中興通訊 | 任杰

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展激發(fā)了無(wú)線數(shù)據(jù)流量和信令數(shù)量對(duì)網(wǎng)絡(luò)的沖擊，這使得“頻譜”和“站點(diǎn)”從未像現(xiàn)在這樣成為左右無(wú)線網(wǎng)絡(luò)未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵要素。

在無(wú)線站點(diǎn)越來(lái)越密集的趨勢(shì)下，城市環(huán)境復(fù)雜、業(yè)務(wù)量大，網(wǎng)絡(luò)仍面臨容量壓力和深度覆蓋盲區(qū)。然而，受鄰區(qū)干擾機(jī)制所限，一味提升宏站密度并不是解決這些問(wèn)題的有效辦法。擴(kuò)展新頻段、演進(jìn)到新制式等常規(guī)擴(kuò)容手段，則需要經(jīng)歷一個(gè)產(chǎn)業(yè)成熟的過(guò)程，無(wú)法及時(shí)、有效應(yīng)對(duì)運(yùn)營(yíng)商當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)。

在此趨勢(shì)下，小區(qū)分裂、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)化，即構(gòu)建立體分層網(wǎng)絡(luò)（HetNet）將是應(yīng)對(duì)未來(lái)數(shù)據(jù)流量陡增，滿足容量增長(zhǎng)需求的主要途徑。在宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)層中，運(yùn)營(yíng)商通過(guò)布放大量低功率的微蜂窩（Micro Cell）、微微蜂窩（Pico Cell）、毫微微蜂窩（Femto Cell）等非標(biāo)準(zhǔn)六邊形蜂窩接入點(diǎn)，形成低功率節(jié)點(diǎn)層，大量重用系統(tǒng)已有頻譜資源，增強(qiáng)總的等效功率資源，并有針對(duì)性地按需部署、就近接入，來(lái)滿足熱點(diǎn)地區(qū)對(duì)容量的需求。

HetNet方案

HetNet場(chǎng)景（圖1）最大的特點(diǎn)就是引入大量的Small Cell，用于增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋以及熱點(diǎn)區(qū)域的容量。一般來(lái)說(shuō)異構(gòu)（HetNet）組網(wǎng)，Macro Cell覆蓋較大區(qū)域，解決移動(dòng)通信連續(xù)性覆蓋所面臨的問(wèn)題，F(xiàn)emto、Pico、Micro等Small Cell設(shè)備所覆蓋區(qū)域，吸收熱點(diǎn)地區(qū)的數(shù)據(jù)量（見(jiàn)圖1）。有統(tǒng)計(jì)表明，未來(lái)80%～90%的系統(tǒng)流量將發(fā)生在室內(nèi)和熱點(diǎn)場(chǎng)景，這就意味著，單位區(qū)域內(nèi)，用戶的分布是非均勻的。由于用戶分布、系統(tǒng)容量的不均勻性，Macro Cell與Small Cell之間的有效協(xié)同（即宏微協(xié)同）成為HetNet網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。因此有必要針對(duì)HetNet網(wǎng)絡(luò)下的宏微協(xié)同技術(shù)進(jìn)行深入探討，通過(guò)HetNet網(wǎng)絡(luò)下的區(qū)域容量統(tǒng)計(jì)信息，來(lái)調(diào)整Macro Cell和Small Cell之間的用戶分布以及資源配置，從而提升HetNet網(wǎng)絡(luò)的整體性能。

宏微協(xié)同技術(shù)中一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)在于區(qū)域容量的優(yōu)化以及宏微干擾抑制，在HetNet同頻組網(wǎng)的場(chǎng)景下，為解決同頻組網(wǎng)的容量和干擾問(wèn)題，引入了ABS和CRE機(jī)制。ABS機(jī)制，通過(guò)在時(shí)域上協(xié)調(diào)Macro Cell和Small Cell之間的數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)機(jī)，解決Macro Cell和Small Cell之間的同頻干擾問(wèn)題，提升系統(tǒng)的容量。而CRE機(jī)制，通過(guò)擴(kuò)大偏置參數(shù)的方法，擴(kuò)大Small Cell的覆蓋范圍，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的容量。

圖1 HetNet部署場(chǎng)景

圖2 HetNet區(qū)域容量?jī)?yōu)化整體過(guò)程

區(qū)域容量?jī)?yōu)化方案，總體上可分成兩個(gè)方面：區(qū)域容量聯(lián)合檢測(cè)、區(qū)域容量實(shí)現(xiàn)機(jī)制。區(qū)域容量聯(lián)合檢測(cè)主要包括區(qū)域及區(qū)域“溫度”的描述，區(qū)域容量檢測(cè)信息的統(tǒng)計(jì)、匯聚、上報(bào)。區(qū)域容量實(shí)現(xiàn)機(jī)制主要包括CRE機(jī)制、ABS機(jī)制等。

ABS/CRE參數(shù)的自動(dòng)控制及優(yōu)化，都是與負(fù)荷相關(guān)的，即需要根據(jù)Macro Cell和Small Cell的負(fù)荷情況作為衡量區(qū)域“溫度”的基準(zhǔn)來(lái)調(diào)整、優(yōu)化其參數(shù)配置。

其基本思路為，Macro Cell默認(rèn)一直打開(kāi)，Small Cell則根據(jù)用戶歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)在特定“閑”的時(shí)段關(guān)閉。在Small Cell開(kāi)啟時(shí)，Macro Cell進(jìn)行區(qū)域“溫度”監(jiān)測(cè)。初始系統(tǒng)配置正常的ABS和CRE參數(shù)。隨著區(qū)域“溫度”上升，系統(tǒng)通過(guò)調(diào)整/優(yōu)化ABS和CRE參數(shù)配置，擴(kuò)大Small Cell覆蓋范圍，盡可能多地吸收Macro Cell的用戶和業(yè)務(wù)，提升系統(tǒng)的整體容量。后續(xù)當(dāng)區(qū)域“溫度”逐步降低時(shí)，再次通過(guò)調(diào)整/優(yōu)化ABS和CRE參數(shù)配置，將ABS和CRE參數(shù)調(diào)整為正常的配置。當(dāng)Small Cell關(guān)閉時(shí)，則關(guān)閉ABS和CRE參數(shù)調(diào)整、優(yōu)化功能。HetNet區(qū)域容量?jī)?yōu)化過(guò)程如圖2所示。

當(dāng)然，上述HetNet宏微協(xié)同機(jī)制也會(huì)有一定的局限性，其依賴于Macro Cell、Small Cell等網(wǎng)元的支持。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中Small Cell為異廠商時(shí)，需要其支持相關(guān)的接口，以及相關(guān)負(fù)荷信息的上報(bào)，調(diào)整的參數(shù)配置互通；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中Macro Cell為異廠商時(shí)，該方案將無(wú)法有效執(zhí)行。也就是說(shuō)，上述宏微容量協(xié)調(diào)機(jī)制必須依賴于中興通訊部署的Macro Cell。

外場(chǎng)驗(yàn)證

繼2012年中國(guó)移動(dòng)開(kāi)展28課題研究工作后，2013年中興通訊深入?yún)⑴c宏微混合組網(wǎng)的外場(chǎng)測(cè)試，主要針對(duì)室內(nèi)補(bǔ)盲、室內(nèi)補(bǔ)熱、室外補(bǔ)盲、室外補(bǔ)熱4種場(chǎng)景，采用宏微同頻和宏微異頻兩種組網(wǎng)模式，測(cè)試結(jié)果表明微站可以實(shí)現(xiàn)和宏站的混合組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)場(chǎng)景下的補(bǔ)盲補(bǔ)熱功能和效果。通過(guò)合理的場(chǎng)景規(guī)劃和合適的宏微互操作策略，微站可以對(duì)宏站網(wǎng)絡(luò)起到很好的補(bǔ)充作用。一體化微站開(kāi)啟后，顯著提升移動(dòng)臺(tái)RSRP：RSRP大于-95dbm的比例從53.42%提升到99.02%。提高移動(dòng)臺(tái)SINR：SINR大于20dB的比例提升了13%（同頻）和33%（異頻）。顯著提高宏站覆蓋下的中點(diǎn)和差點(diǎn)單用戶吞吐量：下行吞吐量在差點(diǎn)提升了8倍。此次測(cè)試充分表明，中興通訊具備成熟的HetNet商用解決方案。

未來(lái)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)更加注重業(yè)務(wù)體驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)，HetNet立體分層網(wǎng)通過(guò)多頻、多模、多扇區(qū)等技術(shù)手段，有效保證單個(gè)基站向超寬帶方向演進(jìn)；同時(shí)，通過(guò)改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)層中布放大量低功率的微蜂窩基站，重用系統(tǒng)已有頻譜資源，提高頻譜密度，保證超寬帶無(wú)處不在，為小區(qū)中心及邊緣用戶提供充沛的流量資源，滿足用戶的大流量需求，幫助運(yùn)營(yíng)商提升網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)商業(yè)成功。