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2015/9/9 13:40

人口稠密地区所面临的容量挑战

厂商供稿  

引言

提及日本,脑前就会浮现秀丽的山峦或者东京闹市涉谷区的霓虹灯以及主路口摩肩接踵的人流。而脑海中的这两幅景象反映了日本的现状:1亿2600万人口居住在相当于美国1/25国土面积的土地上,并且总土地中70%为人口稀少的山区。

人口高度密集的城市对无线网络容量的需求是极大的。其所需容量规模令人难以置信,并且数据流量具有高度动态的特性。您可以想象一下,日本著名的高峰期列车所需的无线网络容量:列车以高达300公里的时速行进,每4分钟一班、每班最多可容纳1300人,并且许多乘客都在同时使用各自的手机

早在2005年,日本NTT DoCoMo公司就提出了新一代无线标准,标志着LTE的正式诞生;十年之后,日本LTE网络已经非常成熟,2014年在全国范围内实现了LTE覆盖并且LTE升级版、载波聚合和VoLTE等先进科技都已上线,即便是在如此成熟的网络中,运营商仍然面临着容量挑战。

中国无线网络环境的特点

无线网络建设与地形地貌、城市建设、经济发展状态、市政配套设施和运营商经营思路均密切相关。相较于邻国日本,中国幅员辽阔,从东部到西部、从南至北、从发达省份到相对落后地区,甚至在一个地区内部的不同区域,无线网络建设基础和特点都会有不同。可以说,中国无线网络建设的多样性,需要涉及多种需求,可以涵盖世界上绝大部分国家和地区的特点。仅仅寄希望于使用几套固有的既定方案,或者完全复制国外的成熟方案,是无法轻易获取成功的。只有根据当地实际情况,因地制宜地制定方案,并且为将来的城市发展预留应对变化的空间,才是可行之道。

总体而言,目前中国网络环境有着如下特点及特殊性:

多种网络制式并存。GSM/CDMA/TD-SCDMA/CDMA200/WCDMA/TD-LTE/FDD-LTE—— 所有的3G/3G/4G网络制式均在运行。复杂的空中接口引起网络无线环境以及干扰环境的复杂性。

基站建设任务复杂。网络用户和话务量均集中在城市较小的地理范围之内,迫使运营商在较小的空间内建设大量的基站,以满足话务和数据容量的要求。同时,为达到全网全程覆盖的目标,在非城市地区也要建设相应基站以满足覆盖要求。

无线信号传播环境复杂。不同的网络制式对干扰和信噪比的要求不同,例如:TD系统对自身无源互调的抑制要求并不高,但由其系统发射出去的互调分量却会干扰其它例如FDD的LTE系统。同时,由于站点的获取愈发困难,在天线的选择和布设上情况也越发复杂。为节约空间及空间租赁费用,众多运营商将会青睐多频段天线。

正在寻求解决覆盖及容量问题的创新解决方案。当今的4G/LTE网络特点和客户需求已经和2G/3G时代大不相同。如果说2G网络注重话音服务,3G网络兼顾话音和数据,那么4G和LTE网络就是一个完全提供数据的网络。而随着网络的演进,话音服务仅是网络功能的很小一部分。为给客户提供高速数据服务体验,尽量提高网络的信噪比就非常重要。这就要求运营商和网络结构设计者在规划网络时要打破以往的网络结构,寻求创新的网络拓扑结构以达到良好的客户体验。而这些创新的网络结构和拓扑的实现,需要创新的无线设施予以支持。

各种频段和制式的网络存在整合和协调的需求。为提高频谱使用效率,以给客户提供更创新和丰富的使用体验,在频谱宽度有限的情况下,运营商势必要整合落后的技术和网络。同时,由于一个运营商有着不同制式网络的现象较为普遍,因此,如何让这些网络高效地协调运作以提高使用效率,是运营商面临的又一个挑战。

虚拟运营商已经在国内出现。严格来讲以无线网络为支撑的各种应用都可以被认为是虚拟运营商。由于多家运营商的存在,提供高效和可靠的网络,将是运营商竞争力的体现之一。这就要求现有运营商在网络创新,可靠和高效运维等方面加大投入和创新力度。

中国运营商面临的挑战

面对如此复杂的网络环境,国内运营商在实际部署宏蜂窝和小型蜂窝基站时将面临如下难点和挑战:

小型站点的获取程度较难,电力电杆是一个不错的选择方案,但需要与市政供电部门协调,同时考安全可靠等问题。此外,有些灯杆已不适于再增加载荷。

宏蜂窝的部署主要基于原有的站点进行部署,因为获取宏蜂窝的站点难度更大。随着铁塔公司的出现,多运营商共用现有站点已经变得比较实际,但为节省空间和费用,共用塔顶资源和共用天线的解决方案是未来趋势,而天线的具体性能和种类需要进行协调和进一步考量。

无论宏蜂窝还是小型蜂窝基站,天线系统的隐藏,加上小型基站的RRU的隐藏对运营商来讲都是不小的挑战。预计未来,统一的千篇一律的隐藏方式将要被淘汰,取而代之的是针对周围景物更协调的多样化隐藏方案。如何高效而低成本的实现这些方案也将成为运营商面临的一个挑战。

由于小型基站的引入,天线的小型化也要充分考虑。同时,由于小型基站的部署使其与相邻小型基站和覆盖之内的宏基站的干扰协调成为难点。这就要求无论宏基站天线还是小型基站天线都有出众的性能和可靠性。众所周知,天线的性能与天线的口径是成正比的,天线小型化后,如何在天线口径较小的情况下,还能够实现性能的最优化,是运营商所要面临的问题。如何选择天线的设计商,这需要制造商多方面的智慧。同时,天线的场图设计也要根据小型基站的覆盖形状需求而进行专门的设计。运营商和天线设计方需要有良好的协调机制,这也是运营商转变与天线供应商商业模式的挑战。

现代无线通信网络已经逐步进入到精细化的建设阶段,在将来5G时代正式到来之前,小基站的引入就是必经之路。如果说建设是第一部曲,那么如何促使小基站便于后期维护和优化,则是扩大其网络价值的关键考虑因素。有别于以往“摊大饼”式的宏基站建设思路,运营商在进入小基站建设的阶段时,需要提前考虑网络设备的智能化和自动化,这不仅能够应对人口红利逐步消失带来的困扰,还能为将来主动适应城市建设发展变化打下基础,动态调整网络以更好地发挥小基站的价值,从而进一步提高移动网络服务的质量。

作为领先的无线网络解决方案提供商,康普可提供能覆盖各种网络制式和频段的天线型号,以及多频段天线、Site Rise解决方案、射频整治解决方案等,为运营商提供干扰抑制,实现共站、共址、共塔共天馈。同时康普的一体化街道站整体解决方案,还可帮助运营商实现快速部署及可靠运行。此外,康普还可提供领先的室内网络覆盖系统,帮助运营商将覆盖范围引入室内,对话务量分布进行优化,为网络用户提供最佳的使用体验。

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