室內分布

各種方案在覆蓋上由於採用相同的覆蓋指標要求，在性能基本上沒有差異，在容量方面的差異主要表現在單用戶速率和小區吞吐量上，接下來通過試驗網測試的結果來對比不同建設方案下的單用戶和小區吞吐量結果。

LTE室內分布方案分為單通道建設方案，雙通道單極化天線建設方案，雙通道雙極化天線建設方案。

基本介紹

• 中文名：室內分布不同方案性能對比分析
• 外文名：Analysis of indoor distribution ofdifferent schemes for performance comparison
• 套用學科：通信
• 特點：室內分布

概述

室內分布系統是針對室內用戶群、用於改善建築物內移動通信環境的一種成功的方案；是利用室內天線分布系統將移動基站的信號均勻分布在室內每個角落，從而保證室內區域擁有理想的信號覆蓋。

原因

1、室內移動通信環境有太多需要完善的地方；

2、覆蓋方面，由於建築物自身的禁止和吸收作用，造成了無線電波較大的傳輸衰耗，形成了移動信號的弱場強區甚至盲區;

3、容量方面，建築物諸如大型購物商場、會議中心，由於行動電話使用密度過大，局部網路容量不能滿足用戶需求，無線信道發生擁塞現象;

4、質量方面，建築物高層空間極易存在無線頻率干擾，服務小區信號不穩定，出現桌球切換效應，話音質量難以保證，並出現掉話現象。

室內分布系統的建設，可以較為全面地改善建築物內的通話質量，提高行動電話接通率，開闢出高質量的室內移動通信區域；同時，使用微蜂窩系統可以分擔室外宏蜂窩話務，擴大網路容量，從整體上提高行動網路的服務水平。

比較

室內分布系統信源選擇的比較

	使用基站	使用直放站
1. 是否增加容量	根據需要增加容量	不能增加容量
2. 信號質量	好	一般
3. 對網路的影響	小	控制不好影響很大
4. 是否需要傳輸設備	需要	不需要
5. 是否需要重新頻率規劃	需要	不需要
6. 是否需要調整參數	需要	支持
7. 是否支持容量動態分配	不支持（容量預分配）	支持
8. 是否支持多運營商	不支持	支持
9. 安裝時間	較長	較短
10. 投資	較多	較少

組網分類

室內分布系統的組網按照信號源有以下幾種接入方式：

o(1) 宏蜂窩作信源接入信號分布系統；

o(2) 微蜂窩作信源接入信號分布系統；

o(3) 直放站作信源接入信號分布系統。

系統分類

室內分布系統根據傳輸媒介分為：

（1）射頻無源分布系統；

（2）射頻有源分布系統；

（3）光纖分布方式

（4）泄露電纜分布方式

單極化天線

單極化天線使用3根或2根天線作為一個射頻組。3根天線時，兩根天線負責接收，一個天線作為發射；2根天線時，一根天線作為純接收天線，一根天線結合發射和接收功能。

在CDMA2000中，單極化天線一般採用2根天線，即一個天線作為發射；另一個則負責接收與發射。特別注意，在實際套用中，特別是CDMA的基站天線，一定要保持單極化天線的兩個天線方位角一致，否則會導致收發不一致。

雙極化天線

雙極化天線是一種新型天線技術，組合了+45°和-45°兩副極化方向相互正交的天線並同時工作在收發雙工模式下，因此其最突出的優點是節省單個定向基站的天線數量；一般GSM數字移動通信網的定向基站（三扇區）要使用6根天線，每個扇形使用2根天線（空間分集，一發兩收），如果使用雙極化天線，每個扇形只需要1根天線；同時由於在雙極化天線中，±45°的極化正交性可以保證+45°和-45°兩副天線之間的隔離度滿足互調對天線間隔離度的要求（≥30dB），因此雙極化天線之間的空間間隔僅需20-30cm；另外，雙極化天線具有電調天線的優點，在移動通信網中使用雙極化天線同電調天線一樣，可以降低呼損，減小干擾，提高全網的服務質量。如果使用雙極化天線，由於雙極化天線對架設安裝要求不高，不需要征地建塔，只需要架一根直徑20cm的鐵柱，將雙極化天線按相應覆蓋方向固定在鐵柱上即可，從而節省基建投資，同時使基站布局更加合理，基站站址的選定更加容易。

用戶速率對比

不同的方案下，尤其是單通道和雙通道方案，對用戶速率的影響是十分明顯的，直接影響到用戶的業務體驗。以下是用戶分別在近點、中點和遠點情況下的用戶速率測試結果。

（1）近點信號質量較好，雙通道下行用戶速率要遠高於單通道方案，相比單通道方案能夠提升50%以上。

（2）中點信號質量稍微變差，但與近點差別不大，雙通道速率仍遠高於單通道方案，相比單通道方案仍能夠提升40%左右。

（3）遠點信號質量很差，雙通道方案的MIMO功能已經不能發揮作用，失去速率提升作用，甚至單通道方案還要優於雙通道方案（不排除測試過程中信號波動的影響）。

（4）單通道和雙通道方案在上行用戶速率方面沒有影響，用戶速率相當。

（5）雙通道單極化天線方案和雙通道雙極化方案在近點用戶速率相差無幾，在中點和遠點也差別不大，考慮測試誤差的影響，兩方案性能相當。

圖1 各方案單用戶下行速率對比結果

圖2 各方案單用戶上行速率對比結果

小區吞吐量對比

不同的方案下，尤其是單通道和雙通道方案，對小區吞吐量的影響是十分明顯的，直接影響到系統的容量，以下是3用戶分別在近點、中點、遠點和平均分布情況下的小區上下行吞吐量的測試結果。

（1）近點信號質量較好，雙通道下行吞吐量要遠高於單通道方案，相比單通道方案能夠提升75%以上。

（2）中點信號質量稍微變差，但與近點差別不大，雙通道下行吞吐量仍遠高於單通道方案，相比單通道方案仍能夠提升75%左右。

（3）遠點信號質量變差，雙通道方案小區吞吐量與單通道方案差別不大，甚至低於單通道方案。

（4）用戶平均分布情況下，雙通道方案要優於單通道方案，相比單通道方案能夠提升50%左右。

（5）在上行小區容量方面，各個方案差別不大，考慮到測試誤差的原因，各方案上行吞吐量相當。

圖3 各方案小區下行吞吐量結果

圖4 各方案小區上行吞吐量結果

LTE

LTE概念

LTE（Long Term Evolution，長期演進)，又稱E-UTRA/E-UTRAN，和3GPP2 UMB合稱E3G（Evolved 3G）

LTE是由3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作夥伴計畫）組織制定的UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移動通信系統）技術標準的長期演進，於2004年12月在3GPP多倫多TSG RAN#26會議上正式立項並啟動。LTE系統引入了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用）和MIMO（Multi-Input & Multi-Output，多輸入多輸出）等關鍵傳輸技術，顯著增加了頻譜效率和數據傳輸速率（20M頻寬2X2MIMO在64QAM情況下，理論下行最大傳輸速率為201Mbps，除去信令開銷後大概為140Mbps，但根據實際組網以及終端能力限制，一般認為下行峰值速率為100Mbps，上行為50Mbps），並支持多種頻寬分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G頻段和一些新增頻段，因而頻譜分配更加靈活，系統容量和覆蓋也顯著提升。LTE系統網路架構更加扁平化簡單化，減少了網路節點和系統複雜度，從而減小了系統時延，也降低了網路部署和維護成本。LTE系統支持與其他3GPP系統互操作。LTE系統有兩種制式：FDD-LTE和TDD-LTE，即頻分雙工LTE系統和時分雙工LTE系統，二者技術的主要區別在於空中接口的物理層上（像幀結構、時分設計、同步等）。FDD-LTE系統空口上下行傳輸採用一對對稱的頻段接收和傳送數據，而TDD-LTE系統上下行則使用相同的頻段在不同的時隙上傳輸，相對於FDD雙工方式，TDD有著較高的頻譜利用率。

LTE/EPC的網路架構如圖5所示。

圖5 3GPP非漫遊架構—S-GW與P-GW分設

LTE系統結構

LTE採用由eNB構成的單層結構，這種結構有利於簡化網路和減小延遲，實現低時延、低複雜度和低成本的要求。與3G接入網相比，LTE減少了RNC節點。名義上LTE是對3G的演進，但事實上它對3GPP的整個體系架構作了革命性的改變，逐步趨近於典型的IP寬頻網路結構。

LTE的架構也叫E-UTRAN架構，如圖 1所示。E-UTRAN主要由eNB構成。同UTRAN網路相比，eNB不僅具有Node B的功能，還能完成RNC的大部分功能，包括物理層、MAC層、RRC、調度、接入控制、承載控制、接入移動性管理和Inter-cell RRM 等。eNodeB和eNodeB之間採用X2接口方式直接互連，eNB通過S1接口連線到EPC。具體地講，eNB通過S1-MME連線到MME，通過S1-U連線到S-GW。S1接口支持MME/S-GW和eNB之間的多對多連線，即一個eNB可以和多個MME/S-GW連線，多個eNB也可以同時連線到同一個MME/S-GW。

圖6 LTE整體結構