中興通訊TD-SCDMA話務(wù)流動(dòng)應(yīng)對(duì)方案

一、 移動(dòng)通信話務(wù)流動(dòng)的挑戰(zhàn)

在過(guò)去的2007年，頻繁出現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)詞語(yǔ)就是“流動(dòng)性過(guò)�！薄Ａ鲃�(dòng)性過(guò)剩導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)過(guò)熱、通脹惡化、房?jī)r(jià)飆升、股市瘋狂。流動(dòng)性過(guò)剩為何會(huì)成為令各國(guó)政府頭痛的問(wèn)題？主要原因是流動(dòng)性導(dǎo)致局部經(jīng)濟(jì)過(guò)熱，起伏太大，難以控制。

移動(dòng)通信領(lǐng)域同樣存在類似的流動(dòng)性問(wèn)題。雖然移動(dòng)通信網(wǎng)整網(wǎng)的話務(wù)量是確定的（可以通過(guò)對(duì)人口密度、消費(fèi)習(xí)慣等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到），但由于用戶在站點(diǎn)的覆蓋區(qū)域之間的自由移動(dòng)，局部話務(wù)量的變化往往隨著時(shí)間而變化，甚至?xí)�受天氣、交通和集�?huì)的影響。話務(wù)流動(dòng)性使熱點(diǎn)區(qū)域在特定時(shí)刻出現(xiàn)突發(fā)大話務(wù)量，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞、無(wú)法接入。例如在奧運(yùn)會(huì)期間，各大奧運(yùn)場(chǎng)館、奧運(yùn)村和奧運(yùn)中心區(qū)將匯聚全球媒體、觀眾、運(yùn)動(dòng)員，必然成為移動(dòng)通信的熱點(diǎn)地區(qū)。如何在應(yīng)對(duì)該類型區(qū)域內(nèi)大話務(wù)量流動(dòng)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)降低建網(wǎng)成本，提升運(yùn)營(yíng)核心競(jìng)爭(zhēng)力，成為擺在運(yùn)營(yíng)商面前的一道棘手難題。

對(duì)于一般的熱點(diǎn)地區(qū)，可以通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)留有一定的余量來(lái)應(yīng)對(duì)話務(wù)流動(dòng)。但是對(duì)于像奧運(yùn)通信這樣的場(chǎng)景，其特點(diǎn)是“大話務(wù)，高流動(dòng)性”，突發(fā)話務(wù)量可能是平時(shí)的幾倍，形成強(qiáng)烈的“潮汐效應(yīng)”，難以通過(guò)設(shè)計(jì)余量來(lái)解決流動(dòng)性問(wèn)題。

這種突發(fā)大話務(wù)量、話務(wù)流動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，給網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和部署帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。若單純地按照最大突發(fā)話務(wù)量來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，不僅成本高昂，而且在技術(shù)和工程上存在巨大困難導(dǎo)致難以實(shí)施。因此必須采用更為靈活有效的手段來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

為了應(yīng)對(duì)話務(wù)流動(dòng)，我們首先來(lái)分析一下其典型場(chǎng)景，主要有兩類：

話務(wù)遷徙：話務(wù)量每天周期性地在兩個(gè)相鄰地點(diǎn)進(jìn)行來(lái)回遷徙，但是兩地的總話務(wù)量基本保持穩(wěn)定，這類流動(dòng)性常見(jiàn)于CBD商圈和附近的大型住宅小區(qū)、奧運(yùn)場(chǎng)館和附近的奧運(yùn)村。

突發(fā)流動(dòng)：話務(wù)量突然升高、有預(yù)期，一般僅在每天的某個(gè)時(shí)段出現(xiàn)。常見(jiàn)于大型集會(huì)或者比賽結(jié)束，觀眾突發(fā)通信的場(chǎng)合。

下文將分別針對(duì)這兩種主要的流動(dòng)性，提出以流動(dòng)性對(duì)付流動(dòng)性，“以動(dòng)制動(dòng)”的話務(wù)流動(dòng)應(yīng)對(duì)方案。

二、“動(dòng)態(tài)資源池”，對(duì)抗話務(wù)遷徙

在邏輯上，移動(dòng)通信的基站設(shè)備可由三個(gè)單元構(gòu)成：基帶單元、中頻單元、射頻單元。受限于基站設(shè)備的系統(tǒng)架構(gòu)，在傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，話務(wù)資源（基帶、中頻、射頻）一般歸屬于特定的地理位置。當(dāng)面對(duì)話務(wù)遷移所帶來(lái)的周期性話務(wù)流動(dòng)問(wèn)題時(shí)，該方案難以共享區(qū)域之間的話務(wù)資源，因此增加了建網(wǎng)成本，降低了資源利用率，難以滿足運(yùn)營(yíng)商低成本建網(wǎng)的要求。

針對(duì)話務(wù)遷移的流動(dòng)性難題及運(yùn)營(yíng)商低成本建網(wǎng)的需求，中興通訊充分研究TD-SCDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)，創(chuàng)造性地提出了“資源池”方案，通過(guò)“池”的概念，可以讓話務(wù)周期流動(dòng)的兩個(gè)區(qū)域之間共享同一話務(wù)資源，助力運(yùn)營(yíng)商快速構(gòu)建低成本TD網(wǎng)絡(luò)。

對(duì)于TD-SCDMA系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)“資源池”方案有天然的便利性。TD系統(tǒng)一直采用室外單元形式來(lái)改善上行覆蓋。近年，TD基站設(shè)備的發(fā)展進(jìn)一步豐富了其室外單元的功能，將除基帶以外的所有功能塊都放置在室外單元，室內(nèi)和室外單元之間用光纖來(lái)傳遞基帶信號(hào)，這種新架構(gòu)給站點(diǎn)之間共享基帶資源打下了基礎(chǔ)。自2006年7月由中興通訊首次在青島開(kāi)通TD基帶池架構(gòu)基站后，由于其工程施工簡(jiǎn)便、擴(kuò)容靈活，基帶資源池架構(gòu)的TD基站已經(jīng)成為業(yè)界主流，各大TD廠商紛紛推出了自己的類似產(chǎn)品，并且在TD擴(kuò)大規(guī)模外場(chǎng)技術(shù)試驗(yàn)網(wǎng)中得到了廣泛部署。

新架構(gòu)的TD基站，使得熱點(diǎn)地區(qū)的話務(wù)共享成為可能，給解決話務(wù)遷徙問(wèn)題提供了硬件基礎(chǔ)。但僅有基帶池是不夠的，更重要的是資源的調(diào)度和分配算法。配合靈活和智能的分配算法，才能切合兩個(gè)熱點(diǎn)區(qū)域的話務(wù)變動(dòng)，以最小的代價(jià)滿足最大的需求。目前的資源調(diào)度算法根據(jù)智能化程度有以下三種：

固定調(diào)度：資源的調(diào)配在固定的時(shí)刻發(fā)生，分配比例也不變，以CBD和住宅區(qū)為例，CBD區(qū)域白天基帶資源分配比例80%，晚上則降為10%，90%的資源分配給住宅區(qū)；

周期性調(diào)度：周期性檢查資源使用情況，做出重配；

全動(dòng)態(tài)調(diào)度：根據(jù)兩個(gè)熱點(diǎn)地區(qū)的話務(wù)情況，一旦觸發(fā)臨界值，就產(chǎn)生資源重配。

從實(shí)現(xiàn)難度來(lái)說(shuō)，固定調(diào)度最簡(jiǎn)單，但是確定的分配比例和切換時(shí)間，往往會(huì)和實(shí)際話務(wù)需求有一定的誤差；周期性調(diào)度更進(jìn)一步，但考慮到效率，不可能將周期設(shè)置得太短，對(duì)話務(wù)的實(shí)時(shí)變動(dòng)不太敏感；全動(dòng)態(tài)調(diào)度最靈活，也最能體現(xiàn)共享的效率，是目前資源共享技術(shù)的難點(diǎn)，也是主要發(fā)展方向。

中興通訊2007年初推出資源共享方案后，一直在進(jìn)行資源共享算法的增強(qiáng)工作，已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了全動(dòng)態(tài)調(diào)度。即在基帶池資源共享狀態(tài)下，基帶池針對(duì)每個(gè)站點(diǎn)固定配置所需最小基帶單元，而不是一一對(duì)應(yīng)配置，其余資源依照一定算法在多個(gè)站點(diǎn)之間進(jìn)行調(diào)度。共享方式采用基于碼道實(shí)時(shí)占用率的動(dòng)態(tài)共享，系統(tǒng)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)每個(gè)小區(qū)的碼道占用率，在一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行平滑處理，如果超出設(shè)定的閾值后，則從空閑基帶資源中分配基帶資源給該小區(qū)；如果沒(méi)有空閑資源，則從其他輕載荷的小區(qū)搶占基帶資源進(jìn)行分配。搶占采用通知RNC遷移用戶的方式進(jìn)行，可以保證被搶占資源上用戶的業(yè)務(wù)質(zhì)量。

從圖1可以看到動(dòng)態(tài)資源池的使用帶來(lái)的效益。假設(shè)生活區(qū)和場(chǎng)館區(qū)的峰值話務(wù)量要求的站型都是S666（18載扇），如果不使用基帶池，則總基帶單元要求為36載扇。若采用動(dòng)態(tài)基帶池算法，兩個(gè)區(qū)域的基帶資源靜態(tài)配置可以很小，比如S222(6載扇)，而將12載扇的資源做動(dòng)態(tài)共享配置。則總計(jì)24載扇即可滿足全部的話務(wù)需求，節(jié)省基帶資源達(dá)1/3。

三、“活動(dòng)基站”，應(yīng)對(duì)突發(fā)流動(dòng)

對(duì)于話務(wù)的突發(fā)流動(dòng)，如果突發(fā)持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，話務(wù)量持續(xù)保持高位，可以考慮將網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)擴(kuò)容，這需要設(shè)備擴(kuò)容靈活簡(jiǎn)便。

對(duì)于短時(shí)間的突發(fā)話務(wù)，仍以?shī)W運(yùn)會(huì)為例，在大型比賽結(jié)束時(shí)，觀眾步出奧運(yùn)場(chǎng)館，聯(lián)系親友、叫車問(wèn)路等活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致話務(wù)量突升，結(jié)果是短時(shí)間內(nèi)突發(fā)話務(wù)超出設(shè)計(jì)容量、導(dǎo)致通信系統(tǒng)擁塞。解決這種因?yàn)橥话l(fā)容量需求引起的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，可以采用活動(dòng)基站設(shè)備——應(yīng)急通訊車。

TD-SCDMA系統(tǒng)的兩個(gè)最大特點(diǎn)一是采用智能天線系統(tǒng)，在1.6MHz頻帶上實(shí)現(xiàn)3G業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)了高頻譜利用率，二是采用塔頂單元RRU設(shè)計(jì)來(lái)獲得更好的覆蓋。對(duì)應(yīng)急通訊車來(lái)說(shuō)，要求在桅桿上安裝室外單元和智能天線，給通訊車的承重設(shè)計(jì)提出了很高的要求。

隨著近期TD產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品小型化技術(shù)進(jìn)步，應(yīng)急通訊車承重的問(wèn)題基本得到解決，小型化技術(shù)主要包括：

8通道雙極化智能天線，在保證覆蓋和容量沒(méi)有損失的前提下，智能天線重量減少41%以上，體積縮小一半，和2G天線基本等寬；

高集成度RRU單元，重量減少一半以上，降低了對(duì)桅桿的承重要求；

創(chuàng)新的光纖拉遠(yuǎn)技術(shù)，替代了沉重且收放困難的饋纜。

小型化的TD設(shè)備降低了應(yīng)急通訊車的設(shè)計(jì)難度，使得TD基站快速部署成為可能。目前業(yè)界的小型化產(chǎn)品基本上已經(jīng)成熟，以中興通訊為首的TD廠商已積極地在外場(chǎng)部署和測(cè)試小型化TD產(chǎn)品，效果良好。

四、總結(jié)

移動(dòng)通信因?yàn)樵拕?wù)流動(dòng)形成的“潮汐效應(yīng)”是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的難點(diǎn)之一。本文結(jié)合TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)，提出的“動(dòng)態(tài)資源池”和“活動(dòng)基站”方案，能夠解決主要的話務(wù)流動(dòng)性問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)北京奧運(yùn)通信“高效、可靠、安全”的目標(biāo)，助力中國(guó)移動(dòng)打造堅(jiān)如磐石的移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)。