RRU共小区方案设计设计提高GSM频谱利用率.docx
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RRU共小区方案设计设计提高GSM频谱利用率
资料编码
产品名称
GSM-BSS
使用对象
方案开发
产品版本
编写部门
服务方案开发
资料版本
V1.0
RRU共小区方案提高GSM频谱利用率
拟 制：
徐开平00143936
日 期：
2011-6-29
审 核：
日 期：
审 核：
日 期：
批 准：
日 期：
华为技术有限公司
版权所有 XX
修订记录
日期
修订版本
描述
作者
2011-6-29
V1.0
多RRU共小区提高GSM频谱利用率的方案构思
徐开平
关键词：
RRU共小区、GSM频谱利用率、Re-farming
摘要：
近两年基于不同客户对就提高频谱利用率的诉求，各大提供商通过新技术手段提出了不同的解决方案，试验结果各有千秋，但随着频率复用率的提高都伴随着一定的KPI恶化。
针对这一情况本文提出采用多RRU共小区方案，从资源共享可提高业务承载角度提高频谱利用率的方法。
并结合T运营商某区域网络实例，从容量提升、改造费用两方面着手讨论。
缩略语清单：
参考资料清单：
《R13_高速覆盖性能解决方案》
《GSMRRU共小区组网解决方案》
《Refarming服务解决方案》
背景
1.2008年印度政府授予GSM新牌照运营商4.4M频谱，预计话务量增加后免费扩展到6.2M频谱满足运营商要求。
但随后政府因为2G腐败案至今未承诺另外1.8M频谱资源的兑现，并有可能对剩余频率资源进行拍卖，起拍1.8M频谱全国license达到165亿卢比（合3.5亿美元）。
基于现网4.4M频谱，很多业务比较好的运营商都面临网络拥塞造成KPI恶化。
同时相对于过低ARPU值，新增基站将面临盈利压力，因此运营商都希望寻求在现有频谱、现有站点基础上增加容量的技术解决方案。
2.随着UMTS、LTE的的推广，GSM频率re-farming在很多国家得到应用。
但是针对频谱少于8M的运营商在计划UMTSre-farming时很可能会面临GSM网络容量问题，如目前8M左右频谱的运营商3Gre-farming方案应用后可用于GSM的频点只有3M，5-6M频谱的运营商通过1.4/3MLTEre-farming频谱资源支持的站型（如S211）很难满足话务需求。
运营商也希望寻求能够平滑承载现网GSM业务的解决方案。
多RRU共小区方案
多RRU共小区技术设计本来是为了满足高速铁路/隧道频繁切换场景下的解决方案。
但是频率资源受限的场景可以考虑，多RRU共小区技术用于市区宏基站。
如图：
图1使用多RRU共小区技术前后网络蜂窝结构
此时将三个小区（定向）改全向，在不改变基站总TRX数的情况下，受益于小区间载频资源/频率资源共享，同GOS可以承载可以更高的话务量。
那么通过定向改全向如何增加容量呢？
具体增加多少话务承载呢？
我们可以通过印度新牌运营商的4.4M频谱资源举例。
在考虑TCH和BCCH邻频影响可以容忍的情况下，目前印度新牌运营商普遍规划为
BCCH采用4x3规划：
12频点
TCH采用1x1跳频：
10频点
网上主流容量站点配置为S332,S422.
如果采用多RRU共小区方案，按照成熟的规划方法为：
BCCH采用7x1规划：
7频点
BCCH/TCH隔离频点：
1频点
TCH采用1x1跳频：
14频点
考虑满足1/2跳频负荷的情况下，支持最大配置S8.
两种方案业务承载能力如下：
（考虑到现网PS业务主要为动态信道，计算中统一为CS业务。
加上手机因素，最高半速率比例上限在80%左右）
普通定向解决方案
多RRU共小区方案
典型站型
S332
S422
S8
TCH数
Traffic
TCH数
Traffic
TCH数
Traffic
100%FR,GOS=2%
CELL0/1
22
14.9
30
21.9
60
49.6
CELL2
22
14.9
14
8.2
-
-
CELL3
14
8.2
14
8.2
-
-
SITE
38
38.3
49.6
HR占50%,GOS=2%
CELL0/1
29
21
40
31
80
68.7
CELL2
29
21
19
12.3
-
-
CELL3
19
12.3
19
12.3
-
-
SITE
54.3
55.6
68.7
HR占80%,GOS=2%
CELL0/1
36
27.3
50
40.3
100
88
CELL2
36
27.3
23
15.8
-
-
CELL3
23
15.8
23
15.8
-
-
SITE
70.4
71.9
88
从上表对比可以看出，在GOS取2%时，
100%全速率场景下，多RRU共小区方案比普通定向方案单站承载容量提升30%
50%半速率场景下，多RRU共小区方案比普通定向方案单站承载容量提升23%-26%
80%半速率场景下，多RRU共小区方案比普通定向方案单站承载容量提升22%-25%
在3MHZ频谱下采用多RRU共小区方案（S4），单站承载容量可以比S211提升50%。
如果再考虑到三小区方案因为话务不均衡问题造成的的拥塞，多RRU共小区方案实际容量提升比例更大。
关键技术可行性分析
1.BCCH全网7x1邻频规划组网的实现
全向小区7x1规划是蜂窝技术中典型方法，在频率复用同频属性上已无争论。
但是如上图1，在特定背景下，实现BCCH7x1规划的频点将是连续的7个邻频频点，而有别于GSM初期采用的间隔频点如选择1,3,5,7…
针对该问题，可以考虑用于re-farming方案的180Khz滤波属性（GRFU/MRFU,RRU3008），降低邻频的影响。
在上行接收灵敏度方面还可以考虑开发新的多天线接收技术，充分发挥多共小区的优势。
另外，由于BCCH7x1全邻频组网方案只涉及BCCH上的干扰问题，只选择大于3个7x1蜂窝的区域，通过信道分配优先级的设置，很容易对BCCH进行CS满负荷以及PS＋CS业务满负荷压力测试。
2.共小区RRU载波限制
前面提到多RRU共小区技术设计目的是为了高铁覆盖，话务负荷不会过高，设备主要支持6TRX共小区。
如果采用该技术被用于提高频谱利用率，首先要满足的是4.4M以上带宽条件需要支持大于8TRX共小区。
另外考虑900M频谱re-farming后，部分双频运营商会采用同心圆技术组成900M1800M双频小区，最基本的配置会是8TRX+8TRX共小区的情况。
关于共小区TRX的限制，想要产品侧确认。
方案应用
该方案应用主要是目前频带低于5M的运营商和未来900M频率re-farming（UMTS/LTE）后剩余的低于5M带宽上组网。
硬件
1.针对现网4M以上频谱的运营商，其RFU模块应该是1GRFU/MRFU或者1-2DRFU，采用多RRU共小区时的话务站点配置应该在6-10TRX。
考虑到功率问题，推荐采用双GRFU/MRFU配置。
硬件成本方面运营商每站需要增加3个GRFU，或者DRFU更换GRFU，成本比较高，现阶段被采用的可能性不大。
但对非大话务站点，可以利用现网GRFU配置4-5TRX共小区
2.针对re-farming策略，增量配置准则应该为MRFU，对于GSM话务量已经明显降低的情况，可以保留1个RFU支持4-5TRX共小区策略，另外的MRFU可以直接用于re-farming.
如果运营商保留给GSM的频谱在4M以上，在GSM话务量未明显降低前使用双MRFU配置，选择其中一个MRFU作为GL共用模块。
随着GSM业务向LTE转移，GSM占用RFU可以逐渐过渡到1个RFU。
硬件方面re-farming场景主要考虑利用现网硬件资源，少量站点硬件投资。
软件和服务
1.首先多RRU共小区高铁覆盖方案已经得到业界认同，方案导入前后网络总TRX数基本不变而容量增加，客户在获益之后很容接受license付费。
且功能可在设备上用license控制。
2.因为方案执行时小区结构发生了很大变化，站点集成服务将是必须的。
硬件调整方面视是否增加RFU模块而定，但是都不需要涉及天线部分的服务，成本可控。
服务方面也可以参考基站扩容服务。
3.NTS服务方面主要是小区结构改变后的详细规划，该方面服务成本/价格可以根据现有基线按基站计算。
另外方案导入总体方案应该归属NTS服务，针对具体国家情况，方案实施前后实行网络质量保障。
整个服务可以参照搬迁割接服务等级。
主要服务为DTmonitoring，OMC48小时monitoring，方案导入后的RF例行优化及现场培训。
相关技术应用
同时在引进多RRU共小区技术后，还可以考虑的频率利用率提升技术有：
IBCA方案：
（InterfereBasedChannelAllocation），基于频率软复用SFR（SoftFrequencyReuse）算法，减少小区边缘干扰。
同心圆方案：
为不同的小区簇选择不同的外圆跳频频率，减少小区边缘干扰。
可参考LTE的部分频率复用方案FFR，（FractionalFrequencyReuse）
多天线接收技术：
可以在现有4天线接收基础上开发6天线接收，也可以改进算法动态选择6路接收天线信号中的4路，保证选择用户所在方向2路天线信号和另外两小区各1路信号。
F.A.Q
1.根据GSM基本理论，提高频谱利用率的方法是小区分列（故意错别字）。
现在小区是定向了，为什么你说将小区合并反而能提高频谱利用率呢？
通常小区分列是全网提高频谱利用率的正常手段，但是代价是增加更多基站，所以那只是理论。
现实中运营商必须考虑每个基站的利益最大化，当然也就是如何利用最少的频率做到单个站点的最大业务承载。
对GSM理论，频谱资源固定的情况下，通过合并小区得到的容量总是比分列小区的方法提供的业务量更高。
2.但是为什么GSM一直采用的是三扇区覆盖，而未采用全向覆盖或者定向天线的共小区技术呢？
答;a，受限覆盖功率问题，大家都知道
3.关于7*1规划：
其实7*1规划的同频干扰出是现在第四层邻区上，按照全向蜂窝7*1规划同频复用距离为4.65R，如果按照本文提及的规划方法，同频复用距离是3.97R，且这时候的小区半径的概念已经扩大为原来定向小区的覆盖距离。
4.关于改全向站后的优化调整：
本文所述的改为全向并不是替换天线，而是在现有定向天线的基础上将三个扇区合并为一个小区。
至于RF优化调整，可以完全集成定向基站的天线属性。
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