LTE移动通信网络设计(8)

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构成2×2 MIMO系统，对于数据业务的热点地区，可通过引入双通道室内分布系统，以体现MIMO双流对系统容量的提升，提高用户感知度。双通道模式既可以采用单极化天线也可以采用双极化天线实现。

通过对典型室内环境下LTE系统3个用户的2×2 MIMO与1×2 SIMO的性能进行测试，得到如表4.1.1所示结果。

表4.1.1 单通道与双通道测试结果

从测试结果来看，开启双通道后，小区吞吐量对比单通道会有较大提升。 （1）近点双流具有一倍的增益。 （2）中点具有50%左右的增益。 （3）远点基本无增益。

因此，在进行LTE MIMO部署时，应综合考虑覆盖区内的业务需求、建设和改造难度，选择合理的MIMO部署方案。

1.4.2 室分建设思路

在考虑LTE室分覆盖方案时，可以采取2种思路：LTE独立建设或者LTE利旧2G/3G网络站点。从投资效益最大化的角度来说，运营商在应用一项新的无线网络技术时，往往都希望能够充分利用现有网络资源来部署建设，但同时也要注意到，利旧2G/3G网络资源建设新网络可能会带来施工难度的增加，并有可能造成几张网络无法独立进行规划和优化，从而增加后期网络运行维护的复杂度。因此，到底是选择独立建设还是选择充分利旧，运营商需要从自身网络的实际情况出发，全面衡量、评估各种建设和改造方案优缺点。

目前，室内分布系统天线多为全向单极化天线，馈线为单通道。因此，在引入LTE时，可能会面临以下几个方面的选择。

（1）使用单通道还是双通道。 （2）独立建设天馈还是利旧。

（3）使用单极化天线还是双极化天线。

LTE系统的引入给中国联通室内分布系统演进带来了一定的调整，主要是LTE系统实现了MIMO功能，需要新增一套射频链路，而传统的室内分布系统都是采用单通道建设，无法满足LTE系统MIMO双通道的需求。

总的来说，LTE室内分布系统建设和改造方案共有6种，分别为单通道独立建设方案、单通道合路建设方案、双通道单极化天线独立建设方案、双通道双极化天线独立建设方案、双通道单极化天线合路建设方案和双通道双极化天线合路建设方案。

单通道改造方案与双通道改造方案对比如表4.1.2所示。

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表4.1.2 主要对比指标

双通道改造和双通道新建方案对于系统的影响不大，系统性能相当。但是系统改造成本要略低于新建室内分布系统的成本。

单极化与双极化天线对于LTE的MIMO性能有一定的影响，主要取决于单极化天线的空间隔离和双极化天线的极化隔离，天线工艺对此有较大的影响，从厂家的分析和一些测试结果来看，二者性能差异不大，见图4.1.2所示。

图4.1.2 TD LTE测试结果

1.4.3 室分解决方式

LTE室内分布系统解决方式主要包括传统室内分布系统改造、通道变频方案和新型数字光纤分布系统等几类，不同的方案有各自的优缺点和应用特点。

（1）传统室内分布系统改造

传统室内分布系统改造方案是通过对原有的室内分布系统进行改造，通过新建LTE双通道射频系统或者改造原分布系统的方式实现LTE的室内覆盖，需要根据数据业务的需求确定LTE是否需要双通道建设。传统室内分布系统改造方案的成本和改造难度受限于LTE采用的MIMO模式（单通道或双通道）、应用的频段（是否超过原有器件的频率范围）以及应用的天线类型（单极化或双极化天线）。

（2）通道变频方案

通道变频方案的核心思想是通过变频技术将LTE的双通道信号变到不同的频段上进行合路传输，在天线端再将信号通过反向变频恢复出两路LTE信号，从而在一条链路中传输两路LTE射频信号，实现LTE的MIMO功能。双通道变频方案可以在现有的单通道室内分布系统中实现LTE的MIMO功能，可以降低LTE室内分布系统建设和改造的难度。

通道变频方案根据实现方式的不同可以分为单路变频方案和双路变频方案，单路变频方案是将LTE双通道中的一路信号进行变频，另一路信号保持不变，两路信号进行合路传输；双路变频方案是将LTE双通道中的两路信号都进行变频处理，变到不同的频段上进行合路传输。

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通道变频方案可以在同一主链路上实现LTE的双通道MIMO功能，降低LTE系统引入对室内分布系统的改造难度，但是双通道变频方案也带来一些新的问题，主要体现在以下几个方面。

1）系统稳定性问题。目前传统的室内分布系统都是无源分布系统，无源分布系统的稳定性要优于有源系统。变频方案引入了变频器件，增加了有源设备，对系统的稳定性带来了一定的挑战，需要长期验证其性能。

2）底噪抬升的问题。有源设备的引入会带来系统底噪的抬升，会对系统的性能带来一定的影响，尤其是WCDMA系统。由于有源设备分布在每个天线的位置，因此底噪的抬升与室内分布系统建设的规模大小有关，无法像直放站一样进行计算和衡量，需要进行理论和试验的验证。

3）链路平衡的问题。LTE的两路信号通过变频传输后，由于引入插入损耗以及不同的频段传输损耗的不同会造成2条链路的不平衡性，而链路的不平衡对LTE的MIMO'性能有较大的影响，需要在技术实现和分布系统设计中进行规避。

通道变频方案主要应用于需要进行LTE双通道升级并且改造难度比较大的室内分布系统，可以在不改变原有室内分布系统结构的基础上，通过在信源侧引入变频设备和天线侧更换有源设备的方式进行系统的升级。目前已有厂家实施通道变频方案，但尚未经过大规模试验验证，需要通过试验验证方可推广使用。

（3）新型数字光纤分布系统

新型数字光纤分布系统是一种新兴的室内覆盖解决方案，主要通过光纤路由取代原来的射频电缆，用数字信号取代射频信号在分布系统中传输，在天线端将数字信号恢复成射频信号发送。由于光纤分布系统中传输的是数字信号，与射频频率无关，因此可以在单链路上实现LTE的MIMO功能，同时也可以集成2G/3G的系统，实现多系统共覆盖的分布系统。

2. LTE室内分布系统的建设方案

对于无室内分布系统或者无法建设室内分布系统的应用场景，可以采用室外覆盖室内的方案进行覆盖，对于室外宏基站覆盖困难的场景可以采用Small Cell的覆盖方案，既可以通过Pico/Femto或RRH进行室内覆盖，也可以通过室外的Pico街道站或美化天线等通过室外穿透的方式对室内进行覆盖。

对于已经建设有2G/3G室内分布系统的应用场景，可以根据数据业务的需求和建设施工的难度综合选择室内分布系统改造的方案。对于室内数据业务需求不十分巨大或者改造难度很大的场景，可以通过单通道改造方案实现LTE的覆盖，只需要增加信源和合路器即可实现LTE的覆盖）对于室内数据业务需求巨大且改造难度较低的场景，可以将原2G/3G系统改造成双通道室内分布系统，实现LTE与2G/3G共分布系统，并且实现LTE的MIMO功能以适应数据业务的需求。对于LTE双通道改造困难但数据业务需求较大的场景，可以依据通道变频方案的成熟度选择通道变频方案降低改造的难度。

新型数字光纤分布系统是一种新兴的技术，主要应用于室内建设难度较高的应用

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场景，可以与原有光纤到楼或光纤到户的宽带网络相结合，实现全光纤的分布系统。对于已有2G/3G分布系统，需要引入LTE系统但改造难度较大的场景，可以考虑应用新型光纤分布系统实现LTE的覆盖。同时对于新建设的室内分布系统可以考虑应用光纤分布系统实现多系统的合路覆盖，降低建设的难度。

通过以上LTE室内分布系统建设方案的对比分析，可以看到，如果采用共用原2G/3G室分方式建设，现有室内分布系统中的器件均需要进行改造（包括无源器件和天线）以适应LTE频段的要求，其实并不能达到利旧的目的。因此建议，对于室内业务量需求较高的热点区域，可优先考虑双通道独立建设方案，非热点区域优先考虑单通道独立建设方案，对于天线类型的选择，则应该根据安装空间和业主的实际情况进行考虑。

2.1 LTE单通道独立建设方案

单通道独立建设方案是指在原2G/3G网络覆盖区域内，LTE采用单通道设置，新增1路馈线、射频器件和天线，不实现MIMO，在室内分布建设中与2G/3G室内分布系统独立建设，采用独立的天馈系统，如图4.2.1所示。

图4.2.1 LTE单通道独立建设方案

由于LTE室分与2G/3G室分物理上完全隔离，因此在建设和改造过程中均不会影响现有系统运行，而且可以对LTE系统独立进行规划优化。由于单通道的性能不如双通道系统，因此该方案适用于非热点区域。

对于新建的室内分布系统，建议采取如下具体解决方案：

（1）对于覆盖区域面积相对较小的场景，建议采用BBU+RRU+无源分布系统来进行覆盖。一个BBU可以连接多个RRU，BBU+RRU方案对于容量配置非常灵活，可按照容量需求，通过BBU控制给该区域的RRU分配足够的容盘，从而解决容量问题。其示意图如图4.2.2所示。

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图4.2.2 BBU+RRU+无源分布系统

（2）对于覆盖面积中等甚至较大的场景，建议采用BBU+RRU+干放＋无源分布系统进行覆盖。其中，干放建议采用2个通路进行传输．从而保证室内分布系统的覆盖质量。其示意图如图4.2.3所示。

图4.2.3 BBU+RRU+干放+无源分布系统

2.2 LTE与2G/3G单通道共用建设方案

单通道共用建设方案是指LTE采用单通道设置，使用1路射频单元，不实现MIMO，在室内分布建设中与2G/3G共用天馈系统，如图4.2.4所示。

图4.2.4 LTE与2G/3G单通道共用建设方案

LTE与现有2G/3G系统共用室分系统，不会增加天线数量，不容易引起业主抵触，而且节省馈线投资。在分布系统建设时，需要更换现有室分系统中所有射频器件和天线以支持LTE频段，改造成本高，合路引入的插入损耗可能对现有室分系统的性能有一定影响。同样，由于单通道的性能不如双通道系统，因此该方案适用于非热点区域。

对于在原有2G/3G室内分布系统的基础上改建LTE的共享室内分布系统建设，建议采取如下具体解决方案。

（1）对于覆盖区域面积相对较小的场景，建议采用BBU+RRU+无源分布系统来进行覆盖。其示意图如图4.2.5所示。

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