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移动通信
LTE 微型直放站功能实验及适用范围评估
文章来源:本站原创  发布时间:2014-08-08  浏览次数:2378

LTE 微型直放站功能实验及适用范围评估

陶成龙 边克双

(单位:中国联合网络通信有限公司葫芦岛市分公司 邮编:110003)

 

摘要:本文主要阐述了LTE 放大器的功能验证实验数据,并根据实验结果初步推定放大器的性能,结合4G网络特点,总结出此类放大器的部分特性及优缺点,推出参考适用范围,为4G建网初期和未来网络优化中的应用提供理论依据和实验数据,避免在放大器使用方面走入误区。

关键词   LTE  LTE放大器

1 实验背景

1.1名词解释

LTE :LongTermEdvanced,长期演进技术,是由“第三代合作伙伴计划”(the 3rd Generation Partnership Project3GPP)组织制定的“通用移动通信系统”(UMTS 、Universal Mobile Telecommunications System

LTE pico放大器:LTE pico放大器是我国国内某厂家最新生产的一款LTE放大器,具有对LTE-FDD的放大功能,目前第一台机器设备刚刚下线,正处于实验阶段。

1.2 实验背景

2013年12月4日,中国联通4G牌照发放,4G网络建设提上日程,沈阳联通4G网络于2014年1月4日17时第一个LTE基站在国信机房正式开通,2014年2月4日,受厂家委托,第一台LTE微型放大器在沈阳联通公司试验区接受功能验证和现场使用实验。旨在通过对试验数据的采集,完成对LTE 微功率直放站的验证,找出存在的问题,以便厂家进行进一步的完善和升级,提供更加优良的产品。同时也通过此试验,联通公司优化人员总结经验,为将来直放站入网检测积累经验与素材,把好直放站入网技术关做积极准备。


1.3 LTE组网结构及LTE微功率直放站工作原理

图1:LTE组网结构及LTE 微功率直放站使用位置

 

LTE微功率直放站作为4G网络(LTE)的无线延伸,主要通过无线放大的方式,将无线信号引入室内,改善空口环境,在4G建网初期基站较少的情况下,是一个很好的解决方案。

1.4 LTE pico设备介绍

LTE 微功率直放站提供了最具成本效益的解决方案,用以改善室内覆盖质量,让用户体验室内环境中高质量的行动通讯。即插即用,使LTE FDD PICO ICS微功率直放站无需任何专业技能,一般用户都能够轻松自行安装。

1.4.1主要特点

² 即插即用

² 内建施主天线及转发天线(可选择的配件)

² 通道选择追踪

² 支持上行低接收功率静音功能 

² 30dB可适性回波干扰消除

² 85dB最大增益并搭配展连感知自动功率控制

² Channel-Based的信道功率/增益配置和控制

1.4.2产品优势

Ø 整机的功耗极低、重量极轻、整机内部自然散熱,无须风扇散热、整机尺寸相对较小

Ø 高增益

Ø MS 与 BS 端口,皆能直接外接天线,无须手动将内建天线移除

Ø 性价比高

2 实验目的与环境

2.1实验目的

验证LTE pico放大器基本功能

2.2测试设备

2.2.1 CDS7.1   HUAWEI E3276测试分析软件

2.2.2 放大器(LTE FDD pico ICS Repeater)

2.2.3 MS2721B Spectrum Master频谱分析仪  

2.3测试场景: 中国联通省公司南楼

2.4测试内容

2.4.1 室外极好点下载测试验证

2.4.2 室内差点下载测试测验证

2.4.3试典型室内环境放大器波形对比测试

2.4.4典型室内场景放大器使用距离测试对比(距离放大器1m、2m、5m、10m、20m)

3 实验过程

3.1 对室外LTE场强电平优时LTE放大器的使用实验

图2:4G无线环境优良时使用放大器前后测试对比图

 

 

本次测试在网通省公司进行下载测试,选择极好点(未使用放大器,上图)作为测试点(RSRP=-74dBm),选择极好点(使用放大器,下图)作为测试点(RSRP=64dBm)。以上对比可以看出,无放大器时,下载速率峰值可以达到106.4mbps,均值可以达到89.5mbps,而加上放大器后,峰值只能达到70.8mbps,而均值也只有39.2mbps.当电平好时,尽管放大器可以放大10dBm左右信号,但同时下载速率受到较大影响。

3.2 对室内LTE场强电平差时LTE放大器的使用实验

图3:对室内LTE场强电平差时使用放大器前后对比图

  本次测试在国信大楼室内进行下载测试,选择差点作为测试点(RSRP=-88dBm)。可以看出,无放大器设备时,下载速率峰值达到51.8mbps,均值达到28.7mbps.有放大器设备时,下载速率峰值达到34.6mbps,均值达到29.2mbps. 当电平差时,放大器可以放大CRS RSRP10dBm左右信号,并且有效改善了PUCCH Tx Pwr,而CRS RSRP没有受到影响,保持在-13dB左右,SINR略有提升,从而可以看出,当LTE覆盖在室内逐步减弱时,放大器的效果逐渐凸显,而放大器对数据速率的抑制作用逐渐减少,并对2、3G网络仍保持一定的优势。

3.3 放大器波形验证

 

图4:LTE放大器使用前后波形

 

从以上截图对比看,LTE放大器对整个使用频段20MHz波形放大完整,边缘整齐,放大效果明显,排除由于放大器工作频段不足造成的信号良好时速率下降的原因。

3.4 对放大器使用距离的综合验证

2014年2月21日,在中国联通国新大楼3楼,对LTE微型直放站的有效使用距离进行验证,此时,LTE微型直放站场强均值分别为-85dBm、-93dBm,-101dBm,具体测试结果见表1:

表1:放大器测试统计表




由于时间原因,采样点的数量较少,我们仅能对其规律性进行归纳总结,上表中可以看出,引入直放站后对CRS SINR有着不同程度的恶化,而对PUSCH Tx Pwr有明显的改善,放大器使用后在20左右时已经基本失去了效果。

而从整个测试来看,直放站的引入首先导致时延的增加,并且在测试过程中出现了功率不稳,上下落差大等影响,直接影响了速率,而上表数据取值为算数平均值,因此此实验数据仅供参考,日后需要更多的实验数据支持。

4 实验结论

由于目前4G网络正处于初建阶段,网管统计平台还未搭建,无法对放大器引入对网络的影响进行有效的分析,而目前网络处于空载状态,暂时无法模拟商用后LTE微型直放站对网络整体的影响,因此直放站可用,但需要在稳定性上提醒厂家改进。而直放站使用数量对整个基站其它用户的影响,需要我们在今后的实验和实践中进一步统计和分析。而本次实验也可以得到一个初步的结论,当放大器信源强度在-95dBm左右,室内信号低于-100dBm,使用微型直放站的放大效果最明显,因此,我们在选取微型直放站时安装的位置需要选择RSRQ较好且RSRP较稳定的位置进行安装,安装覆盖面积应该在100平方米范围内。

结束语

新型的LTE FDD Pico ICS微功率直放站不需专业的配置要求,即插即用,LTE FDD Pico ICS微功率直放站是一个快速的解决方案,能将室外良好的LTE信号引入,将覆盖范围扩展到中小规模的室内环境,如房屋,酒店,热点,商店,办公室,会议室,公寓…等。我们对新技术、新设备的应用采取欢迎的态度,然而在使用上需要持有谨慎的态度,以确保网络的稳定运行和网络业务的协调发展。

 

参考文献:

1.(意)赛西亚,(摩洛哥)陶菲克,(英)贝科  LTE-UMTS 长期演进理论与实践 人民邮电出版社

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