1 LTE及WiFi網絡技術特點分析

　　LTE作為下一代網絡首選的移動通信制式，擁有一些特有的技術，與WiFi網絡技術相比，最具有優勢的是通過ICIC（小區間干擾協調）技術能夠實現同頻組網。

　　ICIC主要是通過管理無線資源使得小區間干擾得到控制，是一種考慮多個小區中資源使用和負載等情況而進行的多小區無線資源管理。具體而言，ICIC以小區間協調的方式對各個小區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（相關窄帶傳輸功率）、HII（高干擾指示）及OI（過載指示）三種信號，實現載波內頻域數據信道小區間干擾協調。最初的Rel-8版本主要關注宏基站異構組網的應用場景，Rel-10版本提出了eICIC（增強型小區間干擾協調機制），支持強干擾場景（如宏站與微站、宏站與家庭基站等）異構組網的情況。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間干擾協調技術方案。

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

　　1）功率控制方案

　　當服務小區與相鄰小區使用相同的頻率資源時，該方案會適當降低服務小區或相鄰小區的發射功率，以提高被干擾宏基站用戶性能。與傳統閉環功率控制方案相比，功率控制是從抑制小區間干擾、優化系統整體小區邊緣性能的角度出發，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方案在異構網絡中得到了廣泛應用，如宏與Pico（微微蜂窩）、宏與家庭基站等異構場景。該方案可以得到系統的后向兼容，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必須基于用戶的測量和上報，在設計上需要考慮基站間的交互信息設計和傳遞。

　　2）頻域方案

　　頻域上實現ICIC實際上是限制資源的調度，即將不同小區信號在頻帶上進行調度，利用OFDM（正交頻分復用）窄帶正交性，實現信號的正交傳輸，從而實現干擾消除。頻域干擾協調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雜度。

　　3）時域方案

　　Rel-10版本特別對時域干擾協調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點的干擾。

　　2 LTE及WiFi網絡覆蓋能力分析

　　通過對現有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缺點，分析兩張網絡適合的覆蓋場景。

　　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，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、小區邊緣速率4 Mbps / 256 kbps、基站側天線配置2×2MIMO、無線傳播模型為標準COST231 HATA.

　　具體的鏈路預算見表1.

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

　　2.2 WiFi覆蓋能力

　　目前WiFi網絡覆蓋方式主要有三種方式：室內AP（接入點）直接覆蓋、室內AP合路分布系統覆蓋、室外AP直接覆蓋。AP設備類型主要包括室外型500 mW、室內型500 mW和室內型100 mW.其中室內型100 mW用于室內放裝直接覆蓋，室內型500mW用于接入室內分布系統覆蓋，室外型500mW用于覆蓋室內或室外區域。

　　1）鏈路損耗

　　a）WLAN（無線局域網）在2.4

　　5 GHz頻段一般應用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）上行鏈路預算公式（即計算上行鏈路的最大允許Lp）：

　　室內Lp =終端發射功率＋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）下行鏈路預算公式（即計算下行鏈路的最大允許Lp）：

　　室內Lp =AP發射功率＋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鏈路預算表

　　2）室內放裝型AP覆蓋能力

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

　　中國電信運營商設計規范規定：目標覆蓋區域內95%以上的位置，接收信號電平不小于-75dBm，即這時自帶網卡的接收機靈敏度取-75 dBm.由于數據業務具有不對稱特性，所以對上行速率要求不高。AP接收機靈敏度為-79 dBm，自帶網卡接收機靈敏度為-75 dBm.具體覆蓋范圍見表2.

　　在實際工程規劃設計時，室內空曠覆蓋距離一般取40 m，室內隔墻覆蓋距離一般取15 m.

　　3）室內分布型AP覆蓋能力

　　室內天線到用戶終端的傳播模型可參照表2，走廊上的天線輸出口功率（EIRP）要求：10 dBm≤EIRP≤15 dBm，天線與天線之間的距離嚴格要求在10～15 m；進入需覆蓋房間的天線輸出口功率（EIRP）要求：EIRP≥8 dBm，可以比走廊上的天線輸出口功率小一些，天線與天線之間的距離可以放寬到20～25 m.

　　4）室外型AP覆蓋能力

　　室外型AP直接覆蓋，一般采用高增益天線，其天線安裝在較高區域，能直視整個覆蓋區域。目標覆蓋區域內95%以上的位置，接收信號電平為-75dBm，AP接收機靈敏度為-77 dBm.具體覆蓋范圍見表3.

　　在實際工程規劃設計時，室外空曠覆蓋距離一般取250 m，室內覆蓋距離一般取80 m.

　　2.3 LTE與WiFi覆蓋能力對比

　　由以上分析可得，在室外，LTE比WiFi明顯具有更好的覆蓋能力，且移動性支持遠高于WiFi.而在室內場景，LTE采用2.1 GHz頻段或2.3 GHz頻段，覆蓋能力均比WiFi的2.4 GHz要低，而且天線及設備增益更大，故LTE在室內也比WiFi具有更好的覆蓋能力。

　　綜上，LTE在覆蓋能力上遠優于WiFi網絡。 3 LTE及WiFi網絡無線容量分析