宁夏移动多模RRU系统与分布式基站建网模式对比分析.doc

宁夏移动多模rru系统与分布式基站建网模式对比分析多模rru系统与分布式基站建网模式对比分析中国移动通信集团宁夏有限公司2011年4月目 录一、背景情况31.1.覆盖区情况分析31.2.调整思路4二、多模rru系统与分布式基站建网模式的对比62.1实现原理62.1.1分布式基站工作原理62.1.2多模rru系统工作原理72.1.3小结72.2组网原理72.2.1分布式基站组网原理72.2.2多模rru组网原理102.2.3小结122.3安装施工132.3.1分布式基站安装施工132.3.2多模rru安装施工142.3.3小结152.4运维分析182.4.1分布式基站运维分析182.4.2多模rru运维分析192.4.3小结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小结20三、总结21四、多模rru应用案例23一、 背景情况1.1. 覆盖区情况分析宁夏银川市西夏3区网格面积6.5平方公里，网格区域内校园占有近1/2面积，其它为居民住宅小区和公共区域。其中网格内占地面积最大的校园是宁夏大学包括a、b、c区及新华学院，占地面积第二大的是北方民族大学。此外还有一些规模及占地面积较小的中专类学校。网格内最高建筑高度为11层，平均建筑高度为5层。图1-1 西夏3区网格位置图图1-2西夏3区网格内建筑分布位置图现网采用900m和1800m共小区组网， 900m与1800m频段传播特性差异，造成900m的bcch频点与1800m的tch频点的覆盖区域不同和在同一地点接收电平差值大。在1800m覆盖边缘区域，900m的bcch频点却有较高的接收电平，在此区域占用1800m频点，将产生接收电平低、tch分配成功率降低、切换失败率升高、掉话率升高、语音质量降低、用户感知度降低等问题。1.2. 调整思路为了避免上述问题，提升用户感知度，进行组网模式优化，结合移动gsm网络专项工作，解决思路遵循下列两个原则：1、新建室分吸纳室内话务，缓解宏站压力2、调整宏站，提高网络kpi指标关于第一个原则中的新建室内分布系统，可选用两种建设思路进行，即分网建设思路以及多模共建建设思路。分网建设思路中gsm、td-scdma以及wlan各种制式单独建设，通过在远端进行多网的合路或分开建设的方式对区域进行覆盖。其中，gsm与td-scdma网络采用bbu+rru的方式进行拉远建设，wlan通过ac+交换机+ap的方式覆盖。多模共建建设思路即在近端将gsm、td-scdma的f频段、a频段、wlan多种制式同时合并接入，通过一根光纤传输多种网络制式，在远端处由多模rru远端直接接入分布系统。下文将对采用分布式基站的建设模式与多模rru系统建设模式进行比较分析。二、 多模rru系统与分布式基站建网模式的对比2.1 实现原理2.1.1 分布式基站工作原理分布式基站建网模式是指在合路前分别由各种制式的bbu与rru组成，通过bbu进行信号的总体调制解调，rru实现射频的拉远，gsm与td类似，其产品原理如下：bbu图2-1 bbu工作原理图rru图2-2 rru工作原理图2.1.2 多模rru系统工作原理多模rru系统由近端以及远端两部分构成，从gsm/td的rru、wlan ac或交换机引取信源以后对各种制式的信号进行调制，最后转换成cpri协议支持的光信号输出到远端，由远端对信号进行解调，完成多种制式信号的分布式拉远。图2-3 多模rru工作原理图2.1.3 小结分布式基站bbu与rru之间传输的信号为基带信号，要求bbu与rru相匹配，在建设以及扩容时需要考虑bbu与rru厂家之间的兼容性；多模rru近端与远端之间传输的信号为射频信号，因此其对信源厂家兼容性强，对厂家无限制要求，但由于其传输的信号为射频信号，可实现容量的拉远，而不能为每台远端单独分配容量，因而需要由基站或rru引取信号源。2.2 组网原理2.2.1 分布式基站组网原理分布式基站采用bbu+rru组网的方式，可在机房放置bbu设备，将rru放置在需要覆盖的区域，bbu与rru之间通过光纤进行传输。rru可采用星型、菊花链级联或混合组网方式，菊花链组网方式最大可支持3级级联。其组网原理见图2-4：图2-4 bbu+rru组网原理由于rru体积小，安装简单，因此其组网方式比较灵活。但由于bbu与rru为单制式设备，当需要实现多网共建时，建网模式需要各种制式单独建设，采用末端进行合路的方式，其组网非常复杂，见图2-5：图2-5 分布式基站分网建网模式组网示意图如上图所示，图中g-bbu、g-rru为gsm制式设备，t-bbu、t-rru（f+a）为td-scdma制式的设备，f与a分别表示f频段（18801920mhz）与a频段（18801920mhz）。分布式基站分网建设模式gsm、td-scdma采用单独的设备，分别进行光纤拉远的形式，在机房或弱电井内进行合路，实现g+t共用分布系统组网。wlan覆盖时, 往往从机房接交换机单独拉取光纤或五类线实现ap布放，ap的数量一般取决于所需容量的大小，在wlan业务需求区域采用在末端进行合路的方式实现与gsm/td的功率和容量的匹配，而在电梯、地下停车场等非wlan业务区不进行合路。采用分布式基站分网建设的方式，要建成gsm、td-scdma及wlan多制式的室内分布系统，在弱电井内部将需要安装大量的设备，同时每种制式的设备需要单独安装、单独引入电源、单独接入光缆等，因此而造成的电源、光缆资源消耗、安装空间消耗、施工难度、物业协调难度等等都会相应增加，进而影响网络规划、建设效率，同时也给网络的优化、维护等带来很大的困扰。2.2.2 多模rru组网原理多模rru技术从设备可行性及组网可行性的角度进行了充分考虑，提出了三种制式一体化设备形态及一体化组网方案。多模rru系统是指gsm、td-scdma、wlan三种制式网络建设时，充分考虑设备一体化、分布系统一体化。多模rru系统由近端与远端构成，其中，近端机将多种制式接入，由光纤传输到远端，远端再对各种制式进行解调，一套系统完成多种制式的拉远覆盖。多模rru系统组网可采用星型、菊花链或混合组网的方式，其中菊花链每条链路最大可支持6级级联。采用多模rru系统进行多网共建其组网原理见图2-6所示：图2-6 多模rru系统室分覆盖解决方案组网示意图多模rru应实现gsm、td-scdma、wlan共设备，但考虑到wlan业务模式上一般采用末端合路按需覆盖，从技术特点上考虑其功率较低，难以同gsm/td功率匹配，业务需求上ap数量取决于容量的需求，平层可能需要更多的ap；同时由于ac与ap还存在厂家兼容性问题，ap应具有更灵活的选择性。由此可见wlan同gsm及td共设备不能满足组网的需求，为了保证组网的灵活性，多模rru系统应能够为wlan提供光纤传输通道，远端通过交换机实现多ap灵活覆盖，满足大容量需求。针对gsm与td-scdma共/不共机房建设的环境，多模rru可采用不同的组网方式：图2-7适合gsm、td-scdma共站的网络建设图2-8适合gsm、td-scdma不共站的网络建设相比分网建设组网方式，多模rru系统室分覆盖解决方案以“一张网、多业务”为原则，尽量实现多系统共建共享，可有效降低系统组网成本，节省网络资源，降低协调难度，满足移动现有的多制式高效建网。 2.2.3 小结采用分布式基站通过不同的组网方式可实现灵活组网，在单制式建网时可实现灵活组网，但当需要多网共建时其组网过于复杂，由此带来的工程施工量、建设周期、维护量、协调难度、资源消耗量等将加大。采用多模rru系统组网在单制式建网时不具备优势，但在多网共建时其一体化设备、一体化设计、一次性建设思路将拥有分网建设不可取代的天然优势。2.3 安装施工2.3.1 分布式基站安装施工分布式基站尺寸大小如下：表1.模块、机柜的尺寸和重量模块宽 （mm） （*高 （mm / u）深 （mm） （*重量 （kg）gsm 系统 （esma）- 传输子模块447 / 492262133 / 3 u40422 / 5601659.30.34gsm 双 trx 模块 （exxa）- gsm 宽带组合器子模块（ewxa）447 / 4927890 / 2 u48422 / 56012410.21gsm rf 双工器模块 （erxa）447 / 49244 / 1 u422 / 56010.8gsm 系统扩展模块 （esea）447 / 492133 / 3 u422 / 5609.1gsm 远端调谐组合器 （空腔组合器） 模块 （ecxa）447 178 / 4 u422 28.5交流电源 （fpma）- fpaa- fpba447 / 4927272 133 / 3 u 100100422 / 560380380 113.23.824 直流电源 （fpda）447 / 49290 / 2 u422 / 560 15室内机柜（fcia）600180060062室外机柜 （fcoa）- 附带过滤器77077015501550770910 70 90分布式基站主要安装选项为： 地板（栈）安装 墙安装 电线杆安装 机柜安装 图2-9 分布式基站安装图 分布式基站不同于传统宏基站，其所采用bbu安装在机房，rru覆盖单元直接拉到远端进行安装的方式大大减少了馈线的损耗，增加了组网的灵活性，降低了机房建设的物业协调难度，加快了建站周期。2.3.2 多模rru安装施工多模rru尺寸大小为：近端430300136（mm）；远端372492192（mm）。近端支持机柜安装以及挂墙安装；远端支持挂墙安装或抱杆安装。图2-10 多模rru近端安装图图2-11 多模rru远端安装图多模rru将多种制式集成在一起，因此在远端减少了设备的数量，安装变得更加简单，物业协调难度、工程施工量等均得到大幅降低，建设周期大为缩短。2.3.3 小结在单制式建设时分布式基站具备组网灵活的优势，但在多网共同建设时会造成安装设备过多的问题，同时每种制式的设备需要单独安装、单独引入电源、单独接入光缆等，安装难度和工作量加大。多模rru由于采用一体化集成技术，多种制式同时传输，可减少安装难度与施工量，从而提高系统效率，如下图所示：图2-12 多模rru与分布式基站安装对比分析在一些安装位置受限的区域，如宁夏大学，大部分区域无机房，只能安装在楼梯旁墙壁上，且安装空间不足，如下图所示：仓库，不允许安装设备设备安装位置图2-13 宁夏大学设备安装地点在安装空间受限的区域采用分网建设的方式将导致安装空间不足，同时物业协调难度将大大加大。另外，分网建设时由于设备数量较多，将造成协调成本以及施工成本的增加。1) 施工协调成本分网建设方式安装gsm、td、wlan需要分别施工，由于设备所属厂家不同，因此会造成多次进场、多次施工的问题，这就造成物业需要多次协调，而根据现网来看2g建设、3g改造、wlan改造每次均需协调且费用较高。采用多模rru系统室分覆盖解决方案可实现一次进场、一次安装、一次协调，最大可降低协调费用近一半以上。2) 设备协调成本物业谈判时，设备安装数量越多往往会造成协调费用的增加，同时多台设备可能会占用到更多的机房或弱电井，场地租费也会更多，协调费用也会相应增加。相比分网建网方式，多模rru室分覆盖解决方案可减少g+t有源设备数量近一半，且多模设备体积小，可大大减少设备安装数量及位置的协调，减少设备数量及场地租用的协调费用。由于物业协调费用根据站点的不同情况差异性较大，部分站点可能协调费用降低不多，但部分站点可能协调费用会有大幅降低。从整网综合建设成本来看，采用多模rru室分覆盖解决方案会降低物业协调成本。3) 设备安装成本分网建网方式中，gsm与td rru所占设备安装部分的施工量较大。采用多模rru系统室分覆盖解决方案可减少近一半设备数量，设备安装费用可减少近30%。以北方民族大学站点为例，采用分网建网方式需要安装远端设备约122台（td仅开通a频段的前提下），采用多模rru室分覆盖解决方案只需安装远端设备61台，安装费用可降低50%以上。4) 光纤布放成本2g、3g室内分布已普遍采用光纤分布系统，而多制式、多设备对光纤资源的需求量较大，虽然大部分站点光纤资源能够满足3g建网需求，但仍有部分场景存在光纤资源不足的情况，而随着后续lte的建设，将会有很多站点存在光纤资源不足的情况，势必造成重新施工布放光缆，增加建网成本。多模rru技术可实现gsm、td、wlan三种制式共用一芯光纤，相比分网建网方案可节省近2/3光纤资源，可有效降低建网成本。以北方民族大学站点为例，相比分网建网方式，多模rru室分覆盖解决方案光缆建设成本可降低30%。2.4 运维分析2.4.1 分布式基站运维分析分布式基站分网建设时各种制式的设备均需单独节电，随着网络的持续运行其所消耗的电能将随之增加。进行三网共建时，td-scdma f频段的rru与td-scdma a频段的rru功耗分别约为110w，gsm制式设备的功耗见下表所示：bts 配置. 成本优化配置和假定在 bss13中有 24 trxs / bcf 功率消耗800/900 mhz （所有时隙恒定全功率）功率消耗1800/1900 mhz （所有时隙恒定全功率）ww1+1+17107522+2+2106311383+3+3153619704+4+4194820986+6+6287330908+8+8375840504+4+4 rtc198821236+6+6 rtc28733083从表上可以看出，分布式基站的功耗非常大，即使去除bbu部分，单独rru的功耗也将达到几百瓦（如贝尔公司的rru功耗为400w），当进行多网建设时，各种制式的设备功耗将是一个耗电大户。另外，由于分网建设时设备数量较多，站点维护时将增加大量的维护量以及维护人员的出勤数。2.4.2 多模rru运维分析多模rru系统采用数字处理技术、数字功放技术等一系列的技术，系统效率大大提升，降低了设备功耗，在设备所有制式满功率开启时其功耗仅不到350w，节能环保，同时降低日常运营费用。同时，设备的高度集成化将使维护人员只需在机房即可完成设备的维护工作，即便需要到达工程现场也只需调试一台设备即可，大幅度降低了维护的工作量。2.4.3 小结由于分网建设时各种设备均包含有数字处理模块、数字射频模块等，因此其整体的系统效率将会降低，从而增加整体系统的功耗。多模rru系统多种制式共用数字处理单元等模块，功耗得以降低，在日常运营时节能环保，降低日常运营费用。另外，由于多模rru系统将多种制式集成到一台设备上，维护工作量大大降低，从而节省维护费用。2.5 容量分析2.5.1 分布式基站容量分析分布式基站中间传输的信号为基带信号，直接对接收到的信号进行处理，可以单独提供容量，完成信号的拉远覆盖。系统需要扩容时需增加载频模块，对系统进行升级。目前西夏三区中设计的每个gsm逻辑小区最大载频数为8载频，当话务量提高时，设备最大可支持扩容至12载频。2.5.2 多模rru容量分析多模rru系统传输的信号为射频信号，不能单独提供容量，但在接入各种制式信源后可实现各自容量的拉远覆盖。作为gsm系统来说，多模rru设备可以支持最多16载波，具体载波配置数是由基站主设备根据具体覆盖情况来配置，多模rru只是将近端机耦合的基站载波信号拉远到远端室内覆盖区，并不改变其容量，多达16载波的容量支持可满足各种覆盖场景的容量需求。td系统的f频段和a频段都采用宽带型，直接耦合rru的射频信号进行传输和覆盖，并不改变容量，载波配置由主设备来具体配置，无论rru的载波数量配置多少，多模rru都可以支持。而针对业务热点场景，通过n频点组网，当现网的a频段无法支持足够的载波的话，可扩容使用f频段，多模rru同样能够支持。另一方面，由于多模rru采用光纤传输，系统对隔离度的要求很低，若将设备的施主rru与另一rru规划为同一小区，可以利用两个rru覆盖区之间的空间隔离度，开启两个rru的空分多址功能，节省载频资源，从而增加系统容量。wlan部分，由于多模rru只是作一个基带传输功能，支持1000mbps接口的传输速率，对于现在的交换机传输容量可良好支持。2.5.3 小结分布式基站可单独提供容量，gsm可扩容至12载频，多模rru不能单独提供容量，但可实现容量的定向拉远，其所支持的各种制式均具有强大的扩容能力，在系统扩容时不需升级、不需增加设备即可实现。三、 总结采用分布式基站分网建设模式，各种制式单独建设，建网效率及运维效率低，设备数量较多，物业协调难，施工难度大，光缆资源、安装空间消耗严重，系统升级扩容困难，不利于网络的高效建设。采用多模rru系统多制式共建模式可实现多制式共设备、共分布系统高效建网，同时达到与分网建网方式相同的网络效果。分网组网方案与多模rru系统室分覆盖组网方案的具体对比见下表分析：对比项细项分布式基站分网建设模式多模rru共网建设模式覆盖效果覆盖能力功率高，单设备覆盖能力强功率高，单设备覆盖能力强组网能力并联支持支持级联支持支持组网灵活性灵活灵活组网复杂度复杂相比分网组网方式组网简单协调施工物业协调难度多网多次进场、多次协调难度大；设备数量多，占用空间大，协调难度大设备数量少，占用空间小，协调难度小施工难度设备数量多，施工难度大相比分网建设方式设备数量少，施工难度小光纤资源需求单设备单网至少需一根光纤单设备多网只需一根光纤安装空