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1、 编号 淮安信息淮安信息职业职业技技术术学院学院毕毕业业论论文文题 目TD-LTE 室内覆盖设计与优化学生姓名侯 珍学 号38112106系 部计算机与通信工程学院专 业通信工程设计与施工（监理）班 级381121指导教师朱 东 进顾问教师二一四年十月摘 要摘摘 要要随着移动通信的发展，信号覆盖一直是移动通信网络建设的重点之一，室外区域和道路一般通过室外基站覆盖可以达到比较理想的效果，室内区域一般需要建设室内分布系统专项覆盖。室内覆盖是实现无线覆盖、优化网络容量分布、增加话务收入和提高用户满意度的一个重要手段。本文简要的介绍了 TD-LTE 系统的室内覆盖设计与网络优化问题，并综合论述了 TD

2、-LTE 室内覆盖系统原理和关键技术，以及基于万达广场商业综合区的设计方案与网络优化方案。在设计方案过程中，介绍了室内分布系统相关的器件。设计室内分布系统主要目的是提高移动网络的服务质量，但室内覆盖网络和其他网络单元一样，存在一些指标问题，对于室内分布系统需要进行维护优化，针对分布系统常见的问题，如临区切换等进行了分析，并提出了解决方法，为实际室内分布系统覆盖工程的设计和后期的维护优化提供了参考，具有较强的实用性。 关键字： 室内覆盖； TD-LTE； 设计与优化方案AbstractAbstractWith the development of mobile communications, s

3、ignal coverage has been one of the major mobile communication network constructions, outdoor areas and roads generally covered by outdoor base station can achieve more satisfactory results, and the indoor area is generally covered with a special need to build indoor distribution system. Wireless ind

4、oor coverage is coverage, optimizing the distribution network capacity, increasing revenues and improving traffic is an important means of user satisfaction. This article briefly describes the indoor coverage of TD-LTE system design and network optimization problems, and comprehensive discussion of

5、the TD-LTE indoor coverage system principles and key technologies, and design -based Wanda Plaza Commercial Complex and network optimization. In the design process, introduced the indoor distribution system-related devices. Design indoor distribution system is mainly aimed at improving the quality o

6、f service of mobile networks , but indoor coverage network and other network elements as there are some indicators , for indoor distribution system requires maintenance optimization, a common problem for distributed systems , such as immersive handoff analyzed and proposed solutions, covering the de

7、sign and optimization of post- project maintenance to provide a reference for the actual indoor distribution system , with a strong practical . Keywords： indoor coverage; TD-LTE; design and optimization目 录IV目目 录录摘摘 要要.IIABSTRACT.III目目 录录.IV第一章第一章 绪论绪论.11.1 研究背景.11.2 TD-LTE 技术的国内外发展现状.1第二章第二章 TD-LTE

8、基本原理基本原理.52.1TD-LTE 的关键技术.52.1.1 OFDM 技术.52.1.2 MIMO 技术.62.1.3 多址传输方式.72.2TD-LTE 的优势与特点.72.2.1 TD-LTE 的优势.72.2.2 TD-LTE 的特点.7第三章第三章 LTE 室内覆盖方案设计室内覆盖方案设计.93.1 LTE 室内分布系统组成.93.1.1 室内分布系统信号源.93.1.2 室内分布系统分布方式.113.1.3 TD-LTE 室内分布系统设备组成.123.2LTE 室内覆盖系统设计基本原则.133.3 LTE 室内覆盖设计方案.133.3.1 LTE 室内覆盖设计思路.13图图 3

9、-1 LTE 室内分布系统设计流程图室内分布系统设计流程图.143.3.2 TD-LTE 室内覆盖系统建设总体原则.143.3.3 TD-LTE 室内覆盖性能分析.15由由 LTE 的关键技术决定，其室内覆盖特性具有自身鲜明的特点。与的关键技术决定，其室内覆盖特性具有自身鲜明的特点。与 TD-SCDMA 相比较，在覆盖目标业务、覆盖影响因素、覆盖性能提升手段等方面相比较，在覆盖目标业务、覆盖影响因素、覆盖性能提升手段等方面均有不同。具体对比结果见表均有不同。具体对比结果见表 3-1 所述。所述。.15表表 3.1 LTE 与与 TD-SCDMA 室内覆盖特性对比室内覆盖特性对比.15TD-SC

10、DMA 覆盖特性覆盖特性.15LTE 覆盖特性覆盖特性.15覆盖目标业务覆盖目标业务.15以电路域以电路域 S64K 业务作为连续覆盖的目标业务业务作为连续覆盖的目标业务.15不存在电路域业务，连续覆盖的目标业务为数据业务不存在电路域业务，连续覆盖的目标业务为数据业务.15目 录V覆盖影响因素覆盖影响因素.15在给定的环境和目标误块率的条件下，在给定的环境和目标误块率的条件下，CS64K 业务调制编码方式固定，系统资业务调制编码方式固定，系统资源固定，解调门限固定源固定，解调门限固定.15在相同数据速率下，可选择不同的调制编码方式和系统资源配置，解调门限随在相同数据速率下，可选择不同的调制编码

11、方式和系统资源配置，解调门限随之变化。需要在覆盖规划中确定用户资源配置、调制编码方式等配置，以应对之变化。需要在覆盖规划中确定用户资源配置、调制编码方式等配置，以应对不同的覆盖环境和规划需求不同的覆盖环境和规划需求.15覆盖性能提升手段覆盖性能提升手段.15在在 HSPA标准之前，仅有标准之前，仅有 .15BEAM FORMING 一种手段一种手段 .15具有具有 SFBC、BEAM FORMING、空间复用等多种提升手段，选择不同手段其、空间复用等多种提升手段，选择不同手段其覆盖能力差异较大。在室内可以使用覆盖能力差异较大。在室内可以使用 SFBC 改善边缘条件下的覆盖性能；空间改善边缘条件

12、下的覆盖性能；空间复用方式可以显著提升系统容量复用方式可以显著提升系统容量.15在对在对 LTE 室内分布系统进行改造时，要参考现有的室内分布系统进行改造时，要参考现有的 TD-SCDMA 室内覆盖规室内覆盖规划，并在其基础上展开。当进行划，并在其基础上展开。当进行 LTE 室内分布系统新建时，也要综合考虑室内分布系统新建时，也要综合考虑GSM900、DCS1800、TD-SCDMA 的覆盖需求进行设计。的覆盖需求进行设计。 .163.3.4 TD-LTE 室内分布系统设计方案.16LTE 单通道室内分布系统建设方案与单通道室内分布系统建设方案与 2G、3G 的室内分布系统建设方式基本的室内分

13、布系统建设方式基本一致，主要为在典型室内场景中直接新建一套一致，主要为在典型室内场景中直接新建一套 LTE 室内分布系统或在原有的分室内分布系统或在原有的分布系统上直接耦合布系统上直接耦合 LTE 系统并更换相应器件为宽频器件。每个楼层只使用一个系统并更换相应器件为宽频器件。每个楼层只使用一个通道进行覆盖，上行链路采用单输入单输出（通道进行覆盖，上行链路采用单输入单输出（SISO）方式，下行链路采用单输）方式，下行链路采用单输入多输出（入多输出（SIMO）方式。这种建设方案无法提升用户峰值吞吐量，无法发挥）方式。这种建设方案无法提升用户峰值吞吐量，无法发挥 LTE 的性能优势，但投资、协调量较

14、小，其建设模型如图的性能优势，但投资、协调量较小，其建设模型如图 3-2 所示所示.16图图 3-2 LTE 室内分布系统单通道设计方案室内分布系统单通道设计方案.16.173.4 TD-LTE 室内覆盖案例分析 .173.4.1 室内覆盖内容.18图图 3-4 多系统合路原理图多系统合路原理图.183.4.2 万达广场商业区室内覆盖设计原则.193.4.3 万达广场商业区方案设计思路.19目 录VI3.4.4 万达广场商业区方案设计框图.193.4.5 电梯内系统设计.20第四章第四章 TD-LTE 室内覆盖的优化方案室内覆盖的优化方案.214.1 室内覆盖存在的问题.214.2 室内覆盖优

15、化方案.214.3TD-LTE 室内外小区切换优化.234.4 TD-LTE 室内覆盖优化案例分析.23第五章第五章 总结与展望总结与展望.27本文通过对室内分布系统的简单研究与分析，室内覆盖系统是利用移动基站信本文通过对室内分布系统的简单研究与分析，室内覆盖系统是利用移动基站信号通过室内分布系统均匀的分布在房间的每一个角落，从而确保室内面积有一号通过室内分布系统均匀的分布在房间的每一个角落，从而确保室内面积有一个理想的信号覆盖范围，提高网络覆盖率，达到良好通话质量的目的。因此，个理想的信号覆盖范围，提高网络覆盖率，达到良好通话质量的目的。因此，怎样解决好室内信号的覆盖问题，满足广大人民群众的

16、需求，提高移动通信质怎样解决好室内信号的覆盖问题，满足广大人民群众的需求，提高移动通信质量，优化各种网络依然成为通信建设发展的一种必定趋势。为解决室内信号覆量，优化各种网络依然成为通信建设发展的一种必定趋势。为解决室内信号覆盖不理想的事实情况，目前最佳的解决方法就是在信号不好的室内安装室内分盖不理想的事实情况，目前最佳的解决方法就是在信号不好的室内安装室内分布系统。分布系统就是将基站的信号通过有线方式直接引入到室内的各个区域，布系统。分布系统就是将基站的信号通过有线方式直接引入到室内的各个区域，在通过天线将基站信号发送出去，以至于达到消除信号盲区、抑制室外信号干在通过天线将基站信号发送出去，以

17、至于达到消除信号盲区、抑制室外信号干扰的目的，为室内的网络用户提供稳定、可靠的信号，使用户在室内也能享受扰的目的，为室内的网络用户提供稳定、可靠的信号，使用户在室内也能享受高质量的移动通信服务。本文参考高质量的移动通信服务。本文参考 2G、3G 的室内建设经验，提出了的室内建设经验，提出了 LTE 相相应的室内覆盖设计方案与优化方案，并用设计实例具体解析。应的室内覆盖设计方案与优化方案，并用设计实例具体解析。.27致致 谢谢.29参考文献参考文献.30附录附录 1 XXXXXX.31第一章 绪论1第一章第一章 绪论绪论1.1 研究背景研究背景移动通信所具有的移动性和个性化服务特征，适应了信息时

18、代的需要，一直以来都表现出旺盛的生命力和巨大的市场潜力。截止 2009 年年底，全球移动通信普及率为 67%，发展中国家的移动通信普及率也达到 57%。移动业务对固定业务的替代作用日益显著，以我国为例，固定电话用户数还在下降，现已不足移动电话用户数的一半，移动数据业务增长也很快，我国手机上网人数占全国网民总数的 60.8%，未来五年时间内，移动通信终端将超过 PC 成为主要的上网工具。伴随时代发展移动通信用户逐渐增多，业务宽带需求也随之加大，但是频谱资源却存在一定局限性，也正是因为如此移动通信技术随着时代发展也在不断更新。和其他技术进行对比我们可明显发现移动通信将其换代特点重点突显出来，由一代

19、移动通信的普及化到二代移动通信在全国范围内的普及，直到现在诸多国家频繁应用于商业中的第三代移动通信，大约是间隔十年就会出现新的一代且每一代都具备显著特性，和之前作以对比我们可明显发现频谱利用率得以提升。值得一提的是，在 3G 开始标准化十年之后的今天，以正交频分复用(OFDM)技术和多输入多输出天线(MIMO)技术为标志的 3G 长期演进(LTE)的标准化已基本完成，移动通信技术发展到一个新的高度。第三代移动通信技术之后国际上出现新的移动通信标准，即 LTE。TD-LTE是时分双工(TDD， Time Division Duplex)模式的 LTE 系统，是 TD-SCDMA 的后续演进技术与

20、标准。LTE 是 3GPP (3rd Generation Partnership Project)组织中第三代移动通信技术的演进技术，是对其进行可行性研究与规范化的结果，通过深入分析与研究 LTE、LTE-Advanced 等使得全球设备商与运营商对此给予高度重视。LTE 系统存在的前提基础是正交频分复用、多输入多输出技术，主要传输移动通信系统中优化分组之后的数据信息。TD-LTE 在实验网之后也许会很快就会商用，这是网络发展的趋势，因此本文通过分析 TD-LTE 的关键技术，对 TD-LTE 的设计要点和网络优化进行探讨。1.2 TD-LTE 技技术术的国内外的国内外发发展展现现状状移动宽

21、带正在成为人们日常生活中必不可少的一项需求，随着互联网的发展，人们渐渐习惯了不论是在家里还是办公室或者路途中，都能享受到移动宽带服务。到 2013 年拥有宽带的人数将超过预估的 18 亿，其中约 2/3 的人将成为淮安信息职业技术学院毕业设计论文2移动宽带的消费者。而这些消费者中，绝大部分的需求为数据需求，而非以前的语音需求，这就要求我们的移动宽带服务能够提供更快的速率，更好的用户体验，因此，TD-LTE 为移动运营商们提供了契机。TD-LTE 为消费者和移动运营商们提供了一些重要益处： 性能和负载力：关于 TD-LTE 的要求之一是提供下行速率至少达到100Mbit/s。该技术允许速度超过

22、200Mbit/s 且爱立信已经演示了 TD-LTE 速率约为 150Mbit/s。此外，时延应少于 10ms。实际上，这意味着 TD-LTE 相比其他任何一种技术已经达到基本的 4G 要求。 简易性：首先，TD-LTE 支持灵活的带宽，从低于 5MHz 到超过20MHz。到目前为止，3GPP 已经将十个成对频谱带和四个非成对频谱带分配给LTE 使用。并且未来将有越来越多的带宽被识别。这意味着一个运营商可能在“新”带宽中引入 LTE，在这个“新”带宽里最易配置 10MHz 或 20MHz 载体，并最终在所有的带宽中配置 LTE。其次，LTE 无线网络产品将拥有一些特征，这些特征将简化下一代网络

23、的构建和管理。例如，即插即用、自配置和自优化特征将简化并降低网络铺设和管理的成本。然后，LTE 将与简化的、基于 IP 的核心和交换网络同时配置，该核心与交换网更易构建、维护和引入服务。 终端多样：除了手机之外，许多电脑和消费者电子设备，例如笔记本、超便携式设备、游戏设备和相机，将包含 LTE 嵌入式模块。自从 LTE 支持切换并漫游至现有的移动网络，所有这些设备可以从一开始拥有无处不在的移动宽频网络覆盖。总之，运营商能够灵活地引入 LTE 以匹配其现有的网络、频谱、移动宽频和多媒体服务的业务目标。目前，截止到 2013 年 10 月，全球 87 个国家 248 个运营商承诺部署 LTE 网络

24、，这其中包括 185 个商用网络和 63 个测试网络。截止到 2013 年 10 月，全球21 个国家中已经有 35 个 LTE 网络投入到商用中，这其中就有 2 个 TD-LTE 网络。截止到 2013 年 6 月，全球 LTE 用户已经达到了 203 万。截止到 2013 年 10月，全球 LTE 终端已经达到 197 款。由此可见，世界范围内，LTE 已经成为了下一代的移动通信网络主要技术。在国内，中国移动也全面推进 TD-LTE 的发展。首先中国移动有这种基础。一为基础建设，中国移动为推动 TD-SCDMA，具有了一定的市场规模，为 TD-第一章 绪论3LTE 的发展奠定了基础；二为

25、Road Map 的制定，2008 年，中国移动启动 TD-LTE 设备规范的制定，推动产业链的快速发展，同时，TD-LTE 世博会、预商用版本和商用版本设备规范的完成也助推了商用设备的全面出炉；三为与国际组织的合作，中国移动积极推动与 3GPP、NGMN 、LSTI 等国际组织之间的交流与合作，扩大 TD-LTE 在国际上的影响力；四为测试工作的开展，中国移动逐步进行 POC、单系统与规模试验外场测试，为商用及商业阶段做准备。淮安信息职业技术学院毕业设计论文4第二章 TD-LTE 基本原理5第二章第二章 TD-LTETD-LTE基本原理基本原理2.1TD-LTE 的关的关键键技技术术新一代宽

26、带无线移动通信系统的出现将 OFDM、MIMO 技术作为重要支撑，能够通过移动通信空中接口技术对数据信息进行分组优化，之后再进行数据传输。本章主要对基础技术特点与概念进行简单介绍。2.1.1 OFDM 技技术术为了去除频率选择性衰落，需要进行窄带传输，而 OFDM 就是一种能够消除不同信号波形之间干扰的窄带传输，但是简单的 OFDM 由于需要频率之间的保护带宽使得系统的频谱效率不高。而重叠并且正交的 OFDM 既解决了频谱效率不高的问题，同时也解决了频率选择性干扰问题。如图 2-1 可知，正交频分复用(OFDM) 技术可以大大节省频率资源。在 LTE 系统中，其下行链路釆用的是正交频分复用多址

27、(Orthogonal Frequency Division Multiple Access， OFDM A)技术，上行链路采用的单载波频分多址(Single Carrier - Frequency Division Multiplexing Access， SC-FDMA)技术。图 2-1 传统频分复用和正交频分复用(OFDM)的区别OFDM 传输的基本概念是：将高速数据分割成多个低速数据，低速数据通过一系列的子载波并行传输，每个子载波只占整个传输的一部分，总吞吐量是每一个单独的子载波的速率之和，功率能力被分配给所有使用的子载波上。通过快速傅里叶变换(Fast Fourier Transfo

28、rm， FFT)可产生正交的子载波，子载波的数量由傅里叶变换的大小决定。使用 OFDM 技术，虽然充分提高了频谱利用率，节省了带宽资源，但也带来了新的挑战。首先是带来了由多径传播引起的符号间干扰(Inter Symbol Interference， ISI)。由于信号经过复杂的无线空间传播环境时，传播路径不止一条，且各条传播路径传播信号所需时间不一样，这就导致同一信号接收端多次受到，从而造成符号间的干扰。解决符号间干扰的办法是引入了循环前缀(Cyclic Prefix， CP)的概淮安信息职业技术学院毕业设计论文6念，只要循环前缀的时间长于信道时延扩展，就可以完全消除 ISI。引入的 CP概念

29、在解决 ISI 的同时，还解决了 OFDM 中另一个重要问题，即子载波间干扰( Inter Carrier Interference ，ICI)。截取 OFDM 信号后面的部分信号作为 CP 内容放在最前面，使得在接收处理 OFDM 信号时，实现了一个具有循环卷积特性的信号，当 CP 长度大于多径造成的时延时，就可以保证各个子载波间相互正交。OFDM 技术具有如下特点： LTE 系统引入了循环前缀的概念，截取 OFDM 信号后面的部分信号作为 CP 内容放在最前面，使得在接收处理 OFDM 信号时，实现了一个具有循环卷积特性的信号，循环前缀克服了码间串扰，使得各个信号之间保持正交； OFDM

30、技术将串行传输数据分成多个以进行并行传输，这种方法解决了高速数据传输时受到的频率选择性衰落； OFDM 技术在有限的带宽条件下，最大化了传输速率，与此同时，还避免了不同子信道之间的干扰。2.1.2 MIMO 技术技术MIMO 系统是在无线通信智能天线技术的基础上发展起来的，其主要的特点就是在系统的两端采用多天线发射和接收，以解决大容量高速率传输与宝贵的频率资源间的矛盾。对于一般的通信系统，多径效应引起的衰落是非常不利的，但是在 MIMO 系统中，却可以利用多径效应来进行数据传输。MMO 技术包括空间复用、传输分集和波束赋形，它们的主要特点如下：空间复用传输通道是一种弱相关性的空间通道，多个独立

31、的通道传递不同的数据流，从而提高数据的传输速率。一般情况下，空间复用要求接受端的天线数目大于或者等于发射端天线数目。传输分集的基本原理是利用多个副本传输相同的信息，这多个副本在空间信道中通过多个不同的信道传输，由于每个空间信道的传输特性不同，因此，经过这些不同的信道传输之副本信息的衰落也将不一样。在接收端，接收机通过合并处理接收到的这些不同衰落的副本信息来还原原始信号。这就提高了信号传输的可靠性，传输分集最重要的就是空间信道的不相关性。波束赋形又叫空域滤波，它是一种利用天线阵列产生定向发射信号的信号传输技术。它利用了空间信道的强相关性，通过调整天线阵列中每个阵元的加第二章 TD-LTE 基本原

32、理7权系数产生具有方向性的波束，从而提高波束方向的信噪比，以此提高系统容量和覆盖范围。经过研究表明 MIMO 系统的信道容量随着天线的数量的增加而线性的增加，也就是说 MIMO 技术可以在不增加带宽和发射功率的情况下，成倍的提高系统的容量，频谱利用率也成倍地提高了。2.1.3 多址多址传输传输方式方式多址技术又称为“多址连接”技术，是指把处于不同地点的多个用户接入一个公共传输媒质，实现各用户之间通信的技术。多址技术多用于无线通信并且是无线通信技术的基础。对于多址技术，TD-LTE 规定了上行采用 SC-FDMA 即单载波频分多址技术，下行采用的是OFDMA 即正交频分多址技术。根据 LTE 系

33、统上下行传输方式的特点，无论是下行OFDMA，还是上行 SC-FDMA 都保证了使用不同频谱资源用户的正交性。2.2TD-LTE 的优势与特点2.2.1 TD-LTE 的的优势优势1、频谱利用率高 。2、对功控要求低 。3、采用智能天线和联合测试引入了所谓的空中分级，但效果如何，还待验证。4、避免了呼吸效应 TD 不同业务对覆盖区域的大小影响较小，易于网络规划。2.2.2 TD-LTE 的特点的特点TD-SCDMA 网络中所包含的业务信道具备较强专业性，在链路预算的基础上对每项业务最大损耗进行精准计算并获得覆盖范围。在系统演进到 LTE 的全过程类似于 HSPA，能够实现业务信道共享，所以若想

34、要对小区覆盖范围进一步明确，首要工作就是对小区边缘用户最低保障速率、小区边缘频谱效率要求等进一步明确，由于业务速率不一致，因此小区边缘所占 RB 数、SINR 要求等也存在一定差异。因为 LTE 主要采取多种多天线技术，就某种意义上来说会严重影响到信号淮安信息职业技术学院毕业设计论文8覆盖，对此我们需要慎重考虑多天线技术选择、启模式等。依据相关研究资料显示当我们采取波束赋型之后可明显发现小区边缘频谱效率有一定程度的提高，换言之小区边缘频谱效率要求相同的条件下波束赋型覆盖范围相对较大。对 TD-LTE 进行覆盖规划时首要考虑问题就是链路预算假设，主要包含下述方面，即系统带宽、每小区用户数、天线模

35、式等。以此为前提对小区边缘用户保障速率进一步确定，从而对边缘用户 RB 数进行合理分配。此外还要对系统平均带宽开销进行确定从而计算出每个 RB 能够承载 bit 数、SINR 等。TD-LTE 的覆盖预测主要包含以下三个方面：首先是对 RS信号进行覆盖性能预测；其次是对上下行控制信道的覆盖性能进行预测；最后是要结合小区边缘业务速率来评定小区的有效覆盖范围。第三章 LTE 室内覆盖方案设计9第第3章章 LTE 室内覆盖方案设计室内覆盖方案设计随着移动通信网络建设步伐的日益加快，移动用户数量的飞速增加，在大中城市的室外地区基本可以做到无缝覆盖。未来必将有大量的数据业务发生在室内。据统计，室内吸收了

36、近 70%的话务量。在 LTE 网络建设初期就应给予足够的重视，室内环境是运营商重点考虑的信号覆盖区域。 LTE 将部署在更高的频段，处在高频段的无线信号衰减快、穿透性差的特点将会影响到 LTE 室内覆盖的质量。LTE 采用的 MIMO 技术能够提高系统的吞吐量和提升小区边缘用户的性能。因此，需要提出相应的室内覆盖解决方案。 LTE 有多种室内覆盖技术，其中包括由室外宏基站覆盖室内、家庭基站（Home base）、中继站（Relay）和室内分布系统等。室内分布系统建设可以为 LTE 开辟高质量的室内移动通信区域，分担室外小区的话务量，解决室内的信号盲区和弱覆盖区。因此室内分布系统设计是解决室内

37、信号深度覆盖的重要方案。本章将对 LTE 室内覆盖进行研究。如无特别说明，本章提到的 LTE 专指 TDD 模式，即 TD-LTE。TD-LTE 作为我国第四代移动通信的自有技术，对于室内覆盖的建设应在网络建设初期就给予高度重视。 3.1 LTE 室内分布系统组成LTE 的室内分布系统由两个部分组成。一部分是信号源，另一部分是分布系统。其原理就是利用分布系统将信号源的信号引入到室内，从而使信号均匀地覆盖到室内的各个角落。信号源即提供小区信号的设备，在室内分布系统的工程实施中可以是微蜂窝基站，也可以是射频拉远基站或直放站设备。分布系统是由一系列设备组成，有功分器、耦合器、合路器、天线等。在进行

38、LTE 室内分布系统设计时要合理选择这些设备，满足工程造价和覆盖要求。3.1.1 室内分布系统信号源通常可以选作 LTE 室内分布系统信号源的包括宏基站、微蜂窝基站、直放站、室内基带处理单元（BBU）+射频拉远单元（RRU）四类。 （1）宏基站 宏基站覆盖面积大、扩容方便，质量好，但建设成本高，需要专用机房，安装条件比较苛刻。因此宏基站常应用于人流量大、话务量高的室内场景。（2）微蜂窝基站 淮安信息职业技术学院毕业设计论文10微蜂窝基站体积小、重量轻，安装灵活，建设成本较宏基站低，可以独立承载话务量，并且能够分担室外小区的话务量，但不利于加站扩容。因此微蜂窝基站常应用于中小规模楼宇。 （3）直

39、放站 直放站建设成本低、安装方便快捷，可以快速地解决弱覆盖区域和覆盖盲区。但直放站信号源的话音质量相对较差，容易造成对周围基站的干扰，不会额外增加系统容量，覆盖面积小。因此直放站常应用于封闭性好的小规模室内环境。直放站的内部组成如下：上行下行施主天线双工合路器放 大 器低 噪放带通滤波器 带 通 滤 波 器放 大 器低 噪 放双工合路器业务天线第三章 LTE 室内覆盖方案设计11光纤直放站应用图： （4）BBU+RRU RRU 能够提供类似微蜂窝基站的覆盖效果，避免了直放站的一些缺点，占用 BBU 一定的基带资源来提供容量服务。RRU 覆盖面积大，扩容方便，光纤铺设，损耗小，施工方便，质量好。

40、缺点是 RRU 需要接电源，建设成本较高。因此对于高话务密度和大规模覆盖的场景且附近有施主基站，优先选用 RRU 作为信号源。基站 数字中频信号3.1.2 室内分布系统分布方式根据信号传输介质的不同，LTE 室内分布系统的分布方式可以分为三大类。一类是同轴电缆分布方式。一类是光纤分布方式，另一类是泄漏电缆分布方式。 （1）同轴电缆分布方式 同轴电缆分布方式包括两种。一种是无源同轴电缆分布，另一种是有源同轴电缆分布。无源同轴电缆分布是指利用功分器、耦合器等无源设备，将信号源发射的能量合理的进行分配。然后由同轴电缆及天线将能量均匀地分布到室内的各个角落。其优点是技术成熟，价格便宜，元器件通用，无需

41、供电，可靠性高，但其覆盖范围受同轴电缆的损耗及信号源输出功率的限制，一般只适用于中小型的楼宇。 有源同轴电缆分布系统引入干线放大器等有源器件对主干信号进行放大，增大信号输出总能量，增大单信号源覆盖面积。其优点是设计与施工方便，信号强度动态可调，具有良好的可扩展性，但系统涉及多个有源器件，造价较高，基 站 光纤直放站近端光纤直放站 BBU RRU淮安信息职业技术学院毕业设计论文12可靠性低。对于话务量大的大型写字楼、机场、大卖场、大型酒店等可采用此方式。 （2）光纤分布方式 光纤分布方式是指利用光纤将射频信号传输到室内区域的各个角落，通常将光纤和同轴电缆结合使用。其优点是传输损耗小，传输距离长；

42、光纤质量轻，体积小，便于施工，同时能够兼容多种移动通信系统。其缺点是引入光电转换模块，维护复杂。 （3）泄漏电缆分布方式 泄漏电缆分布方式是指在泄漏电缆的外导体开口表面产生电流，形成电磁场。沿着泄漏电缆的纵向均匀地进行信号的发送与接收。其优点是场强分布均匀，可靠性高，但造价高，施工困难，一般应用于地铁、隧道等特定区域。3.1.3 TD-LTE 室内分布系统设备组成 LTE 室内分布系统的设备组成主要有功率分配器、耦合器、合路器、馈线、室内天线等。 （1）功率分配器 功率分配器简称功分器。这种设备能够将输入的信号能量进行均分或者不均分，从而得到两路或者多路输出。常见的功分器有 2 功分器、3 功

43、分器、4 功分器等，通过它们的级联可以形成多路功率分配，在室内覆盖系统设计中是经常使用的。 （2）耦合器 耦合器的作用是将信号不均匀的分为主干端和耦合端。按照耦合度分，耦合器有 5dB、6 dB、7 dB、8 dB、10 dB、15 dB、20 dB、30 dB 和 40 dB 等多种耦合比的类型供选择，也是在室内覆盖系统设计中使用比较多的器件。 （3）合路器 合路器的作用是将几路信号合成一路信号输出，分为同频合路器和异频合路器。同频合路器主要应用于同频段内不同载波间的合路应用；异频合路器则是将两个或者多个不同频段的信号功率进行合成，一般所说的合路器都是异频合路器。异频合路器具有插损低，功率容

44、量大，隔离度大（一般为 7090 dB），第三章 LTE 室内覆盖方案设计13温度稳定性好等特点。 （4）馈线 馈线是室分系统中使用量最大的器件设备。目前室内覆盖系统中基本使用3 种馈线：7/8，1/2，1/2（超柔），根据表皮材料的不同分为普通和阻燃两种。 （5）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的设备。分布系统主要应用的天线种类有全向吸顶天线、壁挂天线和定向八木天线等。 全向吸顶天线在室内分布系统应用中主要安装在天花板上，增益一般为 3dB，主要用于常规区域的覆盖。壁挂天线在室内分布系统中主要用于电梯及长廊的覆盖，和全向天线的区别是波束

45、集中，增益高（一般为 7 dB 左右），有时用于控制信号室外泄漏。3.2LTE 室内覆盖系统设计基本原则目前 LTE 网络正处在试验商用的阶段，在进行室内分布系统建设的时候要综合考虑各方面的因素。选择最佳的室内覆盖设计模式，要遵循以下基本原则。 （1）体现 LTE 优越的网络性能，同时要保证网络覆盖质量。 （2）建设 LTE 室内分布系统时，不会对现网系统的安全性和稳定性造成影响。 （3）建设 LTE 室内分布系统时，当需要对现有室内分布系统进行改造时，应当尽量减小改造量，降低对现网的影响。 （4）在频率资源足够的情况下，室内外的建设应当尽量采用异频组网的方式。（5）确保建设的 LTE 室内分

46、布系统提供良好的室内覆盖。还要防止室内信号对室外造成干扰，同时利于室内外主服务信号的切换及重选。 （6）LTE 室内分布系统建设应当综合考虑与 GSM、TD-SCDMA、WLAN 共用的需求。应保证各个通信系统间满足隔离度要求，不会产生强干扰。 （7）LTE 室内覆盖工程应该按照“多天线，小功率”的原则进行建设。电磁辐射须保证不大于有关标准。淮安信息职业技术学院毕业设计论文143.3 LTE 室内覆盖设计方案 3.3.1 LTE 室内覆盖设计思路在进行 LTE 室内分布系统设计时，系统的容量和覆盖范围应作为主要的考虑因素，按照相关的流程进行。首先，系统的需求也就是容量规划，这是进行 LTE 室

47、内分布系统设计的基础，只有了解室内场景中包含的用户数量及各制式通信系统的渗透率，才能确定出各制式通信系统的频段规划及小区规划；其次是覆盖规划，通过链路传播损耗等确定出信源的输出功率和覆盖半径；然后根据以上两部分计算出各制式通信系统之间的干扰，确定各系统的合路方式，确定天线间的距离和位置；最后完成整个 LTE 室内分布系统的设计。图 3-1 给出的就是整个 LTE 室内分布系统的设计流程图。图 3-1 LTE 室内分布系统设计流程图室内分布站点及用户需求情况容量需求分析覆盖性能分析干扰分析LTE 室内分布系统建设模式选择系统合路方式确定天线点位确定信源选择及功率确定分析规划及频率规划确定完成 L

48、TE 室内分布系统规划设计第三章 LTE 室内覆盖方案设计153.3.2 TD-LTE 室内覆盖系统建设总体原则室内覆盖系统建设总体原则（一）TD-LTE 室内覆盖系统工程的建设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 TD-LTE 的性能特点并保证网络质量，并不影响现网系统的安全性和稳定性。（二）TD-LTE 室内覆盖系统建设应综合考虑 GSM900、DCS1800、TD-SCDMA、WLAN 和 TD-LTE 共用的需求，并按照相关要求，促进室内覆盖系统的共建共享。多系统共存时系统间隔离度应满足要求，避免系统间的相互干扰。（三）TD-LTE 建设室内覆

49、盖系统的物业点应能保证优质的室内覆盖，同时要控制好室内信号，避免对室外构成强干扰。（四）TD-LTE 室内覆盖系统建设应保证扩容的便利性，尽量做到在不改变分布系统架构的情况下，通过小区分裂、增加载波、空分复用等方式快速扩容，满足业务需求。（五）现阶段 TD-LTE 室内覆盖系统使用 E 频段。与室外宏基站采用异频组网方式，室内小区可以根据场景特点采用同频或异频组网。（六）TD-LTE 与 TD-SCDMA E 频段共存时，需通过上下行时隙对齐方式规避系统间干扰。（七）TD-LTE 室内覆盖系统应按照“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。 （八）室内覆盖系统建

50、设须采用满足总部相关技术规范要求并入围集中采购的器件、线缆及设备。3.3.3 TD-LTE 室内覆盖性能分析由 LTE 的关键技术决定，其室内覆盖特性具有自身鲜明的特点。与 TD-SCDMA 相比较，在覆盖目标业务、覆盖影响因素、覆盖性能提升手段等方面均有不同。具体对比结果见表 3-1 所述。表 3.1 LTE 与 TD-SCDMA 室内覆盖特性对比TD-SCDMA 覆盖特性LTE 覆盖特性覆盖目标业务以电路域 S64K 业务作为连续覆盖的目标业务不存在电路域业务，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，CS64K 业务在相同数据速率下，可选择不同的调制编码方

51、式和系统资源配置，解调门限随之变化。需要淮安信息职业技术学院毕业设计论文16调制编码方式固定，系统资源固定，解调门限固定在覆盖规划中确定用户资源配置、调制编码方式等配置，以应对不同的覆盖环境和规划需求 覆盖性能提升手段在 HSPA标准之前，仅有Beam forming 一种手段 具有 SFBC、Beam forming、空间复用等多种提升手段，选择不同手段其覆盖能力差异较大。在室内可以使用 SFBC 改善边缘条件下的覆盖性能；空间复用方式可以显著提升系统容量在对 LTE 室内分布系统进行改造时，要参考现有的 TD-SCDMA 室内覆盖规划，并在其基础上展开。当进行 LTE 室内分布系统新建时，

52、也要综合考虑GSM900、DCS1800、TD-SCDMA 的覆盖需求进行设计。3.3.4 TD-LTE 室内分布系统设计方案LTE 单通道室内分布系统建设方案与 2G、3G 的室内分布系统建设方式基本一致，主要为在典型室内场景中直接新建一套 LTE 室内分布系统或在原有的分布系统上直接耦合 LTE 系统并更换相应器件为宽频器件。每个楼层只使用一个通道进行覆盖，上行链路采用单输入单输出（SISO）方式，下行链路采用单输入多输出（SIMO）方式。这种建设方案无法提升用户峰值吞吐量，无法发挥 LTE 的性能优势，但投资、协调量较小，其建设模型如图 3-2 所示 图 3-2 LTE 室内分布系统单通

53、道设计方案LTE 双通道室内分布系统建设方案与 2G、3G 的室内分布系统建设方式有比较大的不同。这种建设方案是在新建或在原有的分布系统上增加天线点和分布电缆，以每楼层双通道的方式进行设计，两路天线需要相隔一定的距离以满足空间不相关性的要求。LTE 的双通道建设方案能够实现 MIMO 功能，根据第三章 LTE 室内覆盖方案设计17室内场景是否已经建设了其他制式的通信系统室分覆盖。在这种新的方案下，上行链路采用单输入多输出方式，下行链路采用多输入多输出即 MIMO 方式，从而能够体现 MIMO 的优势并提升系统的性能，但工程造价会比较高，其建设模型如图 3-3 所示。图 3-3 LTE 室内分布

54、系统双通道设计方案在进行 LTE 实际室内分布设计时，需要综合考虑多方面的因素，采用适当的设计方案。如果即将进行覆盖的场景是新建的，考虑到单通道、双通道建设方案难度差不多，在初期进行网络建设的时候应当以双通道建设方案为主，因为双通道系统具有容量优势。如果即将进行覆盖的场景是改造的，容量需求比较大的，并且能够采用双通道建设方案的，应以双通道建设方案为主。3.4 TD-LTE室内覆盖案例分析 通过上述对分布系统各因素的分析，结合场景覆盖特点，可以对大型商业综合服务区室内覆盖分布系统进行设计。大型综合服务区话务量高，高端用户多，是运营商必须做好室内覆盖的场所，天线的安装也不会受到用户的阻拦，一般信源

55、采用宏蜂窝或微蜂窝，天线安装地下层和电梯，楼层通道也需要安装，在建设 WLAN 后，天线或是 AP 现在也建议安装到办公室内，这样办公室内信号会比较强，保证用户各种业务的正常使用。下面将对淮安万达广场商业综合体进行设计。万达广场位于清河区翔宇路商业圈，建设包括百货、超市、五星级酒店、影院、KTV、美食等在内的商业综合体，以及办公、居住为一体的城市综合体项目。总投资超过 50 亿元，力求打造武进档次最高、效益最好的商业服务中心。淮安信息职业技术学院毕业设计论文18购物商场的建筑结构基本上是采用钢筋混凝土与玻璃幕墙材料进行建造，每一层里面基本上没有对信号传播的情况形成干扰，但是在层与层之间传播的时

56、候，会有较大的信号损失。在商场中客户的对于移动通信网络的需求主要在于电话语音业务，因此在购物商场区域进行 TD-LTE 系统覆盖的设计时，需要考虑视距传输，保证信号能量的直接传输，落实 TD-LTE 系统室内覆盖工作。3.4.1 室内覆盖内容受楼层建筑结构影响，TD-LTE 信号在万达广场商业综合体基本无网络。TD-LTE 改造系统是新建 TD-LTE 基站 BBU+RRU，利用原一路 GSM、DCS、TD-SCDMA 室内分布系统合路 TD-LTE 室内分布系统与新建一路 TD-LTE 室内分布系统，经过合理功率分配与部分原系统的改造，采用 GSM系统与 TD-LTE 系统合路后对该站点室内

57、进行 TD-LTE 网络信号进行覆盖。 根椐网络优化的要求以及话务量的需求，TD-LTE 系统采用新建 TD-LTE 基站 BBU+RRU 信号作为信号源。根据移动公司的网络规划，采用新建 BBU+RRU 基站信号的方式作为信号源的信号分布系统，对其进行覆盖；室内分布系统利用原有一路 GSM、DCS、TD 系统与 TD-LTE 系统合路后进行覆盖，并新建独立的一路 LTE 系统，系统原理图如图 3-4：第三章 LTE 室内覆盖方案设计19图 3-4 多系统合路原理图3.4.2 万达广场商业区室内覆盖设计原则1.频率规划室内主要使用E频段进行覆盖。2.容量配置单载波频带为 20MHz。3.室内分

58、布系统新增室内覆盖的楼宇建设双路室分系统，已建设室内分布系统的楼宇优先采用单路室分系统改造，当不能满足业务需求时改造双路室分系统。这里只需单路即可。4.子帧配置原则上业务子帧配置为 1:3，特殊子帧配置为 10:2:2，上行业务需求大的楼宇可将业务子帧配置为 2:2，特殊子帧配置为 10:2:2。淮安信息职业技术学院毕业设计论文203.4.3 万达广场商业区方案设计思路考虑到 RRU 能够提供类似微蜂窝基站的覆盖效果，且 RRU 覆盖面积大，扩容方便，损耗小，施工方便，质量好，本方案决定采用 BBU+RRU 作为信号源。分布方式选用光纤和同轴电缆相结合的分布方式进行覆盖，这主要是出于同轴电缆分

59、布方式技术成熟，价格便宜，元器件通用，可靠性高；光纤分布方式传输损耗小，传输距离长。这种结合方式能够保证覆盖效果，还能降低工程造价，有很好的性价比。通过信号源引入主导小区，采用 DCS1800、TD-SCDMA、LTE 系统合路后覆盖该站点室内的弱信号区域及盲区，提高网络资源的利用率。本方案的设计是按照 2G、3G 和 LTE 室内分布系统相关设计标准进行设计。3.4.4 万达广场商业区方案设计框图整体方案设计框图可以表示如下，2G 信源、3G 信源和 LTE 信源的其中一路先进行合路，然后通过水平层的无源分布系统，利用功分器、耦合器、天线等设备将合路信号馈送到每一楼层，进行无缝覆盖。LTE

60、信源的另一路信号则是单独送到另一套无源分布系统进行覆盖。如图 3-5 所示3.4.5 电梯内系统设计1、万达广场电梯设计场景特点描述室内电梯环境中主要考虑的是用户在建筑物内的水平和竖直两个方向上的移动。用户常遇到的两个问题是： 由于电梯、特别是电梯门的金属导致信号的大幅减弱（普通电梯一般在图 3-5 方案设计框图2G 信源3G 信源LTE 信源合路器无源分布系统无源分布系统一路合路一路新建第三章 LTE 室内覆盖方案设计211020dB 左右，某些高档电梯的损耗达到 3040dB），正在通话的用户进出电梯时会遇到信号上的突变问题。另一方面，位于运动着的电梯中正在通话中的用户，当电梯上下通过不同