新型TD-LTE室内覆盖系统对比研究



新型TD-LTE室内覆盖系统对比研究

邓安达1，孟苗苗2, 程日涛1，汪颖1

(1 中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080; 2 中国联合网络通信有限公司，北京 100800)

摘 要本文梳理了传统室内覆盖系统应用于TD-LTE的局限性，对3种新型LTE室内覆盖系统的结构、特性进行了分析和比较，对它们的不同应用场景进行了推荐，并给出了典型案例。

关键词室内覆盖系统；TD-LTE；PicoRRU；点系统

1　传统室内覆盖系统应用于TD-LTE的局限性

传统室内覆盖系统主要指同轴电缆室内分布系统，包括单路分布系统和双路分布系统，在4G时代以前一般采用单路分布系统模式。

单路同轴电缆分布系统应用于TD-LTE室内覆盖时要解决以下问题。

1.1 覆盖有效性问题

4G信号覆盖能力低于2G，以往针对2G的室内分布系统天线覆盖半径10～15 m即可满足2G覆盖需求，引入TD-LTE后天线需要加密至覆盖半径5～10 m，分布系统结构需要重新调整，功率需要重新核算。对于部分结构简单的楼宇，2G直接用室外覆盖室内即可解决，而为满足TD-LTE覆盖需求新建室内分布系统从成本而言并不合算。

1.2 吞吐量提升问题

单路同轴电缆分布系统无法利用TD-LTE的MIMO技术来提升吞吐量，为此引入双路同轴电缆分布系统。MIMO特性的发挥要求双路同轴电缆分布系统的两路功率差平衡，对应天线功率差不能超过5 dB。这对于新建双路系统容易做到，对于大部分由单路改造成双路的场景，因为原系统设备器件老化及工程改造的原因，实现难度很大。另外，额外为TD-LTE新建一路分布系统，从成本上考虑也不够合算。

1.3 改造系统施工难度问题

室内分布系统施工准入有难度，在吊顶内的同轴电缆敷设调整经常不被允许，在机房、竖井内的设备安装及在吊顶外的天线安装调整即使相对容易解决，也由于新引入TD-LTE制式而面临设备/器件安装位置不足的问题。由于改造施工难度大通常会导致室内分布系统改造性能不达标。

2　新型TD-LTE室内覆盖系统的分类及系统结构

2.1 新型TD-LTE室内覆盖系统的分类

为解决上述传统室内分布系统应用于TD-LTE的局限性，涌现出如下多种新型TD-LTE室内覆盖系统。

（1）变频同轴电缆分布系统。

（2）多制式光纤/超5（6）类线线分布系统。

（3）信源型PicoRRU或点系统。

2.2 变频同轴电缆分布系统

变频同轴电缆分布系统通过对TD-LTE RRU的一个通道进行变频，实现在一路分布系统中传输两路信号，达到TD-LTE双流传输的目的。避免了双路同轴电缆分布系统在改造中需要在竖井和平层重新布线的施工难度问题，提升了吞吐量。

变频系统由有源合路器和有源天线组成。有源合路器支持多制式接入共用分布系统，并将一路TD-LTE变频，利用一路分布系统传输TD-LTE双流。有源天线实现反向变频，并利用双极化天线实现TD-LTE的双流输出。通过采用变频系统，仅用一路分布系统即可实现TD-LTE双流，将有效提升TD-LTE吞吐量，如图1所示。

2.3 多制式光纤/超5（6）类线线分布系统

多制式光纤/超5（6）类线线分布系统以光纤/超5（6）类线线为主要介质，由接入单元、扩展单元和远端单元组成。接入单元与扩展单元之间采用光纤连接，扩展单元至远端单元之间采用光纤或网线连接。近端单元接入基站的射频发射端，可灵活耦合2G/3G/4G多种制式，如图2所示。

这类系统以光纤/超5（6）类线线为主要介质，比同轴电缆（馈线）易于布放，单路线缆即可实现TD-LTE MIMO性能；远端单元可以直接放装、外接天线或者馈入末端同轴电缆分布系统；不同级数的扩展单元与远端单元相结合，规避了同轴分布系统复杂的功率分配核算，便于灵活构建较大规模的分布系统。

2.4 信源型PicoRRU或点系统

信源型PicoRRU或点系统的系统结构与“多制式光纤/超5（6）类线线分布系统”类似，运用光纤/超5（6）类线线将基带单元、分配单元及远端单元相连接，所不同的是分配单元之前均传送的是基带信号，远端单元发射的是射频信号。它实质上是信源微功率化和分布化的演进产品，具备光纤/超5（6）类线线分布系统相对于传统室内分布系统在支撑TD-LTE方面的优势，且从技术原理上讲抗干扰能力强于射频拉远的多制式光纤/超5（6）类线分布系统。

图1　变频同轴电缆分布系统示意图

图2　多制式光纤/5类线分布系统示意图

不同厂家产品的结构和功能略有差别，例如某厂家的信源型PicoRRU系统由BBU接入DCU（接入合路单元）、RHub(扩展单元）、pRRU（远端单元，直接进行末端覆盖）构成；某厂家的点系统由DU（数字基带单元）、IRU（室内射频单元）、Dot（点天线）构成，如图3所示。

信源型PicoRRU或点系统目前的局限性在于现有产品一般仅支持单系统（TD-LTE）接入，对多技术制式的支持还有待继续开发。

3　新型TD-LTE室内覆盖系统的应用场景与案例

从不同维度综合对比不同的室内覆盖系统性能如表1所示。

根据不同的室内覆盖系统技术及特点，新型TD-LTE室内覆盖系统各有其推荐的应用场景如表2所示。

下面的新型室内覆盖系统典型案例较好地匹配了其应用场景，在各自的应用场合取得了TD-LTE覆盖质量高、工程改造实施难度小、平均造价较低等预期效果。

3.1 变频同轴电缆分布系

统案例

天津移通大厦用户以商务办公人士为主，现网统计人均话务量较高，同时GSM及TD-SCDMA数据忙时流量较高。前期工程已对天津移通大厦实施GSM+TDSCDMA共网覆盖，本次需要对15、16、17层增加TD-LTE信号覆盖。由于改造建设双路同轴电缆分布系统难度大，因此采用变频同轴电缆分布系统的改造方式。

图3　信源型微RRU系统示意图

表1　多种室内覆盖系统性能比较

表2　新型室内覆盖系统推荐应用场景

图4　移通大厦室内分布天线布点图

移通大厦15、16、17楼各层空间及功能基本相同，总面积约3 000 m2，目前TD-SCDMA信号满足规范要求，PCCPCH RSCP高于-80dBm的概率为97%。由于TD-SCDMA与TD-LTE具有相当的覆盖能力，因此不需要对现有分布系统的天线点密度进行改造即可满足TD-LTE部署要求，如图4所示。

本次改造方案共计新增有源合路器3台，同轴远程馈电单元36个、将原先普通室分天线替换成有源天线共计36副。各有源设备具备支持E频段2320～2370 MHz共50MHz载波带宽的能力，可平滑扩容至50 MHz载波配置。单位造价8.39元/m2。

3.2 多制式光纤/超5（6）类线线分布系统案例

成都美洲花园小区是大型综合高档小区，目前无小区覆盖，周边宏站较少。

以其中E区为例，占地面积5.7万平方米，建筑面积32万平方米，共有16栋6～7层住宅楼。由于居民小区内部的敏感性，无法在居民楼内建设室内分布系统，因而选在小区室外部署光纤分布系统进行室内覆盖，如图5所示。

通过链路预算及测试分析，天线密度要求约为20～30 m，将采用全频段鞭状全向天线，并以路灯美化造型隐蔽天线（天线挂高约4.7 m）。

E区光纤分布系统覆盖共计需要2个主单元、8个扩展单元（光纤交换机）、45个远端单元、45副鞭状天线、5 000 m主干光缆。E区分布系统投资72万元，折合每平米2.25元。

3.3 信源型PicoRRU或点系统案例

北京新云南皇冠假日酒店3楼是2013年北京国际通信展某外场，面积约1 400 m2，已有2G/3G覆盖，需要在展会前迅速开通TD-LTE覆盖。

本处采用信源型PicoRRU系统覆盖，机房设置在B1层，新增的2个RHub设置在3层竖井，8个pRRU直接在3层展厅吸顶安装，一天完成全部工程施工，如图6所示。

图5　美洲花园小区E区光纤分布系统天线布点及光纤路由图

图6　新云南皇冠假日酒店3楼室内布点图

4　小结

本文梳理了传统室内覆盖系统应用于TD-LTE的局限性，对3种新型TD-LTE室内覆盖系统的结构、特性进行了分析和比较，对它们的不用应用场景进行了推荐，并给出了典型案例。实际的TD-LTE室内覆盖设计中应综合考虑技术特性、规划设计建设难度、运维监控难度、后续演进性及成本性价比等因素，灵活地选择室内覆盖系统类型。

参考文献

[1]蒋远，汤利民，等. TD-LTE原理与网络规划设计[M]. 北京：人民邮电出版社.

[2]程日涛，邓安达，汪颖. 四网协同室内覆盖建设策略研究[J].电信工程技术与标准化，2014(2).

Comparison research on new types of TD-LTE indoor coverage system

DENG An-da1, MENG Miao-miao2, CHENG Ri-tao1, WANG Ying1

(1 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China; 2 China Unicom Co., Ltd., Beijing 100032, China)

Abstract In this paper, the limits of the traditional indoor coverage systems, when introducing TD-LTE, are briefly analysed. The structures and features of the new types of indoor coverage system are discussed and made comparison, the suitable application scene for each type is recommended, and the typical cases are listed.

Keywords indoor coverage system; TD-LTE; PicoRRU; DoT

收稿日期：2014-10-18

文章编号1008-5599（2015）02-0007-05

文献标识码A

中图分类号TN929.5