LTE關鍵技術及室內分布建設方案探討

袁路

摘要：LTE室內覆蓋建設不僅是運營商4G建設的難點和重點，也是業務的主要來源。文章通過對室內覆蓋發展的趨勢預判，闡述了LTE關鍵技術，并針對不同室內覆蓋建設方案進行了分析和對比，總結了各個建設方案的特點，為LTE室內覆蓋建設提供了一些參考。

關鍵詞：LTE關鍵技術；LTE室內覆蓋；建設方案

1室內覆蓋發展的背景與趨勢

移動通信歷經幾十年的發展已經邁向4G，占據主導地位的傳統語音業務的下滑趨勢日漸明顯，漸漸讓位于數據業務，通信技術已經慢慢滲透到越來越多的行業和應用場景中。移動通信的日新月異不僅深遠地影響著人們的生活和工作，而且給移動通信行業未來的發展模式帶來了新的機遇和挑戰。據統計，大約80%的業務來自于室內，因此室內覆蓋建設是LTE網絡建設期運營商關注的重中之重。室內覆蓋的發展已歷經十幾年，技術已趨于成熟，未來幾年室分建設將呈現有源設備數字化、信源設備多?；?、微型化，分布系統光纖化，天饋系統共享化、天饋系統MIMO化等發展趨勢。LTE建設如火如茶，LTE的室內覆蓋建設也將提出新的要求。筆者將以LTE的關鍵技術為切入點，分析與研究LTE室內覆蓋建設的方案和架構。

2 LTE關鍵技術

2.1 MIM0技術

MIMO技術即是“多輸入多輸出”，簡單來說，通過分別在發射端和接收端使用多個發射天線和接收天線，從而可以多路徑發射和接收信號，起到提高通信質量的作用。MIMO技術能有效利用空間資源，通過多個天線實現多發多收，可以實現系統信道容量的成倍提高，但頻譜資源和天線發射功率卻保持不變，顯示出明顯的優勢，被視為4G移動通信的核心技術。

MIMO技術主要包括空間復用和發送分集2項技術。其中空間復用技術指的是在不同的發送天線上發送各種各樣的信息，充分利用空間信道的弱相關性，從而讓數據傳輸的峰值速率提高；發送分集指的是在不同的發送天線上發送包含相同信息的信號，通過空間信道的弱相關性、頻率或時間上的選擇性等，能有效對抗多徑衰落，來提高信號傳輸的穩定可靠性，顯著提高傳輸速率和頻譜利用。

2.2 OFDM技術（正交頻分復用技術）

OFDM技術是4G通信技術的核心技術。其原理是先將高速的數據信號轉換為低速子信號，在被分割的多個正交子信道中進行傳輸。每個子載波占據相對窄的信道帶寬，具有大帶寬的抗衰落特性和子載波小帶寬的均衡簡單特性，這樣可以實現抗衰落與系統均衡的目的。OFDM技術的頻譜利用率可接近奈奎斯特極限，其利用率很高；該技術的抗衰落能力強，且傳輸數據的速率快。OFDM技術中用戶可選擇最好的頻率資源，獲得頻域多用戶分集增益；具有較強抗碼間的干擾能力，該技術引入CP（循環前綴），長于信道時延擴展即可消除碼間干擾。

2.3多用戶檢測技術

多用戶檢測技術能盡可能消除碼間干擾，對提高通信系統的性能有很大益處。其原理是把所有用戶的信號都當作有用信號而不是干擾信號來處理，這樣就可以充分利用各用戶信號的用戶碼元、幅度、相位、時間和時延等信息對單個用戶的信號進行聯合檢測，從而大幅度地降低多徑多址干擾。作為4G通信技術中關鍵技術2_--，主要通過消除小區間干擾來改善通信性能和系統容量。實際容量的增加取決于算法的有效性、無線環境和系統負載。除了系統的改善，還可以有效的緩解遠近效應。

2.4 SA技術（智能天線技術）

SA技術即是智能天線技術，也叫自適應陣列天線，主要采用空分復用（SDMA），利用在信號傳播方向上的差別，可將同頻率、同時隙的信號識別區分，能在較大程度上抑制多用戶干擾、提高系統容量。在移動通信中，電波傳播受到很多因素影響如地形、建筑物、自然環境等，從而產生時延擴散、瑞利衰落、多徑、多址干擾等問題，使通信質量受到嚴重影響，智能天線可以在空間域內抑制交互干擾，并能改善信號質量和增加傳輸容量。其核心是通過調節天線陣列的方向圖形，對各天線鏈路上接收到的信號按一定準則的算法進行合并，達到增強所需信號、抑制干擾信號的目的。

3 LTE室內覆蓋建設方案

建設室內分布系統是運營商常用的室內覆蓋建設手段，在滿足新頻段和新的設計指標要求下，一般需要對原有室分系統進行改造，若考慮實現MIMO性能，更需考慮新建或改造成雙通道室分系統。但傳統方式的建設往往面臨工程實施難度大，物業難以協調的困難，實際應用較為困難。即便如此，信源+室內分布系統的方式目前仍是最常用、最直接的建設方案，如圖1所示。

3.1 LTE室內覆蓋的特殊性

LTE從使用頻率、技術特性、建設難度及建設要求等方面與2G、3G室內覆蓋建設相比，存在著較大差異，這也導致LTE室內覆蓋建設存在如下特殊性：

（1）LTE系統主要應用在1.8G、2.1G、2.6GHz等高頻段，高頻段的無線信號傳播損耗更大，穿透力不強，更容易出現弱覆蓋，特別是“2G信號外泄嚴重、3G有覆蓋、4G弱覆蓋”的不均衡現象突出，導致部分系統上下行不平衡。

（2）LTE系統的多輸入多輸出性能，上下行速率大幅提升，LTE解調能力對SINR更為敏感，這些LTE網絡特性都對室內覆蓋的網絡質量要求大大提高。

（3）當前室內覆蓋同時存在2G/3G/WLAN/LTE多種制式，在引入LTE信號后，面臨諸多難點，如規避干擾、鏈路平衡、多網融合方式等。

3.2 LTE室內覆蓋建設方案分析

為了提升室內覆蓋效果，加快網絡建設進度，國內外通信廠商提出了多種用以提升室內覆蓋效果的解決方案。目前LTE主要采用信源+室內分布系統的覆蓋方式，可以采取2種思路：LTE獨立新建或者利舊原有室分系統。從投資效益和資源節約的角度來說，往往都希望能充分利用現有資源來部署建設，但2種各有利弊，實際網絡建設中，運營商需要從網絡的實際情況出發，全面評估、衡量。

目前，現有室分系統多為全向單極化天線，饋線為單路。因此，在引入LTE時，可能面臨幾個選擇：單通道還是雙通道；獨立建設還是利舊；天線是單極化還是雙極化。

運營商可以根據網絡的實際情況，全面衡量之后選擇不同的室分建設方案，目前主要采取以下幾種方案：

（1）LTE單通道獨立建設方案。LTE室分系統獨立建設，新建一路室分系統，不實現MIM0，與現有2G/3G室分系統完全隔離，2套系統均不會互相干擾，可以獨立進行規劃優化，但缺點是單通道LTE性能不能充分發揮，現有資源未能有效利用。適合于非熱點、現有室分利舊較有難度的站點。

（2）LTE與2G/3G單通道共用建設方案。LTE采取利原有2G/3G室分系統，不實現MIM0，2G/3G/LTE信源合路后采用一套室分系統進行建設，雖可以有效利舊現有資源，但前提要求是原有2G/3G室分系統支持LTE頻段。此種方案需充分考慮插損、傳輸損耗、系統干擾等因素的影響，適合于物業協調難度大、非熱點區域。

（3）LTE與2G/3G雙通道雙極化天線共用建設方案。LTE采用雙通道，使用兩路室分系統，實現MIM0。一路系統新建，一路系統共用2c/3c原有室分系統，如圖1所示。此種方案需要改造現有室分系統，增加合路后需考慮插損、系統隔離度等因素，這種方式充分利用了現有資源，實現了MIMO，能夠最大程度體現LTE的優越性能，是運營商最常采用的建設方案。

（4）LTE雙通道雙極化天線獨立建設方案。此建設方案多適用于新建熱點區域的LTE室分建設，通過采用雙極化天線+兩路系統實現了MIMO，可以實現LTE系統的獨立規劃與優化，能夠帶來較好的用戶體驗、容量和上下行速率，避免了采用雙倍的單極化天線，節約資源，且較易滿足室內天線的占用空間。

4結語

LTE室內覆蓋建設應綜合考慮業務需求、網絡性能、改造難度、投資成本等因素，選擇合理的建設方案。文章對比分析了LTE室內分布系統多種建設方案，為今后的LTE室內分布系統建設提供重要的決策建議。