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降低3G网络部署成本的几种思路

发布时间: 2006-6-29  来源:
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2005-7-7 白春霞

摘要:2004年以来,全球迎来3G部署高潮,3G技术的发展重点已从标准化、商业化、产业化进入到实用化阶段,如何降低3G网络的建设成本成为业界讨论的重点。提出可通过提高室内覆盖质量和基站本身的覆盖能力、 优化网络、实现站址共享来降低3G网络的部署成本。

关键词:3G,部署成本,网络优化,站址共享

  截至2005年3月底,全球共有187个商用3G网络(cdma2000 1x EV-DO和cdma2000 1x分别计算),其中包括65个WCDMA网络、19个cdma2000 1x EV-DO网络和103个cdma2000 1x网络。图1显示了全球3G商用网络的变化情况。

图1 全球3G商用网络的变化


  2005年2月底的统计数据显示,全球使用cdma2000 1x和WCDMA等3G技术的用户已经达到1.674亿人以上,其中cdma2000 1x EV-DO用户1 400万人、WCDMA用户1 940万人,见表1。

表1 截至2005年2月全球WCDMA、cdma2000 1xEV-DO用户发展情况

  可以看出,2004年以来全球迎来3G网络部署高潮。3G技术解决方案的重点也向实用型发展:

  ·cdma2000 1x EV-DO系列的重点是先进的多媒体业务应用的推广、支持多标准的互操作性技术的发展以及各种富有特色的手机终端配合多种新业务应用适时推出;

  ·WCDMA系列的技术重点是与2G网络的切换与漫游,以及如何降低网络建设成本;

  ·TD-SCDMA正抓紧时间争取在商用化上取得突破。

  随着主流移动运营商启动3G商用网建设,WCDMA网络建设已经进入到高峰期。但是WCDMA网络建设面临的问题仍不少,主要包括:WCDMA对于传统的GSM运营商而言是全新的技术,两种网络在规划设计方面区别很大,运营商需要重新学习和实践;WCDMA网络与GSM网络之间的切换和漫游对运营商而言是个很大的挑战;与CDMA 1X网络运营商相比,GSM网络运营商过渡到WCDMA网络面临着更大的成本压力。

  凡此种种都增加了WCDMA网络建设的难度,也是各国运营商和设备商正在努力解决的问题。2004年各方为解决上述问题取得了相当大的成果,业界讨论的降低3G网络建设成本的热点主要包括:优化解决室内覆盖,采用新技术提高单个基站能力从而降低基站数量,采用网络优化方式降低WCDMA网络建设成本,通过站址共享减少建设成本,加快市场进入。

一、提高室内覆盖质量

  在3G网络中,室内覆盖尤其重要。从市场需求看:
①室外/室内移动用户的比例已与2G时代大不相同,达到6:4甚至7:3的程度;
②在舒适的环境下和等候的场合,室内用户的通信量,特别是对3G引入的新服务(如视频电话、游戏等)的使用率和使用量都有所提高。对运营商而言,室内区域实际是高收益区域,主要包括中心商务区办公楼、购物中心、休闲场所(例如娱乐中心、宾馆、机场、旅游度假地点)、室外宏基站覆盖不到的场所(如地铁、隧道等);
③提高室内覆盖能力和质量、让最有价值的客户满意、分散过密地区的话务量等,也是运营商必须考虑的问题;
④从其他无线技术和地面发展趋势看,提高3G室内覆盖还有利于与其他网络争夺室内话务量。

  从技术角度看:
①由于户外路径损耗和建筑物的穿透损耗等问题通过宏小区来解决比较困难,室内的覆盖深度与质量对高速数据业务而言都不够;
②高大建筑物顶部的移动用户因为可以看到若干个基站,会受到较高的导频干扰以及周围基站设备产生的多个强干扰,从而导致通信质量下降、覆盖区域/容量减少;
③室内系统的高投入可以通过减少/简化宏基站密度而获得平衡。小区边缘用户是消耗功率最大的用户,也是最难覆盖到的用户。而处于宏基站边缘的室内小区解决方案能缓解室外小区宏基站的负荷。

  室内覆盖解决方案一般包括“射频远端解决方案+室内分布系统”,主流厂商基本都推出了适应不同室内环境的基站系列。室内分布系统可分为三类:无源分布系统、混合系统和有源系统。大多数楼宇可作无源射频覆盖,全球80%的室内覆盖系统是无源方案。

  运营商在建设室内分布系统时,需要综合考虑自己的2G/3G系统在共用室内分布系统时的互调干扰,例如GSM900、GSM1800、WCDMA和WLAN之间的干扰,还要考虑与其他移动运营商的通信系统的杂散干扰。

  关于商业模式,在导入室内覆盖时可执行费用分担,一般公共/共用场所由运营商负担,客户专用场所由业主负责设备设置费和电费,维护费用则由运营商负担。

  NTT DoCoMo在FOMA的室外覆盖达到99%之后,加强了室内覆盖。针对特定场所,例如接收不到电波信号或电波信号很弱的地下街道/地铁、电波很强但干扰严重的高层建筑内、电波很强也无干扰但建筑物内外总话务量过于繁忙的场所,NTT DoCoMo采用了三类室内覆盖解决方案,目前室内覆盖已经达到与2G相同的水平。

  更多的运营商目前还在探讨试验自己的3G室内覆盖解决方案。

二、提高基站本身的覆盖能力

  随着技术的发展,可以通过提高单个宏基站的能力,达到减少基站数目、降低部署成本的目的。

  荷兰KPN公司的德国子公司E-Plus开发的超高基站(UHS)技术是一种在超高站点上采用特定天线来实现大范围高容量覆盖的基站技术,UHS站点的高度一般超过100 m,它使用多个窄天线向大范围传送高质量的WCDMA信号。一个UHS一般可以替代8个传统的WCDMA基站。在繁华城区,UHS的覆盖范围大约是2~4 km,在人口稀少地区的覆盖范围则是4~6 km。比如一个拥有10万人口的城市,只要在一个足够高的烟筒上安装一个UHS基站就可以实现全覆盖,而按照传统方式,则需要14个基站来提供同样的覆盖。

  大容量宏基站加上射频拉远覆盖(也称为分布式基站/软基站技术)已是设备商普遍采用的降低部署成本的手段。该方案利用宏基站覆盖基站所在的地域,通过光纤连接远端射频单元,通过远端射频单元覆盖其周围地区,远端射频单元与宏基站共享基带处理资源,该方案可以充分利用运营商已有的光纤传输资源和室内站址资源,还可以根据自然环境以及业务的发展,灵活调整和优化网络,从而节省了建网投资。

三、第三方网络优化服务

  除了提升基站的覆盖能力之外,利用网络优化方式降低WCDMA网络建设成本也是一种重要思路。英国的专业3G网络优化公司Arieso提出了基于各种网络运营数据的智能网优化技术。

  3G网络和现有2G网络的建设方式有很大区别,比如,针对3G网络上的多媒体业务,运营商就需要一个复杂得多的方式来解决覆盖和容量问题。因此,运营商需要不断通过网络优化的方式来建设高质量的3G网络。尽管目前主要是由运营商自己承担网络优化任务,但是3G无线网络优化是一个需投入大量人力、物力和财力的周期性工程,运营商如果为此专门设置测试人员和分析人员、配备测试车辆及专门的软硬件,这又有一定的难度。

  这时,专门的网络优化公司应运而生。其中一些是从移动通信设计公司衍生出的第三方网络优化公司,比如NTT DoCoMo工程公司、SK咨询优化公司,它们具有完备的测试工具、先进的分析软件、经验丰富的专门优化人才,可以提供较系统的优化服务。

  提供网络优化服务的另一支重要力量是电信设备提供商。作为电信设备的生产者,电信设备提供商对电信网络运营中出现的问题往往更有能力解决,选择设备的生产厂家来负责网络运营可以大大降低移动运营商的网络运营成本,这种模式对新兴移动运营商非常有吸引力。设备商也非常看好这个外包市场,在设备利润逐年减少的情况下,他们开始将业务拓展至网络优化领域,培育新的收入增长点。例如NEC成立了移动网络运营外包公司,为和记黄埔(香港)公司提供2G和3G网络运营服务,而爱立信也与意大利和记黄埔公司签订了3G网络运营合同。

四、站址共享

  3G网络基站选址和搭建的费用都比2G时代昂贵了许多,特别是在3G许可证人均成本很高的欧洲。于是欧洲移动运营商提出一种降低3G网络基础设施建设成本的方式,即3G网络共享——共用网络的一些实际物理单元,以节约建设成本。其中基站共址方式的共享范畴只限于基本的网络单元,包括天线架、电源、机架和散热设施等。

  但是,3G网络共享涉及许可证管制、频谱使用和竞争机制等问题。既要确保运营商单独的网络控制和核心网的独立运行,使基础设施的共享不能影响市场的有效竞争原则,还要在相互保持充分竞争的前提下提高运营商协作运营的可能性。因此,各国电信管制机构在刚刚提出3G网络共享的时候,立场各不一致。不过随着2003年4月欧盟通过决议,允许英国有限制地实施3G网络共享后,接受和允许部分网络共享的国家越来越多。英国的做法是有限制地实施3G网络共享策略,具体体现在两个方面,其一是共享的范畴仅限于基站共址方式,即对基本的网络单元共享,包括天线架、电源、机架和散热设施等。这些设施的共享,能减少对环境造成的不利影响;其二是在英国的前10大城市将不引入共享,而在一些小城市和乡村地区可以进行有限制的漫游服务。

  实际上欧洲运营商之间正在通过多种方式进行网络协作:

  ·T-Mobile和mmO2两家公司早在2001年就签订协议共享在英德两国的3G基站设施;

  ·E-Plus、Mobilcom和Group 3G正在商谈共享3G网络的成本问题;

  ·Viag Interkom和T-Mobile大致制订了UMTS共享网络的协作运营事宜;

  ·BT Wireless下属的Telfort正积极与法国电信、KPN等商讨在荷兰共享网络的问题;

  ·在瑞典,Orange加入了Hi3G和沃达丰合资成立的3G Infrastructure Services AB,此合资公司的目的是在瑞典敷设3G网络时共享基础设施。

  在我国,网络共享同样是管制机构和运营企业绕不开的话题。

  一方面,网络共享能降低3G网络的整体建设成本;对运营商而言,共享设施会降低建设成本,网络运营商之间的国内漫游还有利于新运营商加快市场进入、提供更好更快的3G业务覆盖;对社会公众而言,设施的共享能减少对环境造成的不利影响,从减少环境污染和人体健康等方面来考虑是有益的。

  另一方面,各种网络协作方式本身带来的成本还无法确定;运营商之间协作的可操作性还是个问题;此外,网络共享会增加运营商之间战略联盟和网络协作的机会,这将减少市场环境中的竞争参与者数量,有可能引起价格垄断,带来高昂的3G服务价格,最终损害消费者的利益。

五、结语

  总之,3G网络技术的发展重点已从标准化、商用化、产业化进入到实用化阶段;由追求纯粹的技术进步,发展到综合考虑建网成本、运营维护成本和业务发展成本;由以设备商为主导,发展到设备商、运营商乃至管制机构共同关注和参与,共同影响其发展方向。

摘自<<泰尔网>>

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