TD LTE室内分布系统设计报告ppt课件

1、TD-LTE室内分布系统设计,技术部：高黎明,LTE殊途同归之路,TDMA,CDMA,OFDM,GPRS/EDGE,3GPP阵营(GSM),WCDMA,EV-DO Rel. 0,TD-SCDMA,cdma2000 1x,3GPP2阵营(CDMA),HSPA,TD-HSPA,D0 Rel. A,LTE-FDD TD-LTE,WiMAX阵营,Mobile WiMAX 802.16e,802.16m,LTE-Advanced (包括 TD-LTE Ad),峰值速率 25/75Mbps 小区吞吐量 8.65/16.31Mbps,峰值速率 20/84Mbps 小区吞吐量 9.8/20.4Mbps,峰值速

2、率 1.8/3.1Mbps 小区吞吐量 0.4/0.8Mbps,峰值速率：5.76/14.4Mbps 小区吞吐量： 1.5/2.5Mbps,峰值速率：0.55/1.68Mbps 小区吞吐量：0.36/1Mbps,峰值速率 0.47/0.47Mbps 小区吞吐量 0.47/0.47Mbps,峰值速率 500Mbps1Gbps,峰值速率 33/75Mbps,峰值速率 500Mbps1Gbps,2G,3G,3.9G,4G,LTE-A,提纲,TD-LTE室内覆盖组网要求及规划指标,TD-LTE室内覆盖建设原则,TD-LTE室内覆盖规划设计,TD-LTE室内分布系统干扰分析,TD-LTE室内建设方案分析

3、,TD-LTE室内覆盖性能分析,TD-LTE室内覆盖建设原则,建设原则,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 不影响现网系统的安全性和稳定性； 需要对现有室分系统进行改造时， 应尽量减小改造量和对现网的影响,确保室内分布系统提供良好的室内覆盖，同时要控制好室内信号，避免对室外构成强干扰,在频率资源足够的情况下室内外 应尽量采用异频组网方式； 目前试验网阶段TD-LTE室外采用 2.6GHz频段(2575-2615MHz )，室内采用 2.3GHz频段(2350-2370MHz),分布系统建设应考虑多系统间的干扰，应

4、保证TD-LTE和其他通信系统间的隔离度要求，避免产生系统间强干扰。 TD-LTE室内覆盖工程应按照“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。,综合考虑各种因素选择最佳建设模式,室内外覆盖一体化原则,室内外采用异频组网方式,充分考虑干扰和电磁辐射要求,提纲,TD-LTE室内覆盖组网要求及规划指标,TD-LTE室内覆盖建设原则,TD-LTE室内覆盖规划设计,TD-LTE室内分布系统干扰分析,TD-LTE室内建设方案分析,TD-LTE室内覆盖性能分析,TD-LTE室内覆盖建设目标,无线网规划指标,无线信道呼损：不高于2； 无线覆盖区内可接通率：要求在无线覆盖区内的9

5、0位置，99的时间移动台可接入网络； 室内RSRP要求大于-105dBm； 边缘速率要求下行大于2Mbps。,载波、带宽配置,原则上配置为O1，载波带宽为20MHz； 特殊场景可配置为O2，载波带宽为10MHz，便于进行室内同异频对比测试。 采用DL:UL为2:2的时隙配置,容量目标,在室内单小区20MHz组网情况下，要求单小区平均吞吐量满足DL40Mbps/UL10M。 若实际隔离条件不允许，可以按照单小区10MHz、双频点异频组网规划，要求单小区平均吞吐量满足DL20Mbps/UL5M/10MHz。,提纲,TD-LTE室内覆盖组网要求及规划指标,TD-LTE室内覆盖建设原则,TD-LTE室

6、内覆盖规划设计,TD-LTE室内分布系统干扰分析,TD-LTE室内建设方案分析,TD-LTE室内覆盖性能分析,890-909MHz，935-954MHz,1710-1730MHz，1805-1825MHz,1880-1900MHz（F频段）2010-2025MHz（A频段） 23202370MHz（E频段）,试验网室内2350-2370MHz， 室外2570-2620MHz（ D频段），18801900频段,GSM900,DCS1800,TD-SCDMA,TD-LTE,中国移动无线系统工作频段,中国移动各系统工作频段,1710,1730,1805,1825,1880,1920,2010,202

7、5,2320,2400,2483,上行,下行,DCS1800,TDSCDMA,TDD-LTE,WLAN,单位：MHz,24002483.5/5150-5350/5725-5850MHz,WLAN,在进行系统间的干扰分析时，主要应考虑邻频干扰、杂散干扰、阻塞干扰 和互调干扰情况。,TD-LTE与其它系统共存干扰分析,异频段杂散、阻塞干扰,室内主要是与TD-SCDMA（2320-2350M）间的干扰 与TD-SCDMA系统上下行时隙同步时，可以实现共存、共址； 与TD-SCDMA系统上下行时隙非同步时，无法实现共存、共址，需15M20M左右的过渡带,方法：根据相关协议指标进行计算，并取杂散干扰和阻

8、塞干扰的最大值（其中杂散干扰以底噪提高1dB为标准）。 结论：TD-LTE系统与其它系统干扰的隔离度要求见下表，其中与WLAN的干扰情况较为严重。 措施：相关系统直接合路时合路器的隔离度需满足下表要求。,邻频干扰,异频段干扰,干扰隔离度要求,TD-LTE与其它系统共存干扰分析,多系统合路时可能会产生互调干扰，互调干扰主要依靠合路器进行抑制，目前较好的合路器三阶互调抑制指标在-120-140dBc左右 对于LTE使用2350-2370M频率的情况，不会与GSM、DCS和TD系统产生互调干扰；但如TD-A（2010-2025M）、E频段（2320-2350M）合路会对DCS系统产生互调干扰。,互调

9、干扰,TD-LTE与WLAN系统干扰分析,Click to add Title,Click to add Title,WLAN工作在2400-2483.5M，TD-LTE室内工作于2350-2370M频段。两系统间尚有30M隔离带，不存在邻频干扰，因而主要干扰包括杂散干扰和阻塞干扰。,二者共存、共址时的干扰通常有8个途径： A：终端之间的互干扰 B：终端对基站的干扰 C：基站对终端的干扰 D：基站之间的干扰,WLAN为CSMA/CA接入系统，TD-LTE为TDD系统，两系统上下行时隙不同步，它们之间存在着复杂的干扰关系。,干扰分析,干扰类型,干扰途径,TD-LTE基站与WLAN基站的干扰,基站

10、间干扰规避措施,根据计算，WLAN基站和TD-LTE基站具体隔离度要求为88dB。当两系统合路建设时，可以通过提高合路器的隔离度至88dB以上或采用WLAN末端合路方式,通过分布系统间的损耗进行干扰规避。,TD-LTE基站与WLAN基站的干扰,当两系统分别建设室分系统时，需根据具体情况计算天线间距要求。如按照以下 示例计算时，天线间距大约需要1米。,TD-LTE eNB,WLAN AP,插损=43-10=33dB,插损=27-10=17dB,Po=43dBm,Po=27dBm,天线口10dBm,1米,TD-LTE eNB,WLAN AP,插损=43-10=33dB,插损=0dB,Po=43dB

11、m,Po=20dBm,天线口10dBm,7米,当TD-LTE使用室分系统，而WLAN AP单独部署时, 天线间距要求较高， 按照以下示例计算间距约为7米。,TD-LTE、WLAN基站与终端之间的干扰,在TD-LTE与WLAN隔离30M带宽的室内组网情况下，规避TD-LTE基站与WLAN终端之间的干扰所需要的隔离度约为81dB，当LTE室分损耗为33dB时，理论计算的隔离距离约为3米；,由于TD-LTE终端上行有功控能力，只有当TD-LTE终端位于TD-LTE小区边缘，且TD-LTE终端又正好位于WLAN小区的中心且距离WLAN AP较近时， TD-LTE终端对WLAN基站才会有明显的干扰，此时

12、隔离度为86dB，即59米(WLAN有17dB室分损耗)或者250米(WLAN无室分损耗)。,TD-LTE、WLAN终端与终端之间的干扰,在隔离30MHz组网情况下，假设WLAN终端和TD-LTE终端天线增益均为0dB，则两天线间理论计算距离需要约57米（75dB），空间距离无法保证,TD-LTE、WLAN干扰实验室测试情况,测试频段：TD-LTE工作于2370MHz，WLAN工作于2412MHz； 测试设备： TD-LTE使用华为设备，WLAN使用国人通信设备。 测试地点：华为成都研究所,测试结论：TD-LTE与WLAN天线间距较近时在远点处对速率影响明显；两种 终端距离越近，之间的互干扰现

13、象越明显，测试建议终端间距保持在1.5m以上。,共室分系统组网,LTE与WLAN同区域覆盖时干扰解决建议,应优先考虑WLAN与TD-LTE共室分系统组网； 同时WLAN尽量采用末端合路方式建设，利用合路器端口隔离度和室分系统损耗尽量降低干扰,独立建设时,LTE与WLAN干扰解决建议,要求LTE设备在WLAN频段的杂散功率小于-80dBm/1MHz(目前协议指标为-30dBm/1MHz)；或者在LTE发射机端增加滤波器（带外抑制度在50dB以上）。 要求WLAN AP设备在LTE频段的杂散发射功率小于-60dBm/1MHz(目前协议指标为-30dBm/1MHz) 。 在设备满足以上条件前提下，

14、WLAN与LTE的水平隔离距离建议在2m以上。,建议进一步测试验证LTE与WLAN同区域覆盖时干扰问题,提纲,TD-LTE室内覆盖组网要求及规划指标,TD-LTE室内覆盖建设原则,TD-LTE室内覆盖规划设计,TD-LTE室内分布系统干扰分析,TD-LTE室内建设方案分析,TD-LTE室内覆盖性能分析,TD-LTE室内覆盖性能分析,目前阶段，TD-LTE室内使用的工作频段是23502370MHz，与室外异频组网。 室内覆盖同一水平层面如需设置多个小区时，相邻小区间建议采用异频组网。在建筑物内可以利用自然阻隔合理进行频率规划。对楼层间隔离较好，可以采用带宽20M同频组网方式；对同层天然隔离较差的

15、区域，建议采用2个10M频点异频组网方式，同层小区间频率交错复用。 TD-LTE系统中，RB是LTE系统中用户资源配置的最小单位。每个RB由12个15 kHz带宽(频带宽度共180 kHz左右)的子载波组成。分配给用户的RB个数越多，用户数据速率越高，该用户占用的频带总带宽越高。不同信道带宽下的RB个数如下：,TD-LTE与TD-SCDMA空间传播损耗对比,传播模型：包括衰减因子模型、Keenan-Motley模型、ITU-R P.1238 模型等。目前建议采用使用较多的衰减因子传播模型，计算路径损耗的公式如下： PathLoss(dB)=PL(d0)+10*n*Log(d/d0)+R,合路器

16、,其他系统,RRU,BBU,分布系统,PLDAS,PLAir,天线口发射功率、天线增益,墙体穿透损耗,接收电平要求,空间传播损耗,衰减因子取值,PL(d0)：距天线1米处的路径衰减： 2025MHz时的典型值为38.5dB ，2350MHz时的典型值为39.4dB ； d为传播距离； n为衰减因子，根据环境不同而取值不同。 R：附加衰减因子。指由于楼板、隔板、墙壁等引起的附加损耗,参数说明,TD-LTE与TD-SCDMA各类损耗情况对比,馈线损耗,自由空间损耗 遮挡损耗,理论计算,对比结论,TD-LTE 覆盖半径,工程设计情况,实际工程设计中，TD-SCDMA 考虑到与室外设计电平的对比以及上

17、下行的平衡， PCCPCH信道按照32dBm进行功率预算，即工程要求的最大允路损指标有所变化,TD-LTE当下行边缘速率要求为2M时， 理论计算的最大允许路径损耗与TD-SCDMA基本相当，自由空间损耗和穿透损耗等也基本相当。,TD-LTE与TD-SCDMA共用室分系统时，覆盖半径和点位密度与TD-SCDMA相同，此时TD-LTE边缘业务速率将高于2Mbps，满足指标要求，此时两个系统可认为覆盖基本重合,在可视环境，如商场、超市、停车场、机场等， MIMO天线情况下，覆盖半径取1016米；在多隔断， 如宾馆、居民楼、娱乐场所等， MIMO天线情况下，覆盖半径取610米,TD-LTE与TD-SC

18、DMA共用室分系统分析,提纲,TD-LTE室内覆盖组网要求及规划指标,TD-LTE室内覆盖建设原则,TD-LTE室内覆盖规划设计,TD-LTE室内分布系统干扰分析,TD-LTE室内建设方案分析,TD-LTE室内覆盖性能分析,方案一： SISO单流建设方式 通过合路器使用原单路分布系统（如下图所示）。 TD-LTE与其他系统共用原分布系统，按照TD-LTE系统性能需求进行规划和建设，必要时应对原系统进行适当改造。,注释：红色器件为新增器件，蓝色器件为更换器件，其余为利旧器件。,TD-LTE室内建设方案分析,方案二： MIMO双流建设方式 一路新建，一路通过合路器使用原单路分布系统。,注释：红色器

19、件为新增器件，蓝色器件为更换器件，其余为利旧器件。,TD-LTE双路中的一路使用原分布系统，并新建一路室分系统。应确保通过合理的设计使两路分布系统的功率平衡。,TD-LTE室内建设方案分析,方案二： MIMO双流建设方式 两路新建，以POI合路为例：,注释：红色器件为新增器件。,对于新建场景，新建两路分布系统，并通过合理的设计确保两路分布系统的功率平衡。 对于改造场景，若合路存在严重多系统干扰（如多运营商、多系统场景），可在不改动原分布系统的基础上新建两路天馈线系统。,TD-LTE室内建设方案分析,方案三： MIMO双流建设方式（双极化天线）,注释：红色器件为新增器件，蓝色器件为更换器件，其余

20、为利旧器件。,TD-LTE室内建设方案分析,TD-LTE室分天馈系统根据所选设备不同，可分为分为“单通道系统”和“双通道系统”两种拓扑结构。,单通道室内分布系统,每个室内覆盖点只需要一条射频传输链路和一根吸顶天线进行发射和接收。 通常一个楼层只使用RRU的一个通道。 本方案适合规模较小且对数据需求不高的场景。,TD-LTE室内建设方案分析,双通道室内分布系统,每个室内覆盖点都需要通过一根双极化天线或者两个物理位置不同的普通单极 化吸顶天线进行发射和接收，形成2*2MIMO组网。 该方案有完整的MIMO特性，用户峰值速率和系统容量获得提升。 双通道可更好满足室内对业务速率的需求，缺点是工程复杂度

21、较高。,TD-LTE室内建设方案分析,天线出口功率设计,一般场景下TD-LTE天线口功率不高于15dBm，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。,双路系统中功率平衡设计,对支持MIMO的双路分布系统，组成MIMO天线阵的两个单极化天线口功率之差要求控制在3dB以内。,切换区域设计,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

22、电梯与平层之间的切换在电梯厅内发生。,TD-LTE室内建设方案分析,TD-LTE室内建设方案分析,测试条件： 载波带宽20MHz 单用户 MIMO吸顶天线间距0.5米（4倍波长） 无室外及室内干扰 测试结果： 不支持MIMO的室分系统，实测峰值速率41Mbps MIMO室分系统，实测峰值用户速率75Mbps，是不支持MIMO室分速率的1.83 倍,研究院实验室,测试时间： 2010年4月 测试条件： 载波带宽20MHz MIMO吸顶天线间距约1.5米 测试结果： MIMO室分系统相比单天线系统有大约1.5 倍的增益,上海世博信息通信馆,测试情况,TD-LTE室内两种建设模式测试情况对比：,SI

23、MO单流建设方式： 优点：无需对原室内分布系统进行改动，工程改造量较小； 缺点：用户峰值吞吐量无法提升，无法充分发挥LTE性能优势； 使用原则：建议仅对于实施困难的个别天线点采用本方式。,MIMO双流建设方式： 优点：用户峰值吞吐量理论上可成倍提升，能充分体现MIMO上下行容量增益； 缺点：工程改造量、协调量和投资均较大； 使用原则：建议作为LTE室分系统主要建设方式，以验证室内环境的MIMO性能,TD-LTE室内两种建设方式优劣势对比：,TD-LTE室内建设方案分析,TD-LTE MIMO双流建设方式分析,根据上述章节的干扰分析和覆盖性能分析，在合路器隔离度指标满足要求的情况下，TD-LTE

24、与TD-SCDMA合路可以满足覆盖要求 根据TD室分建设指导意见要求，天线工作频率范围要求为8002500MHz ，可以直接支持LTE系统 充分利用已有室分系统，较大减少了工程协调量和投资,建议作为主要应用方式,不改动原系统天馈线的基础上，新增加一路天馈线系统； TD-LTE一路接入新建馈线，另一路与原室分系统合路 前提是目前室分无源器件的频段范围已涵盖了LTE频率,需要进行干扰分析，满足隔离度要求方可与原系统合路，否则需要一定改造； 由于其中一路与已有系统合路，后期如引入高段频段时可能受限。,TD-LTE MIMO双流建设方式分析,建议仅在合路时存在严重多系统干扰并具备新增两路天馈线条件的场

25、景应用,在不改动原分布系统天馈线的基础上，额外增加两路天馈线系统； TD-LTE独立使用新建馈线。,网络改造量和投资均较大； 对于已有分布系统的建筑，新增两路路天馈线系统实施难度大。,与其他通信系统相对独立，后期如引入更为先进的技术或手段时改造比较方便； 通过空间隔离最大限度规避多系统合路产生的干扰风险。,方案描述：将原单极化天线更换为双极化天线，增加一路馈线合入TD-LTE的一路信号，LTE另一路信号与原室内分布系统合路,技术成熟情况：尚在研发过程中，需开发出来后经测试验证并技术成熟后方可应用,优势：无需增加天线数量和改变位置，仅需更换天线类型,双极化天线技术情况说明,TD-LTE MIMO

26、双流建设方式分析,TD-LTE其他室内建设方案分析- Femto方案,Femto室内覆盖方案 优缺点分析 优点：多个Femto，可提供更大容量；简化室内布线；增强客户粘性；体现固定移动捆绑效果 缺点：单个Femto覆盖范围较小，较难实现大型建筑物的无缝覆盖；Femto间的干扰、同步方案较宏站更复杂；开放网络为运营、维护带来风险 仿真性能 仿真条件：10MHz带宽；每个Femto带1用户；2：2时隙配比；下行天线1发2收；6层楼，每层40房间，各Femto间同频配置 结论：无干扰时的小区吞吐量21Mbps，Femto基站间产生较大干扰时的小区吞吐量10Mbps 应用原则 国际规范还未完整制定，需

27、待技术和设备成熟后进行试点应用,以对Femto基站室内覆盖的性能进行验证。,TD-LTE其他室内建设方案分析- Pico RRU方案,存在问题,信源采用BBU+Pico RRU方式； 信源自带天线,Pico RRU 方案,优势,方案描述,线缆主要为光纤，布线方便；设备采取线路供电方式，取电较灵活； 弹性组网，方便网络规划和优化。,有源设备多，不利于维护； 不适合在大型室内分布场景应用 设备尚未成熟；,提纲,TD-LTE室内覆盖组网要求及规划指标,TD-LTE室内覆盖建设原则,TD-LTE室内覆盖规划设计,TD-LTE室内分布系统干扰分析,TD-LTE室内建设方案分析,TD-LTE室内覆盖性能分析,充分考虑室内具体环境,综合考虑后期扩容需求,严格控制各小区覆盖区域,均衡覆盖和容量,小区规划要充分考虑室内具体环境。规划时重点考虑小区之间的隔离，可以借助建筑物的楼板、墙体等自然屏障产生的穿透损耗形成小区间的隔离。,空旷或封闭性较差的室内环境，如：同一楼层由多个小区覆盖的商场、超市，或挑空大堂、体