【摘 要】為降低運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商的網(wǎng)絡(luò)無(wú)線擴(kuò)容成本,縮短網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容建設(shè)的時(shí)間,文章提出了一種WCDMA基站的載波和功率容量限制控制方案,從WCDMA基站容量限制控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)入手,依次舉例介紹了射頻模塊容量控制的兩個(gè)維度——基站載波容量資源限制控制和基站功率容量資源限制控制。

【關(guān)鍵詞】WCDMA 多載波 載波容量 功率容量 容量限制控制

1 引言

WCDMA建網(wǎng)初期,主要側(cè)重于解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題,所以運(yùn)營(yíng)商都只需要對(duì)基站進(jìn)行單載波同頻配置。用戶數(shù)量大量增長(zhǎng)后,或HSDPA/HSUPA等業(yè)務(wù)持續(xù)增加后,需要實(shí)現(xiàn)WCDMA網(wǎng)絡(luò)無(wú)線擴(kuò)容。多載波擴(kuò)容方案具有成本低、效果明顯、工程量小、載波間的切換問(wèn)題易解決等優(yōu)勢(shì),是運(yùn)營(yíng)商優(yōu)先考慮的擴(kuò)容方案。

傳統(tǒng)的WCDMA多載波擴(kuò)容方案為:運(yùn)營(yíng)商向設(shè)備制造商采購(gòu)擴(kuò)容所需的射頻收發(fā)單元模塊和基帶信道單元模塊,如有必要還需訂購(gòu)新的天線,而后通過(guò)OMC重新配置基站的網(wǎng)絡(luò)配置。此時(shí),運(yùn)營(yíng)商提出的載波數(shù)量和功率總量的購(gòu)買(mǎi)要求往往大于實(shí)際所需。

本文旨在介紹一種便捷有效的容量限制控制方案,使運(yùn)營(yíng)商能夠按業(yè)務(wù)增長(zhǎng)所需付費(fèi)。在WCDMA建網(wǎng)初期,設(shè)備制造商可以安裝支持多載波和大功率的基站,通過(guò)載波和功率容量許可協(xié)議,允許運(yùn)營(yíng)商只使用少量的載波和功率以滿足對(duì)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。如果運(yùn)營(yíng)商提出多載波擴(kuò)容的需求,設(shè)備制造商只需要修改載波和功率容量的限制參數(shù)范圍即可。與傳統(tǒng)的多載波擴(kuò)容方案相比,該方案能大大降低基站的擴(kuò)容費(fèi)用和工程安裝費(fèi)用,縮短基站的擴(kuò)容時(shí)間。

2 WCDMA基站的載波和功率容量限制控制方案研究

2.1 WCDMA基站容量限制控制方案概述

在3G建網(wǎng)初期,運(yùn)營(yíng)商只需向設(shè)備制造商購(gòu)買(mǎi)基站中的較少部分容量資源,設(shè)備制造商通過(guò)基站容量限制控制只讓運(yùn)營(yíng)商使用已經(jīng)購(gòu)買(mǎi)的容量資源。對(duì)另一部分容量資源,運(yùn)營(yíng)商如果需要,可以另行購(gòu)買(mǎi)。運(yùn)營(yíng)商在OMC上產(chǎn)生一個(gè)資源擴(kuò)容的配置文件,OMC把此文件發(fā)送給設(shè)備制造商管理的密鑰管理服務(wù)器。如果設(shè)備制造商確認(rèn)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)購(gòu)買(mǎi)了此部分基站容量資源,密鑰管理服務(wù)器就產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)過(guò)密鑰加密的可執(zhí)行配置文件,并把相應(yīng)的密鑰發(fā)給運(yùn)營(yíng)商。運(yùn)營(yíng)商通過(guò)密鑰打開(kāi)可執(zhí)行配置文件,完成OMC上的基站資源擴(kuò)容配置。圖1為WCDMA基站容量限制控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖:

圖1中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的功能描述如下:

(1)密鑰管理服務(wù)器:接收OMC發(fā)送的配置文件,產(chǎn)生隨機(jī)密鑰加密配置文件,然后把配置文件發(fā)回給OMC,并向OMC發(fā)送容量資源許可命令。密鑰的產(chǎn)生和確認(rèn)由設(shè)備制造商控制。

(2)OMC:操作維護(hù)服務(wù)器。具備告警管理、配置管理、安全管理、日志管理等功能。本方案中,在得到密鑰配置文件后,運(yùn)營(yíng)商可以進(jìn)行基站資源擴(kuò)容配置。

(3)BTS:通過(guò)檢查自身的硬件數(shù)量和種類(lèi),得到基站硬件容量;通過(guò)接收OMC的軟件容量許可命令,得到基站軟件容量?；緦?shí)際可用的容量資源為基站硬件容量和基站軟件容量?jī)烧叩妮^小值。

2.2 射頻模塊容量限制控制維度介紹

(1)維度一:基站載波容量資源限制控制

運(yùn)營(yíng)商購(gòu)買(mǎi)了設(shè)備制造商的硬件資源后,至少還會(huì)購(gòu)買(mǎi)基站射頻單元的一個(gè)載波,否則購(gòu)買(mǎi)射頻單元沒(méi)有意義。所以在本方案中只考慮射頻單元的輔載波容量許可。

以下為基站載波容量資源限制控制中的參數(shù)定義:

◆輔載波:射頻單元中除第一載波以外的所有載波單元;

◆基站的硬件載波容量:Σ射頻單元(射頻單元輔載波的數(shù)量);

◆基站的軟件載波容量:OMC允許基站支持的所有輔載波的數(shù)量。此值必須通過(guò)申請(qǐng)密鑰后,用密鑰在OMC上修改;

◆基站實(shí)際可加載的輔載波數(shù)量:min(基站的硬件載波容量,基站的軟件載波容量)。

輔載波的加載規(guī)則為:如果基站實(shí)際可加載的輔載波數(shù)量小于基站的硬件載波容量,則根據(jù)基站射頻單元的輔載波編號(hào)順序加載輔載波,編號(hào)靠后的輔載波禁止加載。

例1:某基站載波容量資源限制控制的配置

此基站共有3個(gè)RRU 60w,其硬件載波容量為:3*2(RRU 60w支持2個(gè)輔載波)=6;基站的軟件載波容量為3。

基站的實(shí)際載波加載情況為:3個(gè)RRU 60w都能夠加載1個(gè)輔載波,即其輔載波總數(shù)量等于基站的軟件載波容量3;每個(gè)RRU可以使用2個(gè)載波。

如果運(yùn)營(yíng)商要求進(jìn)行擴(kuò)容升級(jí),可以在OMC修改基站的軟件載波容量值。修改基站的軟件載波容量為6,基站的實(shí)際載波加載情況為:3個(gè)RRU 60w都能夠加載2個(gè)輔載波,每個(gè)RRU可以使用3個(gè)載波。

(2)維度二:基站功率容量資源限制控制

運(yùn)營(yíng)商在WCDMA基站網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容過(guò)程中,也會(huì)對(duì)基站的功率資源提出擴(kuò)容需求。

以下為基站功率容量資源限制控制中的參數(shù)定義:

◆基站的硬件功率容量:Σ射頻單元(單個(gè)射頻單元支持的最大功率值);

◆射頻單元配置值:通過(guò)OMC,運(yùn)營(yíng)商可以配置每一個(gè)射頻單元的最大發(fā)送功率;

◆基站的功率許可值:基站許可使用的最大功率值。此值必須在申請(qǐng)密鑰后,用密鑰修改;

◆基站的軟件功率容量:min(Σ射頻單元(射頻單元功率配置值),基站功率許可值);

◆基站實(shí)際可加載的功率值:min(基站的硬件功率容量,基站的軟件功率容量)。

如果基站實(shí)際可加載的功率值小于基站的硬件功率容量,則根據(jù)基站射頻單元的編號(hào)順序加載基站射頻單元,編號(hào)靠后的基站射頻單元禁止工作。

例2:某基站功率容量資源限制控制的配置

此基站共有6個(gè)RRU 60w,其中編號(hào)靠前的3個(gè)RRU 60w的功率配置值為20w,編號(hào)靠后的3個(gè)RRU 60w的功率配置值為40w?；镜墓β试S可值是110w。

該基站的實(shí)際載波加載情況為:前3個(gè)RRU 60w都能夠加載成功,后3個(gè)RRU中的1個(gè)RRU 60w能夠加載成功,另2個(gè)RRU60w則被禁止使用。于是有:

基站實(shí)際可加載的功率值=20w+20w+20w+40w=100w

如果運(yùn)營(yíng)商要求進(jìn)行擴(kuò)容升級(jí),可以在OMC修改基站的基站功率許可值。修改基站的基站功率許可值為200w,則基站的所有RRU都能夠加載成功,有:

基站實(shí)際可加載的功率值=20w+20w+20w+40w+40w+40w=180w

2.3 容量限制控制功能在擴(kuò)容中的優(yōu)勢(shì)

表2為實(shí)現(xiàn)普通擴(kuò)容方案和實(shí)現(xiàn)容量限制擴(kuò)容方案時(shí)投資的對(duì)比。其中各項(xiàng)投資的比例參考了《3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資的分析研究》中的部分?jǐn)?shù)據(jù),對(duì)單載波同頻配置的網(wǎng)絡(luò)配置的第一期投資設(shè)定為1。

根據(jù)表2,在3G建網(wǎng)初期,實(shí)現(xiàn)單載波覆蓋時(shí),容量限制控制方案要比普通單載波覆蓋高出9%的投資成本。但是實(shí)現(xiàn)3載波基站擴(kuò)容以后,容量限制控制方案要比普通單載波覆蓋低12%的投資成本。而如果只計(jì)算基站及基站控制器設(shè)備和工程安裝費(fèi)用這兩項(xiàng),容量限制控制方案更是降低了34%的投資成本。

3 小結(jié)

實(shí)現(xiàn)WCDMA基站的載波和功率容量限制控制只需要增加一個(gè)密鑰管理服務(wù)器,修改RNC、基站和OMC中的部分軟件,就可以有效降低WCDMA網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容過(guò)程中的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用。另外,在此方案中,由于WCDMA基站多載波擴(kuò)容只涉及參數(shù)的修改,因此可以大大減少網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容建設(shè)的時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

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[3]朱東照. 3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資的分析研究[J]. 通信世界, 2004(4).★

【作者簡(jiǎn)介】

王英敏:中級(jí)工程師,本科畢業(yè)于北京理工大學(xué)電子工程系微電子電路與系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)?，F(xiàn)任上海貝爾阿爾卡特股份有限公司移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)研發(fā)部測(cè)試工程師,研究方向:HSXPA關(guān)鍵性指標(biāo)測(cè)試。