北京電信３Ｇ網絡建設關鍵問題分析

張　勇　趙懷民　劉　釗

【摘要】文章從用戶行為、話務的地域分布、室內外分布等角度分析了北京電信3G網絡的話務模型,提出了3G網絡規劃、建設的思路,糾正了宏站和微站盲目建設的誤區,對傳輸的建設提出了建議,指出了3G業務應用的方向。

【關鍵詞】用戶行為 擴載波 利用率 頻率規劃 IP化演進 QoS

1 北京電信3G網絡話務模型分析

3G作為全新的網絡,用戶行為模式、業務支撐能力,對與后期網絡的建設及業務應用具有重要的指導意義。北京電信3G網絡從放號到現在已經4個多月,高速的數據業務、良好的用戶體驗,不斷增長的3G用戶已經初具規模。

從用戶行為的角度分析,CDMA2000 1x EV-DO全網忙時集中在晚上21:00~22:00,在此時段EV-DO上網(激活)用戶數、話務量均達到最大;忙時平均每激活用戶話務量達0.65Erl。

從地域分布的角度分析,EV-DO用戶具有簇聚性,金融街、西單、王府井等商務區,話務高峰發生在早10點和下午2點;大興、通州等住宅區,話務高峰發生在晚9點;平均每載扇話務量商務區是住宅區的1.6倍,五環內是五環外的1.4倍。

從室內外基站承載的用戶數分析,室內站承載的EV-DO用戶數僅占全網的12%,且話務量僅占8%;平均每載扇承載的話務量全網室外站是室內站的3.6倍,五環內室外站是室內站的5.2倍。雖然3G數據業務70%發生在室內,但是90%的數據業務卻由室外基站來承載。

3G數據業務的高速率體驗,規模化、簇聚性用戶對網絡的空口帶寬和傳輸帶寬都將有巨大的要求。結合上述數據的分析,本文結合北京電信現網情況,從以下幾個方面來分析3G網絡的建設及業務應用。

2 室外基站的規劃

CDMA的自干擾特性,決定了網絡結構合理及凈化導頻數量的重要性;單從覆蓋角度來分析,北方密集樓宇穿透損耗考慮35dB,室外Rx>-65dBm即可滿足室內覆蓋要求。

800M頻段良好的傳播特性、自干擾特性,決定了網絡的覆蓋不能盲目追求縮小站距,否則將導致網絡結構不合理,如在局部Ec/Io轉好的情況下卻因Io的抬升導致網絡整體質量的惡化,以及軟切換區域的增加等問題。在覆蓋滿足要求的前提下,從投資、工程、效果等多方面考慮,無線環境的改善應以擴載波為主。

大型住宅社區的建設,造成網絡出現了部分覆蓋弱區,也是用戶投訴的多發區域。此部分是網絡規劃的重點,也是工程建設的難點,應以隱蔽天線+封閉型宏站(例如美化燈桿)的形式,同時結合室內信號引出+定向天線的方式采用樓間相互覆蓋來解決。此外,應推動廠家研發射頻與天線集成的MINI型基站設備,采用小功率、多點覆蓋的方式解決深度覆蓋。

3 室內分布系統系統利用率的提升

3G數據業務70%發生在室內,但由室內基站承載的話務量卻不足10%,室內基站資源嚴重浪費。現網室內分布系統系統僅能覆蓋公共區域,即便是寫字樓的臨窗區域也是全部由室外基站覆蓋,室內分布系統未起到應有的作用。所以,一方面,新建室內分布系統需靈活設計;另一方面,對已有室內分布系統的改造,提升利用率更為重要。這是因為,提升室內分布系統系統的利用率,不但可以挖潛網絡資源,提升固定資產的投資匯報,而且還可以改善網絡質量,節約頻率資源:

◆降低室外基站負荷,提升整體網絡質量;

◆室內基站提供強主導頻,解決導頻污染;

◆均衡室內外基站負荷,可以空出室外載波用于EV-DO。

主要可從三個方面來考慮提升室內分布系統系統利用率:

◆采用RRU替換掉室內分布系統干放,利用RRU的大功率特性,在弱覆蓋區域可以增加天線點功率或者天線點密度;此外,可統一采用基站設備網管,消除室內分布系統最大的故障隱患。

◆將室內信號引出室外+定向板狀天線,在樓與樓間相互覆蓋。此方式適用于住宅樓,室內分布系統只能解決公共區域覆蓋。

◆利用異頻無線環境純凈的優勢,室內采用與室外不同的頻率覆蓋,將切換區域推出窗外。此方式適用于寫字樓,室內分布系統布設進辦公走廊區域。

4 頻率資源的規劃

3G寬帶數據業務的迅速增長,對網絡的空口帶寬帶來巨大沖擊。為了保證用戶數據的高速率體驗,單載波支持的用戶數明顯縮小,多載波擴容將持續進行,頻率資源的瓶頸也將逐步顯現,且首先出現瓶頸的是室外基站。

為解決頻率資源的瓶頸,必須提前做好頻率規劃:

(1)提升室內分布系統系統利用率,分流室外基站話務,增加全網容量;

(2)EV-DO載波128階的MAC index、時分特性,相比于1X更適合承載數據業務;1X數據用戶向EV-DO遷移,可以提升1X載波的單載扇承載能力,空出1X載波用作DO頻點;

(3)解決EV-DO載波間干擾,部署EV-DO RevB,提升整體帶寬利用率;

(4)做好業務預測及容量測算,及時啟動2.1GHz頻段的工程建設,通過優先指配算法讓2.1G分流數據業務。

5 傳輸資源的建設

3G寬帶數據業務對abis帶寬提出的巨大的要求:單個EV-DO載扇需要3.1Mbps的傳輸帶寬,對于密集城區S444的EV-DO基站需求19條E1。

傳輸資源的建設將是3G網絡制勝的關鍵,光纖到站是大勢所趨,普通微波傳輸已經無法滿足3G業務的發展。STM-4的環路將無法滿足傳輸的需求,電路式傳輸在工程開通、利用率等方面的弊端將逐步顯現,完全IP化演進已經推上日程。

傳輸的建設應當伴隨市政的改造適當超前。基站端接入網的擴容主要有三種方式:

(1)通過大環拆小環,進行環路分裂;

(2)通過更換大容量的傳輸設備,進行環路升速;

(3)通過增加多個光路,進行波分復用;

此外,將PDH微波替換為分組微波,通過PTN設備完成傳輸IP化改造;利用IP化傳輸的統計復用技術,可以節余傳輸帶寬;利用FE、GE口可以實現BTS端傳輸帶寬的遠程靈活配置,避免重復上站。

6 3G業務的應用

EV-DO的時分特性、QoS保證,相比于1X更適合承載數據業務。1X單載扇僅有64個Walsh code,且由數據業務與話音業務共享;大量的數據業務會擠占話音業務資源,而且造成網絡質量的下降;而EV-DO單載扇128階MAC index僅用于數據業務,且時分特性更適合多用戶的調度和帶寬利用率的提升。此外EV-DO完善的QoS保證,更適合開展多種類型的數據業務,目前EV-DO提供三種QoS保證:

◆EF(加速轉發型):VoIP、VT、Online Gaming;

◆AF(確保轉發型):Video Streaming、BCMCS;

◆BE(盡力而為型):FTP、HTTP。

帶寬型業務不僅占用資源巨大,而且ARPU值較低,例如FTP、BT類業務對網絡帶寬沖擊較大。良好的網絡運營和用戶業務構成,應以發展小流量、突發型業務為主,例如遠程抄表、POS機。推動SP向CP轉變,通過豐富的內容和業務應用吸引用戶,以WAP方式向用戶展現。此外,計費方式也應逐步向時長計費和內容計費上轉變。

【參考文獻】

[1]TIA/EIA/IS-2000.1-A. Introduction to CDMA2000 Standards for Spread Spectrum Systems[S].

[2]TIA/EIA/IS-2000.2-A. Introduction to CDMA2000 Standards for Spread Spectrum Systems[S].

[3]TIA/EIA/IS-2000.3-A. Introduction to CDMA2000 Standards for Spread Spectrum Systems[S].

[4]TIA/EIA/IS-2000.4-A. Introduction to CDMA2000 Standards for Spread Spectrum Systems[S].

[5]華為技術有限公司. CDMA2000 1X無線網絡規劃與優化[M]. 北京:人民郵電出版社,2005.★

【作者簡介】

張 勇:現任中國電信股份有限公司北京分公司網絡部無線技術中心主任,主管移動網絡規劃、網優評估、新技術及新設備的研究和實驗。

趙懷民:現就職于中國電信股份有限公司北京分公司網絡部無線技術中心,主要負責移動網絡規劃、網優評估、新技術及新設備的研究和實驗。

劉 釗:現就職于中國電信股份有限公司北京分公司網絡部無線技術,主要負責移動網絡規劃、網優評估、新技術及新設備的研究和實驗。