小区配置和设备Ir接口支持情况确定BBU与RRU之间的星形连接或RRU级联方式，并按照BBU与RRU之间的连接方式配置光纤资源。

一般厂家可实现RRU的最大三级级联，在分布系统设计中建议级联级数不要超过两级。

4  分布系统建设

4.1  建设方式

TD-LTE与其他系统共用原分布系统，按照TD-LTE系统性能需求进行规划和建设，必要时应对原系统进行适当改造。

(1)单路建设方式：通过合路器使用原单路分布系统。主要对现有合路器进行改造。如图1所示。

(2)双路建设方式一：一路新建，一路通过合路器使用原单路分布系统。如图2所示。

TD-LTE双路中的一路使用原分布系统，并新建一路室分系统，应通过合理的设计确保两路分布系统的功率平衡。

(3)双路建设方式二：两路新建。如图3所示。

对于新建场景，新建两路分布系统，并通过合理的设计确保两路分布系统的功率平衡。

对于改造场景，若合路存在严重多系统干扰(如多运营商、多系统场景)，可在不改动原分布系统的基础上新建两路天馈线系统。



图1  TD-LTE室内分布系统单路建设方式

注：红色器件为新增器件，蓝色器件为更换器件，其余为利旧器件。

图2  TD-LTE室内分布系统双路建设方式一

注：红色器件为新增器件，蓝色器件为更换器件，其余为利旧器件。

4.2  适用场景

(1)新建场景：由于单路、双路室分建设难度基本相当，建议以建设双路室分系统为主，充分体现TD-LTE的容量优势。

(2)改造场景：具备建设条件且有较大容量需求的场景，应优先建设双路室分系统。

(3)其他场景：应按照合路方式考虑，后续若有进一步的容量需求，可通过空分复用、小区分裂、增加载波等方式扩容。

4.3  双路分布系统天线设置要求

采用MIMO双路分布系统方案时，为了保证MIMO性能，两个单极化天线尽量采用10λ以上间距(约为1.25m)。如实际安装空间受限，双天线间距不应低于4λ(约为0.5m)。

双极化天线在TD-LTE规模试商用网中可选取适当应用场景进行测试，并根据测试情况进行应用。

4.4  天线口功率要求

一般场景下，TD-LTE天线口功率不高于15dBm。对于大型会展中心等场景，天线口功率还可适当酌情提高，但应满足国家对于电磁辐射防护的规定。

在室内分布系统链路预算中，应按照CRS(Cellspecific Reference
Signal，小区专用参考信号)进行链路预算。标准的信源CRS输出功率为12.2dBm(对于双通道RRU，可配置为15.2dBm)，原则上要求天线口CRS输入功率高于-15dBm，即分布系统的系统损耗不大于27dB。

4.5  无源器件建设及改造

(1)馈线使用

在原分布系统功率分配不够且施工条件允许的情况下，可按照如下原则进行馈线改造：

1)原有分布系统平层馈线中长度超过5m的8D/10D馈线均需更换为1/2馈线；主干馈线中不使用8D/10D馈线。

2)原有分布系统平层馈线中长度超过50m的1/2馈线均需更换为7/8馈线；主干馈线中长度超过30m的1/2馈线均需更换为7/8馈线。

(2)天线建设及改造

1)天线工作频率范围要求为800～2500MHz。

2)若原有室分天线位置或密度不合理，则需进行改造，增加或调整天线布放点，以保证TD-LTE的网络覆盖。

3)天线覆盖半径参考：在半开放环境(如写字楼大堂、大型会展中心等)中，覆盖半径取10～16m；在较封闭环境(如写字楼标准层等)中，覆盖半径取6～10m。

4)在具备施工条件的物业点，可采用定向天线由临窗区域向内部覆盖的方式，有效抵抗室外宏站穿透到室内的强信号，使得室内用户稳定驻留在室内小区，获得良好的覆盖和容量服务，同时也减少室内小区信号泄漏到室外的场强。

(3)功分器、耦合器

根据工作频率范围、驻波比、损耗需求选取合适的功分器和耦合器，要求工作频率范围为800～2500MHz。

(4)合路器配置

合路方式如图4所示。为满足独立RRU的TD-SCDMA(E频段)与TD-LTE共存需求，对于新建场景，合路器应存在支持E频段端口，并使用电桥进行合路；对于改造场景，还应更换不支持E频段端口的合路器。


图3  TD-LTE室内分布系统双路建设方式二

注：红色器件为新增器件。

图4  TD-LTE室内分布信源合路方式 若无TD-SCDMA(E频段)合路需求或采用共模RRU，则可以直接馈入合路器E频段端口。 4.6  系统间隔离要求 根据各个系统的协议指标计算，TD-LTE与其他系统的干扰隔离要求如表1所示： 表1  TD-LTE与其他系统的干扰隔离要求 系统 干扰隔离(室内)(dB) CDMA 1X 81 GSM 82/35 DCS 82/43 WCDMA 58 CDMAEV-DO 87 TD-SCDMA(A) 58/31 TD-SCDMA(F) 87/31 WLAN 88 (1)GSM/DCS符合3GPP TS 05.05 V8.20.0(2005-11)规范要求时，与TD-LTE的干扰隔离度为82dB；GSM/DCS符合3GPP TS 45.005 V9.1.0(2009-11)规范要求时，与TD-LTE的干扰隔离度为35/43dB。 (2)TD-SCDMA (A)符合《YD/T 1365-2006 2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网无线接入网络设备技术要求》时，与TD-LTE的干扰隔离度为58dB；TD-SCDMA(A)符合《中国移动TD-SCDMA无线子系统硬件技术规范(2010年)》时，与TD-LTE的干扰隔离度为31dB。 (3)TD-SCDMA (F)符合《YD/T 1365-2006 2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网无线接入网络设备技术要求》时，与TD-LTE的干扰隔离度为87dB；TD-SCDMA(F)符合《中国移动TD-SCDMA无线子系统硬件技术规范(2010年)》时，与TD-LTE的干扰隔离度为31dB。 4.7  TD-LTE系统与其他系统的隔离要求 (1)TD-LTE系统与其他运营商系统的隔离要求 1)当独立建设分布系统时，TD-LTE系统与其他运营商的CDMA 1X、GSM900、DCS1800、CDMA EV-DO、WCDMA等系统的天线应保持1m以上的隔离距离； 2)当共用分布系统时，通过选用隔离度满足表1要求的合路器/POI满足系统隔离要求。 (2)TD-LTE系统与中国移动其他系统(除TD-SCDMA(E频段)系统、WLAN系统)的隔离要求 1)当不共用分布系统时，TD-LTE系统与GSM900、DCS1800、TD-SCDMA等系统的天线应保持1m以上的隔离距离； 2)当共用分布系统时，通过选用隔离度满足表1要求的合路器/POI满足系统隔离要求。 (3)TD-LTE系统与TD-SCDMA(E频段)系统的隔离要求 1)采用与TD-SCDMA(E频段)独立RRU时，通过电桥实现合路，并通过上下行时隙对齐方式规避系统间干扰； 2)采用与TD-SCDMA(E频段)共模RRU时，需通过上下行时隙对齐方式规避系统间干扰。 (4)TD-LTE系统与WLAN系统的隔离要求 当TD-LTE与WLAN同区域覆盖时，应优先考虑WLAN与TD-LTE共室分系统组网，此时可以通过提高合路器的隔离度至88dB以上或采用WLAN末端合路方式，通过分布系统间的损耗进行干扰规避。如两者采用独立建设方式，应根据工程条件保证尽量大的空间隔离距离，在空间隔离无法满足系统共存要求时，可在TD-LTE信源端和WLAN AP端增加滤波器(带外抑制度应根据具体情况核算)。 5  结束语 多种制式网络在未来一段时间共存必将增加TD-LTE网络建设时的考虑因素，同时网络覆盖、质量、成本之间要做到平衡也将加大网络建设的难度。随着TD-LTE大规模的建设应用，将会积累更多的运营经验来修正不同覆盖场景的室内分布建设方案以及信源配置方案。 作者简介 何红：学士毕业于成都理工大学，现任职于天津市邮电设计院有限责任公司，主要从事移动通信无线网络规划设计与优化工作。 古庆利：现任职于广州杰赛科技股份有限公司通信规划设计院，主要从事无线通信网络规划和优化工作。多次参与中国联通GSM/WCDMA网络建设，在移动通信网络规划方面有着丰富的经验。 参考文献： [1]廖晓滨，赵熙.第三代移动通信网络系统技术、应用及演进[M].北京：人民邮电出版社，2008. [2]中国移动通信集团公司.中国移动TD-LTE室内分布系统建设指导原则[Z].2011.

《移动通信》2013年第08期