宏蜂窩覆蓋區(qū)域的3G話務(wù)模型及組網(wǎng)解決方案

摘要　基于中興通訊的工程經(jīng)驗(yàn)和研究成果。針對(duì)宏蜂窩覆蓋的不同區(qū)域業(yè)務(wù)特點(diǎn)。分別預(yù)測(cè)了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中長(zhǎng)期的可能的3G話務(wù)模型，并提供了相應(yīng)的組網(wǎng)解決方案。

關(guān)鍵詞　3G　話務(wù)模型　無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃　組網(wǎng)方案

1、前言

　　相較于2G網(wǎng)絡(luò)，3G網(wǎng)絡(luò)最顯著的特點(diǎn)就是除承載傳統(tǒng)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)外，能夠提供種類繁多的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。由于不同業(yè)務(wù)各自具有的特性會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)不同的業(yè)務(wù)負(fù)荷，從而影響整個(gè)系統(tǒng)性能的評(píng)估；另一方面，移動(dòng)通信系統(tǒng)工作于各種復(fù)雜的無(wú)線環(huán)境中，滿足用戶隨時(shí)隨地的自由接入、提供可靠的服務(wù)質(zhì)量至關(guān)重要。在各種應(yīng)用場(chǎng)景中，由于用戶分布、對(duì)具體的業(yè)務(wù)需求不同，必須使用不同的模式來(lái)滿足不同環(huán)境的應(yīng)用需求，因此，建立科學(xué)適用的話務(wù)模型在3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中具有重要的意義。

　　由于WCDMA系統(tǒng)自干擾和軟容量的特點(diǎn)，一般按照“一次規(guī)劃、分布實(shí)施”的原則進(jìn)行規(guī)劃，因此本文的話務(wù)建模都是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的中長(zhǎng)期給出的。考慮到劃分的簡(jiǎn)便性，文中把3G業(yè)務(wù)分為語(yǔ)音業(yè)務(wù)、可視電話業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)并以此建模�？紤]到語(yǔ)音業(yè)務(wù)是3G最基本的業(yè)務(wù)，以下所介紹的各種場(chǎng)景的語(yǔ)音滲透率均為100%。

2、不同場(chǎng)景的3G話務(wù)模型

　　2.1　密集城區(qū)

　　密集城區(qū)是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域，具有話務(wù)密集、業(yè)務(wù)速率要求高的特點(diǎn)。該地區(qū)建筑物的平均高度大于30m（10層以上）、平均樓距為10～20m�；�站附近的建筑物以10～20層的居多，也有部分20層以上的，周邊道路不太寬。

　　根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)和人口分布，密集城區(qū)可以細(xì)分為一類地區(qū)和二類地區(qū)。

　　一類地區(qū)為城市內(nèi)高級(jí)寫字樓密集的地區(qū)，是所在經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)商務(wù)活動(dòng)集中地，如上海的陸家嘴、南京路步行街等，人口密度通常高于50 000人／km2。該地區(qū)用戶的移動(dòng)通信需求很大，對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求非常高，未來(lái)3G用戶密度將大于15 000用戶/km2，語(yǔ)音業(yè)務(wù)和可視電話業(yè)務(wù)的忙時(shí)每用戶話務(wù)量分別為0.045Erl和4.5 mErl，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的忙時(shí)每用戶吞吐量為2.465kbit/s。

　　二類地區(qū)的人口密度通常高于30 000人/km2，未來(lái)3G用戶密度將達(dá)到10000用戶／km2左右，語(yǔ)音業(yè)務(wù)和可視電話業(yè)務(wù)的忙時(shí)每用戶話務(wù)量分別為0.03Erl和3mErl，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的忙時(shí)每用戶吞吐量為2.465kbit/s。

　　該類場(chǎng)景的可視電話和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的滲透率分別為30%和50%。

　　2.2　一般城區(qū)

　　一般城區(qū)的話務(wù)量較高、業(yè)務(wù)速率中等、有較高的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。該城區(qū)建筑物的平均高度為15～30m（5～9層）、平均樓距為10～20m�；�站周圍主要以9層以下建筑物為主，也可能有零星的9層以上建筑物，建筑物分布比較均勻，周邊道路不太寬。

　　根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)和人口分布，這類地區(qū)也可以細(xì)分為一類和二類地區(qū)。一類地區(qū)城市化水平較高、經(jīng)濟(jì)發(fā)展快、人均收入高，人口密度通常高于8 000人／km2，未來(lái)3G用戶密度約2 000用戶／km2。二類地區(qū)接近城區(qū)的邊緣或是大型縣城的中心區(qū)，人口密度為2000人/km2，未來(lái)3G用戶密度約500用戶/km2。

　　一般城區(qū)語(yǔ)音業(yè)務(wù)和可視電話業(yè)務(wù)的忙時(shí)每用戶話務(wù)量分別為O.02Erl和2mErl，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的忙時(shí)每用戶吞吐量為2.015kbit/s�？梢曤娫捄蛿�(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的滲透率分別為30%和33%。

　　2.3　郊區(qū)

　　郊區(qū)的話務(wù)需求較低，一般只提供低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，甚至不提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。該地區(qū)建筑物的平均高度10～15m（3～5）層、平均樓距為30～50m�；�站附近的建筑物分布比較均勻，主要以3～4層建筑物為主，也可能有零星的4層以上建筑物，建筑物之間的間隔較大。

　　這類地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人均收入處于中等水平，人口密度為1000人/km2，未來(lái)3G用戶密度約100用戶/km2，語(yǔ)音業(yè)務(wù)和可視電話業(yè)務(wù)的忙時(shí)每用戶話務(wù)量分別為0.018Erl和1.8mErl，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的忙時(shí)每用戶吞吐量為1.253kbit/s，可視電話和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的滲透率分別為15%和5%。

　　2.4　農(nóng)村

　　農(nóng)村的話務(wù)要求稀疏，建站的目的主要是解決覆蓋，一般不保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的質(zhì)量。建筑物的平均高度在10m以下（以1～2層為主）、散落分布，建筑物之間或周圍有較大面積的開闊地。該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)或比較落后，人口密度高于100人/km2，未來(lái)3G用戶密度約10用戶/km2。語(yǔ)音業(yè)務(wù)和可視電話業(yè)務(wù)的忙時(shí)每用戶話務(wù)量分別為0.016Er1和1.6mErl，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的忙時(shí)每用戶吞吐量為0.5kbit/s，可視電話和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的滲透率分別為6%和2%。

3、中興通訊解決方案

　　目前，中興通訊的基站產(chǎn)品主要包括以下幾種：可用于密集城區(qū)、一般城區(qū)的室內(nèi)宏基站B09和室外宏基站B09A；用于郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)的室內(nèi)外微基站B06C和B03C，射頻拉遠(yuǎn)B06R和B03R；用于室內(nèi)覆蓋的低成本微微蜂窩B01C，基帶池BBUA。同時(shí)，中興通訊還推出了（基帶池+射頻拉遠(yuǎn)）的“運(yùn)維工廠技術(shù)”來(lái)解決站點(diǎn)緊張的問(wèn)題，可以把運(yùn)營(yíng)商花費(fèi)在機(jī)房建設(shè)、配套和電源上的投資降低70%以上。

　　考慮到現(xiàn)網(wǎng)站址的利用，針對(duì)宏蜂窩不同覆蓋區(qū)域的話務(wù)特點(diǎn)和需求，中興通訊分別給出了典型的組網(wǎng)解決方案。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的組織如圖1所示。


圖1　中興通訊設(shè)備宏蜂窩組網(wǎng)示意

　　3.1　城區(qū)

　　在城區(qū)，重點(diǎn)考慮的是容量和覆蓋。對(duì)于覆蓋，可以采用塔放技術(shù)增強(qiáng)覆蓋，以彌補(bǔ)與2G在路徑損耗上的差異；當(dāng)滿足覆蓋而容量受限時(shí)，可采用WCDMA分層組網(wǎng)技術(shù)。具體的解決方案如下：

　　●在有2G站點(diǎn)共用情況下，可以采用大容量室內(nèi)型宏基站B09來(lái)滿足初期覆蓋。

　　●在沒(méi)有2G站點(diǎn)共用情況下，可以采用大容量室外型宏基站B09A來(lái)滿足后期擴(kuò)容需要，基站可安裝在屋頂或街道上。

　　●在沒(méi)有2G站點(diǎn)共用但有充足的光纖資源情況下，利用基帶池BBUA+射頻拉遠(yuǎn)B03R來(lái)滿足快速建網(wǎng)需求。

　　●在容量無(wú)法滿足需求的情況下，可以考慮采用3G分層組網(wǎng)技術(shù)，在不增加2G站點(diǎn)的情況下達(dá)到容量要求。3G分層組網(wǎng)技術(shù)目前有多載頻技術(shù)、宏蜂窩與微蜂窩技術(shù)。從頻率角度來(lái)看，宏蜂窩與微蜂窩分層組網(wǎng)有同頻組網(wǎng)和異頻組網(wǎng)兩種形式。

　　3.2　郊區(qū)和農(nóng)村

　　對(duì)于郊區(qū)，在接近城區(qū)的地方，選擇站址、站型和天線時(shí)必須統(tǒng)一考慮覆蓋和干擾；接近農(nóng)村的一些地方，覆蓋成為重要考慮因素。對(duì)于郊區(qū)和農(nóng)村，絕大部分不會(huì)考慮采用專門的室內(nèi)覆蓋解決方案，因此在做3G室外覆蓋規(guī)劃時(shí)需要考慮一定的穿透損耗余量。主要的解決方案如下：

　　●在有2G站點(diǎn)共用情況下，可以采用中等容量室內(nèi)宏基站，根據(jù)需要可以采用四天線分集接收、塔放技術(shù)增強(qiáng)覆蓋，以彌補(bǔ)與2G在路徑損耗上的差異。該方案適合發(fā)達(dá)的縣城和鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

　　●在沒(méi)有2G站點(diǎn)共用情況下，采用微蜂窩或室外宏基站覆蓋。該方案適合不發(fā)達(dá)的縣城和鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及發(fā)達(dá)的縣城和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的邊緣區(qū)域。

　　●在沒(méi)有2G站點(diǎn)共用或2G站點(diǎn)資源緊張的情況下，采用（基帶資源池+射頻拉遠(yuǎn)）方案，根據(jù)需要可以采用四天線分集接收技術(shù)、塔放增強(qiáng)覆蓋，以彌補(bǔ)與2G在路徑損耗上的差異。該方案適合附近地區(qū)室內(nèi)宏基站容量充足、有光纖經(jīng)過(guò)或架設(shè)光纖容易的農(nóng)村地區(qū)。

　　●在沒(méi)有2G站點(diǎn)共用情況下，采用射頻直放站進(jìn)行延深覆蓋。該方案適合話務(wù)量很低的較偏遠(yuǎn)丘陵或山區(qū)的農(nóng)村與小礦區(qū)。需要注意的是，在使用射頻直放站時(shí)，要求兩天線有一定的隔離度，其容量來(lái)自于施主基站，并且對(duì)施主基站的容量和覆蓋有一定影響，因此要綜合考慮各種因素。

4、結(jié)論

　　以上重點(diǎn)討論了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中不同應(yīng)用場(chǎng)景下的3G話務(wù)模型及組網(wǎng)解決方案，所給出的數(shù)據(jù)對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用有一定的參考作用。但是實(shí)際環(huán)境是非常復(fù)雜的，文中給出的各種場(chǎng)景話務(wù)模型只是一個(gè)典型的代表，不能完全涵蓋所有可能的應(yīng)用，但其他的應(yīng)用環(huán)境可以依據(jù)本文的結(jié)果類推而得。