摘要：室内分布系统是保证室内移动通信质量的一种技术手段，由于TD-LTE技术的优势，它将成为现阶段室内分布系统研究的重点。本文介绍了TD-LTE室内分布系统建设的定位及系统组网方案；通过研究信源选取依据、系统设计模型和天馈系统设计参数，对室内分布系统的设计方案给出了一个参考依据。希望能将所学内容与我校校园网建设相结合，促进教学相长。
关键词：室内分布系统；设计方案；系统设计
引言
室内分布系统就是在建筑物内安装天线，以确保无线信号覆盖到室内的每一个区域。目前有80%的移动通信业务都发生在室内，而TD-LTE技术相较于2G、3G技术能扩大建筑物内无线信号的覆盖、提高话务容量、降低运营商的建网成本。所以，可以利用TD-LTE技术有针对性地建设话务量高、数据量大、业务价值高、社会影响力大、高端用户聚集的楼宇场所进行重点覆盖，打造TD-LTE精品网络，提升用户感知度。
1室内分布系统建设定位
室内分系统主要解决以下三种区域覆盖问题：室外站不能完全满足覆盖要求的目标业务点，即覆盖盲区；室外站不能很好的满足业务容量要求的业务热点区；室外站导频污染等因素引起的覆盖质量较差的区域。所以，在室内网络规划设计时要综合考虑网络性能，降低成本，提高资源利用率，组网时可以选择对原有部分的TD-SCDMA进行改造或者适当地新建部分网络。尽量减少对现网的影响，并能达到扩容的目的。室内外组网方面，TD-LTE室内分布系统原则上采用E频段组网，当室内TD-LTE与TD-SCDMA系统同频组网时采用F频段。与室外宏基站进行异频组网，可以减少干扰，还能有效降低规划和优化量。室内分布系统建设时要求有良好的室内覆盖，要控制好室内小区信号的外泄。
2室内分布系统组网
室内分布系统结构如图1所示，主要由信号源部分和信号分布系统两部分组成。2.1信号源部分室内分布系统的信号源接入方式主要有以下四大类：宏蜂窝基站：作为室内分布系统的接入方式，其优点是信号覆盖面积较大，网络质量好，网络优化简单，容易实现无源分布。缺点是体积较大，网络建设周期长，施工难度大，不易实现。微蜂窝基站：微蜂窝由于本身功率较小，主要用于覆盖较小面积的室内环。主要优点是体积小，功耗低，建设成本小，安装方便，但是它的容量和输出功率都具有局限性。直放站：是利用耦合器件和直放站对为系统提供信源。它安装方式灵活，建设成本低和施工量小，但它只扩大了覆盖范围，容量并没有增大，系统的噪声大，易造成干扰。分布式基站：主要釆用BBU＋RRU模式组网[1]，通过光纤连接减小了器件的损耗，具有覆盖范围广、损耗小、组网灵活、网络质量好等特点，基本满足各种场合的覆盖需求，现在很多校园网已经开始采用这种方式进行组网。分布式基站系统是TD-LTE室内覆盖最主流的组网方案。2.2信号分布系统信号分布系统组成结构上主要有：信号分/合路器、功率分配器件、馈线、室内天线等。其原理是利用室内天线分布系统将基站或直放站的信号均匀分覆盖到室内的每个角落。表1对三种信号分布系统优缺点和适用环境进行了比较[3]。通过比较，确定室内分布系统的信源的接入方式和表1确定信号的分布方式，最终完成室内分布系统的组网方案。
3TD-LTE室内分布系统设计方案
3.1信源设计（1）信源选取选择依据无线资源情况、建筑内部环境、内部的业务需求和室内分布系统现状确定。在TD-LTE信源中，微蜂窝和直放站由于其容量较小，适用于业务密度较小的区域；宏蜂窝容量大，但针对建筑物内部难以达到要求的信号质量；分布式基站其具有灵活组网、可将分布功率资源进行分散、易于组成超级小区等优点非常适合室内覆盖系统的信源。（2）信源配置TD-LTE室内覆盖目前选用BBU+RRU作为信源，RRU单通道输出功率能力至少为20W，设计时按照天线输入功率为10～15dBm。为了避免建筑物各层之间的同频干扰，小区采用异频组网。室内覆盖系统对于新建E频段的室内分布系统原则上建议全部采用DL:UL为2:2的时隙配置。3.2系统设计（1）天线功率设计。天线的布放应该同时满足GSM、TD-SCDMA、WLAN、TD-LTE系统无线链路的预算要求。为了避免对相邻小区和室外系统产生干扰，一般天线口功率不大于15dBm。如果采用一路合用、一路新建的建设方案，要求支持MIMO的双通路室内分布式系统的两个单极化天线功率之差小于5dBm。可以在同轴电缆上加有/无源放大器、功分器、负载和耦合器等器件使信号功率衰减到设定的功率范围内。（2）传播模型。一般有衰减因子模型、Keenan-Motley模型等。目前采用较多的是衰减因子传播模型，计算路径损耗的公式：（1）其中PL（d0）：距天线1米处的路径衰减；d为传播距离；n是衰减因子；R是附加衰减因子，主要是由环境引起的附加损耗。（3）覆盖半径。当TD-LTE下行边缘速率达到2Mbps时，系统最大路径损耗与TD-SCDMA基本相当。如果TD-LTE与TD-SCDMA共用室分系统时，此时TD-LTE的边缘速率将高于传统的2Mbps。一般来说，TD-LTE室分系统在半开放环境下覆盖半径为10～16米；在较封闭的环境下覆盖半径为6～10米。3.3天馈系统设计（1）馈线设计按照TD-LTE系统室内分布系统馈线要求进行改造，主要原则有：原有分布系统平层馈线中长度超过5m的8D/10D馈线均需更换为1/2馈线[2]、长度超过50m的1/2馈线均需更换为7/8馈线；主干馈线中长度超过30m的1/2馈线均需更换为7/8馈线；新建分布系统主干馈线和超过30米的平层馈线原则上使用7/8馈线，其他情况可使用1/2馈线。（2）功分器、耦合器根据LTE工作的损耗需求、频率范围、驻波比选取合适的功分器和耦合器，要求工作在800MHz～2500MHz的频率范围内。（3）天线设计TD-LTE室内分布系统的天线设计需要满足如下要求：① 天线的外形建议选择小尺寸，使用美化天线或者隐蔽天线使天线的安装不使客户感到反感或者降低存在感，与安装环境相协调。② 天线安装位置选择有一定遮挡的区域，这样既可以利用遮挡减少信号外泄，也可以避免外部干扰的引入。③ 为保证TD-LTE的网络覆盖，有时需通过增加或调整天线布放点，对原有室分天线位置或密度状况进行改造。④ 一般情况下建议选择全向天线置于目标覆盖区域的中心位置，特殊场景下可以考虑定向天线，以天线数量换取覆盖质量。并且选择合适的天线水平波束宽度和垂直波束宽度。
4结束语
在我国三大运营商的室外覆盖基本完成，室内网络覆盖还需要不断完善。为了提升市场竞争能力，争取更多的用户群体，低成本、大覆盖成为运营商们不断追求的目标。研究TD-LTE室内分布系统主要是为了实现合理布局，提高话务容量，这无论是从技术创新方面还是经济效益方面将都具有非常重要的意义。
作者：吴艳 单位：宁夏职业技术学院
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