1 LTE及WiFi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點分析

LTE作為下一代網(wǎng)絡(luò)首選的移動通信制式，擁有一些特有的技術(shù)，與WiFi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，最具有優(yōu)勢的是通過ICIC(小區(qū)間干擾協(xié)調(diào))技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)同頻組網(wǎng)。

ICIC主要是通過管理無線資源使得小區(qū)間干擾得到控制，是一種考慮多個小區(qū)中資源使用和負(fù)載等情況而進行的多小區(qū)無線資源管理。具體而言，ICIC以小區(qū)間協(xié)調(diào)的方式對各個小區(qū)中無線資源的使用進行限制，包括限制時頻資源的使用，或在一定的時頻資源上限制其發(fā)射功率。

LTE Rel-8版本首先支持ICIC機制，基站間可以通過X2接口交換RNTP(相關(guān)窄帶傳輸功率)、HII(高干擾指示)及OI(過載指示)三種信號，實現(xiàn)載波內(nèi)頻域數(shù)據(jù)信道小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)。最初的Rel-8版本主要關(guān)注宏基站異構(gòu)組網(wǎng)的應(yīng)用場景，Rel-10版本提出了eICIC(增強型小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)機制)，支持強干擾場景(如宏站與微站、宏站與家庭基站等)異構(gòu)組網(wǎng)的情況。目前正處于研究階段的Rel-l1版本則提出了FeICIC(Further-eICIC)工作項，以解決eICIC中遺留的問題及進一步研究其他小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)技術(shù)方案。

Rel-10版本中提出的eICIC大致可以分為時域干擾協(xié)調(diào)、頻域干擾協(xié)調(diào)、功率控制三類。

1)功率控制方案

當(dāng)服務(wù)小區(qū)與相鄰小區(qū)使用相同的頻率資源時，該方案會適當(dāng)降低服務(wù)小區(qū)或相鄰小區(qū)的發(fā)射功率，以提高被干擾宏基站用戶性能。與傳統(tǒng)閉環(huán)功率控制方案相比，功率控制是從抑制小區(qū)間干擾、優(yōu)化系統(tǒng)整體小區(qū)邊緣性能的角度出發(fā)，直到達到一個期望的SNR(信噪比)值。

功率控制方案作為一種重要的ICIC方案在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛應(yīng)用，如宏與Pico(微微蜂窩)、宏與家庭基站等異構(gòu)場景。該方案可以得到系統(tǒng)的后向兼容，且同時適用于FDD(頻分雙工)、TDD(時分雙工)雙工模式。但是，功率控制方案的實現(xiàn)必須基于用戶的測量和上報，在設(shè)計上需要考慮基站間的交互信息設(shè)計和傳遞。

2)頻域方案

頻域上實現(xiàn)ICIC實際上是限制資源的調(diào)度，即將不同小區(qū)信號在頻帶上進行調(diào)度，利用OFDM(正交頻分復(fù)用)窄帶正交性，實現(xiàn)信號的正交傳輸，從而實現(xiàn)干擾消除。頻域干擾協(xié)調(diào)方案可以很好地解決Rel-8/9版本中終端的后向兼容問題，也同時適用于FDD、TDD雙工模式。但是，該方案實現(xiàn)同樣要基于用戶的測量和上報及基站間信息交互，增加了回傳信令的開銷及宏站的檢測復(fù)雜度。

3)時域方案

Rel-10版本特別對時域干擾協(xié)調(diào)方案進行了重點研究，方案對受干擾用戶在子幀或OFDM符號等時域資源上進行調(diào)度，而這些時域資源上已通過各種其他途徑降低了來源于其他節(jié)點的干擾。

2 LTE及WiFi網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力分析

通過對現(xiàn)有LTE及WiFi的無線覆蓋能力進行對比分析，列出兩者在覆蓋能力上的優(yōu)缺點，分析兩張網(wǎng)絡(luò)適合的覆蓋場景。

2.1 LTE覆蓋能力

由于LTE的覆蓋能力與制式及頻段密切相關(guān)，我們以電信可能采用的FDD-LTE制式進行覆蓋半徑測算。

選擇2.1 GHz的FDD-LTE、2×15 MHz帶寬、小區(qū)邊緣速率4 Mbps / 256 kbps、基站側(cè)天線配置2×2MIMO、無線傳播模型為標(biāo)準(zhǔn)COST231 HATA.

具體的鏈路預(yù)算見表1.

FDD-LTE密集市區(qū)站點覆蓋半徑為320 m，站間距480 m;普通市區(qū)站點覆蓋半徑為440 m，站間距660 m.

2.2 WiFi覆蓋能力

目前WiFi網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式主要有三種方式：室內(nèi)AP(接入點)直接覆蓋、室內(nèi)AP合路分布系統(tǒng)覆蓋、室外AP直接覆蓋。AP設(shè)備類型主要包括室外型500 mW、室內(nèi)型500 mW和室內(nèi)型100 mW.其中室內(nèi)型100 mW用于室內(nèi)放裝直接覆蓋，室內(nèi)型500mW用于接入室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋，室外型500mW用于覆蓋室內(nèi)或室外區(qū)域。

1)鏈路損耗

a)WLAN(無線局域網(wǎng))在2.4

5 GHz頻段一般應(yīng)用COST231-Hata無線傳播模型：傳輸損耗Lp= 46.3+33.9lgf-13.82lghb+(44.9-6.55lghb)lgd.

式中，d：基站與終端的距離，hb：基站天線高度，f：載波頻率。

b)上行鏈路預(yù)算公式(即計算上行鏈路的最大允許Lp)：

室內(nèi)Lp =終端發(fā)射功率+終端天線增益+AP天線增益-AP接收靈敏度-陰影儲備-穿透損耗

c)下行鏈路預(yù)算公式(即計算下行鏈路的最大允許Lp)：

室內(nèi)Lp =AP發(fā)射功率+AP天線增益+終端天線增益-終端接收靈敏度-陰影儲備-穿透損耗

d)2.4 GHz電磁波對于各種穿透損耗的經(jīng)驗值如下：隔墻的阻擋(磚墻厚度100～300 mm)：20～40dB;樓層的阻擋：30 dB以上;木制家具、門和其他木板隔墻的阻擋：2

15 dB;厚玻璃(12 mm)：10 dB;普通玻璃窗(3～5 mm)：5～7 dB.

表1鏈路預(yù)算表

2)室內(nèi)放裝型AP覆蓋能力

由于室內(nèi)型100mW AP和用戶在同一樓層，所以AP天線高度考慮為3m;由于室內(nèi)型100mW AP只覆蓋同樓層小范圍區(qū)域，所以沒有考慮陰影儲備。