【毕业设计】基于TD-LTE回传的多模Femto地铁覆盖解决方案探析的设计与研究(整理版).doc

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1、基于TD-LTE回传的多模Femto地铁覆盖解决方案探析1地铁覆盖场景分析地下轨道交通设施一般由隧道、站台、站厅、换乘通道和出入站口五部分组成，根据各区域在空间上的分布特点，可以引中出以下五种覆盖场景：(1)地铁隧道地铁隧道是连接两个地铁站的一段封闭管道，由于空间受限及特殊的覆盖环境，通常以泄漏电缆进行有线覆盖。(2)站台和站厅站台和站厅位置相邻血设，两者通过观光梯、扶梯或楼梯进行相互连通。因此，站台和站厅通常划为一个小区进行覆盖，用户在它们之间移动不会发生小区重选或切换。(3)换乘通道换乘通道是供乘客换乘其他线路而设置的通道，其两端一•般会由不同小区覆盖，因

2、此用户在经过换乘通道吋通常会发生小区重选或切换。(4)地铁车厢传统的解决方法是通过宏蜂窝或拉远站对地铁车厢做穿透覆盖，需要同吋解决高穿透损耗、多普勒频移和切换时延这三大问题。但如果能通过车载系统直接对车厢进行覆盖，那么上述问题将在相肖程度上得到缓解。(5)出入站口出入站口是乘客出入地铁站的必经Z路，通常地铁站会设有多个出入站口。它是地面覆盖系统与地下覆盖系统的临界点，用户在进出过程屮会发生小区重选或切换。根据无线传播环境的不同，通常将覆盖场景分为隧道覆盖和站台覆盖两种类型。隧道通常采用泄漏电缆覆盖；站台覆盖采用常规的分布系统覆盖。2基于POI的分布式覆盖方案分

3、析H前国内处于运营期的无线网络制式多达十余种，由于地下空间受限，各运营商自建分布系统的可能性极低，通常釆用基于POI（PointOfInterface,多系统接入平台）的多运营商共建方式进行地下覆盖。它使用宽频技术，将多种制式的移动信号合路后再馈入同一套分布系统屮，从而达到节省投资、现场布局美观、降低多制式网络空间需求的H的。P0I的原理是将功分器、耦合器、3dB电桥、选频合路器和双工器等众多器件进行整合，最后通过系统联调实现特定的技术指标。与普通合路器相比，卩01在端口隔离度、干扰抑制度、插入损耗以及驻波比等方而进行了专门的优化设计,KPI（KeyPerfo

4、rmanceIndicator,关键绩效指标）优于普通合路器。P0I重视深度定制，对器件本身的KPI指标要求非常高，可扩展能力低下，属于室分设计屮针对性很强的一类器件。基于POT的多系统合路方式在系统复杂度、空间占用、维护难度、综合造价等方而具有明显劣势，尤其是扩展性低使得基于P0I的覆盖方式限制了地下通信覆盖系统的升级演进。以深圳地铁2号线室分覆盖方案为例，该方案采用P0I前端合路方式分别完成上下行信号的合路，然后再进行收发分缆，使上下行信号分别馈入对应的分布系统。OP0I在前端已经完成了上下行信号的分离，因此每套分布系统上只有上行或者下行信号。然而在LTE

5、多天线技术应用屮，要求根据UE的位置和接收状态进行模式间自适应，必要吋可以通过调度虚拟的天线端口來实现下行的空分复用，即需要两套分布系统同时传输下行信号。由于原来的上行P0I端口无法扩展，只能通过定制新的P0I来实现双流改造，这样就会影响到其他运营商的网络，并且短期内也很难完成P0I的定制与送检，因此扩展性差是P0I应用的一块短板。POI无论是采用分缆还是共缆，其复朵度都超过了普通合路方式，血且从成本控制和升级维护角度出发，在地铁覆盖场景屮普通合路方式是一种理想的选择，但是这种合路方式无法回避对物业资源的需求问题。随着TD-LTE的大规模部署以及Femto技术

6、的逐步成熟，结合两者优势实现地下宽带无线通信覆盖的时机逐步成熟，因此提出了基于TD-LTE回传的Femto地下覆盖解决方案。3基于TD-LTE回传的Femto地铁覆盖方案3.1系统架构Femto接入网主要由FemtoAP（简称FAP）、FemtoGW、SeGW和FMS构成（见图2）。FAP通过TD-LTE空口或者公共IP网络连接到FemtoGW,FemtoGW再通过Tu接口连接到核心网。在接入控制方面，Femto通过设置封闭、开放和混合三种模式来实现不同的接入策略。就实际应用来说，闭合模式适合部署在家庭场景；开放模式适合部署在公共场所；混合模式适合部署在商业场

7、所。图2所示为在现有(e)UTRAN中引入Femto网元的网络拓扑。其中,红色、蓝色曲线分别代表CS域和PS域的数据流向。H前企业级FAP标称的发射功率通常为100mW,覆盖半径可达80m,远远超过H前分布系统吸顶天线的覆盖半径，并且可以通过自适应算法来动态调整发射功率。TD-LTE的高带宽和扩展性也为多运营商回传系统共建打下了良好基础，基于这两点，本文提出了基于TD-LTE回传的多模Femto地下宽带无线覆盖解决方案。该方案基于多模FAP和TD-LTE回传系统，实现多运营商的分布系统快速部署，简化分布系统覆盖复杂度，降低分布系统建设成木和维护成木，提高多运营

8、商共建分布系统的扩展性和升级演进能力。