WCDMA多RRU小區(qū)合并的利與弊

藍(lán)志峰

(中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司漳州分公司 漳州 363005)

1 引言

3G的優(yōu)勢(shì)在于能夠?yàn)橛脩?hù)提供不同于2G時(shí)代的移動(dòng)業(yè)務(wù)體驗(yàn)和應(yīng)用，而實(shí)現(xiàn)這種價(jià)值的基礎(chǔ)是必須具備高覆蓋率和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量。中國(guó)聯(lián)通經(jīng)過(guò)一年多的WCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，其3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋已具備一定規(guī)模，如何通過(guò)優(yōu)化手段有效解決問(wèn)題、提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量是現(xiàn)階段的重要課題。在目前諸多的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題中，干擾大、軟切換比例過(guò)高是一個(gè)重要方面，該問(wèn)題不僅會(huì)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量產(chǎn)生影響，還會(huì)造成對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)。覆蓋控制是有效減少導(dǎo)頻污染、控制軟切換比例的手段，但是針對(duì)一些站點(diǎn)分布的不合理或天線(xiàn)無(wú)法調(diào)整的情況，可以適當(dāng)采取合并小區(qū)的方法來(lái)達(dá)到網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目的。

2 多RRU小區(qū)合并技術(shù)說(shuō)明

所謂多RRU小區(qū)合并技術(shù)，即全小區(qū)發(fā)射，分扇區(qū)(覆蓋區(qū))接收。把一個(gè)小區(qū)的覆蓋范圍劃分成多個(gè)扇區(qū)或多個(gè)小覆蓋區(qū)，在各個(gè)扇區(qū)或小覆蓋區(qū)由不同的接收天線(xiàn)進(jìn)行接收，所有扇區(qū)或覆蓋區(qū)的發(fā)射信號(hào)相同。具體的信號(hào)處理流程原理如圖1所示。

在圖1中，3個(gè)RRU的同一載頻組成一個(gè)多RRU合并小區(qū)，3個(gè)RRU的覆蓋區(qū)不同。在上行方向，多個(gè)RRU接收的信號(hào)分別送入BBU(基帶處理單元)，BBU對(duì)各個(gè)RRU進(jìn)行多徑搜索和RAKE解調(diào)，并把解調(diào)的各個(gè)RRU的信號(hào)進(jìn)行最大比值合并，再進(jìn)行后續(xù)處理?？梢?jiàn)，在多RRU合并小區(qū)內(nèi)，各個(gè)RRU覆蓋區(qū)之間的切換在多徑搜索和選擇中完成，不用RNC和UE的信令交互和控制。在下行方向，生成的下行信號(hào)復(fù)制成多份發(fā)送給各個(gè)RRU，從而實(shí)現(xiàn)了全小區(qū)方式的效果。

小區(qū)合并技術(shù)還可分為室分小區(qū)合并和室外小區(qū)合并，室外主要是為了減少切換和干擾，提供Ec/Io和吞吐率；室內(nèi)依據(jù)情況主要是在控制好覆蓋和容量的前提下，以減少公共資源的開(kāi)銷(xiāo)、切換、干擾、鄰區(qū)數(shù)目等。

3 多RRU小區(qū)合并的利弊分析

圖1 多RRU小區(qū)合技術(shù)原理

通過(guò)上面的合并技術(shù)原理可以看出，多RRU小區(qū)合并實(shí)際上是將同一基站的多個(gè)小區(qū)合并成一個(gè)超級(jí)小區(qū)，用一個(gè)小區(qū)就完成了原本幾個(gè)RRU的覆蓋需求。由于天饋部分保持不變，覆蓋不會(huì)受到影響，而通過(guò)合并小區(qū)數(shù)目減少，導(dǎo)頻數(shù)量減少，由RNC控制的切換頻度大為減少。當(dāng)然，這種合并也會(huì)帶來(lái)碼樹(shù)資源、功率資源減少的負(fù)面影響，降低了網(wǎng)絡(luò)容量。我們對(duì)小區(qū)合并的利弊情況進(jìn)行了分析。

(1)小區(qū)合并的優(yōu)勢(shì)

通過(guò)合并相鄰小區(qū)，可以有效減小切換區(qū)域內(nèi)導(dǎo)頻集內(nèi)的導(dǎo)頻個(gè)數(shù)，從而降低軟切換比例。通過(guò)減小移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的小區(qū)數(shù)目，降低網(wǎng)內(nèi)干擾，提高覆蓋質(zhì)量和用戶(hù)感受。特別是在建網(wǎng)初期，可以快速建網(wǎng)。同時(shí)，可以通過(guò)軟件配置，把合并小區(qū)分裂為多個(gè)常規(guī)小區(qū)，靈活進(jìn)行擴(kuò)容，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和RNC中的鄰區(qū)關(guān)系配置。通過(guò)大幅度減少RNC控制的切換頻度，小區(qū)內(nèi)部的覆蓋區(qū)切換直接由NodeB完成，提高了用戶(hù)體驗(yàn)和系統(tǒng)性能。采用多RRU小區(qū)合并技術(shù)，可以達(dá)到上行空分復(fù)用的效果，會(huì)有效提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的吞吐量。頻繁切換是導(dǎo)致HSDPA等業(yè)務(wù)速率不高的一個(gè)重要原因，通過(guò)合并小區(qū)可以有效減少小區(qū)變更率，從而提高速率(若某些站點(diǎn)的傳輸資源受限，也可以通過(guò)合并小區(qū)稍微提高速率)。可以通過(guò)調(diào)整天線(xiàn)覆蓋范圍和適當(dāng)?shù)能浖渲冒讯郣RU小區(qū)轉(zhuǎn)變成多天線(xiàn)分集接收小區(qū)(比如4天線(xiàn)接收甚至6天線(xiàn)接收)，增大上行靈敏度3～4.5 dB。

(2)小區(qū)合并的弊端

多個(gè)小區(qū)合并為一個(gè)小區(qū)后，碼樹(shù)資源、功率資源也相應(yīng)減少為一個(gè)，可見(jiàn)其最大的負(fù)面影響是網(wǎng)絡(luò)容量，小區(qū)合并后，多個(gè)小區(qū)的總?cè)萘繉⑾鄳?yīng)大幅降低，因此對(duì)于具有一定話(huà)務(wù)的區(qū)域，合并技術(shù)并不適用。

此外，小區(qū)合并后，鄰區(qū)也需要合并，在某些比較密集的地方，原來(lái)3個(gè)小區(qū)的鄰區(qū)被合并到一個(gè)小區(qū)后容易超過(guò)頻內(nèi)32個(gè)鄰區(qū)個(gè)數(shù)的限制，造成鄰區(qū)漏配等問(wèn)題，這也是小區(qū)合并必須重視的一個(gè)問(wèn)題。

4 多RRU小區(qū)合并優(yōu)化場(chǎng)景

多RRU小區(qū)合并可以較好地支持復(fù)雜城區(qū)，大樓室內(nèi)以及交通線(xiàn)路等特殊需求的覆蓋，根據(jù)前面的分析，我們認(rèn)為應(yīng)用場(chǎng)景主要有以下幾類(lèi)。

·市區(qū)商業(yè)中心地帶3G室分站點(diǎn)分布較為密集，且多數(shù)站點(diǎn)由BBU+多RRU組合覆蓋，若每個(gè)RRU覆蓋區(qū)域都設(shè)為獨(dú)立小區(qū)，可能造成交界區(qū)域切換頻繁，且RRU小區(qū)之間的鄰區(qū)及與室外站點(diǎn)小區(qū)之間的鄰區(qū)配置需求過(guò)多，對(duì)室外站點(diǎn)小區(qū)鄰區(qū)承載造成較大負(fù)荷。此時(shí)應(yīng)通過(guò)小區(qū)合并技術(shù)加以解決。

·在導(dǎo)頻污染較嚴(yán)重的地方，通過(guò)RF調(diào)整仍然無(wú)法消除，這時(shí)可以通過(guò)小區(qū)合并的方式來(lái)解決，假如將兩個(gè)STSR站點(diǎn)合并成多RRU單小區(qū)站點(diǎn)，該處導(dǎo)頻個(gè)數(shù)從6個(gè)變?yōu)閮蓚€(gè)，可以有效地改善覆蓋效果。

·對(duì)于某些站點(diǎn)，由于天線(xiàn)性能問(wèn)題，如前后比不好，可能在天線(xiàn)的背面也有較強(qiáng)的間要求，來(lái)不及更換，這時(shí)候如果將該基站進(jìn)行小區(qū)合并，操作比較簡(jiǎn)便，只涉及站點(diǎn)配置改變和鄰區(qū)變化，可以有效地減小干擾，特別是軟切換比例能夠得到有效改善，這樣能較快地解決問(wèn)題。

·如果更軟切換區(qū)太短，很容易發(fā)生切換還未完成信號(hào)就變得很差，從而導(dǎo)致掉話(huà)，當(dāng)調(diào)整觸發(fā)時(shí)間仍然無(wú)法達(dá)到效果的時(shí)候，如果將這兩個(gè)小區(qū)合并，就可以有效解決這種問(wèn)題，減少掉話(huà)。典型的應(yīng)用場(chǎng)景如高速、高鐵、拐角等地方。

·在某些場(chǎng)景，由于頻繁切換，導(dǎo)致HSDPA等業(yè)務(wù)速率不高，通過(guò)合并小區(qū)可以有效減少小區(qū)變更率，從而提高速率。

·在個(gè)別站點(diǎn)開(kāi)通了HSDPA，但是傳輸資源有限，甚至只有一條E1的時(shí)候，傳輸資源限定了容量不可能太大，由于公共信道開(kāi)銷(xiāo)，每個(gè)小區(qū)都需要一兩百KB的資源，如果能把3個(gè)小區(qū)合并，那么就能節(jié)省另外兩個(gè)小區(qū)的公共開(kāi)銷(xiāo)，可以提高一點(diǎn)速率。

5 合并技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

通過(guò)上面的分析，使用小區(qū)合并在某些低話(huà)務(wù)場(chǎng)合確實(shí)能解決一些實(shí)際問(wèn)題，如解決軟切換比例過(guò)高的情況，解決密集區(qū)內(nèi)某些小區(qū)由于鄰區(qū)過(guò)多而無(wú)法加入的情況(針對(duì)多RRU的大型室內(nèi)分布系統(tǒng))等。

（1）室分小區(qū)合并應(yīng)用案例

漳州龍文天利仁和_BBU_Indoor室分站點(diǎn)組網(wǎng)方式為BBU+RRU，共有 6個(gè)小區(qū)，CID分別為 40399、40398、40397、40396、40395、40394。 因每個(gè) RRU 都是獨(dú)立小區(qū)配置，造成切換頻繁，且RRU小區(qū)之間的鄰區(qū)及與室外站點(diǎn)小區(qū)之間的鄰區(qū)配置過(guò)多，鄰區(qū)承載負(fù)荷大，已經(jīng)影響了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，因此，考慮使用RRU小區(qū)合并方式合并為兩個(gè)超級(jí)小區(qū)。

合并后鄰區(qū)關(guān)系由原來(lái)的117條減少為54條，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)小區(qū)頻繁切換的現(xiàn)象得到緩解，小區(qū)軟切換成功率明顯提高；周邊室外站點(diǎn)小區(qū)的鄰區(qū)負(fù)荷也得到有效改善，同時(shí)也節(jié)省了RNC小區(qū)資源。語(yǔ)音、視頻、HSDPA室內(nèi)外切換等業(yè)務(wù)均正常。合并前后鄰區(qū)關(guān)系如圖2和圖3所示。

圖2 合并前鄰區(qū)關(guān)系

圖3 合并后鄰區(qū)關(guān)系

從合并后的情況很明顯可以看出，小區(qū)間鄰區(qū)關(guān)系變得簡(jiǎn)單，不再出現(xiàn)頻繁切換問(wèn)題，室分系統(tǒng)的小區(qū)合并效果明顯。

（2）室外小區(qū)合并應(yīng)用案例

近期在漳州市區(qū)進(jìn)行DT測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，部分路段導(dǎo)頻數(shù)量多，造成軟切換比例過(guò)高，并影響了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)吞吐率。由于周邊站點(diǎn)采用了美化天線(xiàn)，進(jìn)行RF調(diào)整存在困難，考慮到目前相關(guān)站點(diǎn)話(huà)務(wù)量較低，合并后不會(huì)產(chǎn)生容量不足的問(wèn)題，因此實(shí)施部分小區(qū)的合并處理。合并前后部分路段DT測(cè)試中導(dǎo)頻個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)如圖4和圖5所示，對(duì)比可以看出，原先存在3路激活集情況得到了明顯改善。

圖4 合并前部分路段激活集導(dǎo)頻個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)截圖

圖5 合并后部分路段激活集導(dǎo)頻個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)截圖

合并后的DT測(cè)試統(tǒng)計(jì)中，系統(tǒng)軟切換比例由31.07%下降到 27.71%，HSUPA吞吐率由 1.17 Mbit/s提升到1.7 Mbit/s，應(yīng)當(dāng)說(shuō)合并對(duì)改善網(wǎng)絡(luò)性能起到了一定的作用。

6 結(jié)束語(yǔ)

多RRU小區(qū)合并可以針對(duì)性地解決某些問(wèn)題，比如覆蓋重疊、切換區(qū)太小等問(wèn)題，有效改善小區(qū)鄰區(qū)關(guān)系，降低軟切換比例，還可以從一定程度上提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的速率，不失為建網(wǎng)初期網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的一種手段。但是在應(yīng)用時(shí)也需要注意其存在的弊端，尤其是合并后帶來(lái)的鄰區(qū)變化以及可能面對(duì)的擴(kuò)容問(wèn)題?？傊?，在不同的場(chǎng)景采用不同的優(yōu)化手段，通過(guò)最大化利用資源使網(wǎng)絡(luò)性能達(dá)到最佳才是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的最終目的。

1 霍爾馬(芬)，托斯卡拉(芬)著.陳澤強(qiáng)等譯.WCDMA技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005

2 郭東亮.WCDMA規(guī)劃設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：人民郵電出版社，20053 張玉艷，方莉.第三代移動(dòng)通信.北京：人民郵電出版社，2009