地铁TD-LTE覆盖方案建议书

南京地铁一号线南延线TDLTE覆盖方案建议（武汉虹信）一、 概况南延线全长25.08km，由一号线安德门站向南延伸至东山新市区，经过南京站，穿越雨花区和江宁区，止于中国药科大学站。南延线经过天隆寺站、软件大道站、花神庙站、高铁南京南站、双龙大道站、河定桥站、胜太路站、1912百家湖站、台湾广场小龙湾站、竹山路站、天印大道站、龙眠大道站、南医大江苏经贸学院站、江苏海院南京交院站、中国药科大学站，其中地下站8座，高架站7座。目前已有GSM、TD-SCDMA和WCDMA的信号覆盖，现有南京地铁移动通信信号覆盖系统中，GSM是采用收、发分缆的方式实现覆盖。TD信号在上行缆中覆盖隧道 站厅站台覆盖：只有外部通信机房内设备覆盖（信源即GSM移动宏基站和华为TD-RRU） .轨行区两种覆盖：1. 外部通信机房设备直接覆盖：一号南延线大部分站点2. 外部通信机房+轨行区设备共同进行覆盖：一号南延线GRRU设备：天隆寺站到安德门站，花神庙到南京南站轨行区，双龙大道到南京南站轨行区，百家湖站到小龙湾站轨行区使用了外部通信机房设备和轨行区武汉虹信的GRRU共同进行覆盖； 一号南延线普通光纤站设备：安德门到小龙湾运行段，轨行区使用了外部通信机房设备和轨行区武邮普通光纤站共同进行覆盖；一号南延线覆盖方式如下： 站台厅及轨行区覆盖方式 轨行区开断处设备 注：轨行区部分开断处中有POI，部分开断处采用双工器，合路器及电桥等方式达到与POI相同功能，为便于后面讨论，开断处按POI设备计算。 二、 LTE方案建议 在现有南京地铁移动通信信号覆盖系统中，GSM是采用收、发分缆的方式实现覆盖，由于TD-LTE支持用户MIMO模式，需采用双支路建网方式路且天线间隔约为0.51.5m，以尽可能满足空间不相关性的要求。因现实条件受限，隧道漏缆间距及站台/站厅天线间距都无法满足需求，故此次进行单路改造。一号南延线目前TD使用华为设备，且设备为二期TD设备，不支TD-S到TD-LTE平滑升级。根据设备使用及LTE建网原则提出以下方案A. 方案1：利用原有地铁覆盖电缆，增加大唐TD-LTE设备与原系统合路合路引入TD-LTE网络。n TD-LTE系统覆盖时利用原电缆，直接增加大唐LTE-RRU，跟换原合路器，与原系统合路覆盖站厅/站台及轨行区，如下图所示：该方案无需对现有系统进行改动，成本相对较低。需要注意的是末端合路器可以支持各系统的频段，隔离度建议大于80dB。B. 方案2：将原华为TD-S设备跟换为大唐支持TD-S/TD-LTE设备，同时输出TD-S/TD-LTE两种信号。n 将华为原TD-S设备跟换为大唐支持TD-S/TD-LTE设备，输出3G/4G信号覆盖站厅/站台及轨行区，如下图所示：该方案无需对现有系统进行改动，直接跟换设备，建网方式简单。C. 方案3：将原华为TD-S设备跟换为华为支持TD-S/TD-LTE设备，同时输出TD-S/TD-LTE两种信号。n 将华为原TD-S设备跟换为华为支持TD-S/TD-LTE设备，输出3G/4G信号覆盖站厅/站台及轨行区，如下图所示该方案无需对现有系统进行改动，直接跟换设备，建网方式简单三、 地铁覆盖链路预算分析距离设备S位置MS接收场强=设备输出功率-POI插损-分路器插损-S米位置13/8泄露电缆损耗-13/8泄漏电缆耦合损耗-人体阻挡损耗-车体阻挡损耗n1、 地铁隧道泄露电缆覆盖链路预算分析1） 上行信道及业务的覆盖分析上下行及特殊时隙配置DL:S:UL配置2，3:1:1配置1，2:1:2信道环境类型地铁隧道发射端CPECPE车载终端CPECPECPE车载终端CPE用户目标速率KbpsPRACH F0500kbps500kbps1MbpsPRACH F0500kbps500kbps2Mbps系统带宽MHz2020202020202020调制编码格式/MCS等级-8815-448单用户RB配置62020206202020BLER-10%10%10%-10%10%10%TBSbit-275027505500-137513752750占用带宽Hz10800003600000360000036000001080000360000036000003600000单天线最大发射功率dBm2323232323232323发射天线数22222222发射天线增益dBi00000000等效全向辐射功率(EIRP)dBm23.00 23.00 23.00 23.00 23.00 23.00 23.00 23.00 接收端接收天线数2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 接收天线增益dBi0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 热噪声密度dBm/Hz-174.00 -174.00 -174.00 -174.00 -174.00 -174.00 -174.00 -174.00 噪声系数dB5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 热噪声dBm-108.67 -103.44 -103.44 -103.44 -108.67 -103.44 -103.44 -103.44 Target SINRdB-9.32 5.33 5.33 10.31 -9.32 2.45 2.45 5.33 干扰余量0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 接收机灵敏度dBm-117.99 -98.11 -98.11 -93.13 -117.99 -100.99 -100.99 -98.11 传输损耗POI插损5.505.505.505.505.505.505.505.50分路器插损33333333合路器插损11111111耦合损耗7070707070707070人体损耗dB00300030车体穿透损耗dB0020000200漏缆百米衰减dB/百米6.506.506.506.506.506.506.506.50最大允许空间路径损耗dB61.49 41.61 18.61 36.63 61.49 44.49 21.49 41.61 最大覆盖距离米946.88 640.75 286.55 564.06 946.88 685.10 330.90 640.75 2） 下行信道及业务的覆盖分析上下行及特殊时隙配置DL:S:UL配置2，3:1:1配置1，2:1:2信道环境类型CPECPE车载终端CPECPE车载终端CPE发射端用户目标速率KbpsPDCCH1Mbps1Mbps10Mbps1Mbps1Mbps10Mbps系统带宽MHz20202020202020调制编码格式/MCS等级QPSK1/3Tail biting卷积码5596613单用户RB配置620201002020100BLER门限-10%10%10%10%10%10%TBSbit-14861486148602038203820380占用带宽Hz108000036000003600000180000003600000360000018000000每RB最大发射功率dBm26262626262626发射天线数2222222发射天线增益dBi0000000等效全向辐射功率(EIRP)dBm33.78 39.01 39.01 46.00 39.01 39.01 46.00 接收端接收天线数2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 接收天线增益dBi0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 热噪声密度dBm/Hz-174.00 -174.00 -174.00 -174.00 -174.00 -174.00 -174.00 噪声系数dB7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 热噪声dBm-106.67 -101.44 -101.44 -94.45 -101.44 -101.44 -94.45 Target SINRdB-3.19 0.37 0.37 3.13 0.87 0.87 6.14 干扰余量0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 接收机灵敏度dBm-109.86 -101.07 -101.07 -91.32 -100.57 -100.57 -88.31 传输损耗POI插损5.505.505.505.505.505.505.50分路器插损3333333合路器插损1111111耦合损耗70707070707070人体损耗dB0030030车体穿透损耗dB002000200漏缆百米衰减dB/百米6.506.506.506.506.506.506.50最大允许空间路径损耗dB64.14 60.58 37.58 57.82 60.08 37.08 54.81 室外最大覆盖距离米987.74 932.89 578.69 890.43 925.19 570.99 844.03 3） 下行CRS功率覆盖分析CPE车载终端CRS发射功率15.0015.00POI插损5.505.50分路器插损33合路器插损11耦合损耗7070人体损耗dB03车体穿透损耗dB020漏缆百米衰减dB/百米6.506.50200米功率dBm-77.50-100.50400米功率dBm-90.50-113.50600米功率dBm-103.50-126.50700米功率dBm-110.00-133.00800米功率dBm-116.50-139.50900米功率dBm-123.00-146.001000米功率dBm-129.50-152.504） 分析建议 从上、下行的业务链路预算看，如果采用车载CPE转车内WIFI的覆盖方式，由于不需要考虑穿透损耗，泄露电缆方式的隧道覆盖可以支持比较远的覆盖距离；在以下行业务为主的情况下，满足10Mbps下行业务速率要求时 可以支持覆盖接近900米。 考虑CRS信号的功率覆盖要求，车载CPE的方式可以支持覆盖距离为600米。 综合业务的链路预算分析以及CRS的功率覆盖要求，建议单RRU（RRH）的覆盖距离不大于600米；再考虑相邻RRH间的切换和重叠覆盖，建议单RRH的覆盖距离为6000.75450米。 注：由于泄露电缆的型号未知，以上分析中采用的百米衰耗值以及耦合损耗可能与实际不符。以上分析采用的百米衰减值和耦合损耗值比较大，实际的结果可能比链路预算分析要好。2、 地铁站台区域吸顶天线方式覆盖的链路预算分析1） 上行信道及业务的覆盖分析场景类型室内室内子帧配置配置2，3:1:1配置1，2:1:2发射端CPECPECPECPE边缘用户目标速率Kbps500kbps1000kbps500kbps1000kbps系统带宽MHz20202020MCS等级8340BLER10%10%10%10%TBSbit2750550013752750单用户RB配置2010020100占用带宽Hz360000018000000360000018000000单天线最大发射功率dBm23232323发射天线数1111发射天线增益dBi3333发射天线馈线、接头和合路器损耗dB0000人体损耗dB0000等效全向辐射功率(EIRP)dBm26.00 26.00 26.00 26.00 接收端接收天线数2222接收天线增益dBi5.00 5.00 5.00 5.00 馈线、接头、合路器损耗dB30.00 30.00 30.00 30.00 热噪声密度dBm/Hz-174.00 -174.00 -174.00 -174.00 噪声系数dB5.00 5.00 5.00 5.00 热噪声dBm-103.44 -96.45 -103.44 -96.45 Target SINRdB6.00 2.77 3.34 0.37 干扰储备dB2.00 2.00 2.00 2.00 接收机灵敏度dBm-95.44 -91.68 -98.10 -94.08 快衰落储备dB0.00 0.00 0.00 0.00 最小接收电平dBm-95.44 -91.68 -98.10 -94.08 路径损耗阴影衰落余量dB2.00 2.00 2.00 2.00 最大允许空间路径损耗dB94.44 90.68 97.10 93.08 覆盖距离米38.13 28.57 46.76 34.36 2） 下行信道及业务的覆盖分析场景类型室内室内子帧配置配置2，3:1:1配置1，2:1:2发射端边缘用户目标速率Kbps100010000100010000系统带宽MHz20202020MCS等级59613TBSbit148614860203820380单用户RB配置2010020100占用带宽Hz360000018000000360000018000000最大发射功率dBm46.00 46.00 46.00 46.00 每RB最大发射功率dBm26.00 26.00 26.00 26.00 发射天线数2222传输模式SFBCSFBCSFBCSFBC码字数目1111发射天线增益dBi5.00 5.00 5.00 5.00 天线馈线、接头、合路器损耗dB30.00 30.00 30.00 30.00 等效全向辐射功率(EIRP)dBm14.01 21.00 14.01 21.00 接收端CPECPECPECPE接收天线数2222接收天线增益dBi3.00 0.00 3.00 0.00 接收天线馈线、接头和合路器损耗dB0.00 0.00 0.00 0.00 人体损耗dB0.00 0.00 0.00 0.00 热噪声密度dBm/Hz-174.00 -174.00 -174.00 -174.00 噪声系数dB5.00 5.00 5.00 5.00 热噪声dBm-103.44 -96.45 -103.44 -96.45 Target SINRdB0.88 3.79 1.61 6.15 干扰储备dB2.00 2.00 2.00 2.00 接收机灵敏度dBm-100.56 -90.66 -99.82 -88.29 快衰落储备dB0000最小接收电平dBm-100.56 -90.66 -99.82 -88.29 路径损耗阴影衰落余量dB6.006.006.006.00最大允许空间路径损耗dB111.57 105.66 110.83 103.29 覆盖距离米142.04 90.21 134.21 75.24 3） 下行CRS功率覆盖分析参数配置取值：参数取值CRS发射功率dbm15 天线馈线、接头、合路器损耗dB30 发射天线增益5天线口CRS输出功率dBm-10接收天线增益dBi3.00 接收天线馈线、接头和合路器损耗dB0.00 人体损耗dB0.00 传播模型L=47+30log10(d)不同距离下的CRS功率预测：距离d（米）CRS接收功率dBm15.00 -94.28 20.00 -98.03 25.00 -100.94 30.00 -103.31 35.00 -105.32 40.00 -107.06 45.00 -108.60 根据下行CRS功率覆盖分析及实际测试手机终端在大于等于-110dBm可以连接上,则可推算出一台设备可理论上可覆盖400米，若2端个放一台设备则可覆盖800米。即如下图所示：TD-LTE-RRUTD-LTE-RRU800m一号南延线各站点间开断处间隔情况表宁丹路隧道口开断处宁丹路平均间隔0651.51303651.5宁丹路开断处共青团路单位：米06451290645共青团路开断处花神庙05391078539花神庙开断处1开断处2南京南站062712541882627南京南站开断处1开断处2岔路口075015002250750岔路口开断处河定桥06751350675河定桥开断处胜太路0446892446胜太路开断处百家湖06651330665由一号线开断处表可知，该隧道最长间隔为750米800米，则在隧道开断处及各站机房安装LTE设备，可以满足LTE覆盖。四、 频率规划建议考虑地铁线路线状覆盖的特殊性，建议采用40M频率对整个地铁进行覆盖，分为2个20M载波进行异频组网，相邻两个小区间异频配置，降低干扰，提升业务质量。五、 业务和覆盖规划建议1） 地铁公网覆盖主要以下行业务为主，建议采用TD-LTE的子帧配置2（3D1U），提升下行吞吐量。2） 对于长度小于1000米的地铁隧道，采用隧道两端两小区（或）信号分别将TDLTE信号接入泄露电缆的方式进行覆盖，在隧道中央位置作为切换带。3） 对于长度大于1000米的地铁隧道，需拉远RRH放置在隧道中央，用以进行隧道覆盖的增强，从隧道中央向两侧接入泄露电缆。4） 在机房与光纤可拉远的范围内，尽可能采用RRH拉远方式并对多个RRH采用小区合并方式，减少小区数量，从而减少切换发生次数，提升业务感知。南京地铁高峰时段最短间隔为4分50秒，平时间隔约为810分钟，相应的最短间隔时同一方向两地铁的间距大约为相隔2站，因此考虑容量需求以及降低切换，可以通过小区合并使每个小区采用多个RRH的方式覆盖2站（2段地铁隧道）的距离。小区规划图如下