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隨著人類社會和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，信息的交換和傳輸已經(jīng)成為人們生活中與衣食住行一樣必不可少的一部分。為了實現(xiàn)此目的，通信技術(shù)在近50年內(nèi)呈現(xiàn)出異常繁榮的景象，這也帶來了多種類型通信網(wǎng)絡(luò)的共存，即異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（heterogeneousnetwork）。隨著如圖1所示的3G/WLAN/WiMax等系統(tǒng)在全球的引入以及現(xiàn)有各種二代移動網(wǎng)絡(luò)的繼續(xù)運營，這種現(xiàn)象將更為普遍。同時，隨著移動通信的快速發(fā)展，基站系統(tǒng)作為無線通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基本網(wǎng)元，是與用戶最靠近的接入模塊，在無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中具有非常重要的地位。這主要表現(xiàn)在三個方面：一是它所包含的資產(chǎn)成本在整個網(wǎng)絡(luò)投資中占有很大的比重，例如有專家預(yù)測3G基站建設(shè)初期需要投入1000億元左右；二是它的穩(wěn)定性直接關(guān)系到是否能為用戶提供服務(wù)及其創(chuàng)造經(jīng)濟效益的多少；三是它的性能表現(xiàn)直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量指標(biāo)和用戶滿意度。因此，基站系統(tǒng)的建設(shè)和維護是移動運營商工作的重要內(nèi)容。
基站的發(fā)展和演進將直接影響網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、運維和管理。以歐洲GSM技術(shù)的演進為例，在很短的時期內(nèi)，就在GSM的基礎(chǔ)上推出了2.5G（GPRS）、2.75G（EDEG）、3G（WCDMA）、3.5G（HSDPA）等技術(shù)，如圖1所示。標(biāo)準的快速演進超出了原有通信領(lǐng)域的發(fā)展速度，而這種高速的演進讓運營商增加了很多部署成本。其中，無線基站的升級以及換代成為運營商最為頭疼的問題，由于基站升級和維護需要支出大量的資金和人力，使得運營商在部署新標(biāo)準技術(shù)時面臨決策的難題。
在國家大力提倡建設(shè)創(chuàng)新和節(jié)約型社會的前提下，如何降低基站部署的成本，提高覆蓋質(zhì)量；如何合理利用現(xiàn)有資源，提高網(wǎng)絡(luò)效率；如何有效創(chuàng)新，提高網(wǎng)絡(luò)性能成為政府部門和運營商、制造商等關(guān)心的問題。
二、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)運營下基站發(fā)展和演進所面臨的問題和解決方法
異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的目的主要是實現(xiàn)各種信息快速、可靠、安全的交換與傳輸，即通過網(wǎng)絡(luò)高質(zhì)量地提供各種各樣的服務(wù)，因此業(yè)務(wù)的發(fā)展、繁榮與演進是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展、繁榮與演進的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，這一點在2000年以來3G網(wǎng)絡(luò)的商用過程以及互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中體現(xiàn)得尤其明顯。總體而言，目前通過各種網(wǎng)絡(luò)可以提供的服務(wù)如圖2所示。對于移動通信運營商而言，充分保證用戶在網(wǎng)絡(luò)中能夠享受到各種服務(wù)，提高用戶體驗質(zhì)量，是無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然方向。
在此背景下，業(yè)界對于固定和移動的融合（FMC），互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和電信網(wǎng)絡(luò)的三網(wǎng)融合極為關(guān)注。對于融合已經(jīng)有很多文獻進行了深入的論述，這也不是本文的重點。其實，對于網(wǎng)絡(luò)運營商而言，融合的核心目的在于通過服務(wù)種類的增多提高網(wǎng)絡(luò)運營的收入，降低網(wǎng)絡(luò)整體的投資成本，并且統(tǒng)一用戶的體驗質(zhì)量。正因為如此，開發(fā)新業(yè)務(wù)來提高網(wǎng)絡(luò)利用率、增加收入，通過差異化業(yè)務(wù)和品牌劃分滿足不同人群的體驗質(zhì)量要求，提高競爭力，通過統(tǒng)一客戶界面和內(nèi)容提供形式，降低不必要的投入和減少體驗質(zhì)量不同導(dǎo)致的投訴，這些就成為運營商的關(guān)注焦點。而網(wǎng)絡(luò)作為提供這一切的基礎(chǔ)，必須實現(xiàn)業(yè)務(wù)的可用性、方便性以及網(wǎng)絡(luò)整體質(zhì)量的一致性，同時降低運營和投入成本，即OPEX/CAPEX。
作為網(wǎng)絡(luò)中使用最為普遍的基站設(shè)備將首先面臨設(shè)備本身要求的提高，這就意味著基站設(shè)備所包括的硬件、軟件和配套設(shè)施需要滿足以下幾點要求。
*提供卓越的性能和靈活的容量，具體體現(xiàn)在設(shè)備的噪聲系數(shù)和接收機靈敏度，設(shè)備接收濾波器性能和抗干擾能力，設(shè)備的極限容量和軟件算法效率，設(shè)備發(fā)射頻譜和功放效率等指標(biāo)。
*由于服務(wù)的不斷創(chuàng)新和網(wǎng)絡(luò)的融合，對基站設(shè)備形態(tài)的需求將多種多樣，例如目前3G網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的RRU就是為滿足需求過程中基站設(shè)備的簡化，因此滿足這種具有個性化特點的需求是每個設(shè)備廠家必須考慮的問題，未來很有可能出現(xiàn)類似的根據(jù)功能需求來實行個性化定制設(shè)備。
*隨著技術(shù)和標(biāo)準的不斷發(fā)展，系統(tǒng)集成度的不斷提高，而且設(shè)備需要支持的業(yè)務(wù)種類層出不窮，設(shè)備采用的無線資源管理算法效率不斷改善，因此基站設(shè)備需要進行靈活的升級。在GSM系統(tǒng)發(fā)展中通常每3～5年就需要對設(shè)備架構(gòu)進行升級，而3G中隨著發(fā)射分集、多用戶檢測等新技術(shù)的引入使得這種升級更為頻繁，這對基站設(shè)備架構(gòu)的開放性提出了更高的要求。
*由于最近幾年中，互聯(lián)網(wǎng)的使用量呈爆炸態(tài)勢，越來越多的用戶使用更快更便宜的互聯(lián)網(wǎng)連接，業(yè)界普遍認為FMC的實現(xiàn)需要通過IMS來完成，同時三網(wǎng)融合的關(guān)鍵因素也是支持因特網(wǎng)協(xié)議（IP）的各種設(shè)備之間建立點到點連接的能力，因此基站設(shè)備IP化是未來發(fā)展的方向，也是3G長期演進中的一個嶄新而熱烈的課題。
*在國家大力提倡建設(shè)創(chuàng)新和節(jié)約型社會的前提下，充分降低設(shè)備整體功耗，不僅需要提高功放效率和性能，節(jié)約投資和運行維護成本，同時還必須保證設(shè)備運行中的穩(wěn)定可靠，這就需要在基站設(shè)備的設(shè)計上充分貫徹科學(xué)發(fā)展觀，不斷創(chuàng)新。
在此基礎(chǔ)上，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)運營下的基站設(shè)備的發(fā)展和演進還需要從設(shè)備運營商所涉及的規(guī)劃設(shè)計、運維、優(yōu)化、管理和技術(shù)支撐等方面來考慮。
首先，隨著基站設(shè)備本身形態(tài)增多和靈活度的加大，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計的難度將進一步加大，建設(shè)前期不僅需要考慮設(shè)備本身的性能情況，還需要考慮異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的相互關(guān)系以及未來網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的發(fā)展。規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)當(dāng)考慮采用可以靈活部署、快速方便安裝、性能出眾的基站設(shè)備，同時對于已經(jīng)擁有基站設(shè)備的運營商還需要考慮合理利用現(xiàn)有基站資源，降低基站部署的成本，提高網(wǎng)絡(luò)效率和性能。例如基于2G網(wǎng)絡(luò)資源構(gòu)建3G網(wǎng)絡(luò)過程中，從理論上看，除了主設(shè)備之外的各種資源都可以考慮共用，不過要特別注意異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)覆蓋范圍的一致性、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源可重復(fù)利用情況、干擾和電磁輻射等三個問題。如圖3所示。
對于3G系統(tǒng)共用2G資源而言，機房面積、承重、配套設(shè)施、傳輸資源和天面資源甚至包括小小的饋線窗都需要逐一判斷其可用性，而且對于實際工程建設(shè)還必須考慮異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的干擾以及電磁輻射的總量問題。按照目前各種系統(tǒng)頻譜的劃分和系統(tǒng)特性分析，部分系統(tǒng)之間存在相互干擾的可能，特別是隨著用戶數(shù)量的不斷增長，小區(qū)半徑逐步減小，異構(gòu)系統(tǒng)共存于一個天面的現(xiàn)象增多，這對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)干擾問題的解決進一步加大了難度。同時，通過對城市環(huán)境下基站發(fā)射功率和載波數(shù)量的統(tǒng)計表明，現(xiàn)有2G網(wǎng)絡(luò)都低于國家電磁輻射標(biāo)準要求，不過在3G共用2G資源后將趨近于標(biāo)準限值。
其次，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)運營將對運行維護、優(yōu)化增加的不只是網(wǎng)絡(luò)種類的壓力，它要求不同種類網(wǎng)絡(luò)之間能做到平滑連接和切換。這就意味著網(wǎng)絡(luò)整體運維、優(yōu)化所涉及到的數(shù)據(jù)量極大，這些數(shù)據(jù)的存儲和管理是非常繁瑣的工作，需要進行合理的數(shù)據(jù)組織和建立相應(yīng)的網(wǎng)管支撐體系，基站必須能夠根據(jù)要求準確提供網(wǎng)管系統(tǒng)所需的各種指標(biāo)。而對于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，必須向滿足端到端用戶體驗質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量進行轉(zhuǎn)變，因為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目標(biāo)是提供給用戶更好的業(yè)務(wù)體驗，以滿足用戶的預(yù)期并使網(wǎng)絡(luò)資源的利用率最大化，從而獲得最大收益。這就需要運營商對無線鏈路的動態(tài)性、用戶的移動性和業(yè)務(wù)的多變性有深刻的把握和了解。例如現(xiàn)在很多運營商付出巨大努力來優(yōu)化其話音網(wǎng)絡(luò)，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的多變性使優(yōu)化工作更加復(fù)雜而且更加耗費資源。
最后，在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)運營中，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的一致性不僅對于基站設(shè)備的互連互通提出了要求，同時也對運行維護的組織管理、經(jīng)驗共享和技術(shù)支撐提出了更高的要求，需要形成管理和技術(shù)支撐的一致性。這就需要在管理中充分實現(xiàn)資源和經(jīng)驗共享，加大信息化力度，這樣一方面可以大大降低運維、優(yōu)化、人員培訓(xùn)和管理成本；另一方面也可以更好地整合和充分利用資源。另外，國外3G網(wǎng)絡(luò)運營經(jīng)驗表明，雖然技能和經(jīng)驗在運維、優(yōu)化個例中具有重要意義，但是項目的組織和管理卻決定了網(wǎng)絡(luò)運行的整體性能。
綜上所述，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)運營下的基站設(shè)備的發(fā)展和演進必須從設(shè)備本身性能的提高以及滿足異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)運營的需求入手，才可能在市場中站穩(wěn)腳跟，在通信發(fā)展的大潮中勇往直前！
三、總結(jié)
本文從網(wǎng)絡(luò)發(fā)展入手，對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)運營下基站設(shè)備本身以及相應(yīng)的規(guī)劃、設(shè)計、運維、優(yōu)化等階段所面臨的主要問題進行了詳細的分析和闡述，給出了相關(guān)解決方案。由于通信網(wǎng)絡(luò)在全球還處于發(fā)展階段，可以拿來介紹的經(jīng)驗很少，因此異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)運營下的基站設(shè)備的發(fā)展與演進對整個產(chǎn)業(yè)界都是一個新專題，需要在不斷的研究和實踐中驗證、修正、補充和完善，也希望與各位專家進行更深的探討。
----《通信世界》
