【摘 要】為降低運營商和設(shè)備制造商的網(wǎng)絡(luò)無線擴容成本,縮短網(wǎng)絡(luò)擴容建設(shè)的時間,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)覆蓋問題,所以運營商都只需要對基站進行單載波同頻配置。用戶數(shù)量大量增長后,或HSDPA/HSUPA等業(yè)務(wù)持續(xù)增加后,需要實現(xiàn)WCDMA網(wǎng)絡(luò)無線擴容。多載波擴容方案具有成本低、效果明顯、工程量小、載波間的切換問題易解決等優(yōu)勢,是運營商優(yōu)先考慮的擴容方案。

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

本文旨在介紹一種便捷有效的容量限制控制方案,使運營商能夠按業(yè)務(wù)增長所需付費。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,通過載波和功率容量許可協(xié)議,允許運營商只使用少量的載波和功率以滿足對網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。如果運營商提出多載波擴容的需求,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)的多載波擴容方案相比,該方案能大大降低基站的擴容費用和工程安裝費用,縮短基站的擴容時間。

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,運營商只需向設(shè)備制造商購買基站中的較少部分容量資源,設(shè)備制造商通過基站容量限制控制只讓運營商使用已經(jīng)購買的容量資源。對另一部分容量資源,運營商如果需要,可以另行購買。運營商在OMC上產(chǎn)生一個資源擴容的配置文件,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)備制造商確認運營商已經(jīng)購買了此部分基站容量資源,密鑰管理服務(wù)器就產(chǎn)生一個經(jīng)過密鑰加密的可執(zhí)行配置文件,并把相應(yīng)的密鑰發(fā)給運營商。運營商通過密鑰打開可執(zhí)行配置文件,完成OMC上的基站資源擴容配置。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)生和確認由設(shè)備制造商控制。

(2)OMC:操作維護服務(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,運營商可以進行基站資源擴容配置。

(3)BTS:通過檢查自身的硬件數(shù)量和種類,得到基站硬件容量;通過接收OMC的軟件容量許可命令,得到基站軟件容量。基站實際可用的容量資源為基站硬件容量和基站軟件容量兩者的較小值。

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

運營商購買了設(shè)備制造商的硬件資源后,至少還會購買基站射頻單元的一個載波,否則購買射頻單元沒有意義。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。此值必須通過申請密鑰后,用密鑰在OMC上修改;

◆基站實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順序加載輔載波,編號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RRU 60w,其硬件載波容量為:3*2(RRU 60w支持2個輔載波)=6;基站的軟件載波容量為3。

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

如果運營商要求進行擴容升級,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,基站的實際載波加載情況為:3個RRU 60w都能夠加載2個輔載波,每個RRU可以使用3個載波。

(2)維度二:基站功率容量資源限制控制

運營商在WCDMA基站網(wǎng)絡(luò)擴容過程中,也會對基站的功率資源提出擴容需求。

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(單個射頻單元支持的最大功率值);

◆射頻單元配置值:通過OMC,運營商可以配置每一個射頻單元的最大發(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順序加載基站射頻單元,編號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RRU 60w,其中編號靠前的3個RRU 60w的功率配置值為20w,編號靠后的3個RRU 60w的功率配置值為40w。基站的功率許可值是110w。

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

基站實際可加載的功率值=20w+20w+20w+40w=100w

如果運營商要求進行擴容升級,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容中的優(yōu)勢

表2為實現(xiàn)普通擴容方案和實現(xiàn)容量限制擴容方案時投資的對比。其中各項投資的比例參考了《3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資的分析研究》中的部分數(shù)據(jù),對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,實現(xiàn)單載波覆蓋時,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。但是實現(xiàn)3載波基站擴容以后,容量限制控制方案要比普通單載波覆蓋低12%的投資成本。而如果只計算基站及基站控制器設(shè)備和工程安裝費用這兩項,容量限制控制方案更是降低了34%的投資成本。

3 小結(jié)

實現(xiàn)WCDMA基站的載波和功率容量限制控制只需要增加一個密鑰管理服務(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)擴容過程中的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費用。另外,在此方案中,由于WCDMA基站多載波擴容只涉及參數(shù)的修改,因此可以大大減少網(wǎng)絡(luò)擴容建設(shè)的時間。

參考文獻

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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).★

【作者簡介】

王英敏:中級工程師,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)專業(yè)?，F(xiàn)任上海貝爾阿爾卡特股份有限公司移動通信網(wǎng)絡(luò)集團移動無線網(wǎng)絡(luò)研發(fā)部測試工程師,研究方向:HSXPA關(guān)鍵性指標(biāo)測試。