北京电信３Ｇ网络建设关键问题分析

张　勇　赵怀民　刘　钊

【摘要】文章从用户行为、话务的地域分布、室内外分布等角度分析了北京电信3G网络的话务模型,提出了3G网络规划、建设的思路,纠正了宏站和微站盲目建设的误区,对传输的建设提出了建议,指出了3G业务应用的方向。

【关键词】用户行为 扩载波 利用率 频率规划 IP化演进 QoS

1 北京电信3G网络话务模型分析

3G作为全新的网络,用户行为模式、业务支撑能力,对与后期网络的建设及业务应用具有重要的指导意义。北京电信3G网络从放号到现在已经4个多月,高速的数据业务、良好的用户体验,不断增长的3G用户已经初具规模。

从用户行为的角度分析,CDMA2000 1x EV-DO全网忙时集中在晚上21:00~22:00,在此时段EV-DO上网(激活)用户数、话务量均达到最大;忙时平均每激活用户话务量达0.65Erl。

从地域分布的角度分析,EV-DO用户具有簇聚性,金融街、西单、王府井等商务区,话务高峰发生在早10点和下午2点;大兴、通州等住宅区,话务高峰发生在晚9点;平均每载扇话务量商务区是住宅区的1.6倍,五环内是五环外的1.4倍。

从室内外基站承载的用户数分析,室内站承载的EV-DO用户数仅占全网的12%,且话务量仅占8%;平均每载扇承载的话务量全网室外站是室内站的3.6倍,五环内室外站是室内站的5.2倍。虽然3G数据业务70%发生在室内,但是90%的数据业务却由室外基站来承载。

3G数据业务的高速率体验,规模化、簇聚性用户对网络的空口带宽和传输带宽都将有巨大的要求。结合上述数据的分析,本文结合北京电信现网情况,从以下几个方面来分析3G网络的建设及业务应用。

2 室外基站的规划

CDMA的自干扰特性,决定了网络结构合理及净化导频数量的重要性;单从覆盖角度来分析,北方密集楼宇穿透损耗考虑35dB,室外Rx>-65dBm即可满足室内覆盖要求。

800M频段良好的传播特性、自干扰特性,决定了网络的覆盖不能盲目追求缩小站距,否则将导致网络结构不合理,如在局部Ec/Io转好的情况下却因Io的抬升导致网络整体质量的恶化,以及软切换区域的增加等问题。在覆盖满足要求的前提下,从投资、工程、效果等多方面考虑,无线环境的改善应以扩载波为主。

大型住宅社区的建设,造成网络出现了部分覆盖弱区,也是用户投诉的多发区域。此部分是网络规划的重点,也是工程建设的难点,应以隐蔽天线+封闭型宏站(例如美化灯杆)的形式,同时结合室内信号引出+定向天线的方式采用楼间相互覆盖来解决。此外,应推动厂家研发射频与天线集成的MINI型基站设备,采用小功率、多点覆盖的方式解决深度覆盖。

3 室内分布系统系统利用率的提升

3G数据业务70%发生在室内,但由室内基站承载的话务量却不足10%,室内基站资源严重浪费。现网室内分布系统系统仅能覆盖公共区域,即便是写字楼的临窗区域也是全部由室外基站覆盖,室内分布系统未起到应有的作用。所以,一方面,新建室内分布系统需灵活设计;另一方面,对已有室内分布系统的改造,提升利用率更为重要。这是因为,提升室内分布系统系统的利用率,不但可以挖潜网络资源,提升固定资产的投资汇报,而且还可以改善网络质量,节约频率资源:

◆降低室外基站负荷,提升整体网络质量;

◆室内基站提供强主导频,解决导频污染;

◆均衡室内外基站负荷,可以空出室外载波用于EV-DO。

主要可从三个方面来考虑提升室内分布系统系统利用率:

◆采用RRU替换掉室内分布系统干放,利用RRU的大功率特性,在弱覆盖区域可以增加天线点功率或者天线点密度;此外,可统一采用基站设备网管,消除室内分布系统最大的故障隐患。

◆将室内信号引出室外+定向板状天线,在楼与楼间相互覆盖。此方式适用于住宅楼,室内分布系统只能解决公共区域覆盖。

◆利用异频无线环境纯净的优势,室内采用与室外不同的频率覆盖,将切换区域推出窗外。此方式适用于写字楼,室内分布系统布设进办公走廊区域。

4 频率资源的规划

3G宽带数据业务的迅速增长,对网络的空口带宽带来巨大冲击。为了保证用户数据的高速率体验,单载波支持的用户数明显缩小,多载波扩容将持续进行,频率资源的瓶颈也将逐步显现,且首先出现瓶颈的是室外基站。

为解决频率资源的瓶颈,必须提前做好频率规划:

(1)提升室内分布系统系统利用率,分流室外基站话务,增加全网容量;

(2)EV-DO载波128阶的MAC index、时分特性,相比于1X更适合承载数据业务;1X数据用户向EV-DO迁移,可以提升1X载波的单载扇承载能力,空出1X载波用作DO频点;

(3)解决EV-DO载波间干扰,部署EV-DO RevB,提升整体带宽利用率;

(4)做好业务预测及容量测算,及时启动2.1GHz频段的工程建设,通过优先指配算法让2.1G分流数据业务。

5 传输资源的建设

3G宽带数据业务对abis带宽提出的巨大的要求:单个EV-DO载扇需要3.1Mbps的传输带宽,对于密集城区S444的EV-DO基站需求19条E1。

传输资源的建设将是3G网络制胜的关键,光纤到站是大势所趋,普通微波传输已经无法满足3G业务的发展。STM-4的环路将无法满足传输的需求,电路式传输在工程开通、利用率等方面的弊端将逐步显现,完全IP化演进已经推上日程。

传输的建设应当伴随市政的改造适当超前。基站端接入网的扩容主要有三种方式:

(1)通过大环拆小环,进行环路分裂;

(2)通过更换大容量的传输设备,进行环路升速;

(3)通过增加多个光路,进行波分复用;

此外,将PDH微波替换为分组微波,通过PTN设备完成传输IP化改造;利用IP化传输的统计复用技术,可以节余传输带宽;利用FE、GE口可以实现BTS端传输带宽的远程灵活配置,避免重复上站。

6 3G业务的应用

EV-DO的时分特性、QoS保证,相比于1X更适合承载数据业务。1X单载扇仅有64个Walsh code,且由数据业务与话音业务共享;大量的数据业务会挤占话音业务资源,而且造成网络质量的下降;而EV-DO单载扇128阶MAC index仅用于数据业务,且时分特性更适合多用户的调度和带宽利用率的提升。此外EV-DO完善的QoS保证,更适合开展多种类型的数据业务,目前EV-DO提供三种QoS保证:

◆EF(加速转发型):VoIP、VT、Online Gaming;

◆AF(确保转发型):Video Streaming、BCMCS;

◆BE(尽力而为型):FTP、HTTP。

带宽型业务不仅占用资源巨大,而且ARPU值较低,例如FTP、BT类业务对网络带宽冲击较大。良好的网络运营和用户业务构成,应以发展小流量、突发型业务为主,例如远程抄表、POS机。推动SP向CP转变,通过丰富的内容和业务应用吸引用户,以WAP方式向用户展现。此外,计费方式也应逐步向时长计费和内容计费上转变。

【参考文献】

[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]华为技术有限公司. CDMA2000 1X无线网络规划与优化[M]. 北京:人民邮电出版社,2005.★

【作者简介】

张 勇:现任中国电信股份有限公司北京分公司网络部无线技术中心主任,主管移动网络规划、网优评估、新技术及新设备的研究和实验。

赵怀民:现就职于中国电信股份有限公司北京分公司网络部无线技术中心,主要负责移动网络规划、网优评估、新技术及新设备的研究和实验。

刘 钊:现就职于中国电信股份有限公司北京分公司网络部无线技术,主要负责移动网络规划、网优评估、新技术及新设备的研究和实验。