網格化組網模式在無線基站建設中的應用

鄭杰　肖鋒

網格化組網模式采用將BBU集中放置于網格內匯聚機房、將RRU拉至遠端天面的方案，有效地解決了運營商的選址和成本問題。通過介紹網格化組網思路并與傳統建設模式進行對比，再以案例分析驗證，為今后基站的建設提供了一種新的思路。

網格化 分布式 基站建設 組網模式

中圖分類號：TN929.53 文獻標識碼：B 文章編號：1006-1010（2014）-06-0032-04

1 引言

從承載語音業務最基本的2G網絡到即將邁進的4G時代，都離不開最基本的單元——基站。隨著國內三大運營商網絡建設的加快，如何盡快建成基站成了各家運營商的努力方向。

然而隨著城市化進程的加快，全國各線城市均在進行大規模的建設，各大商圈、大學城、小區紛紛建成，這樣就使得運營商的基站建設機遇與挑戰并存，運營商獲取站址和機房的難度也在不斷加大。一方面是紛紛落成的各類建筑的覆蓋需求；另一方面又是人們不斷的投訴，抱怨基站噪音以及電磁輻射等。縱觀全球，大多數主流運營商通常同時擁有2—3個不同制式的通信網絡，為保證網絡的服務質量，需要部署大量的基站以解決網絡覆蓋的問題。站址和機房資源的相對稀缺，與不斷增長的基站數量的矛盾在一定時期內無法協調，目前已成為各大運營商無法回避的難題。

2 網格化組網思路

據統計，在運營商基站建設中，由于無法完成選址而造成的被動換點占據了相當比例。根據筆者的工作實際，在北方某市最新一期的3G網絡建設中，這一比例達到了15%，變更后的站點往往因為站高或者無線環境無法達到原站址的覆蓋需求，從而造成了投資的浪費。

傳統的網絡規劃為：由設計院根據運營商的現網情況進行仿真，給出初步的新建基站方案，然后再將此方案交給運營商由其來選址。同時，傳統的思想認為選址時一定要按宏基站形式，即機房和天面均進行建設。然而隨著人們對輻射、噪音越來越敏感，這樣的建站選址越來越困難，極大地影響了基站建設的進度。

基于此，筆者提出一種新的思路：將一個城市根據工業區、商業區、高校區、住宅區等功能劃分為若干個網格，網絡規劃時仍然與傳統一致，由設計院根據仿真結果給出規劃方案，同時提供給運營商的還有一張城市的網格劃分，網格劃分可以根據網格內基站規模以及區域屬性來確認。與傳統選址不同的是，對于同一個網格，選址談點時只需保證該網格內至少能新建一個匯聚機房，網格內其余新增的“基站”只需進行天面談判，保證可以租賃到規劃站址位置的天面即可。

2.1 BBU+RRU基本概念

上述網格化組網思路正是基于時下大量采用的BBU+RRU的分布式基站建設模式。分布式基站結構的核心就是把傳統宏基站基帶處理單元（BBU）和射頻拉遠單元（RRU）進行分離，兩者之間通過光纖進行連接，如圖1所示：

圖1 分布式基站結構

2.2 BBU+RRU組網模式

目前，BBU+RRU組網有星型、鏈型和混合型三種連接模式。RRU通過光纖與BBU或者RRU進行連接。

根據BBU和RRU的安裝位置，有兩種主要安裝方式：一種是BBU和RRU安裝于同一站點，需要有機房、開關電源、傳輸設備等配套資源；另一種是BBU和RRU分別安裝于不同地點，BBU安裝于附近電力、傳輸資源滿足要求的基站，通過光纖連接到新增的遠端RRU上，遠端RRU就近取電，無需機房配套資源，只要天饋配套設施即可實現網絡的覆蓋。本文所述的網格化組網思路采用的是第二種方式。

2.3 網格化組網模式

至此，可以明確本文提出的網格化組網思路，即采用網格化的手段將城市分成若干個網格，在每個網格內新建1—2個匯聚機房，采用BBU+RRU分布式組網方式，將本網格內新增的BBU集中放置于匯聚機房組成基帶池，BBU互聯互通構成高容量、低延遲、靈活拓撲、低成本的互聯架構，用光纖拉遠的方式將RRU建設于本網格內需要覆蓋的位置。網格化組網的系統架構主要是由遠端RRU與天線組成的分布式無線網絡、具備高帶寬和低延遲的光傳輸網絡連接遠端RRU、近端集中放置的BBU三大部分組成。

這樣運營商在每個網格盡全力談好需要建設的匯聚機房，用于集中放置BBU設備，每個網格的覆蓋只需談好RRU及天線所在的天面即可解決，從而大大降低了選址談點的難度，保證了基站建設的進度。與傳統的移動通信網絡架構相比，網格化組網打破了BBU和RRU之間近距匯接的網絡結構，站址位置僅需天面而不依賴機房。以目前的技術手段，理論上10km范圍內只需建設一個匯聚機房集中放置BBU，即可實現對100km2區域的覆蓋。

3 與傳統建設模式對比

與傳統建設模式相比，網格化組網模式將BBU集中放置于匯聚機房，節省了大量的投資。傳統建設模式，新建基站需要引入380V市電，新建或者租賃條件較好的機房，每個機房配置1—2臺空調，新增1臺交流配電箱、一套室內組合開關電源和2組蓄電池。受這些條件限制，站址選址談判難度較大，建設成本和后期運維成本壓力也大。目前運營商基站電費組成如圖2所示：

圖2 傳統宏基站電費組成

由圖2可以看出，網格化組網模式可以減少機房配套、電源配套、傳輸配套、空調、監控等的投資，以及相應照明系統、空調系統的耗電量。

將網格化組網與傳統組網方式歸納比較，具體如表1所示：

表1 網格化組網與傳統組網方式的對比

對比項目 網格化組網 傳統組網方式

基站設備 分布式BBU+RRU，設備組成不變，BBU更集中，容量更大 傳統宏蜂窩設備或分布式BBU+RRU

網元位置 RRU和天線保持不變，各基站BBU集中放置于匯聚機房，節約機房資源 RRU和天線位于室外天饋平臺，BBU與傳輸設備位于基站機房內

光纖資源 對纖芯資源要求高，需要根據傳輸資源情況選擇相應的方案 單個接入環占用2芯或4芯纖芯資源endprint

維護要求 BBU集中維護，室外部分需單獨維護，BBU局址數量少，便于集中調測 各基站單獨維護，BBU局址多

機房配套 除匯聚機房外，各基站無需機房及電源、傳輸等配套 各基站需配置獨立機房及電源、傳輸配套資源

建設周期 站址要求低，選址余地大 站址要求高，選址周期長

與傳統建設模式相比，網格化組網的優勢主要體現在以下方面：

（1）降低運營商資本支出和運維成本

近年來，房屋租賃價格和電價的持續上漲，造成運營商建設和運維成本大大增加。網格化組網將BBU集中放置于匯聚機房，站址只保留天面，可有效減少因站址機房建設和租賃帶來的成本壓力。

（2）降低網絡能耗

網格化組網可以極大減少機房數量，相關配套也隨之減少，特別是空調的減少對網絡節能降耗作用明顯。

（3）負載均衡和干擾協調

無線網絡可以根據網格內無線業務負載的變化進行自適應均衡處理，同時能對網格內的無線資源進行聯合調度和干擾協調，從而提高無線利用率和網絡性能指標。

（4）縮短基站建設工期

網格化組網方式靈活，可有效解決基站選址難題，從而縮短建設工期，實現快速運營。

4 案例分析

以某市新建成的大學城為例來進行分析。某市職教園區基地現已初步完成6所職業技術學校（院）的建設任務，建筑面積達54萬平方米，目前已入駐4萬人。該基地在修建完成后分三期共有9所職業技術學校（院）入駐，預計最終將會有近10萬師生。截至目前，前期入駐6所學校的辦公樓和教學樓都已經修建完成，如圖3所示。

根據規劃方案，本次共計規劃7個站點，具體分布如圖4所示。

采用本文所述網格化組網思路，把職教園區建成區域作為一個網格，將圖4中的新建站點5作為本網格的匯聚機房，其余6個站點全部采用RRU拉遠方式。本組網方式中，僅新建站點5需要機房資源，其余站點僅需天面資源。根據前期選點方案，新建站點1、7天面采用單管塔形式，新建站點2、3、4、5、6天面采用抱桿形式，遠端RRU采用室外一體化電源柜供電。若采用傳統組網方式規劃，同樣新增如圖4所示的7個站點，則新建站點1、7需自建機房，新建站點2、3、4、5、6需租賃機房。將本組網方式與傳統組網方式投資進行對比，具體如表2所示。

由表2可以看出，與傳統組網方式相比，網格化組網主要節省機房、引電、空調、消防、傳輸設備等費用以及后期運維費用，可以節約40%的建設成本。

5 結論

針對目前運營商基站建設的選址及成本壓力，本文從基本原理、組網思路、對比分析、應用實例等方面出發，并結合筆者的工程經驗，提出了網格化的組網方式。其組網方式靈活，能有效節省配套資源，縮短建設周期，因此建議在今后的網絡建設中加以推廣，為基站建設開辟新的發展空間。

參考文獻：

[1] 吳偉陵. 移動通信中的關鍵技術[M]. 北京： 北京郵電大學出版社， 2000.

[2] 沈忱. 現階段GSM網絡發展的關鍵問題分析[J]. 電信工程技術與標準化， 2011（6）： 6-9.

[3] 鄧也，董鑫，王李勇. TD-SCDMA基站池方案探討[J]. 電信工程技術與標準化， 2010（7）： 23-26.

[4] 張范明，黎建波. 分布式基站BBU集中放置的應用分析[J]. 電信技術， 2010（5）： 61-63.

[5] 羅崇光. 移動網絡分布式基站建設方案研究[J]. 通信技術， 2012（2）： 102-104.★endprint

維護要求 BBU集中維護，室外部分需單獨維護，BBU局址數量少，便于集中調測 各基站單獨維護，BBU局址多

機房配套 除匯聚機房外，各基站無需機房及電源、傳輸等配套 各基站需配置獨立機房及電源、傳輸配套資源

建設周期 站址要求低，選址余地大 站址要求高，選址周期長

與傳統建設模式相比，網格化組網的優勢主要體現在以下方面：

（1）降低運營商資本支出和運維成本

近年來，房屋租賃價格和電價的持續上漲，造成運營商建設和運維成本大大增加。網格化組網將BBU集中放置于匯聚機房，站址只保留天面，可有效減少因站址機房建設和租賃帶來的成本壓力。

（2）降低網絡能耗

網格化組網可以極大減少機房數量，相關配套也隨之減少，特別是空調的減少對網絡節能降耗作用明顯。

（3）負載均衡和干擾協調

無線網絡可以根據網格內無線業務負載的變化進行自適應均衡處理，同時能對網格內的無線資源進行聯合調度和干擾協調，從而提高無線利用率和網絡性能指標。

（4）縮短基站建設工期

網格化組網方式靈活，可有效解決基站選址難題，從而縮短建設工期，實現快速運營。

4 案例分析

以某市新建成的大學城為例來進行分析。某市職教園區基地現已初步完成6所職業技術學校（院）的建設任務，建筑面積達54萬平方米，目前已入駐4萬人。該基地在修建完成后分三期共有9所職業技術學校（院）入駐，預計最終將會有近10萬師生。截至目前，前期入駐6所學校的辦公樓和教學樓都已經修建完成，如圖3所示。

根據規劃方案，本次共計規劃7個站點，具體分布如圖4所示。

采用本文所述網格化組網思路，把職教園區建成區域作為一個網格，將圖4中的新建站點5作為本網格的匯聚機房，其余6個站點全部采用RRU拉遠方式。本組網方式中，僅新建站點5需要機房資源，其余站點僅需天面資源。根據前期選點方案，新建站點1、7天面采用單管塔形式，新建站點2、3、4、5、6天面采用抱桿形式，遠端RRU采用室外一體化電源柜供電。若采用傳統組網方式規劃，同樣新增如圖4所示的7個站點，則新建站點1、7需自建機房，新建站點2、3、4、5、6需租賃機房。將本組網方式與傳統組網方式投資進行對比，具體如表2所示。

由表2可以看出，與傳統組網方式相比，網格化組網主要節省機房、引電、空調、消防、傳輸設備等費用以及后期運維費用，可以節約40%的建設成本。

5 結論

針對目前運營商基站建設的選址及成本壓力，本文從基本原理、組網思路、對比分析、應用實例等方面出發，并結合筆者的工程經驗，提出了網格化的組網方式。其組網方式靈活，能有效節省配套資源，縮短建設周期，因此建議在今后的網絡建設中加以推廣，為基站建設開辟新的發展空間。

參考文獻：

[1] 吳偉陵. 移動通信中的關鍵技術[M]. 北京： 北京郵電大學出版社， 2000.

[2] 沈忱. 現階段GSM網絡發展的關鍵問題分析[J]. 電信工程技術與標準化， 2011（6）： 6-9.

[3] 鄧也，董鑫，王李勇. TD-SCDMA基站池方案探討[J]. 電信工程技術與標準化， 2010（7）： 23-26.

[4] 張范明，黎建波. 分布式基站BBU集中放置的應用分析[J]. 電信技術， 2010（5）： 61-63.

[5] 羅崇光. 移動網絡分布式基站建設方案研究[J]. 通信技術， 2012（2）： 102-104.★endprint

維護要求 BBU集中維護，室外部分需單獨維護，BBU局址數量少，便于集中調測 各基站單獨維護，BBU局址多

機房配套 除匯聚機房外，各基站無需機房及電源、傳輸等配套 各基站需配置獨立機房及電源、傳輸配套資源

建設周期 站址要求低，選址余地大 站址要求高，選址周期長

與傳統建設模式相比，網格化組網的優勢主要體現在以下方面：

（1）降低運營商資本支出和運維成本

近年來，房屋租賃價格和電價的持續上漲，造成運營商建設和運維成本大大增加。網格化組網將BBU集中放置于匯聚機房，站址只保留天面，可有效減少因站址機房建設和租賃帶來的成本壓力。

（2）降低網絡能耗

網格化組網可以極大減少機房數量，相關配套也隨之減少，特別是空調的減少對網絡節能降耗作用明顯。

（3）負載均衡和干擾協調

無線網絡可以根據網格內無線業務負載的變化進行自適應均衡處理，同時能對網格內的無線資源進行聯合調度和干擾協調，從而提高無線利用率和網絡性能指標。

（4）縮短基站建設工期

網格化組網方式靈活，可有效解決基站選址難題，從而縮短建設工期，實現快速運營。

4 案例分析

以某市新建成的大學城為例來進行分析。某市職教園區基地現已初步完成6所職業技術學校（院）的建設任務，建筑面積達54萬平方米，目前已入駐4萬人。該基地在修建完成后分三期共有9所職業技術學校（院）入駐，預計最終將會有近10萬師生。截至目前，前期入駐6所學校的辦公樓和教學樓都已經修建完成，如圖3所示。

根據規劃方案，本次共計規劃7個站點，具體分布如圖4所示。

采用本文所述網格化組網思路，把職教園區建成區域作為一個網格，將圖4中的新建站點5作為本網格的匯聚機房，其余6個站點全部采用RRU拉遠方式。本組網方式中，僅新建站點5需要機房資源，其余站點僅需天面資源。根據前期選點方案，新建站點1、7天面采用單管塔形式，新建站點2、3、4、5、6天面采用抱桿形式，遠端RRU采用室外一體化電源柜供電。若采用傳統組網方式規劃，同樣新增如圖4所示的7個站點，則新建站點1、7需自建機房，新建站點2、3、4、5、6需租賃機房。將本組網方式與傳統組網方式投資進行對比，具體如表2所示。

由表2可以看出，與傳統組網方式相比，網格化組網主要節省機房、引電、空調、消防、傳輸設備等費用以及后期運維費用，可以節約40%的建設成本。

5 結論

針對目前運營商基站建設的選址及成本壓力，本文從基本原理、組網思路、對比分析、應用實例等方面出發，并結合筆者的工程經驗，提出了網格化的組網方式。其組網方式靈活，能有效節省配套資源，縮短建設周期，因此建議在今后的網絡建設中加以推廣，為基站建設開辟新的發展空間。

參考文獻：

[1] 吳偉陵. 移動通信中的關鍵技術[M]. 北京： 北京郵電大學出版社， 2000.

[2] 沈忱. 現階段GSM網絡發展的關鍵問題分析[J]. 電信工程技術與標準化， 2011（6）： 6-9.

[3] 鄧也，董鑫，王李勇. TD-SCDMA基站池方案探討[J]. 電信工程技術與標準化， 2010（7）： 23-26.

[4] 張范明，黎建波. 分布式基站BBU集中放置的應用分析[J]. 電信技術， 2010（5）： 61-63.

[5] 羅崇光. 移動網絡分布式基站建設方案研究[J]. 通信技術， 2012（2）： 102-104.★endprint