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  下士

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2017-8-14
发表于 2019-7-5 13:38:24 |显示全部楼层
摘要

目前移动网网络进入4G、5G融合建设的时代,由于5G目前主要在核心城区、高业务量区域进行部署建设,广覆盖区域目前仍需要不断完善4G网络建设。如何对广覆盖区域精准进行建设,并选择经济性较好的建设方案,已成为管理者和网络规划人员需要面对的重要课题。目前中国联通广覆盖主要通过L900、Relay回传等手段进行建设,但由于广覆盖区域用户密度较低,在选择建设方案时,应充分对建设方案进行对比及分析。本文以云南联通大理鹤庆县建设为实例,给出广覆盖精准建设及经济性分析的方法论。以经济性分析对合理选择建设方式进行论证。为实现“降本增效”提供了一套可量化的评估方法。为中国联通4G、5G融合建设时代合理选择建设方式,降低建设成本,提升网络覆盖做出积极有益的探索。

关键词

4G、5G融合建设 广覆盖  L900  Relay回传 经济性分析 降本增效

引言

中国联通在LTE网络部署时,通常先使用1840-1860MHz频段20M带宽LTE标准基站进行覆盖。由于广覆盖区域,主要指行政村、自然村、县乡道路等场景,人口密度较低,相应用户业务吞吐量也较低,采用1800M频段覆盖无法有效发挥设备的业务吞吐能力。至2019年底,中国联通将获得900M额外5M频段,届时将在900M频段共有11M资源可用,在选择L900(10M)的情况下,理论单站吞吐率可到75Mbps,能够满足广覆盖区域的用户需求。同时,900M低频的覆盖能力,远大于1800M,利用900M对广覆盖进行建设,将大大提升中国联通广覆盖水平。

随着网络进一步延伸至广覆盖区域,如何在人口密度较低的区域选择合理的建设方式,本质就是根据建设覆盖的目标,对建设投资的经济性、后期运行成本进行综合考量。其中对主设备、配套、传输进行合理选型,是网络建设达到“降本增效”目标的关键。以大理鹤庆县上坝村为例,需要覆盖的区域内约有60户人家,由于该村受到金沙江阻挡,光缆施工难度大,受投资较大原因一直无法有效解决用户的覆盖需求。

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图1:大理鹤庆县上坝村位置

因此,在广覆盖区域的建设方式选择时,除传统L1800、L900建设方式外,还需要考虑多样化的建设手段,从而达到三个目标:1)用户感知(包括覆盖及速率)得到保障;2)多样化手段解决建设难点;3)以可量化的最佳经济性进行方案选择。
广覆盖精准建设的关键问题及不同覆盖方式对比

广覆盖精准建设重点关注以下问题:

•        一是结合地形情况,合理选择设备频段;
•        二是测算覆盖区域内的用户数量,结合用户体验的感知速率保障,合理选择设备类型;
•        三是关注传输接入成本,关注建设的整体投资;
•        四是通过自建小配套方式,降低后期运营成本。

注:第一、二条将在第2部分进行分析,第三、四条将在第3部分重点进行分析。

2.1        L900方式与L1800覆盖及容量对比

从拉网测试距离数据对比看,L900比L1800覆盖平均强14.87dB;定点测试L900比L1800覆盖平均强13dB。

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图2:L1800与L900覆盖拉网对比

从理论吞吐率来看,L900(5M)、L900(10M)与L1800(20M)对比如下。

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从基本的站距要求看,通常广覆盖场景L1800站距在0.5KM-1.2KM,L900站距在1.5KM-3KM。

2.2        广覆盖的用户感知保障测算

结合单用户感知速率和常用的业务占空比,根据当地现有或预测要达到的市场占有率,可以计算出不同设备能够满足的用户数量。计算方法为:可保障的用户数量=综合吞吐率/单用户感知速率/业务占空比/市场占有率。各类型设备可满足的用户数量如下:

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注:占空比指标定义:同时使用网络的人数占空口资源的比例,可从华为网管获得,常用取值区间为3%-5%;

单用户感知速率,1.21Mbps为保障480P视频质量、4S缓冲速率、缓冲8S视频所需的带宽。保障720P、1080P业务(4S缓冲速率,缓冲8S视频)带宽需求分别为2.78Mbps、5.35Mbps。

2.3        Relay方式的原理及使用方法

Relay是一种无线中继解决方案,“DeNB(Donor eNodeB)+RRN(Relay remote node)”为ReBTS(Relay BTS)提供无线传输通道,解决了部分站点无传统移动承载网的问题。

Relay架构新增网元RRN,DeNB集成具有中继功能的EPC,实现RRN注册管理、NAS和NAS安全、鉴权认证、状态管理等功能。

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图3:Relay基站架构

Relay组网包含宿主基站DeNB和中继站RN(Relay Node)两个逻辑节点,组网示意图如下:

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图4:组网示意图

DeNB是在普通LTE基站(DeNB)上增加了Relay功能,DeNB支持UE接入,也支持RRN的接入。

RN包括RRN和ReBTS两部分。RRN接入DeNB并建立LTE空口承载;ReBTS可供覆盖范围内的UE接入。

根据ReBTS(如上图F2)和DeNB(如上图F1)使用的频点,可以分为带外Relay和带内Relay场景:

若ReBTS和DeNB使用的频点相差≥ 60MHz,则称为带外Relay场景。

若ReBTS和DeNB使用的频点相差<60MHz,则称为带

内Relay场景。

二者的主要差异是干扰程度的高低,带外场景由于频谱隔离度足够,可以认为基本不存在子站内接入与回传间干扰,部署简单,吞吐率较高;带内场景会存在较强的子站内接入与回传间干扰,需要配套相关的特性,同时吞吐率较低。

Relay站点的主要应用场景如下图所示,包括4种主流应用场景:

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图5:4种主流应用场景

场景1:L1800作为宿主站,L900作为叶子站,叶子站的业务吞吐率最高,优选;
场景2:L1800作为宿主站,L900作为叶子站,多个叶子站接入,用于一些频谱紧张的场景,叶子站的吞吐率会比较低,次选;
场景3和场景4:L900作为宿主站,L900继续作为叶子站,该场景主要用于少量偏远站点的接入,吞吐率都最低。

针对RN部分的典型配置如下:

RN最大功耗为80W,对于有市电场景,可配置电源柜进行供电,针对无市电场景,可使用太阳能进行供电。八木天线支持低频(880~960M)和高频(1710~2170M)配置,增益大于14dBi。


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图6:RN建设示意图
广覆盖建设的经济性分析

3.1  广覆盖区域建设经济型分析的方法论

1)广覆盖区域涉及的建设投资及运营成本

建设投资主要包括:主设备投资(含天线)、三费(设计、施工、监理)投资、传输引入(含光缆及设备)、配套建设投资
运营成本主要包括:塔租、电费。注:频占费、运维费等其他费用不做深入讨论。

以中国联通相关集采价格及云南联通运营成本为例:

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备注:L900、L1800考虑使用铁塔站址进行建设,RELAY站点考虑自建小配套方式。

由于Relay站点对配套要求较低,尽量选取现有电力杆塔、自建水泥杆等方式进行建设,降低配套建设的投资。

2)广覆盖区域的建设经济性分析方法论

将建设投资按照7年折旧的方式,计算每年的折旧费用。

计算K值为:(折旧部分+年运营费用)*n,n为年限,计算出每种建设类型的不同K值,以7年时间进行对比选择,选取K值较低的建设方式。

3.2  L1800+Relay建设方式与L900建设方式的经济性分析

本节对L1800+Relay建设方式与L900建设方式,在拓展覆盖时的K值变化进行对比分析。通过对比1个站点、2个站点、3个站点,在7年过程中的不同K值变化,找出合理的建设方式。

由于一个Relay站点仅能提供单扇区服务能力,为公平对比,扩展L900时按照单扇区站型与Relay站点进行对比。

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取值说明:L900每增加一个基站,传输接入按照2公里取值。

L900基站的塔租按照使用铁塔公司现有站址进行计算。

Relay站点采用自建小配套方式,无后期塔租费用。每年电费取0.6万元。

可以看到, L900站点在初始建设时,由于设备价格低、覆盖范围远,比L1800站点整体运营的费用要低。但随着覆盖范围的进一步增大,由于L900传输接入及塔租的影响,通过Relay方式进行延伸覆盖将更有优势。

结合广覆盖特点,在乡镇区域由于人口密度较大,考虑L1800方式进行覆盖,在扩展覆盖时,使用Relay方式,降低传输接入投资、塔租成本是更具有经济性的选项。

3.3 云南大理鹤庆县建设实例

1)试点背景和方案

大理上坝村位于大理自治州龙开口镇,约有60户人家,由于前期建设问题,村里手机信号一直处于微弱状态。Relay站点建设具体位置距离宿主站直线距离2.6KM,由于受到金沙江阻挡,难以直接拉光缆至上坝村,采用绕行方式传输距离将增加至15KM以上。

此次方案选择的是高频外置天线版本(L1800),直接外接八木天线的RRN,其中外接八木天线能带来12-15dBi增益。

RRN通过接收宿主站点“LF鹤庆中江”LTE基站信号,给站点提供可靠传输接入。

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备注:由于频段带宽及终端渗透率问题,上坝村基站覆盖制式选取为U900,通过FDD制式进行Relay回传。后期将考虑升级为L900基站。

2) RRN硬件安装及测试

叶子站(L1659-鹤庆县龙开口镇上坝村)在部署位置时,测试收到LTE信号质量为RSRP=-94dBm,SINR=12dB,均满足Relay站点安装要求。

RRN现场安装图如下,经过3.6H就完成设备安装及调试工作,大幅度缩短开站时间。

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图7:RRN现场安装示意图

叶子站开通后,15天稳定运行,期间KPI指标(接入、掉话、切换功能)正常,15M回传带宽,2.6KM传输距离下,RRN3911 Relay回传下行峰值达到60Mbps,上行峰值达到33Mbps。U900单用户测试感知下行速率达到7.8Mbps,上行速率达到2.1Mbps。

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图8:RRN KPI监控结果

3) L900建设方式与Relay建设方式K值对比

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小结
通过对广覆盖区域不同建设方式的频段特点、设备容量、投资及运营成本分析,结合云南大理实际建设案例,可以得到以下结论:

1)在4G、5G融合建设时代,不断完善4G覆盖,不但与5G建设不重合,更是提升用户体验的重要手段。关注频段的覆盖差异、设备容量差异,用好不同的建设手段,是工作中首要关注的问题。

2)综合考虑“建设投资+运营成本”,而不是仅仅考虑在某个专业进行投资降低。在选取建设方案时,对7年时间内的总运营成本进行测算,选取合适的建设方案。

3)结合Relay回传技术,在容量足够情况下,节省传输投资,同样能够取得低成本的建设效果。

4)自建小配套、低成本获取配套资源,降低塔租费用,是建设线为市场发展提供的最大支持。



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  少将

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2007-12-19
发表于 2019-7-5 13:57:41 |显示全部楼层
目标市场份额15%,口气不小啊

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  上等兵

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2010-10-26
发表于 2019-7-6 09:48:55 来自手机 |显示全部楼层
本帖最后由 laks97 于 2019-7-6 09:50 编辑

上述分析的是7年内,目前无覆盖无用户,7年内估计还真只能按15%预估,这些偏远村民大多本身月消费就不高,用习惯了通常也懒得换。

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  新兵

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2019-6-21
发表于 2019-7-17 16:24:27 |显示全部楼层
赞一个 我也是云南的 我们电信偏远地方也是这种电杆站
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