TD-LTE與WLAN共室分布系統的設計要點(diǎn)

目前，室內覆蓋系統已經(jīng)廣泛應用于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )中，與3G相比，LTE在數據速率等方面具有更大的技術(shù)優(yōu)勢，TD-LTE室內覆蓋系統必將大規模應用。而WLAN以其靈活性、移動(dòng)性、低成本等優(yōu)點(diǎn)也將獲得廣泛的發(fā)展。

根據頻率規劃，TD-LTE系統工作在2400~2483.5MHz頻段，在室分系統中有可能與2300~2400MHz頻段的WLAN系統存在鄰頻共存干擾問(wèn)題。如果兩種系統獨立建設室內覆蓋系統，將會(huì )造成總體投資的浪費以及建設維護難度的增加。因此，研究TD-LTE與WLAN兩系統合一的綜合室內分布系統對于解決室內覆蓋問(wèn)題具有非常實(shí)際的意義。

共建原則

室內分布系統的建設要統籌考慮GSM/TD-SCDMA/TD-LTE/WLAN四網(wǎng)融合的目標，提前考慮WLAN大規模部署以及LTE引入等因素對分布結構的影響，避免后期頻繁改動(dòng)。

設計人員應精心設計分布系統拓撲結構，充分考慮新制式的影響，便于新系統的引入：以TD制式的技術(shù)條件來(lái)確定分區，以WLAN制式的技術(shù)條件來(lái)確定分簇，使分布系統局部的調整盡量在分簇或分區的小范圍內進(jìn)行，避免引入新技術(shù)時(shí)對整個(gè)系統的拓撲結構進(jìn)行大調整。

分布系統建設應考慮多系統間的干擾，尤其關(guān)注室內LTE與WLAN的天線(xiàn)隔離，以及多系統合路器的干擾抑制指標。

共室內覆蓋系統

共室內覆蓋系統可以采用無(wú)源分布系統或混合分布系統。無(wú)源的綜合室內分布系統一般應用在建筑物內覆蓋面積不大，饋線(xiàn)長(cháng)度比較短的情況下。與其他無(wú)線(xiàn)系統相比，WLAN接入點(diǎn)的發(fā)射功率比較低，因而在使用無(wú)源綜合室內分布系統時(shí)WLAN系統通常采用后端接入方式，即WLAN的接入點(diǎn)在靠近分布系統天線(xiàn)的一端接入?；旌戏植枷到y是綜合室內分布系統更為常見(jiàn)的形式，針對各個(gè)系統基站發(fā)射功率以及覆蓋要求加入特定頻段的干線(xiàn)放大器，針對特定系統的信號進(jìn)行放大。通過(guò)增加干線(xiàn)放大器可以有效的增強系統覆蓋能力，減小各個(gè)系統之間覆蓋能力的差異。

TD-LTE與WLAN的合路
　　
雙網(wǎng)合路的技術(shù)思路，是將TD-LTE和WLAN的無(wú)線(xiàn)射頻信號通過(guò)合路器饋入室內覆蓋系統，各頻段信號共用天饋進(jìn)行覆蓋。在天饋系統無(wú)源器件無(wú)法滿(mǎn)足合路頻段要求，或由于天線(xiàn)安裝位置不合理導致無(wú)法達到預定信號覆蓋強度等情況下，可以對原有天饋系統進(jìn)行擴頻或結構改造，以實(shí)現雙網(wǎng)或多網(wǎng)合路。

TD-LTE網(wǎng)絡(luò )與WLAN之間并不存在直接的相互關(guān)系，只是通過(guò)合路單元（多頻合路器）實(shí)現射頻信號共用天饋傳輸。

與雙網(wǎng)合路有關(guān)的元器件主要包括合路器、功分器、耦合器、天線(xiàn)等，另外影響合路效果的器件還有天饋線(xiàn)、饋線(xiàn)接頭，相同的器件對不同頻段射頻信號通過(guò)造成的插損和線(xiàn)路損耗是不同的，對于WLAN的2.4GHz高頻信號造成的影響略微大于對TD-LTE信號的影響。

合路器對電磁波信號進(jìn)行濾波，讓需要的信號通過(guò)，抑制不需要的信號，再將信號合成一路，同樣的，也可以把寬帶信號分離成多路，其特性可以用以下指標來(lái)描述。

?通帶工作頻段：即濾波器答應通過(guò)電磁波的頻率范圍。

?通帶插入損耗：由于系統中增加了濾波器，會(huì )對系統信號造成一定的衰減，通帶插入損耗（簡(jiǎn)稱(chēng)插損）度量了損耗的幅度，一邊希望損耗越小越好。

?阻帶抑制度：理想的濾波器是矩形的，通帶內的信號全部通過(guò)，通道外的信號全部過(guò)濾掉，但實(shí)際情況是，只能過(guò)濾掉一部分能量，阻帶抑制度反映了對過(guò)濾信號的衰減幅度，通常也稱(chēng)為通道外抑制。

?端口駐波比：端口駐波也是衡量濾波器性能的一個(gè)要害指標，反映濾波器件與系統中其它部件的匹配程度。

?回波損耗：從概念上指的是一種損耗，實(shí)際上，它測量的是傳輸信號被反射到發(fā)射端的比例。

由于合路以后WLAN系統信號直接饋入TD-LTE室內信號分布系統，因此由多系統共用天線(xiàn)對用戶(hù)區進(jìn)行覆蓋，但是由于A(yíng)P發(fā)射功率有限，在天饋系統中經(jīng)過(guò)層層分支后，信號到達末端時(shí)功率不足會(huì )成為制約雙網(wǎng)合路應用的一個(gè)因素。為了使單個(gè)AP的信號覆蓋更大區域，工程中需要采用WLAN功率放大器，將AP信號放大。

最簡(jiǎn)單的合路方式不需要WLAN功率放大器，AP設備將本身的射頻輸出直接通過(guò)合路器注入天饋系統。按照國家無(wú)委對2.4GHz頻段設備的功率限制要求，AP最大輸出功率一般為100mw（20dBm），由于功率有限，因此簡(jiǎn)單直接的合路方式只適用于天饋系統比較簡(jiǎn)單的方案，或者在天饋的支路末梢進(jìn)行合路。

TD-LTE與WLAN共室內覆蓋的影響分析

WLAN與TD-LTE系統共室內覆蓋系統，考慮最簡(jiǎn)單的合路方式，將WLAN的無(wú)線(xiàn)發(fā)射信號通過(guò)合路器直接饋入TD-LTE室內覆蓋系統。

假設AP在發(fā)射功率為最大值20dBm時(shí)，相對頻譜儀的參考帶寬100kHz，在2300~2400MHz頻帶內功率泄漏曲線(xiàn)如圖1所示。

根據圖1中不同WLAN設備在2300-2400MHz頻帶內的泄漏功率值Pleak ，得到TD-LTE系統基站在2.3GHz～2.4GHz頻帶內某頻點(diǎn)處對合路器的耦合損耗要求為：

其中，I為T(mén)D-LTE系統基站能夠承受的最大干擾門(mén)限，單位為dBm/100KHz。I是根據干擾電平準則，通過(guò)以下公式得到：

3GPP中的所允許的干擾值通過(guò)一定的靈敏度損失指標得到，基站一般采用0.8dB靈敏度損失準則。0.8dB靈敏度損失評估準則作為基站之間共存的評估準則，對應的最大允許的外系統干擾應比接收機底噪低7dB。

通過(guò)以上方法，得到共室內覆蓋系統WLAN發(fā)射支路到TD-LTE系統接收支路間的耦合損耗要求見(jiàn)下表1。

目前，通過(guò)設計，共室內覆蓋系統的單個(gè)合路器設備在2300-2400MHz頻段和2400-2483.5MHz頻段間的帶外耦合損耗能夠達到90dB左右，整個(gè)室內覆蓋系統的整體帶外耦合損耗與合路器、放大器的配置有密切關(guān)系，實(shí)際指標將比單個(gè)設備指標有一定程度的下降。

同時(shí)考慮到不同廠(chǎng)商的合路器設備指標之間存在一定的差異性，因此，新建室內覆蓋系統用于WLAN和TD-LTE綜合覆蓋時(shí)，可能會(huì )發(fā)生兩系統間耦合損耗達不到共存標準的情況，需要在WLAN信號接入室內覆蓋系統前增加濾波器，改善WLAN設備在2300-2400MHz頻段上的泄漏以滿(mǎn)足共存要求，在這種條件下，兩個(gè)系統可以實(shí)現共用室內覆蓋系統。

對于已建設的共室內覆蓋系統，由于建設時(shí)可能沒(méi)有考慮到合路器等設備2300-2400MHz頻段和2400-2483.5MHz頻段間的帶外耦合損耗要求，所以不能實(shí)現TD-LTE和WLAN的共用，需要對合路器等設備進(jìn)行升級改造，提高耦合隔離度。

同樣，如果需要保護WLAN系統，當系統間耦合損耗達不到要求時(shí)，也可以在TD-LTE信號接入室內覆蓋系統前增加額外濾波器，降低TD-LTE設備在2.4GHz以上的帶外泄漏。

結論及建議

基于對幾種常見(jiàn)的WLAN系統AP設備的測試結果，進(jìn)行TD-LTE與WLAN系統共室內覆蓋影響分析，實(shí)現LTE與WLAN共室內覆蓋系統，需要預留約20~30MHz保護帶。

結合現有設計實(shí)現的單個(gè)合路器帶外隔離技術(shù)指標以及不同設備對綜合覆蓋系統帶外耦合損耗的要求，在新建室內覆蓋系統用于WLAN和TD-LTE綜合覆蓋時(shí)，當發(fā)生兩系統間耦合損耗達不到共存標準的情況時(shí)，需要在WLAN信號接入室內覆蓋系統前增加濾波器，改善WLAN設備在2300-2400MHz頻段上的泄漏以滿(mǎn)足共存要求，對于已有室內覆蓋系統則需要進(jìn)行升級改造。