大唐移動 | 韓志聰

大唐移動：LTE技術(shù)補充有線寬帶，加強農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)覆蓋

大唐移動 | 韓志聰

農(nóng)村成為了移動數(shù)據(jù)用戶增長的新藍(lán)海，也變成了運營商搶奪用戶的下一個“必爭之地”。

當(dāng)前，我國已提出“村村通”等工程來加速廣大農(nóng)村的信息化發(fā)展。在市場需求和國家政策的引導(dǎo)下，大唐移動對全國十幾個省上百個農(nóng)村市場進(jìn)行了實地考察和環(huán)境測試，提出了適合我國農(nóng)村寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的解決方案，進(jìn)一步提升農(nóng)村的網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量和性能。

一、2G有線網(wǎng)絡(luò)難以滿足農(nóng)村互聯(lián)網(wǎng)接入需求

雖然2G信息化很好地解決了農(nóng)村對移動話音通信的需求，然而以有線網(wǎng)絡(luò)為主的互聯(lián)網(wǎng)接入方式，在部分農(nóng)村地區(qū)推進(jìn)起來卻是困難重重。

首先，由于我國大部分農(nóng)村地區(qū)地廣人稀，因此基站在地域上分布廣泛，機房以及其他的配套難以協(xié)調(diào)，農(nóng)村部署銅纜的成本隨之增高。再加上農(nóng)村用戶量偏少，進(jìn)而會導(dǎo)致固網(wǎng)建設(shè)出現(xiàn)投入產(chǎn)出比較低的現(xiàn)象。建設(shè)成本長期難以收回，使得后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和發(fā)展也都面臨著巨大的壓力。

其次，在部分農(nóng)村地區(qū)，尤其是山區(qū)和沿海的村莊，由于其地形和環(huán)境極其復(fù)雜，因此，即便是村民對互聯(lián)網(wǎng)接入有著一定量的業(yè)務(wù)需求，網(wǎng)線布設(shè)的高成本和復(fù)雜的地理環(huán)境也是有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展難以逾越的鴻溝。

另外，我國農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展相對滯后，大部分農(nóng)村仍處于變革轉(zhuǎn)型的起步階段，新農(nóng)村建設(shè)、郊區(qū)改造等工程頻繁施工。在這種情況下，有線固話很難保證固定的服務(wù)區(qū)域。這也成為了有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的敏感因素。

二、LTE無線接入有效加強農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)覆蓋

LTE作為以數(shù)據(jù)通信見長的移動通信技術(shù)，用來解決上述農(nóng)村寬帶覆蓋中存在的問題，會起到事半功倍的效果。在將LTE技術(shù)引入農(nóng)村的過程中，大唐移動對光纖拉遠(yuǎn)、目標(biāo)區(qū)域彈性覆蓋以及終端側(cè)接收增強等方面技術(shù)進(jìn)行了重點研究。

1. 光纖拉遠(yuǎn)與壓縮

LTE無線設(shè)備以分布式拉遠(yuǎn)設(shè)備為最主流的覆蓋產(chǎn)品。通過S1X2的PTN，IPRAN末端拉遠(yuǎn)，可以達(dá)成20~40km的一級拉遠(yuǎn)。將大容量的BBU部署到覆蓋目標(biāo)區(qū)域附近時，BBU到RRU又可以通過CPRI光口拉遠(yuǎn)，達(dá)成單級20km內(nèi)、多級40km內(nèi)的拉遠(yuǎn)距離。因此，按照50%余量（采用半徑20Km拉遠(yuǎn)）來計算，一個BBU仍可以覆蓋400平方公里內(nèi)的村落。

光纖拉遠(yuǎn)布設(shè)起來十分方便，可借用動力電路線桿、有線電話路線桿，甚至直接租用電網(wǎng)在高壓輸電纜內(nèi)置的光纖線芯，極大地節(jié)省了運營商在成本上的投入。在無線設(shè)備內(nèi)，單芯光纖還可通過單芯雙向、波分復(fù)用、CPRI接口壓縮等技術(shù)承載更多的載扇，進(jìn)一步提升覆蓋效率，從而降低運營商投入的建設(shè)成本。目前，主流的設(shè)備均可達(dá)成CPRI數(shù)據(jù)50%的壓縮效果，級聯(lián)可達(dá)6~8級。

2. 目標(biāo)區(qū)域的彈性覆蓋

地形地貌及經(jīng)濟發(fā)展水平不同，農(nóng)村的特點也不盡相同。一般平原丘陵地區(qū)的村落較大，人口較多，村落間距大。以河南、河北省為代表，通常一個村落有上百戶人家，人口多達(dá)幾千人。而在山區(qū)的村落則較小，人口少，分布稀。以四川、貴州、云南省的地貌特征為代表，通常一個村落只有十幾戶，不足百人。

在平原丘陵地區(qū)的村落網(wǎng)絡(luò)覆蓋中，大唐移動可通過密集的16T16R天線技術(shù)+廣播窄波束賦形，達(dá)到下行功率翻倍、上行天線增益更大的效果。眾所周知，天線數(shù)量增加可有效提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量。大唐移動16T16R天線技術(shù)可通過采用16通道天線，對上行覆蓋受限的場景進(jìn)行改善。對于下行鏈路，兩面8天線分別對應(yīng)兩個端口，波束賦形等技術(shù)仍可應(yīng)用。與使用8通道雙極化天線的普通方案相比，采用16通道天線，每個端口至少可以獲得翻倍的功率，從而可有效提升網(wǎng)絡(luò)速率。對于上行鏈路，通過對16個通道上的接收信號進(jìn)行聯(lián)合處理，理論上亦可以獲得3dB的增益；與8通道相比，上行覆蓋距離可提升約30%。

針對沿海漁村需要增強海面網(wǎng)絡(luò)覆蓋的需求，大唐移動則會引入海面覆蓋增強技術(shù)。由于海面?zhèn)鞑ヂ窂较鄬^少，主要是通過空氣傳播的直達(dá)波和經(jīng)過海面反射的反射波。因此，在進(jìn)行海面遠(yuǎn)距離覆蓋時，地球不能再看作平面，而應(yīng)把它看作球面來計算地球曲率將對信號傳播產(chǎn)生影響。通過配置合適的Preamble格式，達(dá)成稍長的GT，達(dá)到更遠(yuǎn)的覆蓋距離。借助海面覆蓋無線傳播具有二波模型的特征，規(guī)劃較遠(yuǎn)的海面覆蓋，如30~50km的覆蓋。

3. 終端側(cè)的接收增強

LTE數(shù)據(jù)終端主要以MIFI、數(shù)據(jù)卡為主。而在農(nóng)村寬帶的應(yīng)用中，由于考慮到覆蓋距離、室內(nèi)使用的穿透覆蓋等需求，可以在終端側(cè)使用增強接收的CPE產(chǎn)品。通常，覆蓋信號好的地方可以沿用MIFI、數(shù)據(jù)卡等終端。在信號一般的地方可使用具有一定增益的室內(nèi)型CPE。而在信號差的地方，則可以使用室外型的大增益CPE，實現(xiàn)LTE數(shù)據(jù)的增強接收。這樣在獲得近12dbi的天線增益的同時，還可以消除10~20dbi的穿墻損耗，進(jìn)一步提升接收效果。

大唐移動在湖南對室外型的大增益CPE進(jìn)行了實際驗證。測試結(jié)果顯示CPE較MIFI擁有更佳的接收效果，如圖（D2為MIFI）。

在網(wǎng)絡(luò)容量方面，根據(jù)大唐移動在湖南、云南等地的驗證結(jié)果顯示，通常在單站保證4M的速率時，單扇區(qū)可以保證13個同時在線的滿業(yè)務(wù)用戶，網(wǎng)絡(luò)容量會隨著用戶的分布位置而變化。因此在實際應(yīng)用中，運營商可以適當(dāng)降低保證速率來提升級用戶數(shù)，并跟據(jù)用戶使用習(xí)慣逐步優(yōu)化無線寬帶的利用效率。

目前，大唐移動的技術(shù)應(yīng)用及測試結(jié)果均以2.6GHz的TD-LTE系統(tǒng)為例。隨著后續(xù)LTE在我國的發(fā)展，大唐移動會進(jìn)一步結(jié)合運營商的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展策略，考慮在傳播特性更好的頻率上進(jìn)行農(nóng)村的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，如1.8G700MHz，以達(dá)到更佳的應(yīng)用效果。

農(nóng)村成為了移動數(shù)據(jù)用戶增長的新藍(lán)海，也變成了運營商搶奪用戶的下一個“必爭之地”。以LTE無線來解決農(nóng)村寬帶化難以解決的幾大問題，補充有線寬帶的劣勢，是未來LTE無線網(wǎng)絡(luò)的一個極其重要的應(yīng)用方向。大唐移動已經(jīng)做好充分的技術(shù)、產(chǎn)品能力儲備，助力運營商提升農(nóng)村場景網(wǎng)絡(luò)性能，增強運營商的網(wǎng)絡(luò)競爭能力。