无线异构网的部署探讨范文

《江西通信科技杂志》2014年第二期

1、异构网的建设需求

采用较低的成本实现移动数据网络无缝覆盖、保障用户体验是运营商追求的目标。传统无线蜂窝网通常采用的是以宏蜂窝为主的“均匀”的网络拓扑，所有的基站采用相似的发射功率、相似的天线、相似的接收机底噪、相似的基站回传技术，并且对所有的用户终端采取无差别的接入策略，提供几乎相同的业务和服务质量。而宏蜂窝的站址是在网络规划阶段遵循尽可能大的覆盖、尽可能小的站间干扰的原则精心挑选出来的，一旦话务出现较大幅度增长或者无线环境出现变化，就只能通过小区分裂或者增加载波等传统手段来维持用户体验，这种情况是一个复杂的过程，并且在运营中将一再出现。而在实际的网络部署中，由于宏蜂窝站址在高度、配套等方面的严苛要求，以及LTE频段高、站间距小的特点，使得密集市区以及市区站址获取难度越来越大。

为了给用户在可承受的费用前提下提供卓越的、“随时随地”的移动宽带体验，拓扑结构更加复杂、以立体分层为标志的无线异构网就此提出，希望能够一举解决热点容量、覆盖盲区、站址获取的难题。

1.1、覆盖需求在宏基站完成基本覆盖的基础上，基于网络结构优化、网优需求、用户投诉等对现网的边缘弱覆盖区域、小范围的盲区，可以通过小基站的布放来形成低层网络的局部覆盖，从而构建立体覆盖的异构网。

1.2、建站难点需求对于室外站、室分站的建站难点区域，通过路灯杆等市政设施以极简的安装方式，低成本、灵活、快速的部署小基站，以满足网络及业务发展需求。

1.3、容量需求随着业务发展，初期以覆盖为主的网络会逐步面临网络容量的压力，在运用MIMO多天线、小区分裂、载扇聚合等常规扩容手段外，可在容量密集区域引入同频或者异频的小基站进行网络流量分摊。

2、异构网组网模式

2.1、异频组网运营商有2个或者多个频段的频率资源是，可以考虑利用低频段覆盖能力较好的特性，将宏蜂窝配置到低频段做广域连续覆盖，小基站（包括Pico、Femto、Relay和RRU等）采用较高频段做局部覆盖，用于解决小范围的盲点、选址困难区域、提升局部区域容量。如下图示：

2.2、同频组网运营商仅有单个频段的频率资源，在覆盖区域内上层网络和低层网络采用相同频率进行基站配置。这种组网方式，需要特别注意分层网络间的干扰问题，必须进行小区间干扰协调。同频组网如下图示：

3、异构网部署策略

3.1、分阶段部署

3.1.1、网络建设初期：以基本覆盖为目标，建设上层网络建网初期，需要快速形成以宏站为骨架的广域连续覆盖，形成业务能力，培育用户市场，以利于展开市场宣传和市场竞争。部署方式采用宏站+室分为主。根据不同场景对容量的不同需求预测，统一规划、分步建站，逐步增加标志性地域覆盖，设备以BBU+RRU、宏基站、射频拉远为主。

3.1.2、网络建设中后期：以无缝覆盖为目标，建设异构网建网中后期，以提升用户体验为主，包括信号的无缝覆盖和用户速率体验。这个阶段应该以网络优化为前导，建设“宏站+室分+微站”的异构网分层网络，逐步加大小基站投入，精细化解决深度覆盖和热点容量分流问题，前提是充分运用MIMO多天线、载扇聚合、小区分裂等常规手段扩容。

3.2、分场景部署

3.2.1、密集市区/一般市区/校园根据3G网络以及国外运营商LTE网络的经验，市区以及校园是移动数据业务密集区域，而且通常是选址困难区域，要满足用户对移动数据网的覆盖与吞吐量要求，建设宏基站+室分+小基站的异构网是目前最可行的方法。宏基站构成室外上层网络，形成成片连续覆盖；室分提升重点建筑物的深度覆盖，吸收室内业务量；小基站根据业务需求及网络优化调整，进行“滴灌式覆盖”，对热点、盲点、难点进行针对性覆盖，形成分层立体网络中的低层覆盖。

3.2.2、郊区/农村相对城区来说，郊区、农村通常业务密度不高，其移动网络的主要建设方式时宏基站+射频拉远站。宏基站完成网络的基本覆盖，射频拉远站主要用于覆盖延伸，并节省配套投资。大功率的超远覆盖基站适用于山区、湖泊等需要广覆盖的区域，能以低成本方式实现网络连续覆盖，越低的频段，覆盖距离越远，成本越低。

3.2.3、居民区/街道居民区以及街道通常无线环境复杂，而且民众虽然对无线网络覆盖有要求，但都反对运营商进行基站建设。在这些场景，运营商需要有灵活的建网策略才能应对。优选宏基站、以小基站替代的策略是切实可行的。宏基站完成上层覆盖，小基站通过安装在以市政灯杆为代表的各类公共设施上，天线挂高不超过20米，对局部目标区域进行进行针对性覆盖，形成分层立体网络中的低层覆盖。

3.2.4、重点建筑物室内覆盖移动数据业务需要用户更集中的注意力，注定了室内移动数据业务量占比将远远超过移动语音时代的室内占比，室内移动数据业务的吸收将是运营商的“重中之重”。以室外覆盖室内+室分系统+小基站放装的建设方式，因地制宜、灵活应变将需要运营商投入更多的关注和资源。宏基站室外穿透覆盖室内适用于一般建筑物的室内信号覆盖；大型、高穿透损耗的建筑物常规方法是新建/改造室分系统，这需要是物业情况进行；LTE网络中多种多样的小基站，通过灵活的回传方式、简单的放装模式，适用于各种疑难室内场景。

3.2.5、交通干线交通干线是运营商之间竞争的标志性场景，基本反映了运营商网络的覆盖水平，但是在LTE高达2GHz的频段上，为了克服车厢带来的穿透损耗，基站的站间距需要小于1km才能连续覆盖（视具体网络制式和配置频率有变化），直接导致运营商需要投入巨大的资源投入。在目前条件下，宏基站+射频拉远站是相对低成本的建设方式。宏基站完成网络的基本覆盖，射频拉远站主要用于覆盖延伸，并节省配套投资。采用大功率基站配合使用高增益天线，同时灵活使用多小区同PCI、ICIC等功能，解决终端在高速移动下的切换和重选带来的掉话问题。未来，采用车载CPE进行车厢内覆盖，避免车体带来的高穿透损耗，是一个可行的低成本方案，但是这种方式取决于运营商采取的策略，以及与相关单位、部门的协商结果。

4、基站选址

异构网基站站址选取包括宏蜂窝站址和小基站站址两部分。需要考虑一下因素：◎业务量和业务分布基站分布与业务分布尽可能一致，就近吸收业务量，同时兼顾城市规划发展，预先做好前期规划选点。◎覆盖连续性单个基站站址要与周边基站站址形成互动，在尽可能保证覆盖连续性的同时减少覆盖重叠区。此外，站址的选择要争取政府部门的支持，与环保、市政等相关部门做好协调，提高所选站址的可用性，避免由于对市政规划不了解而造成不必要的工程调整。◎网络结构站址应尽量选在规划站点附近，站址分布与蜂窝结构的偏差应小于站间距的1/4，在密集覆盖区域应小于站间距的1/8。下表对1.8GHz和2.6GHz频段，不同区域的最大站址便宜距离分别进行了示范计算◎无线传播环境基站天线高度要满足覆盖目标要求，天线主瓣方向100米范围内无明显阻挡。◎系统干扰规避应充分考虑与其他移动通信系统间的相互干扰，保证必要的空间隔离；应避开大功率无线电台、雷达站等的干扰。◎基站安全站址选择时应满足通信安全保密、人防、消防等要求。站址应避开易燃、易爆的仓库、材料堆积场、在生产过程中容易发生火灾和爆炸危险的工厂、企业，也不应选在生产过程中散发较多粉尘或有腐蚀性排放物的工厂企业附近。站址尽可能选择地形平整、地质良好的地段。避开易受洪水淹灌的地区。如无法避开时，可选在基地高程高于要求的历史最高水位0.5m以上的地方。当基站需要设置在飞机场附近时，其天线高度应符合机场净空高度要求和航空管理要求。在加油站附近的站址应至少满足下述条件：基站与高压线的间距应大于铁塔高度,且满足下述条件：

5、网络参数规划

LTE-A中引入了异构网的概念，增加了小基站类型，网络拓扑结构变得极其复杂，对网络参数的设置要求也变得更高，具体体现在如下几个方面：

5.1、干扰问题更加复杂：在引入Femto、Pico、Relay等小基站后，干扰在原有的系统间干扰、宏站间干扰的基础上增加了宏站与小基站、小基站之间的干扰，尤其是异构网同频组网的情况下，干扰分析变得极其复杂，所以在LTE-A中提出了增强小区间干扰消除eICIC技术加以解决，eICIC技术在R10版本中引入，对于R9版本的设备需要通过软、硬件升级来支持该特性。

5.2、部署小基站在特殊场景需要进行专门优化：如室内覆盖、盲点、高速高铁沿线覆盖等，需要应用同PCI等技术，减少切换。

5.3、对传输资源的需求：对于小基站如一个BBU带多个分布式RRU场景等，在规划时需要预先考虑光纤资源用于传输资源部署。

作者：危峰钟翠明单位：江西省邮电规划设计院有限公司