借助HetNet构建广泛的无线网络

借助HetNet构建广泛的无线网络,第1张

  无线网络不堪承受之重

  近年来,随着智能终端的日益丰富,移动互联网迅猛发展,无线数据流量和信令数量对网络的冲击前所未有,这使得“频谱”和“站点”从未像现在这样成为左右无线网络未来发展的关键要素。

  站点密度触碰到无法超越的极限。在很多热点价值区域,经过多年的建设,宏站建设密度已经非常大,一些发达地区密集城区的站间距甚至小于米。尽管如此,由于城市环境复杂、业务量大,网络仍面临容量压力和深度覆盖盲区。然而,受邻区干扰机制所限,继续提升宏站密度,并不是解决这些问题的有效办法。

  有限频谱难以应对移动互联的数字洪流。相对于传统的语音业务,无线宽带对频谱消耗呈几何级数增长,有限的频点难以满足无限流量的快速增长。而扩展新频段、演进到新制式等常规扩容手段,则需要经历一个产业成熟的过程,无法及时、有效应对运营商当前面临的挑战。

  站址获取怎是一个“难”字了得。传统宏站占地面积大、部署周期长、获取成本高,且随着人们健康和维权意识的增强,站址获取越来越困难。已有站点的物业又面临流失的尴尬局面,据调查,杭州每年的站点流失率达6%。因此,以单一宏站主打的站点建设模式亟待突破。

  立体分层组网,解码无线网络建设新模式扩展宏蜂窝层,提升单站吞吐量宏蜂窝层是保障移动网络连续覆盖,提供网络容量的主体,提高单个宏基站的吞吐量是扩展系统容量的关键。

  首先,可以通过增加频点来扩充容量,但同一频段的频点有限,比如在中国,CDMA 800M频段只有7个频点,并且被规划成CDMA 1X专用频点和EVDO数据服务专用频点,所以通过增加频点来扩充容量的空间有限。

  其次,需要考虑通过分裂扇区来提升容量。对于单个宏基站,将传统的三扇区分裂成六扇区是快速提升单站容量的有效手段,可以在不增加新站址的情况下迅速将容量提升60%-80%,很适合解决难以加站的局部热点的容量问题。

  此外,随着全网容量需求的持续增长,网络必然面临着启用新频段和新制式的问题,宏基站依然需要具有平滑升级的能力,通过多模式模块来共用射频资源,并通过共机柜或叠加机柜来增加新频段。

  在向下一代移动网络演进中,基于的GigaSite解决方案通过支持多频、多模、多扇区,能够大幅提升频谱效率、网络容量以及功放效率,使得单个宏基站的流量达到Gigabit级别,同时还可以简化站点设备,帮助运营商降低网络投资和运维成本。

  构建分层网络,深挖频谱资源

  在数据流量每年翻倍增长的趋势下,仅靠无线信道技术和扩展有限的频带宽度是远远不够的。另一方面,美国联邦通信委员会主席Julius表示,释放新的频谱也成为一个“艰巨的挑战”。即使获得新频谱,运营商也需要花费几年的时间来部署。因此,运营商将更加依赖于通过新的网络架构来满足用户需求。

  显而易见,小区分裂、网络拓扑结构异构化,即构建立体分层网络(HetNet)将是应对未来数据流量陡增,满足容量增长需求的主要途径。在宏蜂窝网络层中,运营商通过布放大量低功率的微蜂窝(Microcell)、微微蜂窝(Picocell)、毫微微蜂窝(Femtocell)等非标准六边形蜂窝接入点,形成低功率节点层,大量重用系统已有频谱资源,增强总的等效功率资源,并有针对性地按需部署、就近接入,来满足热点地区对容量的需求。

  立体分层网络的建设,需要重点考虑以下四个方面:

  第一,需要有多种产品和解决方案的支持。

  针对话务热点和深度覆盖盲区,通过建设室内覆盖系统、室外的微蜂窝基站来吸收话务,进行深度覆盖。比如小基站,由于其体积小巧,布放灵活,对于低成本快速解决中小面积室内覆盖非常有价值。另外,对于话务和数据热点重合的应用场景,集成Picocell+Wi-Fi产品非常有利于进行Wi-Fi分流,运营商可以充分利用和Wi-Fi覆盖范围相当的特点,做到一次部署双网协同,共用天馈、传输以及电源等配套资源。

  第二,需要对低功率小基站进行精确部署。

  由于微蜂窝的覆盖面积相对较小,针对热点和盲区的精确布放尤为重要,否则将大大降低小基站的覆盖效率和分流效果。运营商可以通过收集和分析发生在宏覆盖层的大量用户呼叫数据,计算出呼叫产生的地点,配合数字地图定位,输出精确的话务地图,从话务量、数据流量、业务分类、终端分布以及弱覆盖等多个维度,来精确定位低功率小基站的部署位置,有针对性地构建立体分层网络。

  第三,需要完善的网络规划和优化做保证。

  和传统宏蜂窝网络相比,立体分层网络在覆盖和干扰形式上也变得复杂,在频率规划、小区选择与切换机制等方面给系统带来了挑战。针对热点分流和弱覆盖补盲等不同场景,运营商可以通过同频和异频的网络规划,配以相应的驻留策略,来达到扩充容量和完善覆盖的目的。

  最后,网络需要具有S O N自组织功能。

  随着热点地区大量低功率小基站的部署,如何对其进行有效的配置和维护将是一个巨大的挑战。SON自组网功能,将使小基站具有自规划、自配置、自优化以及自修复等能力,有效降低运维成本,提高运营效率。

  合理规划建站,实现站点立体分层布局

  随着通信产业的快速发展,站点建设也逐渐由国家基础设施建设转变为企业的市场行为,不能再以单一的建站模式来包打天下。合理对建站场景进行分类,辅以相应的解决方案,多管齐下实现站点立体分层布局,才能达到降低站点获取成本,提高建站效率的目的,为网络的后续发展提供持续的动力。

  根据站点定位的不同,一般可以分为战略站点、简易站点和小站点。

  战略站点,是指运营商自有或可以长期租用,天面、传输、备电等俱全的宏蜂窝站点,它是网络容量和覆盖的基本保障,典型的获取成本在21万左右。作为宏覆盖层的中坚,运营商需要大力建设和获取此类新站点,而Mini机房、美化站点、一体化灯杆站的使用,很大程度上缓解了建站难度,有效起到完善覆盖、扩充宏覆盖层容量的作用。对于已有战略站点,运营商需充分利用它的优势资源,在不增加更多成本的前提下,通过频段扩充、扇区分裂、新制式平滑升级等技术手段,提高站点的吞吐量,谋求宏覆盖层的容量提升。

  简易站点,是指选址容易、可以租用、备电可选、维护便利的宏蜂窝站点。

  作为网络快速部署的宏站,简易站点的优势在于站址的获取难度较低,成本可控,其典型的获取成本在9万元左右,并能根据网络建设需求及时部署。简易站点通常采用分布式基站或RRU拉远的方式,以战略站点为母站,根据市场需要快速布放。

  小站点,是指站址要求低、可灵活部署、成本低廉的小蜂窝站点,其站点功率较小,可吸收热区话务,分流宏站流量,典型的获取成本在2万元左右。通常,小蜂窝站点无机房要求,供电采用较易获取的市电进行,并可兼容公网传输,体积小,环境适应性好。根据功率大小,小站点又可分为微蜂窝、微微蜂窝、毫微微蜂窝,可在热点地区大量部署,构建微蜂窝覆盖层。

  未来的移动网络是一个更加注重业务体验的网络,将呈现三大显著特征:超宽带、零等待和无处不在。HetNet立体分层网通过多频、多模、多扇区等技术手段,有效保证单个基站向超宽带方向演进;同时,通过改变网络拓扑结构,在宏蜂窝网络层中布放大量低功率的微蜂窝基站,重用系统已有频谱资源,提高频谱密度,保证超宽带无处不在,为小区中心及边缘用户提供一致的业务体验,满足用户的毫秒级零等待需求,帮助运营商提升网络竞争力,实现商业成功。

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