房磊　方韌　李寶　楊軍

【摘 要】

立足于中國(guó)電信與中國(guó)聯(lián)通擬嘗試開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)融合的角度，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的各個(gè)層級(jí)展開(kāi)技術(shù)研究和改造方案設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)一些具體場(chǎng)景進(jìn)行技術(shù)分析與專業(yè)劃分，提出了五類典型的共享場(chǎng)景，為未來(lái)中國(guó)電信與中國(guó)聯(lián)通可能開(kāi)展的網(wǎng)絡(luò)融合設(shè)計(jì)提出參考建議。

【關(guān)鍵詞】

4G 網(wǎng)絡(luò)融合 eNodeB BBU RRU

1 引言

近年隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)飛快發(fā)展，4G LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)如火如荼。但由于政策和業(yè)務(wù)發(fā)展原因，4G時(shí)期中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通面臨FDD+TDD與CDMA、WCDMA、GSM、WLAN等不同網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)的情況，其LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將會(huì)承受不少的挑戰(zhàn)，如建網(wǎng)成本較高、終端兼容性差、多網(wǎng)絡(luò)切換等難題[1-2]。3G時(shí)代下，中國(guó)電信擁有低頻譜的優(yōu)勢(shì)，只需要很少的基站便可以進(jìn)行廣覆蓋。而在4G時(shí)代需要進(jìn)行高頻建網(wǎng)，LTE站址就面臨巨大缺失，這就意味著需要建設(shè)更多的基站才能很好承載網(wǎng)絡(luò)，在2.6GHz頻率的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)尤其困難。TD-LTE和LTE FDD頻段碎片化特別嚴(yán)重，不同的頻段網(wǎng)絡(luò)覆蓋不一樣，目前中國(guó)電信還是擁有珍貴的4G低頻資源，但是如何進(jìn)行高效的低頻和高頻的頻段利用，這將是一個(gè)重要的課題[3-4]。

因此，中國(guó)電信在大范圍覆蓋的地區(qū)采用FDD模式，而市區(qū)人口稠密、數(shù)據(jù)需求量大的熱點(diǎn)區(qū)域?qū)?huì)加上TDD來(lái)充分利用好頻譜資源，擴(kuò)大數(shù)據(jù)承載力。中國(guó)聯(lián)通在站點(diǎn)資源上要優(yōu)于中國(guó)電信，但在廣區(qū)域基站分布，特別是在城市微基站與郊區(qū)的宏基站的數(shù)量上與中國(guó)移動(dòng)的差距較大。同時(shí)中國(guó)聯(lián)通在資金實(shí)力上最薄弱，要求在初期投入大量資金建設(shè)4G網(wǎng)絡(luò)非常困難[5-8]。

因此本文從中國(guó)電信與中國(guó)聯(lián)通擬開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)融合的角度，對(duì)將要遇到的技術(shù)難題進(jìn)行分析和研究。兩大運(yùn)營(yíng)商通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)資源的互相開(kāi)放、互相增強(qiáng)，從而各取所需、互補(bǔ)共贏，實(shí)現(xiàn)雙方網(wǎng)絡(luò)的資源共享，降低投資造價(jià)，形成業(yè)務(wù)共贏發(fā)展的局面[9-11]。

2 技術(shù)方案分析

中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)融合的重點(diǎn)是將各自發(fā)展的4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行共享，首先從接入層即基站共享進(jìn)行分析。

由圖1可知，單個(gè)基站同時(shí)虛擬為中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信的基站，同時(shí)為雙方用戶服務(wù)。

圖1 中國(guó)電信中國(guó)聯(lián)通基站共享示意圖

從用戶和業(yè)務(wù)角度，共享基站等同于自建基站，業(yè)務(wù)流程和體驗(yàn)均無(wú)差異。在網(wǎng)絡(luò)融合過(guò)程中，可能需要對(duì)各網(wǎng)絡(luò)層級(jí)加以改造，其改造原則主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）業(yè)務(wù)層面：無(wú)需改造，各自發(fā)展；

（2）核心網(wǎng)絡(luò)：不需要改造；

（3）承載網(wǎng)：雙方承載網(wǎng)以VPN方式互連，互通點(diǎn)在4G核心網(wǎng)所在城市；

（4）無(wú)線網(wǎng)：所有廠家的4G基站均可軟件升級(jí)支持共享，共享的最小顆粒度為單個(gè)基站；

（5）用戶及終端：業(yè)務(wù)不丟失，用戶無(wú)感知，不降低業(yè)務(wù)和體驗(yàn)，也不需要做業(yè)務(wù)開(kāi)通關(guān)閉，終端基本無(wú)要求（中國(guó)聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)有5%的終端不支持B1頻段，如果進(jìn)入中國(guó)電信的B1覆蓋區(qū)，無(wú)法使用中國(guó)電信基站）。

如果只進(jìn)行4G基站的共享，意味著該站或附近必須部署中國(guó)聯(lián)通的3G或者2G基站，以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音業(yè)務(wù)的回落?？梢圆扇》謭?chǎng)景、分步驟的共享合作模式，初期主要解決偏遠(yuǎn)地區(qū)廣覆蓋和室內(nèi)深度覆蓋的問(wèn)題。

無(wú)線網(wǎng)和承載網(wǎng)改造工作主要進(jìn)行基站改造和基站接入及承載網(wǎng)互通。

基站改造主要以eNodeB升級(jí)支持共享，包括支持共享載波下的資源共享、調(diào)度方案；支持廣播網(wǎng)絡(luò)共享消息功能；支持向不同核心網(wǎng)接入、切換功能；支持雙方的頻段專用載波、共享載波。

基站接入及承載網(wǎng)互通如圖2所示：

圖2 無(wú)線網(wǎng)和承載網(wǎng)互通示意圖

eNodeB物理上仍只接入自有承載網(wǎng)，虛擬成兩套系統(tǒng)，分別使用自有和對(duì)方的編碼規(guī)則；在雙方承載網(wǎng)均劃分VPN，在骨干承載網(wǎng)上互通（B網(wǎng)與CN2）；互聯(lián)點(diǎn)為核心網(wǎng)所在城市的AR（基本是省會(huì)）；對(duì)自有eNodeB和對(duì)方提供的虛擬eNodeB進(jìn)行統(tǒng)一的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)編址和管理。這樣做只會(huì)略微增加兩運(yùn)營(yíng)商基站間切換時(shí)延，與同一運(yùn)營(yíng)商內(nèi)部基站切換的時(shí)延差別不大，對(duì)業(yè)務(wù)無(wú)影響。

3 共享場(chǎng)景劃分

共享區(qū)域根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展和需求，可以細(xì)分很多具體場(chǎng)景，主要分為室外和室內(nèi)兩大場(chǎng)景：

室外場(chǎng)景：鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村等廣覆蓋區(qū)域，國(guó)道、省道、普通鐵路等其他交通線（由于中國(guó)電信以往將投資主要用于城區(qū)等用戶集中區(qū)域，中國(guó)聯(lián)通未覆蓋的農(nóng)村區(qū)域中國(guó)電信覆蓋情況也不樂(lè)觀，因此雙方現(xiàn)網(wǎng)基站共享對(duì)中國(guó)聯(lián)通廣覆蓋的拓展作用有限，可能主要靠新建共享站解決）。

室內(nèi)場(chǎng)景（收益低但需覆蓋的建筑物）：

◆業(yè)務(wù)量突發(fā)：大型體育場(chǎng)館、大型會(huì)展中心；

◆緊急和重要業(yè)務(wù)辦理：政府辦事大廳、銀行網(wǎng)點(diǎn)、證交所、營(yíng)業(yè)廳；

◆停留時(shí)間長(zhǎng)：三星級(jí)以上賓館酒店、住宅小區(qū)；

◆公共場(chǎng)所：餐飲及休閑娛樂(lè)場(chǎng)所、文化/科技/藝術(shù)場(chǎng)館。

除了上述區(qū)域，其它重要但難以建站的區(qū)域（比如城區(qū)疑難站址所處區(qū)域），也可以優(yōu)先考慮實(shí)施。

（1）中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信均未建4G基站區(qū)域

該類場(chǎng)景共享優(yōu)先級(jí)高，設(shè)備選型具有多樣性，采用類型分為兩種：

1）采用可以支持中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信全部頻率和系統(tǒng)的增強(qiáng)型基站（需要兩家共同定制），從增強(qiáng)型基站的RRU（功率、IBW、SDR能力）、BBU（基帶資源、SDR能力）、天饋需求等各方面進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和定制，后向演進(jìn)升級(jí)能力強(qiáng)。

2）中國(guó)聯(lián)通現(xiàn)有SDR（Software Defined Radio，軟件無(wú)線電）基站站型，后向演進(jìn)升級(jí)能力差，雙方頻譜資源無(wú)法完全利用。

◆若該區(qū)域既無(wú)中國(guó)聯(lián)通2G/3G覆蓋，也無(wú)中國(guó)電信2G/3G覆蓋，由中國(guó)聯(lián)通建設(shè)或中國(guó)電信建設(shè)，根據(jù)話務(wù)量選擇上述不同能力的基站類型。

◆若該區(qū)域無(wú)中國(guó)聯(lián)通2G/3G覆蓋，存在中國(guó)電信2G/3G覆蓋，優(yōu)先由中國(guó)電信建設(shè)，根據(jù)話務(wù)量選擇上述不同能力的基站類型。

◆若該區(qū)域無(wú)中國(guó)電信2G/3G覆蓋，存在中國(guó)聯(lián)通2G/3G覆蓋，優(yōu)先由中國(guó)聯(lián)通建設(shè)，根據(jù)話務(wù)量選擇上述不同能力的基站類型。

◆若該區(qū)域存在雙方2G/3G覆蓋，由中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通協(xié)商其中一方建設(shè)4G基站，雙方統(tǒng)一進(jìn)行這些區(qū)域的基站建設(shè)規(guī)劃，根據(jù)話務(wù)量選擇上述不同能力的基站類型。

（2）中國(guó)聯(lián)通無(wú)4G基站、有2G/3G基站，中國(guó)電信有4G基站

如圖3所示，該類場(chǎng)景共享優(yōu)先級(jí)中。

圖3 中國(guó)電信有4G站，中國(guó)聯(lián)通無(wú)4G站

1）話務(wù)量不高的區(qū)域

政策上允許，優(yōu)先選擇共享僅使用中國(guó)電信的頻段；否則，共享使用中國(guó)電信4G基站RRU支持的中國(guó)聯(lián)通頻段；根據(jù)共享之后基站上用戶數(shù)和話務(wù)量的變化情況，對(duì)LTE載波數(shù)、LTE基帶板等資源進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)并進(jìn)行擴(kuò)容。

2）話務(wù)量高的區(qū)域

政策上允許，優(yōu)先采用RRU支持的中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信所有載頻共享（且可能考慮載波聚合應(yīng)用），否則，采用中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信用戶獨(dú)立使用RRU支持的相應(yīng)頻段；根據(jù)共享之后基站上總帶寬需求、用戶數(shù)和話務(wù)量的變化情況，對(duì)LTE載波數(shù)、基帶板等資源進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)并進(jìn)行擴(kuò)容。

存在問(wèn)題：雙方頻率資源無(wú)法完全利用。

（3）中國(guó)聯(lián)通有2G/3G/4G基站，中國(guó)電信無(wú)4G基站

如圖4所示，該類場(chǎng)景共享優(yōu)先級(jí)中。

圖4 中國(guó)聯(lián)通有4G站，中國(guó)電信無(wú)4G站

若共享區(qū)域無(wú)中國(guó)電信2G/3G站，中國(guó)電信需建設(shè)2G/3G站。

1）話務(wù)量不高的區(qū)域

政策上允許，優(yōu)先選擇共享僅使用中國(guó)聯(lián)通的頻段；否則共享使用中國(guó)聯(lián)通4G基站RRU支持的中國(guó)電信頻段；根據(jù)共享之后基站上用戶數(shù)和話務(wù)量的變化情況，對(duì)LTE載波數(shù)、LTE基帶板等資源進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)并進(jìn)行擴(kuò)容。

2）話務(wù)量高的區(qū)域

政策上允許，優(yōu)先采用RRU支持的中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信所有載頻共享（且可能考慮載波聚合應(yīng)用），否則采用中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信用戶獨(dú)立使用RRU支持的相應(yīng)頻段；根據(jù)共享之后基站上總帶寬需求、用戶數(shù)和話務(wù)量的變化情況，對(duì)LTE載波數(shù)、基帶板等資源進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)并進(jìn)行擴(kuò)容。

存在問(wèn)題：雙方頻率資源無(wú)法完全利用。

（4）雙方已建2G/3G/4G站

如圖5所示，該類場(chǎng)景共享優(yōu)先級(jí)低。

圖5 中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信均有4G站

大部分場(chǎng)景不建議共享，唯一共享需求：中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信頻段頻率資源共享，通過(guò)載波聚合功能達(dá)到更高的峰值速率，以應(yīng)對(duì)中國(guó)移動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng)。

不同主設(shè)備廠家由于無(wú)法進(jìn)行載波聚合，不建議共享；相同主設(shè)備廠家可以采用載波聚合功能，若采用跨BBU的載波聚合，峰值速率會(huì)比理論峰值下降（有可能下降30%以上），若采用同一BBU，需要將其中一個(gè)BBU進(jìn)行擴(kuò)容，另一個(gè)BBU進(jìn)行搬遷。

（5）中國(guó)電信存在4G，中國(guó)聯(lián)通無(wú)2G/3G/4G站區(qū)域

如圖6所示，此類場(chǎng)景不建議進(jìn)行共享，主要考慮無(wú)法解決語(yǔ)音業(yè)務(wù)。

圖6 中國(guó)電信4G覆蓋區(qū)內(nèi)中國(guó)聯(lián)通無(wú)2G/3G/4G站

中國(guó)聯(lián)通新建LTE SDR站，同時(shí)滿足中國(guó)聯(lián)通4G用戶數(shù)據(jù)和語(yǔ)音回落需求。

4 結(jié)論

本文針對(duì)中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)融合趨勢(shì)，從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)可能要改造的各個(gè)層級(jí)進(jìn)行了研究和分析。同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)融合區(qū)域進(jìn)行了場(chǎng)景劃分，分析了各個(gè)場(chǎng)景的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了改造建設(shè)方案，這給未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)融合工程實(shí)施提供了參考和建議。

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