寧夏移動多模RRU系統(tǒng)與分布式基站建網模式對比分析.doc

寧夏移動多模rru系統(tǒng)與分布式基站建網模式對比分析多模rru系統(tǒng)與分布式基站建網模式對比分析中國移動通信集團寧夏有限公司2011年4月目 錄一、背景情況31.1.覆蓋區(qū)情況分析31.2.調整思路4二、多模rru系統(tǒng)與分布式基站建網模式的對比62.1實現原理62.1.1分布式基站工作原理62.1.2多模rru系統(tǒng)工作原理72.1.3小結72.2組網原理72.2.1分布式基站組網原理72.2.2多模rru組網原理102.2.3小結122.3安裝施工132.3.1分布式基站安裝施工132.3.2多模rru安裝施工142.3.3小結152.4運維分析182.4.1分布式基站運維分析182.4.2多模rru運維分析192.4.3小結192.5容量分析192.5.1分布式基站容量分析192.5.2多模rru容量分析192.5.3小結20三、總結21四、多模rru應用案例23一、 背景情況1.1. 覆蓋區(qū)情況分析寧夏銀川市西夏3區(qū)網格面積6.5平方公里，網格區(qū)域內校園占有近1/2面積，其它為居民住宅小區(qū)和公共區(qū)域。其中網格內占地面積最大的校園是寧夏大學包括a、b、c區(qū)及新華學院，占地面積第二大的是北方民族大學。此外還有一些規(guī)模及占地面積較小的中專類學校。網格內最高建筑高度為11層，平均建筑高度為5層。圖1-1 西夏3區(qū)網格位置圖圖1-2西夏3區(qū)網格內建筑分布位置圖現網采用900m和1800m共小區(qū)組網， 900m與1800m頻段傳播特性差異，造成900m的bcch頻點與1800m的tch頻點的覆蓋區(qū)域不同和在同一地點接收電平差值大。在1800m覆蓋邊緣區(qū)域，900m的bcch頻點卻有較高的接收電平，在此區(qū)域占用1800m頻點，將產生接收電平低、tch分配成功率降低、切換失敗率升高、掉話率升高、語音質量降低、用戶感知度降低等問題。1.2. 調整思路為了避免上述問題，提升用戶感知度，進行組網模式優(yōu)化，結合移動gsm網絡專項工作，解決思路遵循下列兩個原則：1、新建室分吸納室內話務，緩解宏站壓力2、調整宏站，提高網絡kpi指標關于第一個原則中的新建室內分布系統(tǒng)，可選用兩種建設思路進行，即分網建設思路以及多模共建建設思路。分網建設思路中gsm、td-scdma以及wlan各種制式單獨建設，通過在遠端進行多網的合路或分開建設的方式對區(qū)域進行覆蓋。其中，gsm與td-scdma網絡采用bbu+rru的方式進行拉遠建設，wlan通過ac+交換機+ap的方式覆蓋。多模共建建設思路即在近端將gsm、td-scdma的f頻段、a頻段、wlan多種制式同時合并接入，通過一根光纖傳輸多種網絡制式，在遠端處由多模rru遠端直接接入分布系統(tǒng)。下文將對采用分布式基站的建設模式與多模rru系統(tǒng)建設模式進行比較分析。二、 多模rru系統(tǒng)與分布式基站建網模式的對比2.1 實現原理2.1.1 分布式基站工作原理分布式基站建網模式是指在合路前分別由各種制式的bbu與rru組成，通過bbu進行信號的總體調制解調，rru實現射頻的拉遠，gsm與td類似，其產品原理如下：bbu圖2-1 bbu工作原理圖rru圖2-2 rru工作原理圖2.1.2 多模rru系統(tǒng)工作原理多模rru系統(tǒng)由近端以及遠端兩部分構成，從gsm/td的rru、wlan ac或交換機引取信源以后對各種制式的信號進行調制，最后轉換成cpri協(xié)議支持的光信號輸出到遠端，由遠端對信號進行解調，完成多種制式信號的分布式拉遠。圖2-3 多模rru工作原理圖2.1.3 小結分布式基站bbu與rru之間傳輸的信號為基帶信號，要求bbu與rru相匹配，在建設以及擴容時需要考慮bbu與rru廠家之間的兼容性；多模rru近端與遠端之間傳輸的信號為射頻信號，因此其對信源廠家兼容性強，對廠家無限制要求，但由于其傳輸的信號為射頻信號，可實現容量的拉遠，而不能為每臺遠端單獨分配容量，因而需要由基站或rru引取信號源。2.2 組網原理2.2.1 分布式基站組網原理分布式基站采用bbu+rru組網的方式，可在機房放置bbu設備，將rru放置在需要覆蓋的區(qū)域，bbu與rru之間通過光纖進行傳輸。rru可采用星型、菊花鏈級聯或混合組網方式，菊花鏈組網方式最大可支持3級級聯。其組網原理見圖2-4：圖2-4 bbu+rru組網原理由于rru體積小，安裝簡單，因此其組網方式比較靈活。但由于bbu與rru為單制式設備，當需要實現多網共建時，建網模式需要各種制式單獨建設，采用末端進行合路的方式，其組網非常復雜，見圖2-5：圖2-5 分布式基站分網建網模式組網示意圖如上圖所示，圖中g-bbu、g-rru為gsm制式設備，t-bbu、t-rru（f+a）為td-scdma制式的設備，f與a分別表示f頻段（18801920mhz）與a頻段（18801920mhz）。分布式基站分網建設模式gsm、td-scdma采用單獨的設備，分別進行光纖拉遠的形式，在機房或弱電井內進行合路，實現g+t共用分布系統(tǒng)組網。wlan覆蓋時, 往往從機房接交換機單獨拉取光纖或五類線實現ap布放，ap的數量一般取決于所需容量的大小，在wlan業(yè)務需求區(qū)域采用在末端進行合路的方式實現與gsm/td的功率和容量的匹配，而在電梯、地下停車場等非wlan業(yè)務區(qū)不進行合路。采用分布式基站分網建設的方式，要建成gsm、td-scdma及wlan多制式的室內分布系統(tǒng)，在弱電井內部將需要安裝大量的設備，同時每種制式的設備需要單獨安裝、單獨引入電源、單獨接入光纜等，因此而造成的電源、光纜資源消耗、安裝空間消耗、施工難度、物業(yè)協(xié)調難度等等都會相應增加，進而影響網絡規(guī)劃、建設效率，同時也給網絡的優(yōu)化、維護等帶來很大的困擾。2.2.2 多模rru組網原理多模rru技術從設備可行性及組網可行性的角度進行了充分考慮，提出了三種制式一體化設備形態(tài)及一體化組網方案。多模rru系統(tǒng)是指gsm、td-scdma、wlan三種制式網絡建設時，充分考慮設備一體化、分布系統(tǒng)一體化。多模rru系統(tǒng)由近端與遠端構成，其中，近端機將多種制式接入，由光纖傳輸到遠端，遠端再對各種制式進行解調，一套系統(tǒng)完成多種制式的拉遠覆蓋。多模rru系統(tǒng)組網可采用星型、菊花鏈或混合組網的方式，其中菊花鏈每條鏈路最大可支持6級級聯。采用多模rru系統(tǒng)進行多網共建其組網原理見圖2-6所示：圖2-6 多模rru系統(tǒng)室分覆蓋解決方案組網示意圖多模rru應實現gsm、td-scdma、wlan共設備，但考慮到wlan業(yè)務模式上一般采用末端合路按需覆蓋，從技術特點上考慮其功率較低，難以同gsm/td功率匹配，業(yè)務需求上ap數量取決于容量的需求，平層可能需要更多的ap；同時由于ac與ap還存在廠家兼容性問題，ap應具有更靈活的選擇性。由此可見wlan同gsm及td共設備不能滿足組網的需求，為了保證組網的靈活性，多模rru系統(tǒng)應能夠為wlan提供光纖傳輸通道，遠端通過交換機實現多ap靈活覆蓋，滿足大容量需求。針對gsm與td-scdma共/不共機房建設的環(huán)境，多模rru可采用不同的組網方式：圖2-7適合gsm、td-scdma共站的網絡建設圖2-8適合gsm、td-scdma不共站的網絡建設相比分網建設組網方式，多模rru系統(tǒng)室分覆蓋解決方案以“一張網、多業(yè)務”為原則，盡量實現多系統(tǒng)共建共享，可有效降低系統(tǒng)組網成本，節(jié)省網絡資源，降低協(xié)調難度，滿足移動現有的多制式高效建網。 2.2.3 小結采用分布式基站通過不同的組網方式可實現靈活組網，在單制式建網時可實現靈活組網，但當需要多網共建時其組網過于復雜，由此帶來的工程施工量、建設周期、維護量、協(xié)調難度、資源消耗量等將加大。采用多模rru系統(tǒng)組網在單制式建網時不具備優(yōu)勢，但在多網共建時其一體化設備、一體化設計、一次性建設思路將擁有分網建設不可取代的天然優(yōu)勢。2.3 安裝施工2.3.1 分布式基站安裝施工分布式基站尺寸大小如下：表1.模塊、機柜的尺寸和重量模塊寬 （mm） （*高 （mm / u）深 （mm） （*重量 （kg）gsm 系統(tǒng) （esma）- 傳輸子模塊447 / 492262133 / 3 u40422 / 5601659.30.34gsm 雙 trx 模塊 （exxa）- gsm 寬帶組合器子模塊（ewxa）447 / 4927890 / 2 u48422 / 56012410.21gsm rf 雙工器模塊 （erxa）447 / 49244 / 1 u422 / 56010.8gsm 系統(tǒng)擴展模塊 （esea）447 / 492133 / 3 u422 / 5609.1gsm 遠端調諧組合器 （空腔組合器） 模塊 （ecxa）447 178 / 4 u422 28.5交流電源 （fpma）- fpaa- fpba447 / 4927272 133 / 3 u 100100422 / 560380380 113.23.824 直流電源 （fpda）447 / 49290 / 2 u422 / 560 15室內機柜（fcia）600180060062室外機柜 （fcoa）- 附帶過濾器77077015501550770910 70 90分布式基站主要安裝選項為： 地板（棧）安裝 墻安裝 電線桿安裝 機柜安裝 圖2-9 分布式基站安裝圖 分布式基站不同于傳統(tǒng)宏基站，其所采用bbu安裝在機房，rru覆蓋單元直接拉到遠端進行安裝的方式大大減少了饋線的損耗，增加了組網的靈活性，降低了機房建設的物業(yè)協(xié)調難度，加快了建站周期。2.3.2 多模rru安裝施工多模rru尺寸大小為：近端430300136（mm）；遠端372492192（mm）。近端支持機柜安裝以及掛墻安裝；遠端支持掛墻安裝或抱桿安裝。圖2-10 多模rru近端安裝圖圖2-11 多模rru遠端安裝圖多模rru將多種制式集成在一起，因此在遠端減少了設備的數量，安裝變得更加簡單，物業(yè)協(xié)調難度、工程施工量等均得到大幅降低，建設周期大為縮短。2.3.3 小結在單制式建設時分布式基站具備組網靈活的優(yōu)勢，但在多網共同建設時會造成安裝設備過多的問題，同時每種制式的設備需要單獨安裝、單獨引入電源、單獨接入光纜等，安裝難度和工作量加大。多模rru由于采用一體化集成技術，多種制式同時傳輸，可減少安裝難度與施工量，從而提高系統(tǒng)效率，如下圖所示：圖2-12 多模rru與分布式基站安裝對比分析在一些安裝位置受限的區(qū)域，如寧夏大學，大部分區(qū)域無機房，只能安裝在樓梯旁墻壁上，且安裝空間不足，如下圖所示：倉庫，不允許安裝設備設備安裝位置圖2-13 寧夏大學設備安裝地點在安裝空間受限的區(qū)域采用分網建設的方式將導致安裝空間不足，同時物業(yè)協(xié)調難度將大大加大。另外，分網建設時由于設備數量較多，將造成協(xié)調成本以及施工成本的增加。1) 施工協(xié)調成本分網建設方式安裝gsm、td、wlan需要分別施工，由于設備所屬廠家不同，因此會造成多次進場、多次施工的問題，這就造成物業(yè)需要多次協(xié)調，而根據現網來看2g建設、3g改造、wlan改造每次均需協(xié)調且費用較高。采用多模rru系統(tǒng)室分覆蓋解決方案可實現一次進場、一次安裝、一次協(xié)調，最大可降低協(xié)調費用近一半以上。2) 設備協(xié)調成本物業(yè)談判時，設備安裝數量越多往往會造成協(xié)調費用的增加，同時多臺設備可能會占用到更多的機房或弱電井，場地租費也會更多，協(xié)調費用也會相應增加。相比分網建網方式，多模rru室分覆蓋解決方案可減少g+t有源設備數量近一半，且多模設備體積小，可大大減少設備安裝數量及位置的協(xié)調，減少設備數量及場地租用的協(xié)調費用。由于物業(yè)協(xié)調費用根據站點的不同情況差異性較大，部分站點可能協(xié)調費用降低不多，但部分站點可能協(xié)調費用會有大幅降低。從整網綜合建設成本來看，采用多模rru室分覆蓋解決方案會降低物業(yè)協(xié)調成本。3) 設備安裝成本分網建網方式中，gsm與td rru所占設備安裝部分的施工量較大。采用多模rru系統(tǒng)室分覆蓋解決方案可減少近一半設備數量，設備安裝費用可減少近30%。以北方民族大學站點為例，采用分網建網方式需要安裝遠端設備約122臺（td僅開通a頻段的前提下），采用多模rru室分覆蓋解決方案只需安裝遠端設備61臺，安裝費用可降低50%以上。4) 光纖布放成本2g、3g室內分布已普遍采用光纖分布系統(tǒng)，而多制式、多設備對光纖資源的需求量較大，雖然大部分站點光纖資源能夠滿足3g建網需求，但仍有部分場景存在光纖資源不足的情況，而隨著后續(xù)lte的建設，將會有很多站點存在光纖資源不足的情況，勢必造成重新施工布放光纜，增加建網成本。多模rru技術可實現gsm、td、wlan三種制式共用一芯光纖，相比分網建網方案可節(jié)省近2/3光纖資源，可有效降低建網成本。以北方民族大學站點為例，相比分網建網方式，多模rru室分覆蓋解決方案光纜建設成本可降低30%。2.4 運維分析2.4.1 分布式基站運維分析分布式基站分網建設時各種制式的設備均需單獨節(jié)電，隨著網絡的持續(xù)運行其所消耗的電能將隨之增加。進行三網共建時，td-scdma f頻段的rru與td-scdma a頻段的rru功耗分別約為110w，gsm制式設備的功耗見下表所示：bts 配置. 成本優(yōu)化配置和假定在 bss13中有 24 trxs / bcf 功率消耗800/900 mhz （所有時隙恒定全功率）功率消耗1800/1900 mhz （所有時隙恒定全功率）ww1+1+17107522+2+2106311383+3+3153619704+4+4194820986+6+6287330908+8+8375840504+4+4 rtc198821236+6+6 rtc28733083從表上可以看出，分布式基站的功耗非常大，即使去除bbu部分，單獨rru的功耗也將達到幾百瓦（如貝爾公司的rru功耗為400w），當進行多網建設時，各種制式的設備功耗將是一個耗電大戶。另外，由于分網建設時設備數量較多，站點維護時將增加大量的維護量以及維護人員的出勤數。2.4.2 多模rru運維分析多模rru系統(tǒng)采用數字處理技術、數字功放技術等一系列的技術，系統(tǒng)效率大大提升，降低了設備功耗，在設備所有制式滿功率開啟時其功耗僅不到350w，節(jié)能環(huán)保，同時降低日常運營費用。同時，設備的高度集成化將使維護人員只需在機房即可完成設備的維護工作，即便需要到達工程現場也只需調試一臺設備即可，大幅度降低了維護的工作量。2.4.3 小結由于分網建設時各種設備均包含有數字處理模塊、數字射頻模塊等，因此其整體的系統(tǒng)效率將會降低，從而增加整體系統(tǒng)的功耗。多模rru系統(tǒng)多種制式共用數字處理單元等模塊，功耗得以降低，在日常運營時節(jié)能環(huán)保，降低日常運營費用。另外，由于多模rru系統(tǒng)將多種制式集成到一臺設備上，維護工作量大大降低，從而節(jié)省維護費用。2.5 容量分析2.5.1 分布式基站容量分析分布式基站中間傳輸的信號為基帶信號，直接對接收到的信號進行處理，可以單獨提供容量，完成信號的拉遠覆蓋。系統(tǒng)需要擴容時需增加載頻模塊，對系統(tǒng)進行升級。目前西夏三區(qū)中設計的每個gsm邏輯小區(qū)最大載頻數為8載頻，當話務量提高時，設備最大可支持擴容至12載頻。2.5.2 多模rru容量分析多模rru系統(tǒng)傳輸的信號為射頻信號，不能單獨提供容量，但在接入各種制式信源后可實現各自容量的拉遠覆蓋。作為gsm系統(tǒng)來說，多模rru設備可以支持最多16載波，具體載波配置數是由基站主設備根據具體覆蓋情況來配置，多模rru只是將近端機耦合的基站載波信號拉遠到遠端室內覆蓋區(qū)，并不改變其容量，多達16載波的容量支持可滿足各種覆蓋場景的容量需求。td系統(tǒng)的f頻段和a頻段都采用寬帶型，直接耦合rru的射頻信號進行傳輸和覆蓋，并不改變容量，載波配置由主設備來具體配置，無論rru的載波數量配置多少，多模rru都可以支持。而針對業(yè)務熱點場景，通過n頻點組網，當現網的a頻段無法支持足夠的載波的話，可擴容使用f頻段，多模rru同樣能夠支持。另一方面，由于多模rru采用光纖傳輸，系統(tǒng)對隔離度的要求很低，若將設備的施主rru與另一rru規(guī)劃為同一小區(qū)，可以利用兩個rru覆蓋區(qū)之間的空間隔離度，開啟兩個rru的空分多址功能，節(jié)省載頻資源，從而增加系統(tǒng)容量。wlan部分，由于多模rru只是作一個基帶傳輸功能，支持1000mbps接口的傳輸速率，對于現在的交換機傳輸容量可良好支持。2.5.3 小結分布式基站可單獨提供容量，gsm可擴容至12載頻，多模rru不能單獨提供容量，但可實現容量的定向拉遠，其所支持的各種制式均具有強大的擴容能力，在系統(tǒng)擴容時不需升級、不需增加設備即可實現。三、 總結采用分布式基站分網建設模式，各種制式單獨建設，建網效率及運維效率低，設備數量較多，物業(yè)協(xié)調難，施工難度大，光纜資源、安裝空間消耗嚴重，系統(tǒng)升級擴容困難，不利于網絡的高效建設。采用多模rru系統(tǒng)多制式共建模式可實現多制式共設備、共分布系統(tǒng)高效建網，同時達到與分網建網方式相同的網絡效果。分網組網方案與多模rru系統(tǒng)室分覆蓋組網方案的具體對比見下表分析：對比項細項分布式基站分網建設模式多模rru共網建設模式覆蓋效果覆蓋能力功率高，單設備覆蓋能力強功率高，單設備覆蓋能力強組網能力并聯支持支持級聯支持支持組網靈活性靈活靈活組網復雜度復雜相比分網組網方式組網簡單協(xié)調施工物業(yè)協(xié)調難度多網多次進場、多次協(xié)調難度大；設備數量多，占用空間大，協(xié)調難度大設備數量少，占用空間小，協(xié)調難度小施工難度設備數量多，施工難度大相比分網建設方式設備數量少，施工難度小光纖資源需求單設備單網至少需一根光纖單設備多網只需一根光纖安裝空