LTE的室内覆盖模型研究与效果分析

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1、基于TD-LTE的室内覆盖模型研究与效果分析　　一、概述　　移动互联网的快速发展，推进了TD-LTE标准的制定和成熟。与传统的GSM、TD-SCDMA系统相比，TD-LTE的物理层配置显得更加灵活；OFDM技术取代传统的CDMA技术也让TD-LTE更适应宽带化的发展，性能上，TD-LTE将支持传统无线通信系统无法比拟的高速数据业务。毫不夸张地说，TD-LTE带来了移动无线数据通信的革命。　　在中国，目前已规划的TD-LTE网络的工作频段为2.3GHz和2.5GHz两个频段，相比GSM和TD-SCDMA系统，TD-LTE的空间以及穿透损耗更大，在室内

2、更容易形成各种信号覆盖盲区。室内覆盖的理论计算方法就是室内分布系统链路预算，分为有线传输部分和无线传输部分，根据信号边缘场强的要求，在一定的覆盖半径下，选择合适的室内传播模型计算出分布系统中天线口功率的大小，通过合理功率分配，最终达到室内覆盖要求。　　二、TD-LTE室内覆盖组网方案介绍　　目前，常用的室内覆盖组网方案主要是分布式系统，它又包括以下4类：（1)宏蜂窝＋分布式系统；（2)微蜂窝＋分布式系统；（3)直放站＋分布式系统；（4)BBU-RRU＋分布式系统。前3类在传统的2G网络（比如GSM)室内覆盖中应用最为普遍；第4类则成为3G网络室内覆

3、盖（比如TD-SCDMA)的主流。　　TD-LTE支持上述所有的组网方案。当然，BBU+RRU+室内分布系统的组网方式由于其性能、成本、施工、灵活性等各方面的优势突出，依然成为LTE系统室内覆盖解决方案的首选。　　三、TD-LTE室内无线传播模型　　3.1Keenan-Motley室内传播模型　　研究表明，影响室内传播的因素主要是建筑物的布局、建筑材料和建筑类型等；具有两个显著的特点：其一，室内覆盖的面积小的多；其次，室内传播环境变化更大。　　室内传播模型有很多种，如衰减因子模型，对数距离路径损耗模型等。经验表明，目前普遍选取下述室内传播模型：Pl

4、oss=Plosslm+20log（d)+FAF+8（dB)其中：Ploss：路径损耗（dB)；Plosslm：距天线1米处的路径衰减（dB)，参考值为39dB；d：距离（m)；FAF：环境损耗附加值（dB)，对于不同的材料，环境损耗附加值不同，在组网时，需要考虑到建筑物结构、材料和类型，同时结合经验模型进行修正；8dB：室内环境下的快衰落余量。　　3.2ITUM.2135模型　　可以采用ITUM.2135模型作为工作在2.3GHz的TD-LTE室内传播模型，该模型不需要进行参数校正，阴影余量取值固定，可用于直观对比，如表1所示。　　3.3ITU-

5、RP.1238模型　　另一个推荐用于2.3GHzTD-LTE的室内传播模型是ITU-RP.1238模型，该模型需要进行参数校正，可用于有精确计算需求的室内传播模型校正。　　Ltotal=20log10f+Nlog10d+Lf（n)-28dB其中N是距离功率损耗系数，f为工作频点（单位：MHz)，d为天线到UE的距离（单位：m)，Lf为层穿透损耗因子，n为天线到UE所穿透的墙体数目（n≥1)；而阴影衰落余量估值，对于工作在1.8~2G频段，上述三场景分别为：8、10、10。　　3.4各模型计算结果对比　　表2为三种传播模型分别在1米、5米、10米、1

6、5米、　　20米时的空间损耗值，可以看出ITU-RP.1238模型和Keenan-Motley模型的计算结果相对接近。建议采用ITU-RP.1238模型用于TD-LTE室内空间损耗计算。　　四、覆盖分析　　4.1TD-LTE覆盖指标　　TD-LTE采用RSRP的接收电平值来衡量小区的覆盖能力。RSRP是一个表示接收信号强度的绝对值，一定程度上可反映移动台距离基站的远近，度量小区覆盖范围大小，类似于TD-SCDMA系统中的RSCP。同时，采用SINR来衡量信号质量。　　LTE可以提供多种业务，不同的区域类型要求提供不同的业务，不同的业务，其室内覆盖指

7、标要求不一样，因此，要确定室内覆盖指标，首先要划分不同的业务覆盖区域类型，按对网络质量的要求，通常分为三类区域，详细如表3所示：　　室内覆盖边缘场强的确定需要同时考虑两个方面：（1)一方面边缘场强应满足连续覆盖业务的最小接收信号强度。（2)另一方面应大于室外信号在室内的覆盖强　　度，即：设计余量，其典型经验值为5~8dB。　　4.2链路预算　　链路预算分为两部分，一部分为空中损耗，在第3章传播模型中已经说明；另一部分为信源到天线端口损耗，以下简称有线链路预算，采用无源设备组网时一般链路计算可以只考虑下行链路预算，在有源设备组网时需要考虑干放的上下行

8、平衡以及上行噪声系数。　　有线侧链路预算：根据到达天线口的功率，确定根节点需要输入的功率。具体预算如下：天线口输入功率＝有