LTE室内覆盖技术

1、TD-LTE室内覆盖技术目录1概述52室内覆盖系统介绍72.1室内覆盖系统构成72.2 功率分配系统的设备组成82.2.1无源器件82.2.2有源设备183室内覆盖场景分类203.1场景分类203.2 典型场景分析203.2.1商务写字楼203.2.2商场超市203.2.3会展中心/会议中心213.2.4奥运场馆213.2.5民航机场/火车站汽车站码头213.2.6宾馆酒店213.2.7娱乐、餐饮场所223.2.8地下停车场223.2.9地铁224 TD-LTE室内覆盖建设方式建议234.1 TD-LTE室内覆盖建设原则234.2单路建设方式234.3双路建设方式244.4不同建设方式对比26

2、4.5原室内分布系统改造建议264.5.1 无源器件改造265TD-LTE室内分布系统规划设计思路286TD-LTE 室内分布系统干扰分析296.1 TD-LTE 与其他系统工作频段296.2干扰分类分析296.2.1邻频干扰306.2.2杂散干扰306.2.3阻塞干扰306.2.4互调干扰306.3 TD-LTE与其他系统的干扰隔离要求316.3.1系统间干扰的规避准则316.3.2共用室内分布系统的其他系统326.3.3TD-LTE与异系统干扰分析326.3.4TD-LTE与Wifi干扰分析357TD-LTE 室内覆盖性能分析397.1 TD-LTE 覆盖特性397.2 TD-LTE室内覆

3、盖规划方法397.3 TD-LTE 室内传播模型选取417.4 TD-LTE与TD-SCDMA室内链路预算对比418TD-LTE 室内覆盖设计要求438.1 覆盖边缘要求438.2 信号外泄要求438.3 BLER及呼损率要求438.4 天线口功率要求438.5切换区域规划要求449TD-LTE室内覆盖天线布放建议459.1 天线规划原则459.2 回字形结构天线规划459.3 长廊形结构天线规划469.4 大厅天线规划479.5 会议室的天线规划479.6 大型商场的天线规划489.7 地下室等信号盲区的天线规划489.8 电梯覆盖天线规划4810室内分布系统设计流程5010.1初次勘查50

4、10.1.1工作流程5010.1.2准备工作5110.1.3工作内容5110.2 技术谈判5210.3 详细勘查5310.3.1工作流程5310.3.2工作内容5410.4 方案详细设计5410.4.1工作流程5410.4.2分析勘察结果5510.4.3天线位置选择5610.4.4设计原理图5610.4.5输出设计文件5810.5方案提交和审核5810.5.1工作流程5810.5.2设计方案审核注意事项5911TD-LTE室内覆盖系统设计案例6111.1案例名称与站点情况介绍6111.1.1案例名称6111.1.2站点情况介绍6111.2 覆盖方案介绍6111.2.15+1方案6211.2.2

5、4+2方案6211.2.3综合分析6211.3 方案图集6311.3.14+2方案6311.3.25+1方案6311.3.3部分场景覆盖图641 概述移动通信系统的网络覆盖、系统容量、业务质量是各运营商获取竞争优势的关键所在，同时也是所有无线网络规划和优化工作的主题。随着城市移动用户的飞速发展以及高层、大型建筑物的不断增加，系统容量和覆盖要求不断上升。这些建筑物规模大、质量好，对移动信号有很强的屏蔽作用。大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境是移动信号弱区甚至盲区，手机无法正常使用；在中间楼层，由于来自周围不同基站信号的重叠，产生严重的乒乓效应，手机频繁切换，甚至掉话，严重影响了手机的正

6、常使用；在建筑物的高层，由于受基站天线的高度限制，无法正常覆盖，也是移动通信的弱区或乒乓效应区。另外，在有些建筑物内，虽然基站信号能够正常通话，但是用户密度大，基站信道拥挤，手机接入困难。为解决以上问题，业界引入了室内分布系统。室内分布系统的原理是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内各区域拥有理想的信号覆盖。目前，3G网络包括室内覆盖的建设越来越完善，在城市的中心区、商业区或者机场、宾馆、地铁等人流密集区域，3G的无缝覆盖已经让用户有了切身的感受。但3G网络对于高速数据业务的支持能力无法满足市场预期，类似高速流媒体、在线视频、高速下载、网页高速浏览、无线视频

7、监控、大型在线游戏等极具市场吸引力的应用均无法在3G网络下流畅部署，同时，3G还面临来自Wifi方面强有力的竞争，尽快升级网络，部署LTE成为国内外运营商的当务之急。目前全球范围内已有31 个国家的 64 个运营商承诺在 2012 年以前部署LTE，Top50的运营商中有60%的运营商确定在2012年前部署LTE。根 据NTT DoCoMo的统计数据，手机用户70%以上的话务需求发生在室内，加上TD-LTE高速数据业务的定位对信号质量要求很高，因此加大室内覆盖力度是保证TD-LTE网络建设质量的重要手段。图1 室内覆盖业务比例2 室内覆盖系统介绍2.1室内覆盖系统构成室内覆盖系统为基站信号通过

8、无源器件进行分路，经由馈线将无线信号分配到每一付分散安装在建筑物各个区域的低功率天线上，从而实现室内信号的均匀分布。在某些需要延伸覆盖的场合，使用干线放大器对输入的信号进行中继放大，达到扩大覆盖范围的目的。该系统主要包括干线放大器、射频同轴电缆、功分器、耦合器、电桥、天线等器件。该系统主要由以下部分构成：信号源：BBU+RRU、宏蜂窝、微蜂窝。功率分配系统：光纤分布系统、泄露电缆和各种无源、有源分布系统，包含：有源器件：主要是指干线放大器和直放站。室内天线：吸顶全向天线、壁挂定向天线或者八木天线。馈线和接头：阻燃馈线和适配7/8”和1/2”等阻燃馈线的N型、7/16型接头。功率分配器件：功分器

9、和耦合器等。如下图所示：图2 室内分系统构成室内覆盖系统的方案设计灵活，根据不同的室内覆盖场景和需求采用相应的系统设计方案。实现室内无线信号的良好覆盖，需解决好两方面的问题，即采用适当的信源提取方式和择最佳的室内布线形式，以达到功率的合理分配。2.2 功率分配系统的设备组成功率分配系统包含：u 同轴分布式天线系统u 泄露电缆u 光纤分布系统功率分配系统由有源设备和无源设备组成。有源设备为直放站、干放等；无源天馈系统由功分器、耦合器、电桥和分布式天线等无源器件组成。122.22.2.1 无源器件2.2.1.1 天线天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能

10、的设备，天线的主要指标有：增益、带宽、极化方式、波瓣角（垂直和水平）、前后比、驻波比。通信天线种类按工作频段分为：超长波、长波、中波、短波、超短波、微波天线；按方向性分为：全向、定向天线；按结构特性：线天线、面天线。主要应用的天线种类有：全向吸顶天线，定向壁挂天线，定向八木天线，下面对其进行简述：u 全向吸顶天线全向吸顶天线在室内覆盖系统应用中主要安装在天花板上，增益一般为3dBi，主要用于常规区域的覆盖。参考指标如下表所示：参考图如下：图3 吸顶天线u 壁挂天线壁挂天线在室内覆盖系统中，主要用于电梯以及长廊的覆盖，波束集中，前后比高，增益高（一般为7dBi左右）；有时用于控制信号室外泄漏。参

11、考指标如下：参考图如下：图4 壁挂天线u 对数周期天线该天线辐射方向为定向辐射，它的定向性非常好，常用于电梯内覆盖或施主天线。参考指标如下，参考指标如下：电性能频率（MHz）80696017102500驻波比1.5输入阻抗（）50极化方式垂直极化增益（dBi）8191前后比（dB）103dB波瓣宽度E面（o）6555H面（o）90157512互调（dBm）-107输入功率（Max）（W）50雷电保护直流接地机械性能连接方式N-50K天线罩材质防紫外线ABS天线颜色白色尺寸（mm）29021065重量（Kg）1.0工作温度及湿度-35+45/95%40参考图如下：图5 对数周期天线u 全向吸顶双

12、极化MIMO天线（测试产品）该天线专为LTE室内分布系统研发、定制，支持LTE的各种MIMO算法，测试数据显示，采用双极化MIMO天线后，上下行数据峰值速率（近场）提升幅度达到1.8-2倍2.2.1.2 功分器功分器是一种能量的等值分配的器件，目前的技术水平可以达到很宽的频带特性。按照制作原理以及工艺区分，有微带功分器和腔体功分器，区别是微带功分器各个输出口之间有隔离度，腔体功分器没有隔离度，腔体功分器在承受功率和插损上比微带功分器有一定的优势，主要参考指标如下：名称二功分器三功分器四功分器频率范围6982700 MHz插入损耗（dB）3.3dB5.2dB6.4dB端口隔离度不作要求驻波比（V

13、SWR）1.3（输入端）带内波动0.3dB0.35dB互调-120dBc243dBm阻抗50接口形式N/F功率容量（W）200W外形尺寸（mm）211602522760252276042工作温度()-30+45安装方式扎带或支架工作温湿度()-25+6595%参考图如下：图6 功分器2.2.1.12.2.1.2 耦合器耦合器是一种能量的不等值分配的器件，目前的技术水平可以达到很宽的频带特性。按照制作原理以及工艺区分，有微带耦合器和腔体耦合器，腔体耦合器在承受功率和插损上比微带耦合器有一定的优势，主要参考指标如下：型号5dB6dB7dB10dB15dB20dB30dB40dB频率范围(MHz)6

14、98-2700耦合度（dB）50.860.870.8101151201301.5401.5方向性（dB)2015插入损耗dB2.31.71.51.00.40.350.2输入驻波比1.3特性阻抗（）50功率容量（W）300互调（IM3）-120dBc243dBm接头N-F尺寸（mm）1173817.1重量（Kg）0.21工作温度()-30+45安装方式通孔安装工作温湿度()-25+6595%参考图如下：图7 耦合器2.2.1.3 合路器合路器的主要作用是将每一端口信号的输入功率馈送到同一输出端口，同时避免各个端口信号之间的相互影响，以GSM&UMTS&TD-LTE三频合路器为例，参考指标如下：指

15、标通道CH1通道CH2通道CH3频率范围(MHz)8859601710217026002700插入损耗(dB)0.80.80.8带内波动(dB)0.60.60.6带外抑制(dB)80CH280CH180CH280CH380CH380CH1端口隔离(dB)80CH280CH180CH280CH380CH380CH1驻波比1.3阻抗()50三阶互调(dBc)-120+43dBm2接口类型N-F功率容量(W)100&200工作温度()-25+55尺寸（mm）19011651（不含接头）重量（Kg）1.35安装方式两边支架安装参考图如下：图8 合路器2.2.1.4 RF同轴电缆RF同轴电缆的作用是在它

16、能承受的所有环境条件下，在发射设备和天线之间充分地传输信号功率，所有电磁波都在封闭的外导体内沿轴向传输而不能和电缆外部环境中的电磁波发生耦合。RF同轴电缆由内导体、绝缘体、外导体和护套4部分组成。主要参考指标如下：产品类型1/2”馈线1/2”超柔馈线7/8”馈线结构参数内导体外径（mm）4.80.13.60.190.1外导体外径（mm）13.70.112.20.1250.2绝缘套外径（mm）160.113.50.1280.2机械性能最小弯曲半径（mm）一次弯曲半径7035120多次弯曲半径21050360电气性能阻抗（）501百米损耗（dB/100m）1900MHz11.016.66.1620

17、00MHz12.017.76.62400MHz13.519.2=-105dBm；C/I=0dBu 地下室、电梯等封闭场景RSRP=-110dBm；C/I=-3dB8.2 信号外泄要求在建筑物外10米处，室内RSRP=-125dBm或室内RSRP小于室外最强RSRP 10dB及以上。8.3 BLER及呼损率要求u 数据业务5%=BLER=10%u 呼损率呼损率 -105dBm的概率大于90%。考虑LTE满配20MHz的情况下，每通道输出20W，总计有1200个子载波，平均每个子载波的发射功率为12.2dBm，允许的分布系统的最大路径损耗 (=馈线插损+空间耦合损耗)为117.2dB。，根据TD-

18、LTE链路计算表，达到1Mbits/s所要求的边缘场强应大于-105dBm，建议一般场景下TD-LTE天线口功率控制在-10-5dBm(RSRP)，对于大型会展中心等场景，天线口功率还可适当酌情提高，但应满足国家对于电磁辐射防护的规定。8.5切换区域规划要求室内分布系统小区切换区域的规划应遵循以下原则：(1)切换区域应综合考虑切换时间要求及小区间干扰水平等因素设定。(2)室内分布系统小区与室外宏基站的切换区域规划在建筑物的出入口处。(3)电梯的小区划分：将电梯与低层划分为同一小区，电梯厅尽量使用与电梯同小区信号覆盖，确保电梯与平层之间的切换在电梯厅内发生。注：要求电梯覆盖使用的RRU应与1层覆盖使用相同的RRU或者单独使