td-lte室内覆盖链路预算

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1、TD-LTE 室室内内覆覆盖盖链链路路预预算算 TD-LTE 室内覆盖链路预算 I 目目录录 1概述概述 .1 1.1链路预算概述.1 1.2TD-LTE 网络概述.1 1.3TD-LTE 室内分布系统概述 1 2TD-LTE 室内覆盖组网方案介绍室内覆盖组网方案介绍.2 2.1分布式系统.3 2.1.1 2G 传统方式.3 2.1.2 3G 和 TD-LTE 主流方式.3 2.2泄漏电缆系统.4 2.3特殊场景的 PICOENODEB、PICORRU 和 FEMTO ENODEB .4 2.4TD-LTE 室分系统的特点5 3TD-LTE 室内无线传播模型室内无线传播模型6 3.1空间的电磁

2、波传播6 3.2KEENAN-MOTLEY 室内传播模型 .7 3.3ITU M.2135 模型7 3.4ITU-R P.1238 模型.8 3.5各模型计算结果对比 8 4覆盖分析覆盖分析8 4.1TD-LTE 与 TD 室内链路预算对比8 4.1.1 上行链路预算 .9 4.1.2 下行链路预算 .12 4.2TD-LTE 覆盖指标.16 4.3链路预算 17 4.4TD-LTE 覆盖半径.17 4.5天线口功率测算18 4.6天线口输出功率规划 18 4.7信源功率匹配测算19 TD-LTE 室内覆盖链路预算 第 II 页 4.7.1 一级合路功率匹配预算.19 4.7.2 二级合路功率

3、匹配预算.19 TD-LTE 室内覆盖链路预算 1 1 概概述述 1.1链链路路预预算算概概述述 无线链路预算是移动通信网络无线规划中的重要内容。室外链路预算目标就是在满足 业务质量需求的前提下计算出信号在传播中的允许最大路径损耗，系统链路预算然后 根据合适的传播模式计算出到基站的覆盖范围。室内分布系统链路预算分为有线传输 部分和无线传输部分，根据信号边缘场强的要求，在一定的覆盖半径下，选择合适的 室内传播模型计算出分布系统中天线口功率的大小，通过合理功率分配，最终达到室 内覆盖要求。 1.2TD-LTE 网网络络概概述述 市场需求永远是技术革新的源动力。移动互联网的快速发展，推进了 TD-L

4、TE 标准的 制定和成熟。与传统的 GSM、TD-SCDMA 系统相比，TD-LTE 的物理层配置显得更 加灵活；OFDM 技术取代传统的 CDMA 技术也让 TD-LTE 更适应宽带化的发展，性 能上，TD-LTE 将支持传统无线通信系统无法比拟的高速数据业务。毫不夸张地说， TD-LTE 带来了移动无线数据通信的革命。 在中国，目前已规划的 TD-LTE 网络的工作频段为 2.3GHz 和 2.5GHz 两个频段，相 比 GSM 和 TD-SCDMA 系统，TD-LTE 的空间以及穿透损耗更大，由于地形、建筑等 因素影响，室外无缝覆盖更困难，在室内更容易形成各种信号覆盖盲区。同时，TD-

5、LTE 性能的发挥需要需要环境有更好的 SINR 值。因此，建设高质量的 TD-LTE 的网 络需要。 1.3TD-LTE 室室内内分分布布系系统统概概述述 室外无线网络信号，在大型建筑物的低层、地下商场和停车场等环境，由于过大的穿 透损耗，形成了网络的盲区和弱区；在建筑物的中间楼层，由于来自周围过多基站信 号的重叠，产生乒乓效应，是网络的干扰区；在建筑物的高层，由于受基站天线的高 度限制，产生孤岛效应，是网络的盲区。另外，在有些建筑物内，用户密度大，基站 信道拥挤，是网络的忙区。建筑物电磁环境模型如 Error! Reference source not found.所示： TD-LTE 室

6、内覆盖链路预算 第 2 页 图 1-1 建筑物电磁环境模型 移动通信的网络覆盖、容量、质量是运营商获取竞争优势的关键因素。网络覆盖、网 络容量、网络质量从根本上体现了移动网络的服务水平，是所有网络优化工作的主题。 由于室外宏覆盖很难满足室内用户的服务需求，并且 TD-LTE 又是一个数据网络，而 数据业务绝大部分是发生在室内环境中，因此，我们更期望在建筑物内采用室内分布 系统来解决其网络覆盖和移动互联网需求，提高用户感知度。 室内分布系统是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案。 其原理是利用室内覆盖式天馈系统将基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证 室内区域拥有理想

7、的信号覆盖。 2TD-LTE 室室内内覆覆盖盖组组网网方方案案介介 绍绍 目前，常用的室内覆盖组网方案主要是分布式系统，它又包括以下 4 类： 1.宏蜂窝分布式系统 2.微蜂窝分布式系统 3.直放站分布式系统 4.BBU-RRU分布式系统 前 3 类在传统的 2G 网络（比如 GSM）室内覆盖中应用最为普遍；第 4 类则成为 3G 网络室内覆盖（比如 TD-SCDMA）的主流。 对于一些特殊场景，比如隧道、长廊等，还可以采用泄漏电缆系统方式。 对办公类环境，新型室内覆盖解决方案还有 PicoNodeB、PicoRRU；对于家庭用户和 室内数据业务热点区域，还可以考虑 Femto 覆盖方式。 T

8、D-LTE 室内覆盖链路预算 3 TD-LTE 支持上述所有的组网方案。当然，BBU+RRU+室内分布系统的组网方式由于 其性能、成本、施工、灵活性等各方面的优势突出，依然成为 LTE 系统室内覆盖解决 方案的首选。 2.1分分布布式式系系统统 该方式为基站信号通过无源器件进行分路，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。 该系统主要包括射频同轴电缆、功分器、耦合器、电桥、天线等器件。 2.1.12G 传统方式传统方式 在 2G 系统最普遍的

9、室内覆盖解决方案包括：宏基站无源（有源）分布式系统方案、 微蜂窝无源（有源）分布式系统方案、直放站无源（有源）分布式系统方案，由 于技术的革新，这些传统的解决方案，在 3G 系统中已使用较少，取而代之的是 BBU-RRU无源分布式系统。在 TD-LTE 系统中，主流的解决方案仍然是 BBU- RRU无源分布式系统。 2.1.23G 和和 TD-LTE 主流方式主流方式 该方式信号源为由 RRU（Radio Remote Unit）和 BBU（Base Band Unit）组成。 RRU 与 BBU 分别承担基站的射频处理部分和基带处理部分，各自独立安装，分开放 置，通过电接口或光接口相连接，形

10、成分布式基站形态。它能够共享主基站基带信道 资源，根据话务容量的需求随意更改站点配置和覆盖区域。 在 3G 网络中大规模采用的 BBU+RRU 方案，它与传统方式的优势在于： 1.BBU 和 RRU 之间采用光纤连接，减少馈线损耗。 2.室内分布系统中根据不同的面积，需要采用不同数目的通道，采用 BBU+RRU 组网，BBU 可以灵活连接多个 RRU，方便灵活组网。当 BBU 连接多个 RRU 时， RRU 可以尽量靠近天线，减少馈线损耗。 3.BBU 的基带容量充分共享，适应话务分布不均匀的场景，并且可以提高系统稳 定性。 4.小型的 BBU，RRU 都可以实现挂墙安装，方便室内覆盖的工程应

11、用。 5.由于 BBU，RRU 之间采用光纤连接，可以将多个 RRU 放置在附近的多个建筑 物中，方便组网并且降低组网的成本。 TD-LTE 室内覆盖链路预算 第 4 页 6.通过工程设计，BBU+RRU 解决室内覆盖时，可以不采用干放，从而避免干放的 引入对系统造成的干扰。 由于该组网方式优势明显，在 TD-LTE 系统的室内覆盖解决方案中，它依然是我们解 决覆盖的首选方案。在 TD-LTE 系统中，RRU 实际上只是 eNodeB 的一种类型，是 对常用 eNodeB 信号覆盖的一种深层应用，对室分系统天馈组网没有明显的变化。组 网示意图如 Error! Reference source

12、not found.所示： 图 2-1 RRU分布系统 2.2泄泄漏漏电电缆缆系系统统 该方式为基站信号通过泄漏电缆直接覆盖。泄漏电缆具有均匀的带状孔，集信号发射 和接受于一体。该系统主要包括基站、干线放大器、泄漏电缆，其优点是覆盖狭长区 时，信号覆盖均匀，适用于隧道、长廊、电梯井等特殊区域。缺点是造价高。 2.3特特殊殊场场景景的的 PicoeNodeB、PicoRRU 和和 Femto eNodeB PicoeNodeB、PicoRRU 可应用于办公类环境室内覆盖解决方案。其核心是小功率的 PicoRRU 设备的广泛部署和应用。该方案节省发射功率、方便安装、适合多系统共存 设计，同时还具有

13、成本低、覆盖大、方便升级扩容的优势。 Femto eNodeB 可应用于家庭类环境室内覆盖解决方案。其优势在于没有站址选取和 建设维护方面的投入，大大降低运营商在网络建设方面的投资。 需要说明的是，对于办公环境和家庭环境的室内覆盖，目前我们的主流解决方案依然 是 BBU+RRU。 TD-LTE 室内覆盖链路预算 5 2.4TD-LTE 室室分分系系统统的的特特点点 与传统的 GSM 室内分布系统和 TD-SCDMA 室内分布系统相比，TD-LTE 室内分布系 统的一些差异，值得我们在规划和建设中重点关注。 1.工作频段带来的差异 目前， GSM 系统采用 900MHz 和 1800MHz 两个

14、频段，TD-SCDMA 系统工作在 1.9G 和 2G 频段。TD-LTE 已规划 2320-2370MHz 用于室内覆盖建设。无线通信系统 工作频段不同，造成它们在室内分布系统中的馈线损耗、穿透损耗及空间传播损耗计 算的差异。 工作频段越高，其路径损耗就越大。以 1/2 和 7/8 馈线的 100 米损耗为例： 900MHz1800MHz2100MHz2400MHz 1/2 馈线6.9dB10.1dB11.3dB12.1dB 7/8 馈线3.9dB5.6dB6.3dB7.0dB 天线口 1 米处各频段空间传播损耗如下： 1 米米900MHz1800MHz2100MHz2400MHz 空间损耗

15、31.1dB37.1dB38.4dB39.6dB 因此，在 LTE 室内覆盖中我们更需要考虑好路径损耗偏大对全局规划和覆盖效果的影 响，合理规划好 RRu 输出功率和各个天线口输出功率。 2.异系统干扰的考虑 在中国，规划的 TD-LTE 的工作频段与 WLAN 系统非常接近，因此不同于 GSM 和 TD-SCDMA 系统， WLAN 系统成为了 TD-LTE 干扰分析最主要的对象。在工程设计 和建设中，为了保证服务质量，就要采取有效手段尽量规避 TD-LTE 与其他系统的系 统间干扰，特别是与 WLAN 系统的系统间干扰。 3.AMC 技术引入带来的差异 AMC 技术的引入最早是在 HSPA

16、 系统中。由于 AMC 技术的引入，使得信号质量好的 区域的用户感知度明显好于信号质量差的区域的用户感知度，因此，对采用了 AMC 技术的 TD-LTE 系统来说，如何提升覆盖区域，特别是室内覆盖的边缘区域的 SINR，在 LTE 室内覆盖中需要重点考虑。 4.下行 MIMO 技术引入带来的差异 多天线技术在 TD-LTE 室内覆盖其主要应用有：SU-MIMO、MU-MIMO、Diversity。 其中在理论上能使单用户最大吞吐量和小区最大吞吐量翻倍，也直接影响网络建设成 本的就是 SU-MIMO。 下行 MIMO（多输入多输出）技术的引入，是采用 BBU+RRU 组网的 LTE 室内分布 系统与 GSM 室内分布系统和 TD-SCDMA 室内分布系统最大的区别。LTE 为了实现 SU-MIMO，要求其不同通道的输出信号覆盖同一区域。这就要求在设计和施工中， TD-LTE 室内覆盖链路预算 第 6 页 对同一区域至少要传输 2 条不同通道的信号。SU-MIMO 技术的使用，给室内分布系 统建设提出了更复杂的要求。 5.空分复用技术引入带来的差异 空分复用技术是利用