Гетерогенні мережі ключові технології hetnet і сценарії розгортання

Так як попит на мобільні дані перевершує всі очікування, гетерогенна мережева архітектура з безліччю частотних діапазонів, застосуванням різних технологій радіодоступу та використанням базових станцій з різною величиною зон покриття, є єдиним рішенням, що дозволяє операторам рухатися вперед.

В області телекомунікацій широко відомі лякають статистичні дані, що стосуються попиту на передачу даних, особливо в місцях найбільшого скупчення людей. Високий попит змушує операторів збільшувати щільність розміщення базових станцій (БС) і підвищувати спектральну ефективність через MIMO (англ. Multiple Input Multiple Output) та інші LTE технології. Однак рано чи пізно можливість розгортання нових базових станцій досягне межі через перевикористання частот і дорожнечі, і їх установка стане недоцільною в великих містах. Тому виникає необхідність установки точок доступу Wi-Fi. малих базових станцій та інших елементи для «заповнення прогалин», що утворюють разом гетерогенную мережу (HetNet).

Ключові технологііHetNet

Однією з ключових завдань є «безшовна» (непомітна) інтеграція малих БС в мережі: їх установка може мати негативний вплив на ключові показники ефективності, такі як падіння швидкості передачі в результаті інтерференції макро і мікро БС.

Для розвантаження макро БС потрібно досить велика кількість малих БС, що встановлюються в місцях найбільшого скупчення людей, проте вимоги для їх розгортання і витрати можуть виявитися невисокими завдяки підведенню вже наявної на сайті трансмісії і вбудованим джерел живлення.

1. Точне визначення місць, де необхідні малі БС.

2. Інтегрування мікро БС.

Придбання цілого нового сайту з великою кількістю обладнання стає дорогим і неефективним, що викликає необхідність розгортання малих БС на опорах і стінах. Для досягнення цієї мети елементи трансмісії, блоки живлення і захисту від перенапруги можуть бути інтегровані разом з усім іншим в зручному форм-факторі БС (сферичному або прямокутному), що не перевищуємо 8 кг (так, що одна людина може з легкістю його встановити).

3. Гнучка трансмісія.

Трансмісія є серйозним питанням при розгортанні мікро БС. Для її підведення може використовуватися як фіксований, так і бездротової способи.

Волокно є основним засобом для БС з фіксованим підбиттям трансмісії за допомогою бездротової технології типу точка-точка (P2P) або через пасивну оптичну мережу (xPON).

Бездротове з'єднання малих БС є більш гнучким, але менш надійним. Типовими рішеннями в даному питанні є використання мікрохвиль 60 ГГц, LTE TDD, мікрохвиль eBand, або підключення через Wi-Fi, кожне з яких має свої переваги.

Неліцензовані 60 ГГц виявляються вигідними за вартістю, якщо передбачається передача на короткі відстані з високою пропускною здатністю; в той час як використання LTE TDD буде ефективним в умовах відсутності прямої видимості, а Wi-Fi стане в нагоді надання недорогих послуг.

4. Використання возможностейSON (самоорганізуемой мережі).

Для задоволення потреб в мобільному широкосмуговий доступ в найближчі п'ять років, кількість малих БС має незмінно перевищувати кількість макро БС. Просте розгортання та технічне обслуговування, які мають місце в SON, грають важливу роль в скороченні витрат на експлуатацію в довгостроковій перспективі.

Самоорганізована мікро БС може автоматично сканувати умови навколишнього її радиосреде, завдяки чому вона автоматично планує і конфигурирует параметри, такі як частота, код скремблювання і потужності передачі. Традиційна БС не може цього робити, і саме тому мікро БС з функціями SON економить 15% людино-годин для планування мережі.

Більш того, така мікро БС може автоматично виявляти зміни в радиосреде; коли поруч з нею розгортають ще одну мікро БС, вона може автоматично оптимізувати параметри мережі. Для традиційних мереж оптимізація мережі є найважливішою частиною обслуговування мережі. А коли вона стає автоматичною, витрати робочої сили зменшуються від 10 до 30%.

5. Координація макро-мікро БС

Одним з ключових переваг архітектури HetNet є те, що вона дозволяє поступове і гнучко нарощувати ємність мережі, грунтуючись безпосередньо на необхідності, а не на прогнозах. Для Hotspot'ов, що зустрічаються на території нечасто, потрібно лише кілька мікро БС, і вони можуть використовувати одні і ті ж частоти так само, як це роблять макро БС. Проте, для зменшення перешкод між ними необхідна координація. Коли кількість трафіку в Hotspot збільшується і розгорнуто достатню кількість мікро БС, інженери можуть гнучко розподіляти несучі серед мікро БС, щоб максимізувати ємність.

При розгорнутих мікро БС їх координація з макро БС збільшує загальну пропускну здатність стільники на 80 - 130%.

Сценарії розгортання

Indoor-покриття класифікується з розділення (множинний чи ні) і в залежності від розміру покриття (малих, середніх або великих). Типовим місцем для розміщення БС з малим і середнім розміром покриття і множинним доступом буде житловий будинок, супермаркети, метро та середні конференц-зали, а також інші області з низькими стелями, що рухаються користувачами і з високими вимогами ємності. До даного типу відносять пікосоти LTE і використання Wi-Fi.

Великі розраховані на багато користувачів Indoor точки доступу включають великі офісні будівлі, готелі та інші місця, де спостерігається висока щільність користувачів з високим попитом. Однак обидва ці вимоги, і ємність, і затребуваність, повинні розглядатися спільно з урахуванням наявності ліфтів і великої кількості поверхах (по вертикалі охоплення макро БС часто поганий).

В "HotDot" (кафе) попит високий, але охоплення досить малий, і користувачі в основному знаходяться на місці. В "HotLine" щільність абонентів і потреби високі, а охоплення порівняємо з міською вулицею, причому "HotLine" активно взаємодіє з усіма послугами та бізнесами на цій вулиці, що має враховуватися при розгортанні. "HotZone", як правило, відноситься до великих площах і інших громадських місць, в яких щільність користувача і попит високі, але тільки за певних обставин, які найчастіше досить добре передбачувані.

Outdoor-покриття може використовувати мікростільники LTE, при чому невеликі стільники Indoor-покриття повинні в основному доповнювати outdoor-покриття, используясь з ним у зв'язці.

висновок

Мобільних мереж майбутнього знадобляться значні ємності і призначений для користувача досвід, і це буде досягнуто саме за допомогою HetNet. Мікро БС повинні бути розміщені в місцях масового скупчення людей і великої кількості трафіку для розвантаження макро БС. Необхідна належна координація: макро і мікро БС повинні мінімально впливати друг на друга. Будь-яка мікро-БС повинна інтегрувати в собі елементи живлення, фідер і захист від перенапруги, щоб звести до мінімуму вимоги до місця розміщення і витрати на розгортання. Оптимізоване Indoor-покриття нового покоління повинно передбачати гнучке й універсальне розміщення БС, можливості для поступового нарощування ємності, а також можливості для віддаленого обслуговування. Деякі сценарії розгортання вже готові, і тепер оператори повинні погоджувати їх з власними потребами.

Підготував: Романшенков Н.О.