室内场景TD-LTE信号覆盖分布系统设计浅析
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摘 要 伴随着经济的腾飞社会的进步，人民日益增长的生活水平对移动通信的需求愈发强烈。但城市中大部分的建筑体内在低层、地下区域、中间楼层、高层区域分别受到不同程度、不同因素的影响导致体验满意度不高。为了使得移动宽带信号的覆盖能够更好地服务于大众，将移动通信的信号延伸到室内场景内便显得尤为重要。
关键词 室内覆盖;分布系統设计
引言
室内场景下的通信系统主要由信号源和天馈线系统两个部分组成。主要包括信号放大设备、线缆、合路器、无源器件、天线等设备组成，通过红线外传输链路将主设备信源信号引入室内，完善室内弱覆盖的区域和解决室内盲区无信号的目的，为老百姓提供高速率、高容量、高传输的语音以及诸多其他数据业务，使得移动宽带通信得到了良好的延伸与拓展。
1 室内覆盖系统设计原则[1-2]
（1）TD-LTE室内分布系统的建设应综合考虑多种业务模型、多种覆盖环境以及多种现网情况等，良好把控TD-LTE的性能特点在不影响现网稳定与安全的情况下保证网络质量的可靠性。TD-LTE室内分布系统建设应考虑GSM900、CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、TD-SCDMA和WLAN共用的需求。（2）TD-LTE室内分布系统建设应综合考虑GSM（DCS）、TD-SCDMA、WLAN和TD-LTE共用的需求，对系统间的干扰需要严格把控。（3）TD-LTE室内分布系统在建设前期应考虑到后期扩容的可实施性以及高效性，尽量做到在不改变原有业务体系的情况下，通过调整信源关键技术指标等技术实现快速扩容，满足业务需求。（4）TD-LTE室内分布系统点位的布放采用多放，小功率的原则进行设计，满足电磁辐射的相关标准。
2 系统设计
2.1 设计指标和参数取定
一般要求：RSRP门限值-105dBm，RS-SINR门限值6dB;
营业厅及建筑体内业务热点区域：RSRP门限值-95dBm，RS-SINR门限值9dB;
2.2 系统干扰
分布系统改建中，在TD-LTE系统于其他系统合路时，应主要应考虑和TD-SCDMA、GSM900、CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WLAN及其他3G系统之间的噪声干扰，干扰分类如下：①加性噪声干扰：干扰源自身产生的杂散、临道、发射互调等噪声;②互调干扰：多路多个信号源在进入接收机时的频率抢占产生的干扰;③阻塞干扰：接收带内微弱信号，带外强信号的外部干扰;
2.3 天线口功率
根据TD-LTE可研规划，覆盖指标要求，室内覆盖场景下：要求覆盖区域内满足RSRP]-105dBm的概率大于90%。
考虑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，最大路径损耗可被允许的范围为117dB。
常规链路测算结果得出，办公楼等室内环境下TD-LTE天线末端的功率控制在10～15dBm时，能够符合移动终端的接收灵敏度，对于开阔性区域譬如大型场馆，天线末端的功率还可适当酌情提高，但必须符合国家电磁环境的相关标准[3-5]。
2.4 分布系统建设方式
TD-LTE室内分布系统的设计原则取决于场景内原分布系统的情况，但大体上可分为单路分布系统改造或新建，双路分布系统改造或新建，单路新建配合单路改造：①单路分布系统改造：在原有分布系统的基础上通过增加合路器原有分布系统并通过更换大半径馈线降低馈损，来满足天线末端功率符合设计标准;②单路分布系统新建：在新建楼宇内、改造楼宇地下区域以及信号盲区内通过新建分布系统满足信号覆盖;③双路建设方式：对于场景内已覆盖双路分布系统的站点实施双路改造并尽量做到功率平衡。楼宇内无分布系统的且楼宇级别较高站点实施双路新建的建设方式;④单路新建单路改造：对于较重要楼宇并且楼宇内已有分布系统的情况，可采用单路改造单路新建的方式来提高覆盖效果。总体来说，场景内拥有分布系统的站点能改造则改造，没有分布系统或不符合改造标准的站点做分布系统新建。
2.5 建设方式选择原则[6]
对于新建场景，可建设单路或双路分布系统。
对于改造场景，可改造单路或双路分布系统，或者改造单路新建单路。
WLAN系统也支持MIMO工作方式，目前TD-SCDMA系统采用单路分布系统实现单芯收发，但理论上支持双路也不排除在特定场景下使用MIMO方式实现分集收发。
2.6 改造工作量
对于原系统覆盖已经无法满足建设指标的站点，包括现场测试场强无法达标、室内天馈频段无法满足系统要求等情况下，要求必须对原有室内天馈系统进行改造，通过替换原有天馈的线缆半径以求降低馈线损耗、在天线末端电平无法达标区域增加天线点位、对原有天馈进行相应的测试等方式来对原有分布系统进行改造[7];
2.7 双路分布系统天线设置要求
采用MIMO双路方案时，两个单极化天线隔离度要求至少10倍波长，TD-LTE大约为1.25米，如果场景内实际安装条件受限，双天线之间的隔离度要求也不应低于4倍波长大约为0.5米。
2.8 无源器件建设及改造原则
（1）天线建设及改造
①天线工作频率范围要求为800～2500MHz。②由于在前期分布系统点位的布放的原则是依据GSM制式的馈线损耗来布放点位，导致原有天馈中的天线点位的覆盖半径较大或者密度不合理，则需对原有天馈进行改造，通过增加或调整天线的布放点，以及通过调整馈线的线缆半径来保证TD-LTE的网络覆盖满足理论要求。③天线覆盖半径参考：半开阔场景例如写字楼底层大厅、展馆的空旷区域等，覆盖半径约取9～15米;在半密闭场景，如建筑体的标准楼层等，覆盖半径约取6～12米，在全密闭场景，如写字楼地下室、超市场景，覆盖半径约取12～15米。④在拥有实施环境和条件的场景内，为了有效抑制室内信号的泄漏以及避免室外宏站强信号对室内的影响，可采用在房间的临窗区域架设定向天线覆盖室内区域，这样既能获得良好的覆盖和容量服务，同时也能够减少室内外信号的相互干扰。 （2）室内全向天线性能指标
支持频段：800～2500MHz。
增益：室内全向天线增益大于2dBi。
垂直波束宽度：室内全向天线垂直波束宽度180度。
最大輸入功率：室内全向天线最大输入功率大于20W。
驻波比：室内全向宽频天线的驻波比小于1.5。
互调：三阶互调抑制度≥120dBc。
接头：室内全向天线的接头为N-K。
输入阻抗：室内全向天线的阻抗为50Ω。
工作温度：室内全向天线的工作温度为-10～55℃。
工作湿度：室内全向天线的工作湿度为5%～95%。
（3）分布系统无源器件的改造
要求支持频段：800～2500MHz。
驻波比<1.3
2.9 天馈线安装
（1）馈线及光缆与电源线敷设要求。在工程实施中，要求电力电缆与通信电缆同路由布放时必须套装PVC管进行保护，当最小距离不满足要求时，同时加套金属蛇皮管进行隔离;依照标准要求电源线与信号线须分开布放，应避免布放在同一线束当中，从而产生电磁干扰影响系统正常运行;馈线布放在平层内管道井和平层隔板中时，应采用固定扎带或卡具进行加固，与设备相连的馈线应采用馈线夹进行固定;馈线必须按照设计的要求布放，走线应符合现场情况，且馈线不得交叉;
（2）室内无源器件的安装及标签。所有的无源器件均安装在室内天花板桥架不可见区域或者平层弱电内，天线的接头必须要作防水处理;无源器件要求打上标签，便于后期维护。
对分布系统当中的每一个无源器件要贴上标签，分布系统中每根线缆的两端也要贴上标签，且需按照设计文件中的标识要求对其上设备的名称、编号以及电缆的型号、走向和收发信分别做详细标签。各种设备标签的编号格式如下：①无源分布系统：天线ANTn-m;功分器PSn-m;耦合器Tn-m;合路器CBn-m;负载LDn-m;衰减器ATn-m。②馈线：起始端TO-设备编号;终止端FROM-设备编号;注：以上n表示设备的编号，m表示设备安装的楼层。
3 结束语
室内场景下TD-LTE信号覆盖分布系统的设计，首先是对楼宇内原分布系统环境进行排摸，结合覆盖场景来选取单双路、改造或新建的覆盖方式。其次需要结合建筑体的结构来综合判断点位的布放，以及天线点位该如何进行合理的规划和设计，同时对覆盖场景进行理论测算，包括链路预算、小区切换规划等方式最终满足设计理论标准。
参考文献
[1] 何红，古庆利.TD-LTE室内分布系统的建设方式[J].移动通信，2013，（8）：29-33.
[2] 付利峰.TD-LTE室内分布系统设计方法[J].内蒙古科技与经济，2014，（16）：68-69.
[3] 胡乐明，王庆扬，林衡华.PHS系统对WCDMA系统的干扰研究[J].移动通信，2007，（1）：14-16.
[4] 矫南.对POI共建LTE双路室分系统成本影响因素的探究[J].数字通信世界，2016，（9）：116，129.
[5] 王宇.TD-LTE室内分布系统建设策略[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（19）：673-6714.
[6] 潘有为.TD-LTE室内覆盖的规划研究[J].无线互联科技，2016， （12）：21-22，27.
[7] 方廷浩.浅析TD-LTE室内分布系统[J].数字通信世界，2016，（9）： 100-101.
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