通信网络大PK：LTE与WiFi技术的对比

　　1 LTE及WiFi网络技术特点分析

　　LTE作为下一代网络首选的移动通信制式，拥有一些特有的技术，与WiFi网络技术相比，最具有优势的是通过ICIC（小区间干扰协调）技术能够实现同频组网。

　　ICIC主要是通过管理无线资源使得小区间干扰得到控制，是一种考虑多个小区中资源使用和负载等情况而进行的多小区无线资源管理。具体而言，ICIC以小区间协调的方式对各个小区中无线资源的使用进行限制，包括限制时频资源的使用，或在一定的时频资源上限制其发射功率。

　　LTE Rel-8版本首先支持ICIC机制，基站间可以通过X2接口交换RNTP（相关窄带传输功率）、HII（高干扰指示）及OI（过载指示）三种信号，实现载波内频域数据信道小区间干扰协调。最初的Rel-8版本主要关注宏基站异构组网的应用场景，Rel-10版本提出了eICIC（增强型小区间干扰协调机制），支持强干扰场景（如宏站与微站、宏站与家庭基站等）异构组网的情况。目前正处于研究阶段的Rel-l1版本则提出了FeICIC（Further- eICIC）工作项，以解决eICIC中遗留的问题及进一步研究其他小区间干扰协调技术方案。

　　Rel-10版本中提出的eICIC大致可以分为时域干扰协调、频域干扰协调、功率控制三类。

　　1）功率控制方案

　　当服务小区与相邻小区使用相同的频率资源时，该方案会适当降低服务小区或相邻小区的发射功率，以提高被干扰宏基站用户性能。与传统闭环功率控制方案相比，功率控制是从抑制小区间干扰、优化系统整体小区边缘性能的角度出发，直到达到一个期望的SNR（信噪比）值。

　　功率控制方案作为一种重要的ICIC方案在异构网络中得到了广泛应用，如宏与Pico（微微蜂窝）、宏与家庭基站等异构场景。该方案可以得到系统的后向兼容，且同时适用于FDD（频分双工）、TDD（时分双工）双工模式。但是，功率控制方案的实现必须基于用户的测量和上报，在设计上需要考虑基站间的交互信息设计和传递。

　　2）频域方案

　　频域上实现ICIC实际上是限制资源的调度，即将不同小区信号在频带上进行调度，利用OFDM（正交频分复用）窄带正交性，实现信号的正交传输，从而实现干扰消除。频域干扰协调方案可以很好地解决Rel-8/9版本中终端的后向兼容问题，也同时适用于FDD、TDD双工模式。但是，该方案实现同样要基于用户的测量和上报及基站间信息交互，增加了回传信令的开销及宏站的检测复杂度。

　　3）时域方案

　　Rel-10版本特别对时域干扰协调方案进行了重点研究，方案对受干扰用户在子帧或OFDM符号等时域资源上进行调度，而这些时域资源上已通过各种其他途径降低了来源于其他节点的干扰。

　　2 LTE及WiFi网络覆盖能力分析

　　通过对现有LTE及WiFi的无线覆盖能力进行对比分析，列出两者在覆盖能力上的优缺点，分析两张网络适合的覆盖场景。

　　2.1 LTE覆盖能力

　　由于LTE的覆盖能力与制式及频段密切相关，我们以电信可能采用的FDD-LTE制式进行覆盖半径测算。

　　选择2.1 GHz的FDD-LTE、2×15 MHz带宽、小区边缘速率4 Mbps / 256 kbps、基站侧天线配置2×2MIMO、无线传播模型为标准COST231 HATA.

　　具体的链路预算见表1.

　　FDD-LTE密集市区站点覆盖半径为320 m，站间距480 m；普通市区站点覆盖半径为440 m，站间距660 m.

　　2.2 WiFi覆盖能力

　　目前WiFi网络覆盖方式主要有三种方式：室内AP（接入点）直接覆盖、室内AP合路分布系统覆盖、室外AP直接覆盖。AP设备类型主要包括室外型500 mW、室内型500 mW和室内型100 mW.其中室内型100 mW用于室内放装直接覆盖，室内型500mW用于接入室内分布系统覆盖，室外型500mW用于覆盖室内或室外区域。

　　1）链路损耗

　　a）WLAN（无线局域网）在2.4

　　5 GHz频段一般应用COST231-Hata无线传播模型：传输损耗Lp= 46.3＋33.9lgf－13.82lghb＋（44.9－6.55lghb）lgd.

　　式中，d：基站与终端的距离，hb：基站天线高度，f：载波频率。

　　b）上行链路预算公式（即计算上行链路的最大允许Lp）：

　　室内Lp =终端发射功率＋终端天线增益＋AP天线增益－AP接收灵敏度－阴影储备－穿透损耗

　　c）下行链路预算公式（即计算下行链路的最大允许Lp）：

　　室内Lp =AP发射功率＋AP天线增益＋终端天线增益－终端接收灵敏度－阴影储备－穿透损耗

　　d）2.4 GHz电磁波对于各种穿透损耗的经验值如下：隔墙的阻挡（砖墙厚度100～300 mm）：20～40dB；楼层的阻挡：30 dB以上；木制家具、门和其他木板隔墙的阻挡：2

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

　　表1链路预算表

　　

　　2）室内放装型AP覆盖能力

　　由于室内型100mW AP和用户在同一楼层，所以AP天线高度考虑为3m；由于室内型100mW AP只覆盖同楼层小范围区域，所以没有考虑阴影储备。

　　中国电信运营商设计规范规定：目标覆盖区域内95%以上的位置，接收信号电平不小于-75dBm，即这时自带网卡的接收机灵敏度取-75 dBm.由于数据业务具有不对称特性，所以对上行速率要求不高。AP接收机灵敏度为-79 dBm，自带网卡接收机灵敏度为-75 dBm.具体覆盖范围见表2.

　　在实际工程规划设计时，室内空旷覆盖距离一般取40 m，室内隔墙覆盖距离一般取15 m.

　　3）室内分布型AP覆盖能力

　　室内天线到用户终端的传播模型可参照表2，走廊上的天线输出口功率（EIRP）要求：10 dBm≤EIRP≤15 dBm，天线与天线之间的距离严格要求在10～15 m；进入需覆盖房间的天线输出口功率（EIRP）要求：EIRP≥8 dBm，可以比走廊上的天线输出口功率小一些，天线与天线之间的距离可以放宽到20～25 m.

　　4）室外型AP覆盖能力

　　室外型AP直接覆盖，一般采用高增益天线，其天线安装在较高区域，能直视整个覆盖区域。目标覆盖区域内95%以上的位置，接收信号电平为-75dBm，AP接收机灵敏度为-77 dBm.具体覆盖范围见表3.

　　在实际工程规划设计时，室外空旷覆盖距离一般取250 m，室内覆盖距离一般取80 m.

　　2.3 LTE与WiFi覆盖能力对比

　　由以上分析可得，在室外，LTE比WiFi明显具有更好的覆盖能力，且移动性支持远高于WiFi.而在室内场景，LTE采用2.1 GHz频段或2.3 GHz频段，覆盖能力均比WiFi的2.4 GHz要低，而且天线及设备增益更大，故LTE在室内也比WiFi具有更好的覆盖能力。

　　综上，LTE在覆盖能力上远优于WiFi网络。 3 LTE及WiFi网络无线容量分析