智能立体网络部署之道

1. 引言

近两年来, Heterogeneous Network这一名词在移动宽带网络的建设的讨论中日趋流行,已经从概念讨论阶段进入了部署策略研究阶段,各大移动通信设备供应商也纷纷推出了相应的产品以满足移动运营商的部署需要, 本文将基于爱立信对Heterogeneous Network的理解,结合爱立信与全球领先运营商的合作经验,对Heterogeneous Network的部署策略进行全面的探讨。

Heterogeneous Network所指的是一种网络架构，“Heterogeneous”一词的英文本义是“不同种类的”，对应于“Homogeneous ”(同类的)一词。在传统的以语音业务为主的移动的网络中，宏蜂窝是提供服务的主要方案，但是伴随各类移动宽带业务的迅速发展，单一的以宏蜂窝为主的架构（Homogeneous Network）已经不能满足移动数据业务的流量增长迅猛，话务分布不均，用户对网络速率体验敏感等众多要求；各种类型的低功率小基站应运而生，基于低功率小基站建设各种small cell，能够突破频谱和宏基站站址获取困难等特点，能够有效地吸收热点话务，提升用户体验。需要重点强调的是，这些低功率小基站的部署不是独立的，只有和宏基站紧密协调配合，才能发挥最大效用，这种网络架构就是Heterogeneous Network，为了突出宏基站和小基站之间协调配合的重要性，爱立信把Heterogeneous Network 的中文翻译为“智能立体网络”。

2. 智能立体网络建设策略

在运营商已经部署大量的宏基站的情况下，爱立信认为深入挖掘现有宏蜂窝的潜力，是增加网络容量，提升用户体验的最经济方案。因为爱立信提出如下智能立体网络的建设策略：

第一步， 增强现有宏基站能力

由于移动通信技术的不断演进，增强现有宏基站能力的技术手段非常丰富，可以总结为两大类如：

1） 增强频谱效率的技术

如新的调制技术和多天线技术，例如HSPA技术的演进，当调整技术从16QAM升级到64QAM技术时，每个5MHz 载波的能力从14.4Mbps 能够提升到21Mbps，如果再应用2X2 MIMO 技术，每个５MHz载波的能力会翻番达到42Mbps；

2） 增加新的频谱

新的频谱的来源可以是从电信管理机构购买新的频谱，或者改造上一代网络，释放频率资源，后一种方式尤其流行，如在欧洲等地区，伴随GSM网络和用户的萎缩，运营商纷纷把原有的GSM频率资源释放出来用于3G 和LTE 网络的建设，典型的方案如把900MHz的频率资源用于的UMTS网络的建设，把1800MHz的频率资源用于LTE网络的建设。

爱立信RBS6000系列基站的前瞻性设计，以上大部分技术能力的升级都可以通过软件或不增加新的机柜的条件下实现，能够帮助运营商以较低的成本获取网络性能的大幅提高。

第二步，加密宏基站

加密宏基站是指在当前宏基站站间距不大，有条件获取新的站点资源的情况下，增加通过插花的方式增加新的宏基站，缩小站间距，以提高网络性能，此外从三扇区分裂为六扇区也是一种加密宏基站的可行方式,需要根据运营商的具体情况采用。

第三步，引入低功率小基站

低功率小基站的特点是对站址及配套资源的要求低，部署灵活，因此在宏基站能力提高方案受限时，采用低功率小基站是非常有效的手段，能够快速提升局部热点的网络性能及用户体验。但是值得注意的是不能忽视小基站的运营维护成本，尤其大量的小基站的运营维护成本将会非常可观，这也是爱立信一贯主张要充分挖掘宏基站能力的原因。

图１  智能立体网络建设的三步走策略

最后强调的一点是智能立体网络的部署，协同是关键，具体可包含以下各方面：

1) 频谱资源的共享，通过大量的研究和实践，爱立信认为在物理上宏基站和小基站虽然是两层不同的网络构成，不建议各自使用不同的频率资源，只有共享频率资源时才能充分发挥各自效能，实现频谱资源利用的最大化。

2) 干扰协调与负荷均衡，通过共享基带资源或者宏基站和小基站间的互通接口，把宏蜂窝和小蜂窝网络打造成一体化的网络，利用先进的无线资源管理和调度算法，最大程度上提升网络性能。

3. 低功率小基站部署的关键因素

由于在立体智能网络的部署中，低功率小基站属于新引入元素，其部署需要重点从以下三个方面考虑。

图１ 低功率小基站部署关键

3.1 应用场景

低功率小基站部署场景实际上是不同种类的小基站与现实各种场景的映射，目前业内对于低功率小基站的分类尚没有统一的标准, 过于细致的分类会增加网络设计的复杂性及增加相应的运营成本, 爱立信建议对于低功率小基站应用场景的划分可以从以下几个纬度:

1. 公共场景与私有场景的区分

公共场景如机场,商场,车站,等用户群面向公众,低功率小基站的部署虽然也需要一定的站点获取租赁费用,但是基站的部署由运营商主导。而私有场景如家庭，企业自有的办公楼等，面向特定的用户群，通常有WiFi存在， 低功率小基站的部署要考虑与已有系统的关系和相应的市场业务推广策略；

2. 室内与室外场景的区分

室外部署低功率小基站时，需要重点考虑的是和宏基站的分工配合；室内部署小基站时要充分考虑与室内分布系统和WiFi的关系；

3. 热点和热区的区分

热点的定义是指局部的业务集中地点，应该是几十米的半径规模，适合采用低功率小基站；而热区则是成片的高密度业务区域， 半径为百米的规模，用多个小基站实现业务覆盖成本较高；

3.2 网络规划

引入低功率小基站的网络规划要关注，基站的位置，功率设置， 以及与宏蜂窝的移动关系及协同，需要根据运营商现网的状况进行实际研究。

3.3 TCO评估

考虑小基站的TCO构成对于合理组合小基站与宏基站建网有着非常实际的指导意义，根据爱立信在与某欧洲运营商的共同研究成果表明，单个小基站的ＯＰＥＸ占总体TCO的７９％，虽然的设备价格比宏蜂窝低，但是站点租赁，传输和运营维护的成本非常可观，尤其当部署的小基站的数量很多时，成本会非常可观；TCO评估也是建网方案的决策中的重要环节。

4. 总结

立体智能网络是为了满足移动宽带业务的快速发展而出现的， 制定立体智能网络的发展策略要整体规划，分步实施，不能等同于低功率小基站的部署，在引入低功率小基站，需要对网络的规划和成本综合考虑，实现最大投资收益。