TD-LTE室内分布系统设计方法

中国移动通信集团设计院无线所 汪颖 中国移动通信集团设计院有限公司 2 提纲 中国移动通信集团设计院有限公司 3 建设原则 应综合考虑网络性能、改造难度、资源情况、投资成本等选择最佳建设模式。 应尽量展示 不影响现网系统的安全性和稳定性； 需要对现有室分系统进行改造时， 应尽量减小改造量和对现网的影响 确保室内分布系统提供良好的室内覆盖，同时要控制好室内信号，避免对室外构成强干扰 在频率资源足够的情况下室内外 应尽量采用异频组网方式； 目前试验网阶段 2575，室内采用 2350 分布系统建设应考虑多系统间的干扰，应保证 免产生系统间强干扰。 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。 综合考虑各种因素选择最佳建设模式 室内外覆盖一体化原则 室内外采用异频组网方式 充分考虑干扰和电磁辐射要求 中国移动通信集团设计院有限公司 4 提纲 中国移动通信集团设计院有限公司 5 能够体现不同的话务和数据业务特点，例如会展中心、大型卖场、高校宿舍等场景 场景选择原则 可以满足不同覆盖性能测试的要求，例如室内外切换重选、室内外隔离性能等测试要求 能够代表典型的物业类型，例如办公楼、居民楼、宾馆酒店、开放型场馆、封闭式场馆、火车站、机场等场景 根据不同空间类型、室内穿透能力、室内外隔离性能、室外覆盖室内、室内外切换重选等因素进行场景分类，主要分为一般室内覆盖和特殊室内场景 一般室内覆盖场景包括各类写字楼、购物商场、居民楼、各类会议设施、宾馆酒店等 特殊室内覆盖场景包括开放型及封闭式场馆、高校、营业厅、火车站、机场、地铁、电梯等 室内场景应包括在室外连续覆盖区中，并保证每个厂家覆盖区内均有可供测试的室分站点 场景分类 中国移动通信集团设计院有限公司 6 无线网规划指标 无线信道呼损：不高于 2； 无线覆盖区内可接通率：要求在无线覆盖区内的 90位置， 99的时间移动台可接入网络； 室内 105 边缘速率要求下行大于 2 载波、带宽配置 原则上配置为 波带宽为 20 特殊场景可配置为波带宽为10于进行室内同异频对比测试。 采用 :2的时隙配置 容量目标 在室内单小区 20求单小区平均吞吐量满足 若实际隔离条件不允许，可以按照单小区10频点异频组网规划，要求单小区平均吞吐量满足0 中国移动通信集团设计院有限公司 7 提纲 中国移动通信集团设计院有限公司 8 8909357101805880 2010 2320 2370 试验网室内拟使用 2350外拟使用 2570国移动无线系统工作频段 中国移动各系统工作频段 上行 下行 位： 400 150725国移动通信集团设计院有限公司 9 在进行系统间的干扰分析时，主要应考虑邻频干扰、杂散干扰、阻塞干扰 和互调干扰情况。 中国移动通信集团设计院有限公司 10 异频段杂散、阻塞干扰 室内主要是与 2320的干扰 与 以实现共存、共址； 与 法实现共存、共址，需15M 20 方法：根据相关协议指标进行计算，并取杂散干扰和阻塞干扰的最大值（其中杂散干扰以底噪提高1 结论： 中与 措施：相关系统直接合路时合路器的隔离度需满足下表要求。 邻频干扰 00M 800M F、 A) 统的隔离度 36 44 59 88 系统的隔离度 83 83 31 87 异频段干扰 干扰隔离度要求 多系统合路时可能会产生互调干扰，互调干扰主要依靠合路器进行抑制，目前较好的合路器三阶互调抑制指标在 对于 350会与如 2010 2320路会对 互调干扰 中国移动通信集团设计院有限公司 11 to to 350系统间尚有 30存在邻频干扰，因而主要干扰包括杂散干扰和阻塞干扰。 二者共存、共址时的干扰通常有 8个途径： A：终端之间的互干扰 B：终端对基站的干扰 C：基站对终端的干扰 D：基站之间的干扰 P 站 端 系统上下行时隙不同步，它们之间存在着复杂的干扰关系。 干扰分析 干扰类型 干扰途径 中国移动通信集团设计院有限公司 12 室内 杂散干扰 阻塞干扰 互调干扰 在干扰系统侧加滤波器 在被干扰系统侧加滤波器 频率隔离和频率协调 采用收发分缆方式 采用后端合路方式 提高合路器件指标 基站间干扰规避措施 根据计算， 8两系统合路建设时，可以通过提高合路器的隔离度至 88通过分布系统间的损耗进行干扰规避。 中国移动通信集团设计院有限公司 13 当两系统分别建设室分系统时，需根据具体情况计算天线间距要求。如按照以下 示例计算时，天线间距大约需要 1米。 P 插损 =433损 =277o=43o=27线口 10米 P 插损 =433损 =0o=43o=20线口 10米 当 天线间距要求较高， 按照以下示例计算间距约为 7米。 中国移动通信集团设计院有限公司 14 在 0避 1 3论计算的隔离距离约为 3米； T D - L T E 小 区W L A N 小 区T D - L T E 终 端位 于 小 区 边 缘 ， 上 行 功 率 很 高由 于 T D - L T E 终 端 功 率 很 高 ，将 会 对 W L A N 基 站 造 成 干 扰 由于 有当 时隔离度为 86 59米(7或者 250米 (。 中国移动通信集团设计院有限公司 15 在隔离 30设 两天线间理论计算距离需要约 57米（ 75空间距离无法保证 中国移动通信集团设计院有限公司 16 测试频段： 370412 测试设备： 测试地点：华为成都研究所 测试内容 基站间天线间距 50端间距离 30站间天线间距 20端间距离 0没有表现出影响 0%， 行对 0% 在远点影响明显，0% 上行速率影响达 50% ,对远点 下行速率影响约 20%； 下行速率影响达 2050% 。 测试结论： 种 终端距离越近，之间的互干扰现象越明显，测试建议终端间距保持在 中国移动通信集团设计院有限公司 17 共室分系统组网 应优先考虑 同时 用合路器端口隔离度和室分系统损耗尽量降低干扰 独立建设时 要求 80前协议指标为 或者在 外抑制度在 50 要求 60前协议指标为 。 在设备满足以上条件前提下， 建议进一步测试验证 中国移动通信集团设计院有限公司 18 提纲 中国移动通信集团设计院有限公司 19 目前阶段， 350 2370室外异频组网。 室内覆盖同一水平层面如需设置多个小区时，相邻小区间建议采用异频组网。在建筑物内可以利用自然阻隔合理进行频率规划。对楼层间隔离较好，可以采用带宽 20同层天然隔离较差的区域，建议采用 2个10层小区间频率交错复用。 个 2个 15 频带宽度共 180 的子载波组成。分配给用户的 户数据速率越高，该用户占用的频带总带宽越高。不同信道带宽下的 信道带宽( 5 10 15 20 6 15 25 50 75 100 中国移动通信集团设计院有限公司 20 发 射 机E I R 余 量 与穿 透 损 耗最 大 允 许 路 径 损 耗确 定 边 缘 用 户 S N 机 灵 敏 度最 大 覆 盖 半 径路 损 公 式系 统 资 源 配 置确 定 边 缘 用 户 带 宽与 调 制 编 码 方 式用 户 速 率 目 标链 路 仿 真接 收 机 底 噪噪 声系 数系统带宽时隙比例天线配置方法一：由目标边缘速率估算覆盖半径 规划方法 根据系统覆盖速率目标，并确定边缘用户带宽及调制编码方式等配置，通过仿真获得对应的解调门限，计算系统发射机一定的功率配置下可覆盖的区域距离 应用场景 中国移动通信集团设计院有限公司 21 方法二：已知覆盖半径估算边缘速率 规划方法 根据已有站址和覆盖区域，仿真、估算系统发射机一定功率配置下覆盖区域边缘可达到的用户质量 一步得出对应的边缘数据速率 应用场景 以现有 算 采 用 上 行 用 户占 用 带 宽阴 影 余 量 与穿 透 损 耗下 行 边 缘 用 户 速 率链 路 仿 真 速 率 与S I N R 关 系 曲 线噪 声系 数发 射 机E I R 允 许 路 径 损 耗路 损 公 式确 定 边 缘 用 户 S N 机 灵 敏 度接 收 机 底 噪最 大 覆 盖 半 径/ I S 22 覆盖目标业务 以电路域 不存在电路域业务，连续覆盖的目标业务为数据业务 覆盖影响因素 在给定的环境和目标误块率的条件下 ， 统资源固定，解调门限固定 在相同的数据速率下，可选择不同的调制编码方式或系统资源配置（用户带宽），解调门限随之变化。需要在覆盖规划中确定用户带宽、调制编码方式等配置，以应对不同的覆盖环境和规划需求 天线 类型 在 准之前，仅有具有 间复用等多种天线方式，选择不同的天线使用方式，其覆盖能力差异较大。在室内主要可以使用 间复用方式可以显著提升系统容量。 中国移动通信集团设计院有限公司 23 中国移动通信集团设计院有限公司 24 传播模型：包括衰减因子模型、 型等。目前建议采用使用较多的衰减因子传播模型，计算路径损耗的公式如下： PL(10*n*d/R 合路器 其他系统 布系统 线口发射功率、天线增益 墙体穿透损耗 接收电平要求 空间传播损耗 衰减因子取值 PL(距天线 1米处的路径衰减： 2025 2350 据环境不同而取值不同。 R：附加衰减因子。指由于楼板、隔板、墙壁等引起的附加损耗 参数说明 环境 衰减因子 n 自由空间 2 全开放环境 开放环境 封闭环境 国移动通信集团设计院有限公司 25 馈线损耗 自由空间损耗 遮挡损耗 中国移动通信集团设计院有限公司 26 理论计算 对比结论 盖半径 工程设计情况 实际工程设计中， 虑到与室外设计电平的对比以及上下行的平衡， 2工程要求的最大允许路损指标有所严化 理论计算的最大允许路径损耗与 由空间损耗和穿透损耗等也基本相当。 盖半径和点位密度与 时 足指标要求，此时两个系统可认为覆盖基本重合 在可视环境，如商场、超市、停车场、机场等， 盖半径取 10 16米 ；在多隔断， 如宾馆、居民楼、娱乐场所等， 盖半径取 6 10米 中国移动通信集团设计院有限公司 27 提纲 中国移动通信集团设计院有限公司 28 模式二： 成 1*2 统 空间复用并行增益 模式一： 通过两路独立馈线和天线构成 2*2 过使用 间复用等提高覆盖和用户速率 中国移动通信集团设计院有限公司 29 测试条件： 载波带宽 20 单用户 4倍波长） 无室外及室内干扰 测试结果： 不支持 测峰值速率 41 测峰值用户速率 75不支持 研究院实验室 测试时间： 2010年 4月 测试条件： 载波带宽 20 测试结果： 的增益 上海世博信息通信馆 测试情况 中国移动通信集团设计院有限公司 30 中国移动通信集团设计院有限公司 31 T D E B B E R R T H 1P A T H 2两路新建 一路新建，一路合路 T D D T T E B B M B T D R R E R R 器P A T H 1中国移动通信集团设计院有限公司 32 一路新建 一路合路 根据上述章节的干扰分析和覆盖性能分析，在合路器隔离度指标满足要求的情况下，根据 线工作频率范围要求为 800 2500可以直接支持 充分利用已有室分系统，较大减少了工程协调量和投资 建议作为主要应用方式 不改动原系统天馈线的基础上，新增加一路天馈线系统； 一路与原室分系统合路 前提是目前室分无源器件的频段范围已涵盖了 需要进行干扰分析，满足隔离度要求方可与原系统合路，否则需要一定改造； 由于其中一路与已有系统合路，后期如引入高段频段时可能受限。 中国移动通信集团设计院有限公司 33 两路新建 建议仅在合路时存在严重多系统干扰并具备新增两路天馈线条件的场景应用 在不改动原分布系统天馈线的基础上，额外增加两路天馈线系统； 网络改造量和投资均较大； 对于已有分布系统的建筑，新增两路路天馈线系统实施难度大。 与其他通信系统相对独立，后期如引入更为先进的技术或手段时改造比较方便； 通过空间隔离最大限度规避多系统合路产生的干扰风险。 中国移动通信集团设计院有限公司 34 方案描述：将原单极化天线更换为双极化天线，增加一路馈线合入 技术成熟情况：尚在研发过程中，需开发出来后经测试验证并技术成熟后方可应用 优势：无需增加天线数量和改变位置，仅需更换天线类型 双极化天线技术情况说明 中国移动通信集团设计院有限公司 35 优缺点分析 优点：多个 提供更大容量；简化室内布线；增强客户粘性；体现固定移动捆绑效果 缺点：单个 难实现大型建筑物的无缝覆盖； 步方案较宏站更复杂；开放网络为运营、维护带来风险 仿真性能 仿真条件： 10个 用户； 2： 2时隙配比；下行天线 1发 2收； 6层楼，每层 40房间，各 结论：无干扰时的小区吞吐量 210 应用原则 国际规范还未完整制定，需待技术和设备成熟后进行试点应用 ,以对 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29F e m t o 基站到终端距离（m ）空间损耗（站终端间无墙阻挡 基站终端间隔1 层轻体墙基站终端间隔2 层轻体墙盖 吐量 1017210510152025其他0其 他他国移动通信集团设计院有限公司 36 存在问题 信源采用 信源自带天线 案 优势 方案描述 线缆主要为光纤，布线方便；设备采取线路供电方式，取电较灵活； 弹性组网，方便网络规划和优化。 设备尚未成熟； 有源设备多，不利于维护； 不适合在大型室内分布场景应用 中国移动通信集团设计院有限公司 37 提纲 中国移动通信集团设计院有限公司 38 规 划 室 分 系 统 方 案现 场 勘 查机 房 勘 查主 设 备 安 装电 源 配 套传 输承 重分 布 系 统 勘 查主 干 路 由R R U 安 装 条 件平 层 路 由器 件 托 盘天 线 补 点 条 件G P S 天 馈 线符 合 初 判模 拟 测 试对 楼 宇 内 典 型楼 层 的 传 播 环境 进 行 验 证具 备 条 件事 前 准 备（ 研 读 原 有 方 案 及 测 试 报 告 ） 调 整正 式 方 案 编 制 量 小 的 可在 现 场 完 成室内覆盖规划设计流程（室分改造） 中国移动通信集团设计院有限公司 39 充分考虑室内具体环境 综合考虑后期扩容需求 严格控制各小区覆盖区域 均衡覆盖和容量 小区规划要充分考虑室内具体环境。规划时重点考虑小区之间的隔离，可以借助建筑物的楼板、墙体等自然屏障产生的穿透损耗形成小区间的隔离。 空旷或封闭性较差的室内环境，如：同一楼层由多个小区覆盖的商场、超市，或挑空大堂、体育场馆等开放性室内环境，必须严格控制不同小区之间的覆盖区域。对于大型场馆等小区间隔离度较低的场景，应采用异频组网 原则上单个小区覆盖面积不宜过大，容量不宜过高，均衡覆盖和容量，从而避免后期容量增加对现网室内分布系统做大的调整。 需综合考虑后期扩容需求，在配置期进行小区分裂时易于操作。 室内覆盖规划