FDDLTE室分系统建设方案分析.docx

fdd lte 室分系统建设方案分析吴雪峰（中国电信股份有限公司福建分公司 福建 福州 350001）摘要：文章首先通过链路分析给出了 fdd lte 室内覆盖的各项技术指标以及天线选择原则，在此基础上分析了三种 fdd lte 室分系统建设方案：简单合路（单通道）、新建一路（双通道）和新建双路（双通道），分别从施工难度、容量需求、投资 大小以及适用场景等方面对比了三种方案的优劣，并给出了 fdd lte 室分系统建设思路。关键词：fdd-lte；室分系统；合路；双路中图分类号：tn914.53文献标识码：a文章编号：1673-1131（2014）12-0198-03展频段。fdd lte 规划频率为 1765-1785mhz/1860-1880mhz，1920-1935mhz/2110-2125mhz，室内覆盖优先使用 2.1ghz 频 率，室外覆盖优先使用 1.8ghz。覆盖的相关指标要求，如下表1 所示：表 1 指标要求0 引言2013 年 12 月 4 号随着 4g 牌照的发放，标志着我国电信 产业正式进入了 4g 时代。中国移动、中国电信和中国联通均 获得 td-lte 牌照。2014 年 td-lte 系统大规模商用，国家 铁塔公司的成立，19 家民资企业获得虚拟运营商的牌照，6 月27 日下午，工信部正式发布通知，批准中国电信、中国联通分 别在 16 个城市开展两种 4g 制式 td-lte 和 lte fdd 混合组网试验1。工信部表示，条件成熟后将发放 lte fdd 牌照。fdd lte 实验网建设已经在 16 个城市如火如荼进行中，fdd lte 的大规模建设也是大势所趋。文献 2 主要分析了 tdd与 fdd lte 室外站快速建站方案，并没有涉及室分系统的方案。本文以电信运营商为例，主要从工程实践角度出发，探讨fdd lte 室分系统建设。1 室分系统介绍随着城市中移动用户的飞速增长以及高层建筑的不断增 加，发生在室内环境中的通信也不断增加，用户对于通信的要 求也不断提升。移动通信的网络覆盖、容量、质量是运营商在 竞争中脱颖而出的关键所在。网络覆盖、网络容量、网络质量 从根本上体现了移动网络服务水平，是所有移动网络优化工 作的主题。建立室内分布的目的就是为了解决覆盖、容量、通 话质量问题。室内盲区、话务量高的室内场所以及频繁切换 的室内场所（易发生乒乓效应的场所）需要建设室内分布系统 地区，以达到吸收话务量、改善通信质量、提高网络服务水平 和提升用户感知度和认知度。对于中国电信而言，目前的 cdma 网络日臻完善，cdma 的室分系统建设大致情况如下：室分系统直流 bbu，70%交流 rru8841、30%直流 rru8841，根据机房实际情况确定交、直 流中兴 rru 8841 和宏基站 8800 的初始功率设置：1x 功率10w，导频功率 1.78w，do 功率 10w。1x 导频功率按 33dbm进行功率预算，do 全功率发射。rru8841 的最大发射功率 可达 40w，8800 的最大发射功率可达 80w，剩余的 20w 功率 可根据实际需要动态分配给 1x 或 do。直放站按照导频功率30dbm 进行功率预算。10w 干放输出端导频功率按 33dbm，5w 干放输出端导频功率按 30dbm 进行功率预算。为满足evdo 数据业务需求，1x 和 evdo 终端用户所需要接收电平 需要大于-80dbm。2 fdd lte 室分系统技术指标2.1 覆盖指标1.8g 和 2.1ghz 频段是国际 2g/3g 升级用作 lte fdd 的 主流频段，产业生态环境良好，是中国电信 lte fdd 的重点发2.2 fdd lte 链路预算电磁波自由空间路径损耗（发射天线和接收天线都为点 源天线）是指电磁波在空气中传播时候的能量损耗，电磁波在 穿透任何介质的时候都会有损耗。根据电磁波球面自由空间传播损耗公式：（1） 以上公式中 dkm 为传播距离，单位：km；fmhz 为电磁波频率，单位：mhz; fmhz 取值：2110-2130mhz ，在这里取值2120mhz，代入式（1）可得:（2） 那么 2120mhz 信号的可视空间传播损耗如下表所示：表 2 传播损耗表路径损耗为：其中，ls 为空间损耗，m 为衰落余量（参见下表）表 3 衰落余量表（3）终端接收电平的如下列公式所示：（4）其中，pr 为接收点信号电平，pt 为天线口信号电平，ga 为 天线的增益，l 为路径损耗，m 为隔墙损耗及衰落余量。以办公楼覆盖范围最大，阻挡最多，衰落余量 m 取电梯的40db，最弱天线输出-15bm 电平为例，则室内最远处距该天线 为 10m，天线的增益为 3.0dbi，该点 rsrp 为：-15dbm +3.0dbi 58.97db -40db =-110.97dbm -115dbm由此可见，上述预测信号可满足通信要求。实际设计过 程中天线口平均功率高于此值，而且衰落余量一般也不会超 过 40db，通过链路预算可以得出：天线布防在 6 15m 的 间距，因地制宜，根据具体场景布置天线距离；天线口功率 输出应为-15 -10dbm，但不是天线口功率越大就越好，若天198信息通信吴雪峰：fdd lte 室分系统建设方案分析线口功率过大，将会影响小区上下行速率。2.3 天线选择原则fdd lte 室内覆盖天线设计以多天线，小功率为布防原 则。平层覆盖一般选用吸顶天线，对于较大区域（会议厅，餐 厅），可采用定向壁挂天线覆盖，停车场建议采用吸顶天线与 定向壁挂天线混合覆盖，电梯覆盖定向天线，7 层以上商务办 公楼三层一副天线方式覆盖；7 层以下电梯采用顶（底）置方式 覆盖。天线优先考虑明装，若天线安装在天花板里面，必须适当 提高天线口功率来满足要求。天线布防尽量靠近业务发生区 域，避开阻挡。在半开放环境，如写字楼大堂、大型会展中心 等，覆盖半径控制在 8 15m；在较封闭环境，如写字楼标准 层等，覆盖半径控制在 6 10m。可以根据不同的场景需求， 提高天线出口功率，提高天线覆盖半径，降低成本。安装于窗 边、出入口附近的天线需进行信号外泄控制，可采用定向壁挂 天线，寻找遮挡物，降低天线口功率等方法来控制外泄。3 fdd lte 室分系统建设方案fdd lte 室分系统建设方案的总体思路：要综合考虑 实施周期、成本和业务需求，优先利旧现网室分系统，采用 siso（单输入单输出）方式直接合路 lte 信源来快速实现室内 fdd 覆盖从无到有，原则上不改造为双路系统；针对性、有 区别对于新建楼宇，严格论证建设需求，普通楼宇确实存在覆 盖需求的可新建单路室内分布系统，谨慎建设双路分布系统； 新建的重要楼宇、高校、商业中心等热点区域需预见性介入， 采用 2t2r 双通道技术，发挥 mimo（多输入多输出）优势，提 升系统容量。下面详细介绍各种合路方案。3.1 简单合路：fdd lte 网络与单纯的 cdma 网络合路如图 1 所示，fdd lte 系统与单纯的 cdma 系统合路。 场景一，单个 cdma 信源位于楼宇底层或者顶层的纯 c 网站 点，考虑 fdd lte 信源与其一比一直接合路；场景二，两个 cdma 信源（或者同一井道，不同楼层）安装在同一位置的纯 c 网站点，考虑 fdd lte 信源与其一比二直接合路。该方案 改造简单，易于操作，只增加 fdd 信源与合路器，实际过程中 还要考虑是否需要天线加密（主要是平层）。如图 2 所示，fdd lte 系统、cdma 系统以及 wlan 合路。场景三，fdd lte 与 c 网、wlan 采用三频合路器直接合路；场 景四，采用两级合路，fdd lte 先与 cdma 系统合路，然后再 跟 wlan 的 ap 合路。该方案实施也是比较简单，只是要采用 宽频合路器，以防 lte 信号通过不了。图 3 与 3g 网络以及 2g 网络合路如图 3 所示，场景五，fdd lte 与电信 c 网、联通 2g 网 络合路，采用三频合路器；场景六，比场景五多了联通的 wcamd 网络，则需要在合路前再加一个 3db 电桥。3.2 新建一路：fdd lte 与 cdma 网络合路如图 4 所示，fdd lte 信源一路与 cdma 网络合路（通 道一），同时新建一路（作为通道二），来支持 2x2mimo，以发 挥容量优势。该方案的选择需要严格论证，主要考虑一些流 量巨大的商业中心或者高校等地方。此外新建一路室分系统， 物业协调麻烦，很多地方都做了吊顶，原有 c 网天线很难识别， 双通道的对称性难以保证。图 4 与 3g 网络以及 2g 网络合路3.3 新建双路：直接新建 fdd lte 双通道对于一些新建商业中心或者重要楼宇预见性介入，直接 新建 fdd lte 双通道，发挥 mimo 容量优势。如图 5 所示， 新建两路严格对称的双路系统，同时也兼顾其它系统的合路。 双通道的情况下，要实现 mimo 性能，两个双极化天线尽量采 用 10 （波长）以上间距，大概为 1.5m。如果实际安装空间受 限，双天线间距不应低于 4 ，约为 0.6m，同时双天馈的两路天 馈系统天线口功率差值不超过 3db。这里我们折中考虑，双天 线间隔选 1.1m 左右。图 1 与单纯 cdma 网络合路图 5 与 3g 网络以及 2g 网络合路本节介绍的三种 fdd lte 室分系统建设方案，各有利弊， 具体问题要具体分析，适合不同的场景，下面通过表格 4 来对 比这三种方案的优劣。主要从业务性能，改造的难度，投资成 本进行了比较。这里需要说明的是，简单合路方案虽然容量图 2 与 cdma 网络以及 wlan 合路199信 息 通 信information & communications2014 年第 12 期（总第 144 期）2014（sum. no 144）lte 技术在高铁中的应用探究梁文莉（兰州交通大学，甘肃 兰州 730070）摘要：随着我国铁路建设不断的升级，人们对乘坐高速列车旅行过程中通信质量提出更高的要求，传统的 gsm-r 系统已 不能适应当今高速铁路的发展趋势，而 3g 技术不适合在铁路通信中应用，从而促使 lte 技术在高铁中的应用研究。文 章主要通过对 gsm-r 系统与 lte 系统的对比分析，阐述了 lte 技术在未来铁路中的重要性。关键词：lte；gsm-r；铁路通信中图分类号：tn 919.72文献标识码：a文章编号：1673-1131（2014）12-0200-02据业务功能单元，使得业务承载能力在一定程度上得到提升，但是 gsm-r 是一种窄带通信系统，仅仅满足铁路语音和数据 通信业务的需要，由于下行速率的限制，相应支持的业务较少。 尤其，在高速移动的环境下，信号的干扰、多普勒频移等是铁 路通信面对的另一技术难题。面对当今数字铁路发展需要， 我们需要研究宽带、可靠、高效的铁路无线通信。1 高铁在国内外发展的现状铁路拥有便捷、安全、集中的优势，在客运、货运中担当重 要的角色，成为最重要的交通工具。自 1964 年日本开通了东 海道新干线，这是世界上第一条高铁，随后高速铁路开始走进 人类世界，尤其是在日本和欧洲得到了迅猛发展。如表 1.表 1 国外铁路网概况统计经过十几年的建设以及对已存在的铁路干线的高速化改造，我国的京津城际、昌九城际、京石线、哈大线、汉宜线、广深 港、武广客运专线、温福线、京沪线、郑西高速铁路等已开通运 营，营运里程已至 1.3 万 km，使我国成为了世界上拥有最大规 模铁路网的国家，我国铁路运行速度也达到了世界最高。到2020 年，计划投资 6 万亿，修建长达 5 万 km 的高速铁路干线。2 gsm-r 的发展趋势gsm-r 是铁路数字移动的简称，它是专用移动通信（2g） 中的一种。中国铁路采用上行 885-889mhz，下行 930-934mhz 的频段，主要业务模型如图 1 所示。gsm-r 基本业务满足了铁路通信尤其是专用调度通信的 需求。虽然根据业务的需要增加了智能业务和 gprs 分组数图 1 gsm-r 业务模型3 lte 应用于铁路通信网的优势lte 是由 3gpp 组织制定的 umts（universal mobile tele- communications system，通用移动通信系统）技术标准的长期 演进。lte 是 3g 技术向 4g 技术发展的过渡，它引入了 ofdm 和 mimo 等作为其关键技术。3.1 lte 核心技术ofdm 技术：ofdm 作为多载波调制方式，其将信号分割 为 m 个子信号，然后利用 m 个子信号分别调制 m 个相互正 交的子载波，这使得子载波的频谱之间产生相互重叠，从而 提高了频谱效率。在接收端利用相关技术将正交信号分开，比较低，但是将来升级到 lte advanced 的时候，可以采用载波聚合的技术来提升系统容量。表 4 方案对比不同的方案适应不同的场景需求。同时具体的方案设计要考虑室内覆盖的各项指标，同时站点规划的时候要避免同频干 扰。在理论分析与工程实践的基