東莞理工學院學報范文LTE室內(nèi)覆蓋延伸技術
隨著網(wǎng)絡科技的發(fā)展，移動通信技術也從2G發(fā)現(xiàn)到了4G，通信技術的應用也越來越廣泛了。本文主要針對LTE室內(nèi)覆蓋延伸技術進行了一些論述，文章是一篇東莞理工學院學報投稿的論文范文。
摘 要：隨著室內(nèi)4G數(shù)據(jù)業(yè)務不斷增長，為保證容量需求，確保用戶感知，從LTE室內(nèi)深度覆蓋區(qū)域特定環(huán)境移動信道特性入手，提出了幾種分布式小微基站建設方案，從而實現(xiàn)LTE室內(nèi)深度覆蓋以及網(wǎng)絡容量和頻譜利用率的提高。
關鍵詞：MIMO,SINR,頻譜利用率,分布系統(tǒng)
目前，LTE系統(tǒng)室內(nèi)業(yè)務量約占網(wǎng)絡總業(yè)務量的90% ，室內(nèi)通信質量、吞吐量成為移動運營商服務競爭的關鍵。LTE室內(nèi)E頻段工作頻率2320～2370MHz，比3G系統(tǒng)如TD-SCDMA高出400MHz，高頻段由于趨膚效應對室分設備提出更高的工藝和成本要求。另外LTE系統(tǒng)中的MIMO(多輸入多輸出)天線技術的采用， 對已受到業(yè)界青睞的室內(nèi)覆蓋技術如射頻拉遠、光纖分布系統(tǒng)都提出了新的要求。
1 Small Cell移動信道特點
較高的工作頻段帶來更大的傳播損耗，更弱的繞射能力，導致覆蓋半徑十分有限。在實際移動無線通信中，信號經(jīng)過移動信道后到達接收端會產(chǎn)生頻率選擇性衰落和時間選擇性衰落。要克服頻率選擇性衰落和ISI(符號之間干擾)，傳統(tǒng)的方法采用自適應信道均衡器和Rake接收，但在高速數(shù)據(jù)的寬帶通信中，這些傳統(tǒng)方法變得非常復雜且效果不佳。LTE系統(tǒng)中采用的 OFDM(正交頻分復用)技術是一種特殊的低速率多載波并行傳輸技術，可以克服頻域的干擾問題，但是由多徑造成的ISI問題始終存在。在較小覆蓋半徑的場景中，移動信道具有以下特性：(1)多徑時延擴展小，相關帶寬較大，發(fā)生頻率選擇性衰落概率小;(2)因用戶的移動性低引起的多普勒頻移小，相關時間較長，發(fā)生時間選擇性衰落概率較小。
LTE系統(tǒng)表征網(wǎng)絡覆蓋性能指標有SINR(信噪比)、RSRP(參考信號接收功率)。良好的無線信道可以增大SINR，不同SINR對應于不同CQI(信道質量指示)等級，不同的CQI等級對應著不同調(diào)制、編碼方式(MCS)。較大的SINR，獲得實現(xiàn)高階的調(diào)制方式的可能性，確保在相同的傳輸帶寬下提高信息速率，從而提高頻譜利用率。同時用于信道估計、幫助解調(diào)信道的參考信號(RS)在良好的無線信道條件下可減少發(fā)射功率，降低開銷，同樣也可提高頻譜效率，從而提高系統(tǒng)吞吐量。另外載波聚合技術和MIMO技術通過提高帶寬來提高數(shù)據(jù)吞吐量，載波聚合其根本思想是增加傳輸帶寬，即將數(shù)個獨立的較小帶寬的載波(20MHz)整合為一個大帶寬的載波，支持載波聚合功能的終端可以同時在多個載波上進行上下數(shù)據(jù)傳輸，大大提高速率。MIMO技術相對于傳統(tǒng)的接收分集等技術的特點在于發(fā)射端和接收端均采用了多副天線，利用空間維度資源讓每個天線發(fā)送獨立的數(shù)據(jù)流，其本質是提供多個并行傳輸信道來提高空中鏈路的帶寬，從而提高系統(tǒng)的吞吐量和頻譜效率。
2 室內(nèi)覆蓋延伸技術
目前，室內(nèi)延伸覆蓋解決方案大致有：(1)通過室外穿透覆蓋室內(nèi)區(qū)域，即采用室外宏站和微站相結合，將室外信號打入室內(nèi)，實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋。(2)建設傳統(tǒng)的分布系統(tǒng)，多天線分布系統(tǒng)是目前應用較廣的無源系統(tǒng)，但是隨著工作頻段的提高，傳統(tǒng)室分中采用的大量無源器件(耦合器、功分器等)存在設計難度大，復雜度高，后期維護困難等問題。(3)室內(nèi)部署小微基站，如Nanocell。通過以上移動信道特性分析，室內(nèi)部署小微基站方案在頻譜利用率和容量方面具有優(yōu)勢。下面主要分析幾種室內(nèi)小微基站以實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境深度覆蓋。
2.1 多業(yè)務數(shù)字分布系統(tǒng)
數(shù)字分布系統(tǒng)由接入控制單元、近端擴展單元、遠端射頻單元組成，接入控制單元允許接入的信源有：2G、3G、4G蜂窩移動系統(tǒng)、WLAN(無線局域網(wǎng))和固網(wǎng)寬帶，并完成數(shù)字處理轉化為光信號輸出。近端擴展單元提供多個網(wǎng)口/光端口分別連接遠端射頻單元，實現(xiàn)遠端射頻單元信號傳輸和遠程供電，一般最遠距離可達100米。支線末端的遠端單元安裝于目標覆蓋區(qū)，可集成雙極化天線、支持雙通道功率獨立可調(diào)輸出，滿足 MIMO技術應用部署需求。這種以全數(shù)字化的方式傳輸多制式系統(tǒng)、多業(yè)務信號的系統(tǒng)集成EPON(以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡)、固網(wǎng)和中繼器功能，在抗多系統(tǒng)干擾和系統(tǒng)同步穩(wěn)定性方面具有顯著優(yōu)勢。
2.2 BBU+picoRRU
信號源方式BBU(基帶資源單元)+RRU(射頻拉遠單元)其組網(wǎng)方式靈活，RRU靠近天線安裝從而減少饋線損耗而得到廣泛應用。為了滿足室內(nèi)深度覆蓋和熱點覆蓋，提出了微RRU(picoRRU)，微RRU可選擇獨立的BBU或者與宏站共用基帶資源池，一個BBU可以帶多個微RRU，它們之間可以用光纖或五類雙絞線連接。功耗低且覆蓋半徑小，容易實現(xiàn)電源遠供。多個微RRU通過不同連接方式實現(xiàn)小區(qū)分裂和合并的功能。
傳統(tǒng)的單個RRU配置一個雙極化天線，要實現(xiàn)MIMO雙流模式提高系統(tǒng)吞吐量，可以直接利用雙通道微RRU設備，也可以通過2路獨立饋線和天線構成2*2 MIMIO系統(tǒng)。即利用同一個BBU下掛的2個相同的單通道RRU，每個RRU帶1路室分天線，通過雙拼(其中星形連接時同級雙拼，鏈形連接時相鄰雙拼)形成2路共同覆蓋同一個區(qū)域。微RRU設備含有射頻單元，多點分布覆蓋時必須注意支路信號平衡度和隔離度，在正常情況下，允許通道間功率差不超過5dB ，通過調(diào)整多天線布放間距或提高雙極化天線端口隔離來提高支路信號隔離度，從而充分發(fā)揮MIMO性能的優(yōu)越性。在一些場景中可增加RHUB(射頻集線器)來實現(xiàn)稍大范圍的覆蓋。傳統(tǒng)的RRU級聯(lián)會引起系統(tǒng)底噪的增加，但是由于picoRRU具有picoNodeB優(yōu)點，適合多系統(tǒng)共存設計，因此對其數(shù)量并未進行限制。
2.3 Small Cell模式
Small Cell是低功率無線接入節(jié)點，屬于微功率基站，覆蓋單元通過系統(tǒng)網(wǎng)關與LTE核心網(wǎng)連接，實現(xiàn)S1 接口信令和數(shù)據(jù)加密。(1)Small Cell在網(wǎng)絡中的等級和功能與LTE eNODEB(增強型基站)相同，因此它不僅可以延伸信號覆蓋，還能提供容量覆蓋。(2)具備自組織網(wǎng)絡功能，基站分布密度的增加將不可避免地導致越區(qū)切換通過自動配置參數(shù)，實現(xiàn)終端用戶在微基站和宏站之間切換流程和切換關系，同時有效分流數(shù)據(jù)流，實現(xiàn)網(wǎng)絡負載的動態(tài)調(diào)配，使負荷均衡。(3)小區(qū)和宏區(qū)之間的干擾可通過異頻組網(wǎng)逐步優(yōu)化，小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)(ICIC)技術可避免相鄰小區(qū)間的干擾，實現(xiàn)小區(qū)間高效協(xié)作。(4)分布式天線技術導致基站密度不斷攀升，協(xié)同多點(CoMP)傳輸可以很好地進行無線站之間的協(xié)同，實現(xiàn)網(wǎng)絡同步。(5)小區(qū)增強技術(CRE)提升了微基站吸收熱點話務的能力，增大移動終端駐留服務小區(qū)的概率，達到負載分流的作用，保證小區(qū)分裂增益的最大化。
3 結束語
室內(nèi)數(shù)據(jù)用戶數(shù)目增加的同時，用戶對信息傳輸速率、時延、可靠性提出更高的要求。宏微結合的方式為當前不斷增長的無線數(shù)據(jù)提供了一種切實有效的組網(wǎng)方式，通過宏基站和小基站的多層級分層次部署，利用小微基站完善室內(nèi)深度覆蓋，保證用戶享受良好網(wǎng)絡下載體驗，提升室內(nèi)覆蓋投資效益比。
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相關期刊簡介：《東莞理工學院學報》是由廣東省教育廳主管、東莞理工學院主辦，面向國內(nèi)外公開發(fā)行的學術性雙月刊，創(chuàng)刊于1994年2月。本刊立足我院，面向全國，積極參與國內(nèi)外學術交流。隨著我院2002年升格為本科院校，學院不斷發(fā)展壯大，師資水平不斷提高，科研力量不斷增強，《東莞理工學院學報》也取得長足的進步，版面不斷增加，論文學術質量不斷提高，稿源面不斷擴大；本刊將繼續(xù)提高刊發(fā)論文的學術水平，不斷提高編輯質量，繼續(xù)為我院建設名牌地方本科院校服務，為東莞市的教育、科技、經(jīng)濟、文化的發(fā)展和學術繁榮作出更大的貢獻。
