劉彥俊
(中國移動通信集團上海有限公司 閔行分公司,中國 上海 201102)
根據中國工信部統計數據,截至2013年3月底,中國共有11.46億移動通信服務用戶,比上月增長1.24%,比去年同期增長12.46%,無線移動通信使用率的迅猛發展,推動無線移動覆蓋不斷完善,但位于室內的無線覆蓋,卻遭遇了全新的挑戰,且長期未能得到有效解決方案。
常規室內覆蓋系統分類三類,即宏蜂窩接入方式、微蜂窩無線接入方式以及直放站接入方式,其中傳統的室內覆蓋面臨著成本、覆蓋、容量、質量這四大方面的問題。
無線網絡同步建筑結構成本高昂,室內無線網絡器件維護費用成本居高。
室內深度覆蓋布線工程建設難度大,受裝修后的飾材阻擋,縱深較大的建筑體系施工困難,布線系統使用的饋線無法進入目標區域,對確實無法使用饋線進入的區域,只能從可延伸饋線區域架設定向天線,但覆蓋效果不佳,或從室外墻體明線入內,但該方式對建筑物的美觀造成一定傷害。
常規的覆蓋接入方式,能滿足深度覆蓋以及容量調整的,但受到機房面積大小的條件限制以及建筑格局變化帶來的人流量變遷,導致即便能實現無線信道資源正負擴的微蜂窩BTS,也無法做到及時均衡資源與容量需求。
在 “高層干擾規避難度大”這一挑戰之下,常規覆蓋接入方式陷入僵局,高層干擾等室內無線網絡質量保障艱難的成因主要以室內主導小區場強偏弱或參數設置不合理為主,其中參數設置由主要以頻率、鄰區及重選等參數設置不合理為主,受制于成本控制,常規覆蓋接入方式無法批量實現點線的精細化優化。
由此可見,常規的室內覆蓋方式,由于在諸如“站點架設靈活性”、“覆蓋布線精簡性”、“施工建設可行性、便捷性”、“話務容量適配性”、“自我優化能力”等這方面不具備優勢,已經不再適應當前室內無線網絡建設發展環境,總結歸納,為適應城市室內網絡環境變化,需要產生一套具備基站架設的靈活性、容量適配可行性、以及具備實時監控和自我優化能力的全新的室內覆蓋系統。
IB-WAS系統的英文縮寫為Indoor Broad Wireless Access System,是一種兼有扁平化架構和分布式架構的新型基站系統。
有別于此前的任何一種室內覆蓋系統,IB-WAS系統與其他制式網絡共用核心網數據,核心網之下采用IP回傳自成體系。其實現了站點架設的靈活性,基于全新的扁平化結構的FEMTO設備,實現將無線UM口信息通過固網寬帶接入到移動核心網,單獨個體或可串聯的小型FEMTO設備,無可厚非具備容量適配的靈活性和操作便捷性。

圖1
FEMTO基站是一種采用扁平化架構的小型化、低功率基站,通過固網寬帶接入到移動核心網,為用戶提供包括GSM/GPRS/WLAN業務在內的固定移動融合業務,主要用于家庭及中小企業等室內場所。
介于上述新型架構,基于IB-WAS系統的室內覆蓋對于傳統的室內覆蓋有著得天獨厚的優勢。
3.1.1 建設成本:在各類無線覆蓋建設過程中,微蜂窩和直放站由于涉及室內布線系統,所用的有源及無源器件最多,如饋線、功分器、耦合器、天線、干放等器件,其次為宏蜂窩,該設備所用輔材主要為饋線、天線。基于IB-WAS系統的室內覆蓋使用主設備僅為終端FEMTO,輔材只需要連接網線即可。在無線覆蓋建設過程中,成本主要來源于設計監理費用、主輔材料、人工費用以及協調費用,由于IB-WAS在主輔材料方面占據優勢,也因此在人工和協調費用方面占據絕對優勢。
3.1.2 維護成本:依據現網設備維護經驗分析,主設備及輔材的多少,除了和成本直接掛鉤之外,同時和維護的難易程度密切相關,原因在于大量的輔材器件,必然存在部分器件來源不統一,質量存在一定程度不可控性,同時分布系統內的大量輔材,在長期的服役期間出故障的概率必然高于宏蜂窩,另外在布線故障發生后,故障處理人員摸排工作,也容易因輔材的數量多和分布廣兩方面因素,導致排障工作的時效性難以把控。由此可見使用輔材最少的IB-WAS的終端FEMTO,在成本和維護環節,相對傳統覆蓋系統,占據了最佳優勢。
IB-WAS在傳輸本質上進行了改進,利用IP回傳自成體系,通過IP寬帶進行數據傳輸,在國內執行大范圍光纖到戶的背景下,無形中為FEMTO的接入實現了廣闊的路由途徑,一如80年代后固話普及,如今互聯網的普及也造就了IB-WAS無線通信網絡發展的契機。

表1
宏蜂窩和微蜂窩雖然理論上可以實現擴容,但往往受限于機房面積大小,實際上現網宏蜂窩和微蜂窩在擴容實施工程中極易受阻,由此可見宏蜂窩和微蜂窩雖然具備擴容的理論功能,但在實際應用中依然受無線環境發展限制,而FEMTO則由于體積較小,在擴容方面則不存在機房面積限制,故而在容量方面,IB-WAS系統具備理論可操作性和實際應用的靈活性,優于常規覆蓋系統。
微蜂窩由于信源機房和天線均位于室內,信號質量隱患主要集中在分布系統,分布系統中使用有源、無緣器件的多少與室內目標覆蓋區域大小成正比,故障發生概率也隨之成正比例關系,而IB-WAS系統則在是室內覆蓋系統中的UM口距離最短,基本不存在過多繞射,且信源與天線通過寬帶連接,終端與信源之間并無其他有源、無源器件,因而信號質量能得到最大保障。對于高層干擾問題,IB-WAS系統,具備SON自組織功能,可以自主完成頻率、鄰區等優化,自主適配現網參數,因而該系統對網絡的負面影響將降至最低。
3.5.1 可實現多網共存:可融合了GSM900、GSM1800、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、TD-LTE、WLAN、FTTX 等八個網絡設備的功能。
3.5.2 工程建設周期大幅縮減:相對宏蜂窩建設,微蜂窩建設時間占宏蜂窩建設總時間78%,直放站建設時間占宏蜂窩建設總時間56%,而IB-WAS系統中的FEMTO則只需要22%的安裝時間。
3.5.3 室內安裝與施工便捷:傳統室內布線系統一般由饋線構成,但IB-WAS系統只需利用網線,因此在安裝和施工方面,基于IB-WAS系統的室內覆蓋在布線、業主協調以及成本控制方面有著壓倒性優勢。
3.5.4 自適應現網頻規:IB-WAS系統具備SON自組織功能,可以自主完成頻率優化,自適應現網頻規,可大幅減少干擾、錯誤切換甚至掉話等網絡異常事件
表1為常規室內覆蓋系統和全新的IB-WAS室內覆蓋系統性能對比表。