长沙移动C-RAN试验项目

1 成果上报申请书 成果名称 长沙移动 GSM C-RAN集中部署试验 成果申报单位 中国移动通信集团湖南有限公司长沙分公司 成果 承担 部门 /分 公司 长沙 分 公司 发展计划部 项目负责人姓名 项目负责人联系电话和 Email 成果专业类别 * 无线 所属专业部门 * 网络线条 成果研究类别 * 相关 网络解决方案 省内评审结果 * 优秀 关键词索引（ 3 5 个） GSM C-RAN 集中部署 多级 RRU级联 应用投资 0 万元（指别的省引入应用大致需要的投资金额） 产品版权归属单位 中国移动通信集团湖南有限 公司 对企业现有标准规范的符合度： 符合 成果简介： 目的： 响应中国移动集团 部署 GSM C-RAN新型 网络 的号召， 2011 年 5 月 开展长沙 GSM C-RAN测试试点工作 ，实地进行 C-RAN 网络性能测试 ： 包括 C-RAN 集中化部署运维管理测试及性能测试、多级 RRU 级联配置及性能测试、多 RRU 共小区性能测试等 方面 。 通过 测试 试点工作的 开展， 完成 各项性能的验证，并搜集翔实的试验测试数据；积累 C-RAN建设经验，作为后续 GSM C-RAN规模部署的基础，并为其他兄弟省份提供可借鉴经验。 意义： C-RAN 作为新 一代绿色无线接入网架构， 适用于 应对 电信业的蓬勃发展 给无线接入网带来的挑战，并适应 后续 LTE 网络发展要求，该新型 网络的部署 具有重要的意义： 1. 解决密集城区话务 问题 ； 2. 提升 网络 CS/PS 性能 ； 3. RRU环形组网、多级 RRU级联以及基带资源动态管理 提升网络性能； 4. 降低新建机房及选址困难， 具有 精简网络建设成本 的能力 ； 2 5. 具有 集中网管和集中维护 的优势。 省内试运行效果： 长沙分公司从 2011 年 5 月份开始进行 GSM C-RAN试验准备工作， 认真完成 C-RAN区域选择、技术方案确定和包括传输改造等方面的工程实施工作。 6 月中 旬 长沙 GSM C-RAN测试网络替换站点的全部顺利开通， C-RAN网络的性能优势 得以充分验证 ， 7 月 15 日全部测试完成， 试验数据显示：重点网络 KPI 优于替换前网络 ；通过对新建站点建设成本评估， GSM C-RAN 建设方式对于节省运营商 CAPEX和 OPEX效果明显。 1、测试情况 本次 C-RAN 测试依据中国移动 GSM 网络 C-RAN 测试规范 _修订版 v1 4， 湖南 GSM C-RAN外场试点测试内容包括白光直驱组网运维管理、多级 RRU 组网配置功能、 BBU 集中维护功能、 C-RAN组网环境下的业务性能、 C-RAN 组网环 境下的潮汐功能、多 RRU 共小区性能测试等 6 个部分，每个部分又包括多个测试条目，共 56 个测试条目 ， 54 条测试通过，其中 3 条（ 2.1.10 光纤拉远时延抖动测试， 2.1.11 光纤拉远频率抖动测试， 3.1.4 多级 RRU 延时补偿精度测试）在现网不具备测试条件，采用在北京中移研究院的测试结果。 2 条可选条目（ 3.2.1.3 RRU 环带链组网下的站点配置测试与 4.2 BBU 对 RRU 环网备份功能测试）暂不支持，具体测试结果参见 中国移动湖南长沙 GSM C-RAN 商用试点测试报告 ： 网络运维管理 多级 RRU组网配置 BBU 集中维护管理 CRAN 组网业务性能 潮汐功能 多 RRU共小区 已通过测试例 9 11 1 22 6 3 未通过测试项 0 0 0 0 0 0 未执行测试例 0 1 1 0 0 0 总测试例 9 12 2 22 6 3 测试结果表明： （ 1） C-RAN 网络设备已经具备集中运维管理的能力， 18 级 RRU 环形组网各项倒换功能正常，业务性能路测指标优于替换前， KPI 指标更是提升明显； （ 2） 师大上游村多 RRU 共小区协作处理功能开启后，小区的下行覆盖效果提升明显，上下行RQ 指标有所提升，小区 MOS 均值由 3.34 提升到 3.723； （ 3） 新建站曙光泊岸通过多 RRU 共小区实现室内外立体协同覆盖； （ 4） 潮汐功能开启后，更加高效利用网络资源，接入环 B 的 BBU 减配 2 块 UBPG 单板， KPI指标前后对比无变化。 3 2、 C-RAN 组网环境下的业务性能 本次割接后网络重要 KPI 指标保持稳中有升 ，站点设备运行正常，在插花网络结构下（跨 BSC跨位置区），和 MOT 有历史记录的指标数据比，各项指标在割接后得到一定幅度提升，网络实现割接前后平稳过渡。 （ 1） 割接前忙时站点存在少量 SDCCH 拥塞，割接后对存在 SDCCH 拥塞小区进行 SDCCH 信道扩容并开启动态 SDCCH 功能，割接后忙时已无 SDCCH 拥塞现象。 （ 2） 割接后各小区忙时上行 TBF 建链成功率基本保持在 99%以上，同割接前相比有明显提升。 （ 3） 割接前 A 环师大图书馆 5 小区和 6 小区忙时存在少量 SDCCH 掉话现场，割接后各小区忙时 SDCCH 掉话率均维持在 0%。 （ 4） 割接前割接后各小区忙时下行 TBF 建链成功率基本保持在 98%以上，同割接前相比有明显提升。 4 一、 背景 随着电信业务的蓬勃发展与用户行为的不断变化，无线接入网正面临着前所未有的挑战：大量基站导致高额能耗；潮汐效应导致部分基站利用率低下；站点资源难以获取； 网络的资本支出与运维成本逐年增高。 同时， 即将到来的 LTE 时代将是用户海量数据业务和随心所欲接入信息网络的时代，而 LTE 高频段、高带宽、高阶调制的无线特性令其不得不采用微小区进行覆盖。因此，未来的无线接入网必须满足以下的要求： 降低资源能耗，减少资本开支与运营开支 提高频谱效率，增加用户带宽 统一平台，支持多标准与平滑升级 能够满足终端多种业务需求 针对上述问题，中国移动于 2010年 4 月提出新一代绿色无线接入网架构 C-RAN 。 C-RAN架构是在分布式基站（基带处理单元 +射频拉远单元）基础上的进一步创新，通 过基带集中处理、协作式无线电技术以及实时云性基础设施，实现网路 资源共享以及动态的网络负载均衡，提供更大的带宽和更灵活的多标准运营支持。 二、 长沙 GSM C-RAN 试验技术方案 长沙 GSM C-RAN项目 从 5月份开始 进行外场试验准备工作 ， 通过选择典型试验区域进行 C-RAN各项性能测试： 典型 试验 区域的选择 长沙 GSM C-RAN试验选择岳麓山东南侧天马山附近湖南师大、中南工大以及周边住宅小区等区域进行 GSM C-RAN集中化部署和多级 RRU级联试验，验证该技术的优势。试验区域占地面积约 15平方公里，人口约 4 万，移 动 2G用户约 21000人， TD用户约 770户。忙时语音话务量达到 659.69Erl，按照 2011 年规划设计，该区域设计忙时语音话务量将达到 792Erl，预计增长 20%。 5 测试区域 包括现网 替换站 13 个，其中， 900M站 8 个， 1800M 站 5 个；新建站 900M 和 1800M各 1 个。 该试验区的选择，主要基于其网络的典型性，有利于 C-RAN试验的开展和各项功能的验证： 1. 试验区域位于岳麓山附近高校区内，区域内包括湖南师大、中南工大等高校，话务量较大，适合验证 C-RAN解决密集城区话务场景的能力。 2. 试验区域内学生宿 舍、居民住宅较多，由于建筑物较多，无线覆盖环境复杂，覆盖整体指标仍有提升空间，适合验证 C-RAN对网络 CS/PS 性能的提升能力。 3. 试验区域高校内存在一定话务潮汐现象，可以初步验证 C-RAN组网基带资源动态管理能力。 长沙 GSM C-RAN 试验 总体方案 GSM C-RAN部署方案将无线基带 BBU 设备集中放置于中心机房，通过骨干光纤将射频设备RRU 拉远至覆盖点。基带集中点放置原则为空间充足，配套资源丰富且有预留，光缆、管孔资源丰富且有富余，同时具备双向路由，光缆路由丰富，可达程度高，便于引接。基带集中的局址应具有汇聚层传输设备，小型集中局址应具有良好的传输条件。经过仔细选择，本次试点选择天马山传输汇聚节点作为 BBU 集中建设点。 6 序号 接入环 站点名称 站点配置 RRU 数量 属性 900M 1800M 合计 1 A 师大图书馆 900M： 6/9/8 3 4 13 现网 900/1800M 共站 1800M： 8/8/8 2 师大上游村 900M： 3/8 3 0 现网 900M 3 曙光泊岸 1800M： 8/8/8 0 3 新建 1800M 4 B 后湖小区 900M： 7/7/7 3 0 18 新建 900M 5 工大升华公寓 19 栋 900M： 8/6/8 3 8 现网 900/1800M 共站 1800M： 8/8/8/8/8 6 工大南院 900M： 8/6 3 1 现网 900/1800M 共站 1800M: 6 7 C 靳江小区 900M： 6/6/4 3 0 15 现网 900M 8 三桥西 900M： 8/8/6 4 0 现网 900M 9 阳光 100 1800M： 6/6/4 0 2 现网 1800M 10 冯家老屋组 900M： 8/6/6 4 0 现网 900M 11 阳光安置小区 900M： 6/6/6 2 0 现网 900M 试验 共涉及 11 个物理站址 ， 接入环（ 1GE）分三族，分别记为 A 环师大图书馆、师大上游村 、曙光泊岸（新建站） ； B 环工大升华公寓 19 栋、工大南院和 后湖小区 （ 新建站 ） ； C 环阳光 100、阳光安置小区、三桥西、冯家老屋组、靳江小区。最终通过汇聚环（ 10GE）汇聚于天马山机房，其网络拓扑结构如下图： 通过选择典型性试验区域，本次 GSM C-RAN 试验方案 需 完成如下 方面 验证： 7 1. 选择天马山核心机房做为 BBU 集中部署的节点，以验证集中网管和集中维护的便利性； 2. 本次试验方案中接入环 B 可通过光纤直驱连接 18 级 RRU，以 验证 多级 RRU级联 的配置及性能； 3. 本次试验 选取师大上游村站点小区 B（载频容量为 8）来验证多 RRU 共小区的性能，新增一个 RRU与原有 RRU配置成同小区， 以 验证多 RRU共小区对于网络性能的提升。 三、 长沙 GSM C-RAN 试验 工程实施 试验 设备选择 ： RRU 供电及安装方案： 传输改造 方案 ： 8 试验区域所有基站纤芯资源到位，可在天马 山 局点分别跳纤至新民路和郑家湾局点形成三个测试接入环。 四、 长沙 GSM C-RAN 试验成果 试验验证 C-RAN 网络性能： 随着长沙 GSM C-RAN试点网络的部署和开通，完成 C-RAN新型网络性能验证 ： 1. BBU集中部署，共享基带资源的验证： BBU集中放置在天马山中心机房，集中维护，资源共享； 2. RRU环形组网，支持环网保护的验证： 全部站点 RRU通过光纤接入环采用环形组网方式接入 BBU，有效节省光纤资源，同时支持环网倒换保护功能，充分保证网络安全 ； 3. 18 级 RRU级联验证：接入环 B 上共计 3 物理站点、 18 个 RRU，进行 18 级 RRU级联 试验 ，结合 环网保护，网络安全亦得以充分保证； 4. 上行协作处理性能提升 验证： 师大上游村站点天馈安装在楼顶，覆盖两个小区，其中一个小区覆盖区域植被茂盛，信号损耗大，导致替换前原覆盖小区信号质量较差，同时基站所在宿舍楼存在室内覆 盖弱区 ； 采用多 RRU 共小区方式进行改造： 两个 RRU分别连接两幅天线，一副天线重点覆盖小区远端，另一幅重点覆盖小区近端，同时两个 RRU 配置成一个小区；试验证明：多 RRU 共小区方式 有效增强信号稳定度，提升了小区覆盖质量和切换成功率。 9 试验验证网络指标提升 5 月 23 日，长沙 C-RAN试验技术方案确定； 5 月 30 日，全部设备安装及调测完成； 6 月 3 日，长沙 C-RAN试验 A 环割接完成。 6 月 18 日，在完成 C-RAN网络运维管理测试后，全部 13 个站点成功割接入网。 经网络指标监控和 DT 测试，割接后网络重点 KPI 指标全面优 于替换前网络 ： DT 测试指标统计： 指标 割接前 割接后 覆盖率 - 9 0 d b m 9 8 . 9 9 % 9 9 . 3 9 % 覆盖率 - 8 5 d b m 9 5 . 9 2 % 9 6 . 0 8 % 覆盖率 - 7 5 d b m 6 9 . 6 9 % 7 3 . 1 1 % 通话质量 9 7 . 8 1 % 9 8 . 0 8 % 掉话次数 0 0 GSM 电平图统计： 割接前 割接后 试验验证对建设成本的节省 C-RAN建网方式对运营商 CAPEX和 OPEX的节省程度也是本次试验重要的验证方面。本次试点为了响应集团号召特意选取 2 个新建站点，对其中后湖小区 （ S777 站点 ）进行评估 在光纤和电源都到位情况下预估建设和网络维护成本： 10 通过对该新建站点的预估，可以看出 C-RAN建设方式在节省 CAPEX和 OPEX方面效果明显。 同时，本次采用中兴通讯 两发四收（ 2T4R）设备 R8882，单 RRU 可支持两个小区，在载频机顶功率