彈性組網(wǎng)構建WiMAX無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò )

近年來(lái)，隨著(zhù)語(yǔ)音業(yè)務(wù)ARPU值的不斷下降，無(wú)線(xiàn)寬帶數據業(yè)務(wù)成為運營(yíng)商尋求的新業(yè)務(wù)增長(cháng)點(diǎn)。據Cisco 公司2009年的分析數據，在未來(lái)5年內，無(wú)線(xiàn)數據業(yè)務(wù)將呈現百倍增長(cháng)態(tài)勢，潛力巨大。事實(shí)證明，小型化Laptop、UMPC、IPhone、Smart Phone等大屏幕終端的不斷涌現激增了無(wú)限寬帶數據業(yè)務(wù)發(fā)展的需求導致現有3G網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)不堪重負，市場(chǎng)需要提供更高速率的無(wú)線(xiàn)承載網(wǎng)絡(luò )。

WiMAX應寬帶數據網(wǎng)絡(luò )建設的新需求、新理念而建

WiMAX應運而崛起，一方面成為了新興運營(yíng)商、處于趕超位置的運營(yíng)商快速部署網(wǎng)絡(luò )、搶占市場(chǎng)先機、實(shí)現競爭超越和后來(lái)居上的利器;另一方面也是幫助傳統大固網(wǎng)運營(yíng)商保留和擴展現有用戶(hù)群、提升ARPU值、實(shí)現網(wǎng)絡(luò )后續演進(jìn)、穩固和加強現有領(lǐng)先地位的有效手段。

WiMAX天然服務(wù)于寬帶數據業(yè)務(wù)，而不同于以往的提供數據增值服務(wù)的技術(shù)，其網(wǎng)絡(luò )建設的本質(zhì)也必然遵循寬帶數據業(yè)務(wù)的特點(diǎn)。首先，容量成為考量網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量的主要KPI，宏蜂窩的建設要兼顧網(wǎng)絡(luò )容量和覆蓋的平衡。WiMAX只有提供幾倍于HSPA的類(lèi)DSL速率才會(huì )在市場(chǎng)競爭中脫穎而出;其次，主流的業(yè)務(wù)(Internet)和終端模式(筆記本和PC)決定了WiMAX目前的業(yè)務(wù)形式仍然以固定、游牧為主，具體表現為業(yè)務(wù)分布的不連續、不均勻，熱點(diǎn)深度覆蓋成為規劃時(shí)首要考慮的問(wèn)題。圍繞數據網(wǎng)絡(luò )建設的這兩個(gè)特點(diǎn)，中興通訊創(chuàng )造性的提出了彈性組網(wǎng)的建網(wǎng)思路，從宏蜂窩的混合組網(wǎng)和系列蜂窩的分層組網(wǎng)兩個(gè)維度，深入解析運營(yíng)商的需求和進(jìn)行方案論證。

混合組網(wǎng)，因地制宜

從上面的分析可知，無(wú)線(xiàn)寬帶數據網(wǎng)絡(luò )特點(diǎn)之一是業(yè)務(wù)需求的分布和發(fā)展在地域上表現為不均勻，即：70%的業(yè)務(wù)需求往往集中在30%的地理區域，如 CBD、住宅區、熱點(diǎn)等，這個(gè)30%的地理區域便是運營(yíng)商整網(wǎng)利潤的主要來(lái)源，我們稱(chēng)之為價(jià)值區，另外70%的區域便是非價(jià)值區。以下面香港某運營(yíng)商的 HSPA+站點(diǎn)分布圖(黃色小點(diǎn)代表站點(diǎn))為例，我們可以清晰的得出以上的結論，即50%的站點(diǎn)都部署在占全網(wǎng)面積不到5%的Golden Bowl區域，以提供每用戶(hù)平均6Mbps的流量來(lái)保證足夠的競爭力。

彈性組網(wǎng)構建WiMAX無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò )

圖1 香港HSPA+網(wǎng)絡(luò )站點(diǎn)分布

顯然價(jià)值區和非價(jià)值區的業(yè)務(wù)特性是不同的，價(jià)值區用戶(hù)密度大、高端客戶(hù)聚集、單用戶(hù)需求在M級以上，運營(yíng)商需要解決上網(wǎng)質(zhì)量的問(wèn)題，所以大容量是滿(mǎn)足客戶(hù)需求的核心要素;而非價(jià)值區地廣人稀，用戶(hù)對速率需求相對較低，關(guān)鍵是解決能夠上網(wǎng)的問(wèn)題，因此保證廣域覆蓋是核心要素。要達到整網(wǎng)規劃和投資最優(yōu)化，需要針對價(jià)值區和非價(jià)值區不同核心需求，通過(guò)‘混合組網(wǎng)’實(shí)現覆蓋和容量的最佳平衡。

針對密集城區和城區的價(jià)值區域，我們可以通過(guò)容量密度的這個(gè)參數來(lái)衡量網(wǎng)絡(luò )單位面積可提供容量的指標。網(wǎng)絡(luò )容量密度是容量和覆蓋面積之比，比單純容量或者覆蓋指標更準確地反映了用戶(hù)的業(yè)務(wù)體驗仿真結果表明，在采用相同的MIMO多天線(xiàn)技術(shù)和信道環(huán)境下，2T2R容量密度比4T4R高出約72%，即單位面積下2T2R能夠提供更高的平均吞吐量，同時(shí)對于邊緣用戶(hù)也能提供更高的下行流量(增加34.3%)。由此可見(jiàn)，在價(jià)值區域，2Tx*2Rx的組網(wǎng)可以實(shí)現容量、覆蓋的最佳平衡，滿(mǎn)足客戶(hù)對大容量的關(guān)鍵需求。

針對郊區、農村等地廣人稀的非價(jià)值區，建網(wǎng)目標是最大化覆蓋，減少站點(diǎn)數，降低整體TCO。由于基站和終端發(fā)射功率差距，因此限制覆蓋范圍的瓶頸往往是上行，事實(shí)證明采用非對稱(chēng)的2Tx/4Rx(4收相對2收有4.5dB增益，可減少40%的站點(diǎn)數)或者 4Tx/8Rx(8收相對4收有2-3dB增益，可減少30%的站點(diǎn)數)是最好改善上行覆蓋、實(shí)現上下行覆蓋平衡的最佳途徑。除此以外，通過(guò)采用高增益終端和超遠覆蓋的解決方案都是有效提升覆蓋的方法。

綜上所述，混合組網(wǎng)既保證了價(jià)值區小蜂窩大容量，提升用戶(hù)業(yè)務(wù)體驗的需求;又實(shí)現了非價(jià)值大蜂窩大覆蓋，減站降TCO的需求，是運營(yíng)商優(yōu)化整網(wǎng)規劃和投資效益比的優(yōu)選方案。

分層架構，平滑卸容

混合組網(wǎng)解決了宏蜂窩的容量和覆蓋平衡問(wèn)題，但是如何針對數據業(yè)務(wù)分布不均勻的特性，加強熱點(diǎn)深度覆蓋是又是另外一個(gè)課題。分層架構正是解決這一問(wèn)題的最優(yōu)方案。

分層架構的觀(guān)點(diǎn)與業(yè)界提倡的‘異構網(wǎng)絡(luò )’有異曲同工之效，也可以稱(chēng)為WiMAX同質(zhì)異構網(wǎng)絡(luò )。其主要思路是：網(wǎng)絡(luò )的容量無(wú)法僅僅通過(guò)宏蜂窩來(lái)承載，尤其針對熱點(diǎn)區域的大容量，需要通過(guò)Micro/Pico/Femto的疊加網(wǎng)絡(luò )多層次實(shí)施網(wǎng)絡(luò )容量的卸載，并且可以根據業(yè)務(wù)的發(fā)展逐步完成。如下圖所示， Micro/Pico/Femto大小蜂窩分層疊加，相互補充，構建了一張可靈活擴容彈性網(wǎng)絡(luò )。

彈性組網(wǎng)構建WiMAX無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò )

圖2 WiMAX分層網(wǎng)絡(luò )示意

分層網(wǎng)絡(luò )相對傳統的宏蜂窩卸容有幾大好處，其一是靈活，由前面所述的無(wú)線(xiàn)數據網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)發(fā)展的不均衡性可知，網(wǎng)絡(luò )容量一定不是全網(wǎng)均勻增加，而是熱點(diǎn)地區先出現承載能力不夠的情況，Micro/Pico/Femto可以見(jiàn)縫插針，按需布點(diǎn)，蜂窩大小根據部署區間的話(huà)務(wù)密度、覆蓋情況靈活選擇;其二是干擾小，Micro/Pico/Femto的發(fā)射功率小，易于規劃，極大降低對宏蜂窩的干擾;其三是部署成本低，如下對比圖，可見(jiàn)Micro/Pico /Femto新增站點(diǎn)的費用遠低于宏站。

彈性組網(wǎng)構建WiMAX無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò )

圖3 Macro/Micro/Pico/Femto新增站點(diǎn)費用比較

室內作為業(yè)務(wù)的主要發(fā)生場(chǎng)所，是最重要的熱點(diǎn)覆蓋對象，已經(jīng)引起運營(yíng)商越來(lái)越多的關(guān)注。根據日本運營(yíng)商NTT DoCoMo統計數據顯示，雖然室內覆蓋僅占所有覆蓋區域的20%，但70%以上的數據業(yè)務(wù)，尤其是高速數據業(yè)務(wù)都發(fā)生在室內，室內覆蓋的優(yōu)劣直接影響運營(yíng)商的競爭力。由于WiMAX的頻段較高，相比2G/3G網(wǎng)絡(luò )，室內覆蓋的盲點(diǎn)更多，也更難通過(guò)室外宏基站解決?？紤]到室內垂直容量密度相對于室外有幾倍乃至幾十倍的提升，而且無(wú)線(xiàn)環(huán)境的復雜，可以通過(guò)每層部署若干個(gè)Pico基站充分吸收容量，層間同頻復用的方式達到樓宇立體覆蓋、深度覆蓋的目的。

中興通訊致力于系列化WiMAX產(chǎn)品的定制開(kāi)發(fā)，提供2Tx/2Rx Macro、2Tx/4Rx Macro、4Tx/8Rx Macro、Micro、室內外Pico等業(yè)界最全基站產(chǎn)品和端到端解決方案，通過(guò)混合組網(wǎng)和分層組網(wǎng)幫助運營(yíng)商建設彈性網(wǎng)絡(luò )，有效提升客戶(hù)的投資回報比。