摘要：LTE即分时长期演进系统，在此基础上总结出LTE内分布系统网络规划建设性原则以及室内分布系统建设场景选择原则为克服LTE内干扰，保证室内信号覆盖强度，及网络建设模式，需要给出合适的室内分布系统规划思路，并着重分析研究以上几个关键性问题。对不同场景下室内分布系统的建设给出不同的建议，同时决策出需要重点建设的网络覆盖区域。本文主要关注LTE室内分布系统建设的天线类型，建设模式，覆盖链路预算和系统改造方案等几个方向，并提出相应的政策性建议。
关键词：LTE；室内分布系统；建设方案；建议
前言：
当前社会，智能手机的普遍，数据业务呈爆发式的增长，在家使用移动网络进行娱乐、办公等已经极其普遍，正是因为这些客户的需求有所转变，中国LTE网络建设高速发展。LTE的工作频段相对比较高，其网络结构呈扁平化，引入MIMO、ICIC，链路自适应等技术，网络运营商应考虑使用一套可行的室内覆盖系统方案。根据预测，百分之八十以上的数据业务都是发生在室内空间，相对于室外，室内的无线网络传播由于建筑结构等复杂情况，室内系统设计要考虑更多的因素。
1、LTE 技术
LTE就是通常所说的3.9G，即准4G技术，被人们看作是3G向4G的过渡技术，该技术的下载能力达到了100 Mbps，根据实际组网以及终端能力限制，一般认为下行峰值速率为100Mbps，上行峰值速率为50 Mbps。
1.1 LTE 技术简述
LTE是4G的主流技术，我国已经对三大运营商发放了4G牌照，将会在最大程度上推动 LTE技术的快速发展。根据相关专家对3G技术的发展研究表明，世界上1/5的用户掌握着世界上4/5的业务量，业务量主要集中在少数人手中。根据3G技术的发展经验来看，在今后的发展和应用过程中，LTE技术发展的主要部分应该是LTE室内分布系统的建设。LTE技术中有几项比较重要的关键技术，包括空中接口物理层、OFDM（正交频分复用）、MIMO（多输入多输出）、高峰值传送输率、3GP-PLTE接入网等技术。MIMO多天线技术在LTE技术中占据着非常重要的位置，MIMO是提高系统速率最主要的手段，能使大数据通信得以实现，并且还能在最大程度上提升信道容量和数据流量。因此，本文对MIMO多天线技术在LTE室内分布系统建设中的重要作用进行深入探讨和分析。
1.2 LTE 技术特征
LTE 技术的主要特征：1）在最大程度上提高了通信速率，上、下行峰值速率分别为50 Mbps、100Mbps。2）提高了频谱效率，上、下行链路分别为2.5bps/Hz、5 bps/Hz。3）业务的主要目标变为分组域，分组交换成为系统的主要框架。4）系统设计必须有 QoS（服务质量）机制的保证，从而有效提高了实时业务的服务水平。5）促使系统在部署过程中变得更加灵活，支持的系统带宽范围更广。6）子帧的长度有两个：0.5ms及0.675 ms，从而使向下兼容时出现的问题得到了有效解决，并且在最大程度上降低了网络时延，最终达到U-plan<5ms，C-plan <100 ms。7）在不改变当前基站位置的前提下，有效提高了小区边界的比特速率。8）非常注重向下兼容，并且能实现3G系统与非3GPP规范系统之间的协同运行。
从LTE技术的主要特征可以看出，与传统的3G技术相比，该技术的主要优势表现在具有非常高的传输速率、具有非常广的覆盖面、向下兼容、分组传送、降低延迟等方面。
2、室内分布系统设计主要原则
在设计室内分布系统时，至少要考虑以下七个因素：
（1）确定需求，要考虑所要覆盖区域的物业状况、施工周期以及该区域所属的级别，容量等；
（2）确定指标：根据不同的使用场景来考虑链路预算等，选择合适的天线（考虑功率大小、天线密度等）；
（3）规划容量：统计现有的话务量，对后期的容量进行规划并对小区进行划分；
（4）考虑小区切换：为了减少LTE的同频干扰，切换带的重叠范围不宜过大；
（5）考虑干扰问题：尽量避免LRE系统间的同频干扰；
（6）室分器件：要充分考虑所使用器件能够支持的频段情况以及对其功率容限等；
（7）考虑工程问题：考虑施工时会遇到的问题，施工工期和物业的情况。
除了上述设计的主要原则，还有以下多个因素需要考虑：
（1）系统选取：系统的选取主要原则是看空间的大小，根据空间的大小选择信源（射频拉远单元或者是室内基带处理单元等）。
（2）配置和设备安装：一般室内分布系统分成水平覆盖分区和垂直覆盖分区。设备选择位置要考虑到多方情况。
（3）路由和功率分配：功能的分配设计一般要遵循两个原则“先平层设计”“后主干设计”。一般楼内器件的安装，位置都会选择机房或者挂墙放信源设备，弱电井放置主干耦合器等。
（4）天线布放：根据封闭环境的复杂程度，采用不同的天线，例如写字楼、居民楼、宾馆等区域，覆盖半径可以选择6-8米。而例如停车场等比较空旷的场地，应该使用高增益天线，覆盖半径应该选取25米。而对于例如超市等半封闭半开放区域，覆盖区域应选择8-12米。
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（5）电梯覆盖设计：遵循一个小区原则，减少电梯内信号切换，否则容易造成电话掉线。
根据以上多个原则，对每个部分都进行良好的设计，才能够设计出好的室内分布系统，保证室内通讯。
3、LTE 室内分布系统建设方案
目前，建设LTE室内分布系统主要有两种方式：1）LTE独立进行建设。2）在原有传统网络的基础上进行建设。无论采取哪种方式都必须遵循效益最大化这一原则，即在进行LTE室内分布系统建设时，能充分利用原有的网络资源。但需要注意的是，传统的网络资源是2G/3G网络，如果在此基础上进行新网络的建设，将会使施工难度增加，严重时会出现网络不能独立规划，这就会使网络在后期运行中出现很多问题。因此，在设计LTE室内分布系统建设方案时，需要运营商根据自身的实际情况以及当地的具体场景综合考虑，决定选择哪种方式进行建设，并且还要制定出两种以上改造方案以供选择，同时还要认真分析这些方案的利弊关系，筛选出最佳、最合理的方案。下面对最常用的几种LTE室内分布系统建设方案进行详细探讨和分析。
3.1 单通道LTE独立设计方案
该方案是在传统的2G/3G网络资源的基础上进行相应的改造，通过单通道LTE独立设计方案实现。改造过程若选择传统的单通道模式，一定要在确定馈电方式的基础上才能选择，在现有2G/3G网络资源的基础上，增加一套射频通信系统就能实现。该设计方案的最大特征是没有使用MIMO多天线技术，而且建设过程与现有系统之间完全没有影响，是两个相互独立的组成部分，同时它们自身都有独立的馈电系统。由此可以看出，该方案不会给现有系统带来任何的影响，并且还能不断优化现有的LTE室内分布系统。该系统的不足之处是没有采用多通道技术，所以该方案只能在非热点区域使用。
3.2 LTE双通道单极化天线独立建设方案
该方案主要是指在建设LTE室内分布系统时选择双通道进行相应的设置，采用两路射频单元，有效实现了MIMO。另外室内分布系统与2G／3G网络独立进行建设，天馈系统选择也是独立的。该方案采用了单极化天线使LTE得以实现，还必须增加一路射频单元，这样就使天线数量增加了两倍。由于室内分布系统与2G／3G网络相互独立，两者之间处于物理隔离状态，所以在建设过程中不会给现有系统带来任何影响，能在最大程度上确保LTE系统实现独立规划和优化。该方案的不足之处是必须进行独立建设，不能在现有的室内分布系统的基础上进行相应的改造建设，增加了运营商的投资成本。
3.3 LTE与2G／3G双通道单极化天线共用建设方案
该方案主要是指在建设LTE室内分布系统时选择双通道进行相应的设置，采用两路射频单元，有效实现了MIMO。室内分布系统在建设过程中要与原有的2G／3G网络共同使用分布系统，LTE的一路射频也必须与2G／3G共同使用同一套天馈系统，另一路射频单元使用的天馈系统是独立的，LTE两路射频单元在进行覆盖时是以单极化天线的方式实现的。
3.4 LTE双通道双极化天线独立建设方案
该方案主要是指在建设LTE室内分布系统时选择双通道进行相应的设置，采用两路射频单元，室内分布系统与2G／3G网络这两者之间独立进行建设，天馈系统选择也是独立的，LTE两路射频在进行覆盖时以双极化天线的方式实现。在该方案中，要使LTE室内分布系统能独立进行建设，就必须增加两套无源器件和两路馈线。另外该方案是通过双极化天线方式实现的，所以需要的双极化天线数量增加了一倍。该方案不会给现有系统带来任何影响，还能不断优化现有的LTE室内分布系统，有效实现了MIMO，还有利于用户更好地进行体验。
3.5 LTE与2G/3G双通道双极化天线共用建设方案
该方案主要是指在建设LTE室内分布系统时选择双通道进行相应的设置，采用两路射频单元，有效实现了MIMO。室内分布系统在建设过程中要与原有的2G／3G网络资源共同使用分布系统，同时LTE的一路射频也必须与2G／3G系统共同使用同一套天馈系统，另一路射频使用的天馈系统是独立，LTE两路射频在进行覆盖时是以双极化天线的方式实现的。在该方案中有一路LTE的天馈系统在建设时需要单独进行，需要增加一套无源器件和一路馈线，还需要对原来的室内分布天线进行改造，最终变成双极化天线。因此，该方案中有对现有室内分布系统进行改造的要求，这会在一定程度上给现有系统带来一定的影响，但是最终能有效实现MIMO，同时还有利于用户更好地进行体验。
4、结语
在对LTE室内分布系统进行建设过程中，需要能够对覆盖区域内部客户的业务需求、过去2G/3G室内分布系统现状进行分析和讨论，选择有效的建设方案。本文通过对两种LTE室内覆盖的多种天馈系统建设方案加以探讨，并对其特点加以阐述，从而为后来的LTE室内分布系统部署提供更多的参考信息，促进我国网络信息工程事业的不断发展和进步。
参考文献：
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论文作者:傅洪彬
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/19
标签：系统论文; 室内论文; 方案论文; 天线论文; 射频论文; 技术论文; 独立论文; 《基层建设》2018年第31期论文;