LTE室內(nèi)覆蓋技術(shù)

1、TD-LTE室內(nèi)覆蓋技術(shù)目錄1概述52室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)介紹72.1室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)構(gòu)成72.2 功率分配系統(tǒng)的設(shè)備組成82.2.1無源器件82.2.2有源設(shè)備183室內(nèi)覆蓋場景分類203.1場景分類203.2 典型場景分析203.2.1商務(wù)寫字樓203.2.2商場超市203.2.3會(huì)展中心/會(huì)議中心213.2.4奧運(yùn)場館213.2.5民航機(jī)場/火車站汽車站碼頭213.2.6賓館酒店213.2.7娛樂、餐飲場所223.2.8地下停車場223.2.9地鐵224 TD-LTE室內(nèi)覆蓋建設(shè)方式建議234.1 TD-LTE室內(nèi)覆蓋建設(shè)原則234.2單路建設(shè)方式234.3雙路建設(shè)方式244.4不同建設(shè)方式對比26

2、4.5原室內(nèi)分布系統(tǒng)改造建議264.5.1 無源器件改造265TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)思路286TD-LTE 室內(nèi)分布系統(tǒng)干擾分析296.1 TD-LTE 與其他系統(tǒng)工作頻段296.2干擾分類分析296.2.1鄰頻干擾306.2.2雜散干擾306.2.3阻塞干擾306.2.4互調(diào)干擾306.3 TD-LTE與其他系統(tǒng)的干擾隔離要求316.3.1系統(tǒng)間干擾的規(guī)避準(zhǔn)則316.3.2共用室內(nèi)分布系統(tǒng)的其他系統(tǒng)326.3.3TD-LTE與異系統(tǒng)干擾分析326.3.4TD-LTE與Wifi干擾分析357TD-LTE 室內(nèi)覆蓋性能分析397.1 TD-LTE 覆蓋特性397.2 TD-LTE室內(nèi)覆

3、蓋規(guī)劃方法397.3 TD-LTE 室內(nèi)傳播模型選取417.4 TD-LTE與TD-SCDMA室內(nèi)鏈路預(yù)算對比418TD-LTE 室內(nèi)覆蓋設(shè)計(jì)要求438.1 覆蓋邊緣要求438.2 信號(hào)外泄要求438.3 BLER及呼損率要求438.4 天線口功率要求438.5切換區(qū)域規(guī)劃要求449TD-LTE室內(nèi)覆蓋天線布放建議459.1 天線規(guī)劃原則459.2 回字形結(jié)構(gòu)天線規(guī)劃459.3 長廊形結(jié)構(gòu)天線規(guī)劃469.4 大廳天線規(guī)劃479.5 會(huì)議室的天線規(guī)劃479.6 大型商場的天線規(guī)劃489.7 地下室等信號(hào)盲區(qū)的天線規(guī)劃489.8 電梯覆蓋天線規(guī)劃4810室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程5010.1初次勘查50

4、10.1.1工作流程5010.1.2準(zhǔn)備工作5110.1.3工作內(nèi)容5110.2 技術(shù)談判5210.3 詳細(xì)勘查5310.3.1工作流程5310.3.2工作內(nèi)容5410.4 方案詳細(xì)設(shè)計(jì)5410.4.1工作流程5410.4.2分析勘察結(jié)果5510.4.3天線位置選擇5610.4.4設(shè)計(jì)原理圖5610.4.5輸出設(shè)計(jì)文件5810.5方案提交和審核5810.5.1工作流程5810.5.2設(shè)計(jì)方案審核注意事項(xiàng)5911TD-LTE室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例6111.1案例名稱與站點(diǎn)情況介紹6111.1.1案例名稱6111.1.2站點(diǎn)情況介紹6111.2 覆蓋方案介紹6111.2.15+1方案6211.2.2

5、4+2方案6211.2.3綜合分析6211.3 方案圖集6311.3.14+2方案6311.3.25+1方案6311.3.3部分場景覆蓋圖641 概述移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋、系統(tǒng)容量、業(yè)務(wù)質(zhì)量是各運(yùn)營商獲取競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵所在，同時(shí)也是所有無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化工作的主題。隨著城市移動(dòng)用戶的飛速發(fā)展以及高層、大型建筑物的不斷增加，系統(tǒng)容量和覆蓋要求不斷上升。這些建筑物規(guī)模大、質(zhì)量好，對移動(dòng)信號(hào)有很強(qiáng)的屏蔽作用。大型建筑物的低層、地下商場、地下停車場等環(huán)境是移動(dòng)信號(hào)弱區(qū)甚至盲區(qū)，手機(jī)無法正常使用；在中間樓層，由于來自周圍不同基站信號(hào)的重疊，產(chǎn)生嚴(yán)重的乒乓效應(yīng)，手機(jī)頻繁切換，甚至掉話，嚴(yán)重影響了手機(jī)的正

6、常使用；在建筑物的高層，由于受基站天線的高度限制，無法正常覆蓋，也是移動(dòng)通信的弱區(qū)或乒乓效應(yīng)區(qū)。另外，在有些建筑物內(nèi)，雖然基站信號(hào)能夠正常通話，但是用戶密度大，基站信道擁擠，手機(jī)接入困難。為解決以上問題，業(yè)界引入了室內(nèi)分布系統(tǒng)。室內(nèi)分布系統(tǒng)的原理是利用室內(nèi)天線分布系統(tǒng)將移動(dòng)基站的信號(hào)均勻分布在室內(nèi)每個(gè)角落，從而保證室內(nèi)各區(qū)域擁有理想的信號(hào)覆蓋。目前，3G網(wǎng)絡(luò)包括室內(nèi)覆蓋的建設(shè)越來越完善，在城市的中心區(qū)、商業(yè)區(qū)或者機(jī)場、賓館、地鐵等人流密集區(qū)域，3G的無縫覆蓋已經(jīng)讓用戶有了切身的感受。但3G網(wǎng)絡(luò)對于高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持能力無法滿足市場預(yù)期，類似高速流媒體、在線視頻、高速下載、網(wǎng)頁高速瀏覽、無線視頻

7、監(jiān)控、大型在線游戲等極具市場吸引力的應(yīng)用均無法在3G網(wǎng)絡(luò)下流暢部署，同時(shí)，3G還面臨來自Wifi方面強(qiáng)有力的競爭，盡快升級(jí)網(wǎng)絡(luò)，部署LTE成為國內(nèi)外運(yùn)營商的當(dāng)務(wù)之急。目前全球范圍內(nèi)已有31 個(gè)國家的 64 個(gè)運(yùn)營商承諾在 2012 年以前部署LTE，Top50的運(yùn)營商中有60%的運(yùn)營商確定在2012年前部署LTE。根 據(jù)NTT DoCoMo的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，手機(jī)用戶70%以上的話務(wù)需求發(fā)生在室內(nèi)，加上TD-LTE高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的定位對信號(hào)質(zhì)量要求很高，因此加大室內(nèi)覆蓋力度是保證TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)質(zhì)量的重要手段。圖1 室內(nèi)覆蓋業(yè)務(wù)比例2 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)介紹2.1室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)構(gòu)成室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)為基站信號(hào)通過

8、無源器件進(jìn)行分路，經(jīng)由饋線將無線信號(hào)分配到每一付分散安裝在建筑物各個(gè)區(qū)域的低功率天線上，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)信號(hào)的均勻分布。在某些需要延伸覆蓋的場合，使用干線放大器對輸入的信號(hào)進(jìn)行中繼放大，達(dá)到擴(kuò)大覆蓋范圍的目的。該系統(tǒng)主要包括干線放大器、射頻同軸電纜、功分器、耦合器、電橋、天線等器件。該系統(tǒng)主要由以下部分構(gòu)成：信號(hào)源：BBU+RRU、宏蜂窩、微蜂窩。功率分配系統(tǒng)：光纖分布系統(tǒng)、泄露電纜和各種無源、有源分布系統(tǒng)，包含：有源器件：主要是指干線放大器和直放站。室內(nèi)天線：吸頂全向天線、壁掛定向天線或者八木天線。饋線和接頭：阻燃饋線和適配7/8”和1/2”等阻燃饋線的N型、7/16型接頭。功率分配器件：功分器

9、和耦合器等。如下圖所示：圖2 室內(nèi)分系統(tǒng)構(gòu)成室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)靈活，根據(jù)不同的室內(nèi)覆蓋場景和需求采用相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。實(shí)現(xiàn)室內(nèi)無線信號(hào)的良好覆蓋，需解決好兩方面的問題，即采用適當(dāng)?shù)男旁刺崛》绞胶蛽褡罴训氖覂?nèi)布線形式，以達(dá)到功率的合理分配。2.2 功率分配系統(tǒng)的設(shè)備組成功率分配系統(tǒng)包含：u 同軸分布式天線系統(tǒng)u 泄露電纜u 光纖分布系統(tǒng)功率分配系統(tǒng)由有源設(shè)備和無源設(shè)備組成。有源設(shè)備為直放站、干放等；無源天饋系統(tǒng)由功分器、耦合器、電橋和分布式天線等無源器件組成。122.22.2.1 無源器件2.2.1.1 天線天線是將傳輸線中的電磁能轉(zhuǎn)化成自由空間的電磁波或?qū)⒖臻g電磁波轉(zhuǎn)化成傳輸線中的電磁能

10、的設(shè)備，天線的主要指標(biāo)有：增益、帶寬、極化方式、波瓣角（垂直和水平）、前后比、駐波比。通信天線種類按工作頻段分為：超長波、長波、中波、短波、超短波、微波天線；按方向性分為：全向、定向天線；按結(jié)構(gòu)特性：線天線、面天線。主要應(yīng)用的天線種類有：全向吸頂天線，定向壁掛天線，定向八木天線，下面對其進(jìn)行簡述：u 全向吸頂天線全向吸頂天線在室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)應(yīng)用中主要安裝在天花板上，增益一般為3dBi，主要用于常規(guī)區(qū)域的覆蓋。參考指標(biāo)如下表所示：參考圖如下：圖3 吸頂天線u 壁掛天線壁掛天線在室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)中，主要用于電梯以及長廊的覆蓋，波束集中，前后比高，增益高（一般為7dBi左右）；有時(shí)用于控制信號(hào)室外泄漏。參

11、考指標(biāo)如下：參考圖如下：圖4 壁掛天線u 對數(shù)周期天線該天線輻射方向?yàn)槎ㄏ蜉椛洌亩ㄏ蛐苑浅：?，常用于電梯?nèi)覆蓋或施主天線。參考指標(biāo)如下，參考指標(biāo)如下：電性能頻率（MHz）80696017102500駐波比1.5輸入阻抗（）50極化方式垂直極化增益（dBi）8191前后比（dB）103dB波瓣寬度E面（o）6555H面（o）90157512互調(diào)（dBm）-107輸入功率（Max）（W）50雷電保護(hù)直流接地機(jī)械性能連接方式N-50K天線罩材質(zhì)防紫外線ABS天線顏色白色尺寸（mm）29021065重量（Kg）1.0工作溫度及濕度-35+45/95%40參考圖如下：圖5 對數(shù)周期天線u 全向吸頂雙

12、極化MIMO天線（測試產(chǎn)品）該天線專為LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)研發(fā)、定制，支持LTE的各種MIMO算法，測試數(shù)據(jù)顯示，采用雙極化MIMO天線后，上下行數(shù)據(jù)峰值速率（近場）提升幅度達(dá)到1.8-2倍2.2.1.2 功分器功分器是一種能量的等值分配的器件，目前的技術(shù)水平可以達(dá)到很寬的頻帶特性。按照制作原理以及工藝區(qū)分，有微帶功分器和腔體功分器，區(qū)別是微帶功分器各個(gè)輸出口之間有隔離度，腔體功分器沒有隔離度，腔體功分器在承受功率和插損上比微帶功分器有一定的優(yōu)勢，主要參考指標(biāo)如下：名稱二功分器三功分器四功分器頻率范圍6982700 MHz插入損耗（dB）3.3dB5.2dB6.4dB端口隔離度不作要求駐波比（V

13、SWR）1.3（輸入端）帶內(nèi)波動(dòng)0.3dB0.35dB互調(diào)-120dBc243dBm阻抗50接口形式N/F功率容量（W）200W外形尺寸（mm）211602522760252276042工作溫度()-30+45安裝方式扎帶或支架工作溫濕度()-25+6595%參考圖如下：圖6 功分器2.2.1.12.2.1.2 耦合器耦合器是一種能量的不等值分配的器件，目前的技術(shù)水平可以達(dá)到很寬的頻帶特性。按照制作原理以及工藝區(qū)分，有微帶耦合器和腔體耦合器，腔體耦合器在承受功率和插損上比微帶耦合器有一定的優(yōu)勢，主要參考指標(biāo)如下：型號(hào)5dB6dB7dB10dB15dB20dB30dB40dB頻率范圍(MHz)6

14、98-2700耦合度（dB）50.860.870.8101151201301.5401.5方向性（dB)2015插入損耗dB2.31.71.51.00.40.350.2輸入駐波比1.3特性阻抗（）50功率容量（W）300互調(diào)（IM3）-120dBc243dBm接頭N-F尺寸（mm）1173817.1重量（Kg）0.21工作溫度()-30+45安裝方式通孔安裝工作溫濕度()-25+6595%參考圖如下：圖7 耦合器2.2.1.3 合路器合路器的主要作用是將每一端口信號(hào)的輸入功率饋送到同一輸出端口，同時(shí)避免各個(gè)端口信號(hào)之間的相互影響，以GSM&UMTS&TD-LTE三頻合路器為例，參考指標(biāo)如下：指

15、標(biāo)通道CH1通道CH2通道CH3頻率范圍(MHz)8859601710217026002700插入損耗(dB)0.80.80.8帶內(nèi)波動(dòng)(dB)0.60.60.6帶外抑制(dB)80CH280CH180CH280CH380CH380CH1端口隔離(dB)80CH280CH180CH280CH380CH380CH1駐波比1.3阻抗()50三階互調(diào)(dBc)-120+43dBm2接口類型N-F功率容量(W)100&200工作溫度()-25+55尺寸（mm）19011651（不含接頭）重量（Kg）1.35安裝方式兩邊支架安裝參考圖如下：圖8 合路器2.2.1.4 RF同軸電纜RF同軸電纜的作用是在它

16、能承受的所有環(huán)境條件下，在發(fā)射設(shè)備和天線之間充分地傳輸信號(hào)功率，所有電磁波都在封閉的外導(dǎo)體內(nèi)沿軸向傳輸而不能和電纜外部環(huán)境中的電磁波發(fā)生耦合。RF同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣體、外導(dǎo)體和護(hù)套4部分組成。主要參考指標(biāo)如下：產(chǎn)品類型1/2”饋線1/2”超柔饋線7/8”饋線結(jié)構(gòu)參數(shù)內(nèi)導(dǎo)體外徑（mm）4.80.13.60.190.1外導(dǎo)體外徑（mm）13.70.112.20.1250.2絕緣套外徑（mm）160.113.50.1280.2機(jī)械性能最小彎曲半徑（mm）一次彎曲半徑7035120多次彎曲半徑21050360電氣性能阻抗（）501百米損耗（dB/100m）1900MHz11.016.66.1620

17、00MHz12.017.76.62400MHz13.519.2=-105dBm；C/I=0dBu 地下室、電梯等封閉場景RSRP=-110dBm；C/I=-3dB8.2 信號(hào)外泄要求在建筑物外10米處，室內(nèi)RSRP=-125dBm或室內(nèi)RSRP小于室外最強(qiáng)RSRP 10dB及以上。8.3 BLER及呼損率要求u 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)5%=BLER=10%u 呼損率呼損率 -105dBm的概率大于90%?？紤]LTE滿配20MHz的情況下，每通道輸出20W，總計(jì)有1200個(gè)子載波，平均每個(gè)子載波的發(fā)射功率為12.2dBm，允許的分布系統(tǒng)的最大路徑損耗 (=饋線插損+空間耦合損耗)為117.2dB。，根據(jù)TD-

18、LTE鏈路計(jì)算表，達(dá)到1Mbits/s所要求的邊緣場強(qiáng)應(yīng)大于-105dBm，建議一般場景下TD-LTE天線口功率控制在-10-5dBm(RSRP)，對于大型會(huì)展中心等場景，天線口功率還可適當(dāng)酌情提高，但應(yīng)滿足國家對于電磁輻射防護(hù)的規(guī)定。8.5切換區(qū)域規(guī)劃要求室內(nèi)分布系統(tǒng)小區(qū)切換區(qū)域的規(guī)劃應(yīng)遵循以下原則：(1)切換區(qū)域應(yīng)綜合考慮切換時(shí)間要求及小區(qū)間干擾水平等因素設(shè)定。(2)室內(nèi)分布系統(tǒng)小區(qū)與室外宏基站的切換區(qū)域規(guī)劃在建筑物的出入口處。(3)電梯的小區(qū)劃分：將電梯與低層劃分為同一小區(qū)，電梯廳盡量使用與電梯同小區(qū)信號(hào)覆蓋，確保電梯與平層之間的切換在電梯廳內(nèi)發(fā)生。注：要求電梯覆蓋使用的RRU應(yīng)與1層覆蓋使用相同的RRU或者單獨(dú)使