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對于無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，容量的解決一直是關(guān)鍵所在，尤其是跨入無處不在的無線互聯(lián)時代，容量需求呈非線性的高速增長，改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，應(yīng)對流量之渴，構(gòu)建覆蓋分層、頻段分層、制式分層的立體異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(HetNet)，已經(jīng)成為主流運營商的必然之選。
頻譜、站點
無線網(wǎng)絡(luò)不能承受之重
截止2011年末，無線業(yè)務(wù)收入在中國運營商主營業(yè)務(wù)的比重已經(jīng)超過72%，移動網(wǎng)絡(luò)越來越成為各大運營商建設(shè)的重中之重。特別是近年來，隨著智能終端的日益豐富，帶動移動互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展，無線數(shù)據(jù)流量和信令對網(wǎng)絡(luò)的沖擊前所未有，使得“頻譜”和“站點”從沒像現(xiàn)在這樣成為左右未來發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)：
站點密度觸碰到無法超越的極限。在很多熱點價值區(qū)域，經(jīng)過多年的建設(shè)，宏站建設(shè)密度已經(jīng)非常大，一些發(fā)達(dá)地區(qū)密集城區(qū)的站間距甚至小于500米。盡管如此，由于城市環(huán)境復(fù)雜、業(yè)務(wù)量大，網(wǎng)絡(luò)仍面臨容量壓力和深度覆蓋盲區(qū)。受鄰區(qū)干擾機制所限，繼續(xù)加大宏站密度，并不是解決這些問題的辦法。
有限頻譜難以承接移動互聯(lián)的數(shù)字洪流。相對于傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)，無線寬帶對頻譜消耗是成幾何級數(shù)增長的，有限的頻點難以滿足無流量的快速增長。而無線技術(shù)增強、擴展新頻段、演進新制式等常規(guī)擴容手段，都需要一個產(chǎn)業(yè)成熟的過程，無法及時有效解決當(dāng)前面對的挑戰(zhàn)。
站址獲取怎是一個“難”字了得。傳統(tǒng)宏站站點占地面積大、部署周期長、獲取成本高，隨著人們健康和維權(quán)意識的增強，站址獲取越來越難，已有站點的物業(yè)又面臨流失，據(jù)調(diào)查杭州每年的站點流失率達(dá)6%，以單一宏站主打的站點建設(shè)模式亟待突破。
解碼無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)新模式：立體分層組網(wǎng)
構(gòu)建分層網(wǎng)絡(luò)，深挖頻譜資源跨越數(shù)字流量鴻溝
在無線數(shù)據(jù)流量每年翻倍增長的趨勢下，僅靠新的無線信道技術(shù)和擴展有限的頻帶寬度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，類似IT產(chǎn)業(yè)著名的摩爾定律，在無線通信領(lǐng)域是用庫珀定律來描述技術(shù)手段對無線容量增長的貢獻：“1957年以來，無線容量增長了約100萬倍。每30個月增長一倍，其中：25倍來在頻譜分配;5倍源于信道化;5倍源于調(diào)制解調(diào)方式的改進;而1600倍來自不斷縮小半徑的小區(qū)覆蓋。”
美國聯(lián)邦通信委員會(以下簡稱“FCC”)主席朱利亞斯·格納考斯基(Julius Genachowski)去年表示，釋放新的頻譜已成為一個“艱巨的挑戰(zhàn)”。而即使獲得頻譜，運營商也需要花費幾年的時間來部署這些頻譜。因此，運營商將更加依賴新技術(shù)來滿足用戶需求。
顯而易見，小區(qū)分裂，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，將是應(yīng)對未來數(shù)據(jù)流量的陡增，滿足容量增長需求的主要途徑。在宏站的連續(xù)覆蓋層下面，布放低功率小基站，形成高速率和大容量覆蓋層，來滿足熱點地區(qū)對容量的需求。構(gòu)建立體分層網(wǎng)絡(luò)，重點有以下幾個方面的考慮：
首先，需要有多種產(chǎn)品解決方案，來滿足立體分層網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，針對話務(wù)熱點和深度覆蓋盲區(qū)，通過建設(shè)室內(nèi)覆蓋、室外的微蜂窩基站以及在數(shù)據(jù)話務(wù)熱點應(yīng)用C+WiFi的集成解決方案，來吸收話務(wù)和進行深度覆蓋;
新的產(chǎn)品形態(tài)可以幫助解決立體分層網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，比如小基站Pico，由于體積小巧，布放靈活，對于低成本快速解決中小面積室內(nèi)覆蓋非常有幫助，另外對于話務(wù)和數(shù)據(jù)熱點重合的場景應(yīng)用集成Pico+WiFi的產(chǎn)品，非常有利于進行熱點區(qū)域WiFi分流，充分利用Pico和WiFi覆蓋范圍相當(dāng)?shù)奶攸c，做到一次部署雙網(wǎng)協(xié)同，共用天饋、傳輸以及電源等配套資源。
其次，需要對低功率小基站進行精確部署。由于微蜂窩的覆蓋面積相對較小，針對熱點和盲區(qū)的精確布放尤為重要，否則將大大降低小基站的覆蓋效率和分流效果。
通過收集和分析發(fā)生在宏覆蓋層的大量用戶呼叫數(shù)據(jù)，計算出呼叫產(chǎn)生的地點，配合數(shù)字地圖定位，可輸出精確的話務(wù)地圖，從話務(wù)量、數(shù)據(jù)流量、業(yè)務(wù)分類、終端分布、以及弱覆蓋等多個維度，來精確定位低功率小基站部署位置，有針對性構(gòu)建立體分層網(wǎng)絡(luò)。
還有，需要完善的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化做保證。和傳統(tǒng)宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)相比，分層網(wǎng)在覆蓋和干擾形式上也變得復(fù)雜，在頻率規(guī)劃、小區(qū)選擇與切換機制等方面給系統(tǒng)帶來了挑戰(zhàn)。針對熱點分流和弱覆蓋補盲等不同場景，通過同頻和異頻的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、配以相應(yīng)的駐留策略，來起到擴充容量和完善覆蓋的作用。
最后，要具有SON自組織功能。隨著數(shù)據(jù)流量的不斷增長，移動網(wǎng)絡(luò)對容量的需求倍增，熱點地區(qū)將會大量部署低功率小基站，那么怎樣有效的對小基站進行配置和維護將是一個巨大的挑戰(zhàn)。SON自組網(wǎng)功能，將使小基站具有自規(guī)劃、自配置、自優(yōu)化以及自修復(fù)等能力，有效減輕運維成本，提高運營效率，是構(gòu)建分層網(wǎng)絡(luò)的重要保證。
擴展宏蜂窩層，單站吞吐量將邁入Giga比特時代
宏蜂窩層是保障移動網(wǎng)絡(luò)連續(xù)覆蓋提供網(wǎng)絡(luò)容量的主體，提高單個宏基站的吞吐量是擴展系統(tǒng)容量的關(guān)鍵。首先要通過增加頻點來擴充容量，但同一頻段的頻點有限，比如在中國CDMA 800M頻段只有7個頻點，并且被規(guī)劃成1X專用頻點和DO數(shù)據(jù)服務(wù)專用頻點，所以通過增加頻點來擴充容量的空間有限。
其次需要考慮通過分裂扇區(qū)來提升容量，對于單個宏基站，將傳統(tǒng)的三扇區(qū)分裂成六扇區(qū)是快速提升單站容量的有效手段，可以在不增加新站址的情況下迅速將容量提升60%～80%，很適合解決難以加站的局部熱點容量問題。
隨著全網(wǎng)容量需求的持續(xù)增長，必然面臨著啟用新頻段和新制式的問題，宏基站依然需要具有支持平滑升級的能力，通過多模式模塊來共用射頻資源，高集成度使得通過共機柜或疊加機柜來增加新頻段成為可能。
在向下一代移動網(wǎng)絡(luò)的演進中，基于SingleRAN的GigaSite解決方案通過支持多頻、多模、多扇區(qū)，能夠大幅提升頻譜效率、網(wǎng)絡(luò)容量以及功放效率，使得單個宏基站的流量進入Giga比特時代，同時還可以簡化站點設(shè)備，幫助運營商降低網(wǎng)絡(luò)投資和運維成本。
分類規(guī)劃建站多管齊下實現(xiàn)站點立體分層布局
隨著通信產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，站點建設(shè)也逐漸由國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)轉(zhuǎn)變?yōu)槠髽I(yè)的市場行為，不能再以單一的建站模式來包打天下，合理對建站場景進行分類，輔以相應(yīng)的解決方案，達(dá)到降低站點獲取成本，提高建站效率的目的，為網(wǎng)絡(luò)的后續(xù)發(fā)展提供持續(xù)的動力。根據(jù)站點定位不同，可以分為戰(zhàn)略站點、簡易站點和小站點。
戰(zhàn)略站點，是指運營商自有或可以長期租用，天面、傳輸、備電等俱全的宏蜂窩站點;是網(wǎng)絡(luò)容量和覆蓋的基本保障，典型獲取成本是21萬左右(樓頂站)。
作為宏覆蓋層的中堅，需要大力建設(shè)和獲取新站點，Mini機房、美化站點、一體化燈桿站的使用很大程度上緩解了建站難度，有效起到幫助完善覆蓋擴充宏覆蓋層容量的作用。
對于已有戰(zhàn)略站點，要充分利用它的優(yōu)勢資源，在不增加更多成本的前提下，通過頻段擴充、扇區(qū)分裂、新制式平滑升級等技術(shù)手段，提高站點的吞吐量，謀求宏覆蓋層的容量提升。
簡易站點，是選址容易，站點租用，備電可選，維護便利的宏蜂窩站點，作為網(wǎng)絡(luò)快速部署的宏站，來解決站址問題，典型獲取成本在9萬元左右。簡易站點的優(yōu)勢在于站址的獲取難度較低，成本可控，能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求及時部署，通常采用分布式基站或RRU拉遠(yuǎn)的方式來建設(shè)，以戰(zhàn)略站點為母站，根據(jù)需要快速布放。
小站點，是站址要求低，可靈活部署，成本低廉的小蜂窩站點;站點功率較小，可吸收熱區(qū)話務(wù)，和宏站流量分流，典型獲取成本在2萬元左右;
小蜂窩站點通常無機房要求，采用較易獲取的市電進行供電，并可兼容公網(wǎng)傳輸，體積小，環(huán)境適應(yīng)性好，根據(jù)功率大小分為微蜂窩(Micro)、微微蜂窩(Pico+Wifi)、毫微微蜂窩(Femto)，可在熱點地區(qū)大量部署，為吸收熱區(qū)話務(wù)提供低成本方案，構(gòu)建微蜂窩覆蓋層。
立體分層網(wǎng)(HetNet)
面向下一代網(wǎng)絡(luò)演進
運營商往LTE演進發(fā)展過程中，需要關(guān)注LTE寬頻、高速特點對無線網(wǎng)絡(luò)部署方式帶來的新變化，HetNet分層組網(wǎng)就是其中之一。4G移動網(wǎng)絡(luò)將是多頻段立體異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，面向容量提升，降低成本，提高頻譜利用率，HetNet分層組網(wǎng)將為未來向4G網(wǎng)絡(luò)的演進構(gòu)建有利的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
HetNet全面保障小區(qū)邊緣用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)體驗
2G時代，以語音為主，小區(qū)邊緣用戶與小區(qū)中心用戶的業(yè)務(wù)體驗差別不大，但在3G/4G MBB時代演進將是以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主，傳統(tǒng)宏蜂窩組網(wǎng)技術(shù)無法保障邊緣用戶業(yè)務(wù)體驗。受限于干擾，在典型的宏蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)中，小區(qū)中心C/I好、邊緣C/I差，因此中心鏈路速率高、邊緣鏈路速率低。
但在用戶均勻分布條件下，越是中心區(qū)，面積占比少，用戶分布比重小;越是小區(qū)邊緣，面積占比大，用戶分布比重較多。而HetNet分層網(wǎng)可以有效地解決小區(qū)邊緣用戶的數(shù)據(jù)體驗，通過布放低功率小蜂窩站點，改善小區(qū)邊緣的C/I，提升傳輸速率，使用戶在全網(wǎng)得到一致性的業(yè)務(wù)體驗。
HetNet大幅度提升下一代網(wǎng)絡(luò)頻譜效率和網(wǎng)絡(luò)容量
在4G MBB時代演進到以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主、語音業(yè)務(wù)為輔的LTE/LTE-Advanced寬帶系統(tǒng)時，不能再單純依靠無線技術(shù)進步、小區(qū)分裂等傳統(tǒng)宏蜂窩組網(wǎng)技術(shù)來被動應(yīng)對，而寬帶系統(tǒng)通常又沒有足夠多的頻點資源進行多載波部署。
因此，分層組網(wǎng)(HetNet)模式正好克服上述單一同構(gòu)網(wǎng)型面臨的困難和挑戰(zhàn)，它主要利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的異構(gòu)化，通過在宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)層中布放大量低功率的微蜂窩(Micro)、微微蜂窩(Pico)、毫微微蜂窩(Femto)等非標(biāo)準(zhǔn)六邊形蜂窩接入點，形成低功率節(jié)點層，大量重用系統(tǒng)已有頻譜資源(如20MHz頻譜經(jīng)過6次重用后就相當(dāng)于120MHz)，增強總的等效功率資源，并可有針對性的按需部署、就近接入，從而大幅度提升網(wǎng)絡(luò)頻譜效率和網(wǎng)絡(luò)容量。
總之，對于無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，容量的解決一直是關(guān)鍵所在，尤其是跨入無處不在的無線互聯(lián)時代，容量需求呈非線性的高速增長，改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，應(yīng)對流量之渴，構(gòu)建覆蓋分層、頻段分層、制式分層的立體異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(HetNet)，已經(jīng)成為主流運營商的必然之選。我們需要在無線網(wǎng)絡(luò)的不斷演進中，未雨綢繆，提前布局，為業(yè)務(wù)的可持續(xù)發(fā)展提供堅實的保障。
作者：ygium 來源：比特網(wǎng)
