中兴通讯TD-SCDMA话务流动应对方案

一、 移动通信话务流动的挑战

在过去的2007年，频繁出现在经济领域的一个热点词语就是“流动性过剩”。流动性过剩导致经济过热、通胀恶化、房价飙升、股市疯狂。流动性过剩为何会成为令各国政府头痛的问题？主要原因是流动性导致局部经济过热，起伏太大，难以控制。

移动通信领域同样存在类似的流动性问题。虽然移动通信网整网的话务量是确定的（可以通过对人口密度、消费习惯等数据统计得到），但由于用户在站点的覆盖区域之间的自由移动，局部话务量的变化往往随着时间而变化，甚至会受天气、交通和集会的影响。话务流动性使热点区域在特定时刻出现突发大话务量，导致网络拥塞、无法接入。例如在奥运会期间，各大奥运场馆、奥运村和奥运中心区将汇聚全球媒体、观众、运动员，必然成为移动通信的热点地区。如何在应对该类型区域内大话务量流动的同时，实现降低建网成本，提升运营核心竞争力，成为摆在运营商面前的一道棘手难题。

对于一般的热点地区，可以通过在网络设计时留有一定的余量来应对话务流动。但是对于像奥运通信这样的场景，其特点是“大话务，高流动性”，突发话务量可能是平时的几倍，形成强烈的“潮汐效应”，难以通过设计余量来解决流动性问题。

这种突发大话务量、话务流动性强的特点，给网络的规划和部署带来了极大的挑战。若单纯地按照最大突发话务量来进行网络建设，不仅成本高昂，而且在技术和工程上存在巨大困难导致难以实施。因此必须采用更为灵活有效的手段来解决这个问题。

为了应对话务流动，我们首先来分析一下其典型场景，主要有两类：

话务迁徙：话务量每天周期性地在两个相邻地点进行来回迁徙，但是两地的总话务量基本保持稳定，这类流动性常见于CBD商圈和附近的大型住宅小区、奥运场馆和附近的奥运村。

突发流动：话务量突然升高、有预期，一般仅在每天的某个时段出现。常见于大型集会或者比赛结束，观众突发通信的场合。

下文将分别针对这两种主要的流动性，提出以流动性对付流动性，“以动制动”的话务流动应对方案。

二、“动态资源池”，对抗话务迁徙

在逻辑上，移动通信的基站设备可由三个单元构成：基带单元、中频单元、射频单元。受限于基站设备的系统架构，在传统蜂窝网络中，话务资源（基带、中频、射频）一般归属于特定的地理位置。当面对话务迁移所带来的周期性话务流动问题时，该方案难以共享区域之间的话务资源，因此增加了建网成本，降低了资源利用率，难以满足运营商低成本建网的要求。

针对话务迁移的流动性难题及运营商低成本建网的需求，中兴通讯充分研究TD-SCDMA系统的特点，创造性地提出了“资源池”方案，通过“池”的概念，可以让话务周期流动的两个区域之间共享同一话务资源，助力运营商快速构建低成本TD网络。

对于TD-SCDMA系统来说，实现“资源池”方案有天然的便利性。TD系统一直采用室外单元形式来改善上行覆盖。近年，TD基站设备的发展进一步丰富了其室外单元的功能，将除基带以外的所有功能块都放置在室外单元，室内和室外单元之间用光纤来传递基带信号，这种新架构给站点之间共享基带资源打下了基础。自2006年7月由中兴通讯首次在青岛开通TD基带池架构基站后，由于其工程施工简便、扩容灵活，基带资源池架构的TD基站已经成为业界主流，各大TD厂商纷纷推出了自己的类似产品，并且在TD扩大规模外场技术试验网中得到了广泛部署。

新架构的TD基站，使得热点地区的话务共享成为可能，给解决话务迁徙问题提供了硬件基础。但仅有基带池是不够的，更重要的是资源的调度和分配算法。配合灵活和智能的分配算法，才能切合两个热点区域的话务变动，以最小的代价满足最大的需求。目前的资源调度算法根据智能化程度有以下三种：

固定调度：资源的调配在固定的时刻发生，分配比例也不变，以CBD和住宅区为例，CBD区域白天基带资源分配比例80%，晚上则降为10%，90%的资源分配给住宅区；

周期性调度：周期性检查资源使用情况，做出重配；

全动态调度：根据两个热点地区的话务情况，一旦触发临界值，就产生资源重配。

从实现难度来说，固定调度最简单，但是确定的分配比例和切换时间，往往会和实际话务需求有一定的误差；周期性调度更进一步，但考虑到效率，不可能将周期设置得太短，对话务的实时变动不太敏感；全动态调度最灵活，也最能体现共享的效率，是目前资源共享技术的难点，也是主要发展方向。

中兴通讯2007年初推出资源共享方案后，一直在进行资源共享算法的增强工作，已经完全实现了全动态调度。即在基带池资源共享状态下，基带池针对每个站点固定配置所需最小基带单元，而不是一一对应配置，其余资源依照一定算法在多个站点之间进行调度。共享方式采用基于码道实时占用率的动态共享，系统实时统计每个小区的码道占用率，在一段时间内进行平滑处理，如果超出设定的阈值后，则从空闲基带资源中分配基带资源给该小区；如果没有空闲资源，则从其他轻载荷的小区抢占基带资源进行分配。抢占采用通知RNC迁移用户的方式进行，可以保证被抢占资源上用户的业务质量。

从图1可以看到动态资源池的使用带来的效益。假设生活区和场馆区的峰值话务量要求的站型都是S666（18载扇），如果不使用基带池，则总基带单元要求为36载扇。若采用动态基带池算法，两个区域的基带资源静态配置可以很小，比如S222(6载扇)，而将12载扇的资源做动态共享配置。则总计24载扇即可满足全部的话务需求，节省基带资源达1/3。

三、“活动基站”，应对突发流动

对于话务的突发流动，如果突发持续时间比较长，话务量持续保持高位，可以考虑将网络临时扩容，这需要设备扩容灵活简便。

对于短时间的突发话务，仍以奥运会为例，在大型比赛结束时，观众步出奥运场馆，联系亲友、叫车问路等活动会导致话务量突升，结果是短时间内突发话务超出设计容量、导致通信系统拥塞。解决这种因为突发容量需求引起的网络问题，可以采用活动基站设备——应急通讯车。

TD-SCDMA系统的两个最大特点一是采用智能天线系统，在1.6MHz频带上实现3G业务，实现了高频谱利用率，二是采用塔顶单元RRU设计来获得更好的覆盖。对应急通讯车来说，要求在桅杆上安装室外单元和智能天线，给通讯车的承重设计提出了很高的要求。

随着近期TD产业的产品小型化技术进步，应急通讯车承重的问题基本得到解决，小型化技术主要包括：

8通道双极化智能天线，在保证覆盖和容量没有损失的前提下，智能天线重量减少41%以上，体积缩小一半，和2G天线基本等宽；

高集成度RRU单元，重量减少一半以上，降低了对桅杆的承重要求；

创新的光纤拉远技术，替代了沉重且收放困难的馈缆。

小型化的TD设备降低了应急通讯车的设计难度，使得TD基站快速部署成为可能。目前业界的小型化产品基本上已经成熟，以中兴通讯为首的TD厂商已积极地在外场部署和测试小型化TD产品，效果良好。

四、总结

移动通信因为话务流动形成的“潮汐效应”是网络建设的难点之一。本文结合TD-SCDMA产业发展的特点，提出的“动态资源池”和“活动基站”方案，能够解决主要的话务流动性问题，实现北京奥运通信“高效、可靠、安全”的目标，助力中国移动打造坚如磐石的移动宽带网络。