無線異構網的部署探討范文

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《江西通信科技雜志》2014年第二期

1、異構網的建設需求

采用較低的成本實現移動數據網絡無縫覆蓋、保障用戶體驗是運營商追求的目標。傳統無線蜂窩網通常采用的是以宏蜂窩為主的“均勻”的網絡拓撲，所有的基站采用相似的發射功率、相似的天線、相似的接收機底噪、相似的基站回傳技術，并且對所有的用戶終端采取無差別的接入策略，提供幾乎相同的業務和服務質量。而宏蜂窩的站址是在網絡規劃階段遵循盡可能大的覆蓋、盡可能小的站間干擾的原則精心挑選出來的，一旦話務出現較大幅度增長或者無線環境出現變化，就只能通過小區分裂或者增加載波等傳統手段來維持用戶體驗，這種情況是一個復雜的過程，并且在運營中將一再出現。而在實際的網絡部署中，由于宏蜂窩站址在高度、配套等方面的嚴苛要求，以及LTE頻段高、站間距小的特點，使得密集市區以及市區站址獲取難度越來越大。

為了給用戶在可承受的費用前提下提供卓越的、“隨時隨地”的移動寬帶體驗，拓撲結構更加復雜、以立體分層為標志的無線異構網就此提出，希望能夠一舉解決熱點容量、覆蓋盲區、站址獲取的難題。

1.1、覆蓋需求在宏基站完成基本覆蓋的基礎上，基于網絡結構優化、網優需求、用戶投訴等對現網的邊緣弱覆蓋區域、小范圍的盲區，可以通過小基站的布放來形成低層網絡的局部覆蓋，從而構建立體覆蓋的異構網。

1.2、建站難點需求對于室外站、室分站的建站難點區域，通過路燈桿等市政設施以極簡的安裝方式，低成本、靈活、快速的部署小基站，以滿足網絡及業務發展需求。

1.3、容量需求隨著業務發展，初期以覆蓋為主的網絡會逐步面臨網絡容量的壓力，在運用MIMO多天線、小區分裂、載扇聚合等常規擴容手段外，可在容量密集區域引入同頻或者異頻的小基站進行網絡流量分攤。

2、異構網組網模式

2.1、異頻組網運營商有2個或者多個頻段的頻率資源是，可以考慮利用低頻段覆蓋能力較好的特性，將宏蜂窩配置到低頻段做廣域連續覆蓋，小基站（包括Pico、Femto、Relay和RRU等）采用較高頻段做局部覆蓋，用于解決小范圍的盲點、選址困難區域、提升局部區域容量。如下圖示：

2.2、同頻組網運營商僅有單個頻段的頻率資源，在覆蓋區域內上層網絡和低層網絡采用相同頻率進行基站配置。這種組網方式，需要特別注意分層網絡間的干擾問題，必須進行小區間干擾協調。同頻組網如下圖示：

3、異構網部署策略

3.1、分階段部署

3.1.1、網絡建設初期：以基本覆蓋為目標，建設上層網絡建網初期，需要快速形成以宏站為骨架的廣域連續覆蓋，形成業務能力，培育用戶市場，以利于展開市場宣傳和市場競爭。部署方式采用宏站+室分為主。根據不同場景對容量的不同需求預測，統一規劃、分步建站，逐步增加標志性地域覆蓋，設備以BBU+RRU、宏基站、射頻拉遠為主。

3.1.2、網絡建設中后期：以無縫覆蓋為目標，建設異構網建網中后期，以提升用戶體驗為主，包括信號的無縫覆蓋和用戶速率體驗。這個階段應該以網絡優化為前導，建設“宏站+室分+微站”的異構網分層網絡，逐步加大小基站投入，精細化解決深度覆蓋和熱點容量分流問題，前提是充分運用MIMO多天線、載扇聚合、小區分裂等常規手段擴容。

3.2、分場景部署

3.2.1、密集市區/一般市區/校園根據3G網絡以及國外運營商LTE網絡的經驗，市區以及校園是移動數據業務密集區域，而且通常是選址困難區域，要滿足用戶對移動數據網的覆蓋與吞吐量要求，建設宏基站+室分+小基站的異構網是目前最可行的方法。宏基站構成室外上層網絡，形成成片連續覆蓋；室分提升重點建筑物的深度覆蓋，吸收室內業務量；小基站根據業務需求及網絡優化調整，進行“滴灌式覆蓋”，對熱點、盲點、難點進行針對性覆蓋，形成分層立體網絡中的低層覆蓋。

3.2.2、郊區/農村相對城區來說，郊區、農村通常業務密度不高，其移動網絡的主要建設方式時宏基站+射頻拉遠站。宏基站完成網絡的基本覆蓋，射頻拉遠站主要用于覆蓋延伸，并節省配套投資。大功率的超遠覆蓋基站適用于山區、湖泊等需要廣覆蓋的區域，能以低成本方式實現網絡連續覆蓋，越低的頻段，覆蓋距離越遠，成本越低。

3.2.3、居民區/街道居民區以及街道通常無線環境復雜，而且民眾雖然對無線網絡覆蓋有要求，但都反對運營商進行基站建設。在這些場景，運營商需要有靈活的建網策略才能應對。優選宏基站、以小基站替代的策略是切實可行的。宏基站完成上層覆蓋，小基站通過安裝在以市政燈桿為代表的各類公共設施上，天線掛高不超過20米，對局部目標區域進行進行針對性覆蓋，形成分層立體網絡中的低層覆蓋。

3.2.4、重點建筑物室內覆蓋移動數據業務需要用戶更集中的注意力，注定了室內移動數據業務量占比將遠遠超過移動語音時代的室內占比，室內移動數據業務的吸收將是運營商的“重中之重”。以室外覆蓋室內+室分系統+小基站放裝的建設方式，因地制宜、靈活應變將需要運營商投入更多的關注和資源。宏基站室外穿透覆蓋室內適用于一般建筑物的室內信號覆蓋；大型、高穿透損耗的建筑物常規方法是新建/改造室分系統，這需要是物業情況進行；LTE網絡中多種多樣的小基站，通過靈活的回傳方式、簡單的放裝模式，適用于各種疑難室內場景。

3.2.5、交通干線交通干線是運營商之間競爭的標志性場景，基本反映了運營商網絡的覆蓋水平，但是在LTE高達2GHz的頻段上，為了克服車廂帶來的穿透損耗，基站的站間距需要小于1km才能連續覆蓋（視具體網絡制式和配置頻率有變化），直接導致運營商需要投入巨大的資源投入。在目前條件下，宏基站+射頻拉遠站是相對低成本的建設方式。宏基站完成網絡的基本覆蓋，射頻拉遠站主要用于覆蓋延伸，并節省配套投資。采用大功率基站配合使用高增益天線，同時靈活使用多小區同PCI、ICIC等功能，解決終端在高速移動下的切換和重選帶來的掉話問題。未來，采用車載CPE進行車廂內覆蓋，避免車體帶來的高穿透損耗，是一個可行的低成本方案，但是這種方式取決于運營商采取的策略，以及與相關單位、部門的協商結果。

4、基站選址

異構網基站站址選取包括宏蜂窩站址和小基站站址兩部分。需要考慮一下因素：◎業務量和業務分布基站分布與業務分布盡可能一致，就近吸收業務量，同時兼顧城市規劃發展，預先做好前期規劃選點。◎覆蓋連續性單個基站站址要與周邊基站站址形成互動，在盡可能保證覆蓋連續性的同時減少覆蓋重疊區。此外，站址的選擇要爭取政府部門的支持，與環保、市政等相關部門做好協調，提高所選站址的可用性，避免由于對市政規劃不了解而造成不必要的工程調整。◎網絡結構站址應盡量選在規劃站點附近，站址分布與蜂窩結構的偏差應小于站間距的1/4，在密集覆蓋區域應小于站間距的1/8。下表對1.8GHz和2.6GHz頻段，不同區域的最大站址便宜距離分別進行了示范計算◎無線傳播環境基站天線高度要滿足覆蓋目標要求，天線主瓣方向100米范圍內無明顯阻擋。◎系統干擾規避應充分考慮與其他移動通信系統間的相互干擾，保證必要的空間隔離；應避開大功率無線電臺、雷達站等的干擾。◎基站安全站址選擇時應滿足通信安全保密、人防、消防等要求。站址應避開易燃、易爆的倉庫、材料堆積場、在生產過程中容易發生火災和爆炸危險的工廠、企業，也不應選在生產過程中散發較多粉塵或有腐蝕性排放物的工廠企業附近。站址盡可能選擇地形平整、地質良好的地段。避開易受洪水淹灌的地區。如無法避開時，可選在基地高程高于要求的歷史最高水位0.5m以上的地方。當基站需要設置在飛機場附近時，其天線高度應符合機場凈空高度要求和航空管理要求。在加油站附近的站址應至少滿足下述條件：基站與高壓線的間距應大于鐵塔高度,且滿足下述條件：

5、網絡參數規劃

LTE-A中引入了異構網的概念，增加了小基站類型，網絡拓撲結構變得極其復雜，對網絡參數的設置要求也變得更高，具體體現在如下幾個方面：

5.1、干擾問題更加復雜：在引入Femto、Pico、Relay等小基站后，干擾在原有的系統間干擾、宏站間干擾的基礎上增加了宏站與小基站、小基站之間的干擾，尤其是異構網同頻組網的情況下，干擾分析變得極其復雜，所以在LTE-A中提出了增強小區間干擾消除eICIC技術加以解決，eICIC技術在R10版本中引入，對于R9版本的設備需要通過軟、硬件升級來支持該特性。

5.2、部署小基站在特殊場景需要進行專門優化：如室內覆蓋、盲點、高速高鐵沿線覆蓋等，需要應用同PCI等技術，減少切換。

5.3、對傳輸資源的需求：對于小基站如一個BBU帶多個分布式RRU場景等，在規劃時需要預先考慮光纖資源用于傳輸資源部署。

作者：危峰鐘翠明單位：江西省郵電規劃設計院有限公司