中兴通讯HetNet方案打造立体分层覆盖

中兴通讯 | 任杰

移动互联网迅猛发展激发了无线数据流量和信令数量对网络的冲击，这使得“频谱”和“站点”从未像现在这样成为左右无线网络未来发展的关键要素。

在无线站点越来越密集的趋势下，城市环境复杂、业务量大，网络仍面临容量压力和深度覆盖盲区。然而，受邻区干扰机制所限，一味提升宏站密度并不是解决这些问题的有效办法。扩展新频段、演进到新制式等常规扩容手段，则需要经历一个产业成熟的过程，无法及时、有效应对运营商当前面临的挑战。

在此趋势下，小区分裂、网络拓扑结构异构化，即构建立体分层网络（HetNet）将是应对未来数据流量陡增，满足容量增长需求的主要途径。在宏蜂窝网络层中，运营商通过布放大量低功率的微蜂窝（Micro Cell）、微微蜂窝（Pico Cell）、毫微微蜂窝（Femto Cell）等非标准六边形蜂窝接入点，形成低功率节点层，大量重用系统已有频谱资源，增强总的等效功率资源，并有针对性地按需部署、就近接入，来满足热点地区对容量的需求。

HetNet方案

HetNet场景（图1）最大的特点就是引入大量的Small Cell，用于增强网络覆盖以及热点区域的容量。一般来说异构（HetNet）组网，Macro Cell覆盖较大区域，解决移动通信连续性覆盖所面临的问题，Femto、Pico、Micro等Small Cell设备所覆盖区域，吸收热点地区的数据量（见图1）。有统计表明，未来80%～90%的系统流量将发生在室内和热点场景，这就意味着，单位区域内，用户的分布是非均匀的。由于用户分布、系统容量的不均匀性，Macro Cell与Small Cell之间的有效协同（即宏微协同）成为HetNet网络的一个关键技术。因此有必要针对HetNet网络下的宏微协同技术进行深入探讨，通过HetNet网络下的区域容量统计信息，来调整Macro Cell和Small Cell之间的用户分布以及资源配置，从而提升HetNet网络的整体性能。

宏微协同技术中一个关键点在于区域容量的优化以及宏微干扰抑制，在HetNet同频组网的场景下，为解决同频组网的容量和干扰问题，引入了ABS和CRE机制。ABS机制，通过在时域上协调Macro Cell和Small Cell之间的数据发送时机，解决Macro Cell和Small Cell之间的同频干扰问题，提升系统的容量。而CRE机制，通过扩大偏置参数的方法，扩大Small Cell的覆盖范围，进一步提升系统的容量。

图1 HetNet部署场景

图2 HetNet区域容量优化整体过程

区域容量优化方案，总体上可分成两个方面：区域容量联合检测、区域容量实现机制。区域容量联合检测主要包括区域及区域“温度”的描述，区域容量检测信息的统计、汇聚、上报。区域容量实现机制主要包括CRE机制、ABS机制等。

ABS/CRE参数的自动控制及优化，都是与负荷相关的，即需要根据Macro Cell和Small Cell的负荷情况作为衡量区域“温度”的基准来调整、优化其参数配置。

其基本思路为，Macro Cell默认一直打开，Small Cell则根据用户历史统计数据在特定“闲”的时段关闭。在Small Cell开启时，Macro Cell进行区域“温度”监测。初始系统配置正常的ABS和CRE参数。随着区域“温度”上升，系统通过调整/优化ABS和CRE参数配置，扩大Small Cell覆盖范围，尽可能多地吸收Macro Cell的用户和业务，提升系统的整体容量。后续当区域“温度”逐步降低时，再次通过调整/优化ABS和CRE参数配置，将ABS和CRE参数调整为正常的配置。当Small Cell关闭时，则关闭ABS和CRE参数调整、优化功能。HetNet区域容量优化过程如图2所示。

当然，上述HetNet宏微协同机制也会有一定的局限性，其依赖于Macro Cell、Small Cell等网元的支持。当网络中Small Cell为异厂商时，需要其支持相关的接口，以及相关负荷信息的上报，调整的参数配置互通；当网络中Macro Cell为异厂商时，该方案将无法有效执行。也就是说，上述宏微容量协调机制必须依赖于中兴通讯部署的Macro Cell。

外场验证

继2012年中国移动开展28课题研究工作后，2013年中兴通讯深入参与宏微混合组网的外场测试，主要针对室内补盲、室内补热、室外补盲、室外补热4种场景，采用宏微同频和宏微异频两种组网模式，测试结果表明微站可以实现和宏站的混合组网，实现相应场景下的补盲补热功能和效果。通过合理的场景规划和合适的宏微互操作策略，微站可以对宏站网络起到很好的补充作用。一体化微站开启后，显著提升移动台RSRP：RSRP大于-95dbm的比例从53.42%提升到99.02%。提高移动台SINR：SINR大于20dB的比例提升了13%（同频）和33%（异频）。显著提高宏站覆盖下的中点和差点单用户吞吐量：下行吞吐量在差点提升了8倍。此次测试充分表明，中兴通讯具备成熟的HetNet商用解决方案。

未来的移动网络是一个更加注重业务体验的网络，HetNet立体分层网通过多频、多模、多扇区等技术手段，有效保证单个基站向超宽带方向演进；同时，通过改变网络拓扑结构，在宏蜂窝网络层中布放大量低功率的微蜂窝基站，重用系统已有频谱资源，提高频谱密度，保证超宽带无处不在，为小区中心及边缘用户提供充沛的流量资源，满足用户的大流量需求，帮助运营商提升网络竞争力，实现商业成功。