宽带系统-应争通信应用

一、简介

       作为P-LTE专网通信网络的接入网单元,如图5.16所示,是整个网络连接系统中的关键设备。
P-LTE专网通信网络的接入拓扑图
图5.16拓扑图
       基站设备主要包含两个硬件实体BBU和RRU。
       (1) BBU是设备的基带处理单元,主要完成基站业务的处理,为专网客户在各种应用场景提供业务服务,并且为客户提供方便的维护、监控功能,从而提升基站设备的易用性和可维护性。
       (2) RRU是通过光纤将基站射频模块拉到远端的射频单元,完成中频及射频信号的处理,通过先进的射频和天线技术,为用户提供高速率、低时延的数据处理,极大地提升基站系统的容量。
       在P-LTE专网系统中,基站负责与终端设备建立无线连接,为用户提供接入服务,进行语音、视频及数据业务的传输,保证网络覆盖,为专网用户提供高速数据体验。
       在网络宽带化的基础上,基站支持B-TrunC及3GPP提出的集群协议标准,提供包括单呼、组呼、视频组呼、群组优先级等在内的专网集群功能,建立专网业务通道,为专网客户提供诸如视频调度、视频会议、文件分发等多项专网业务。
       同时基站还针对不同的专网应用场景,提出了多种场景下的优化解决方案,如针对视频监控场景的上行高速率解决方案,以及针对轨道交通场景的高速解决方案等。

二、基站设备的特性

       针对专网需求,基站具有高性能、高可靠性、灵活部署、多制式融合等主要特点,并针对专网场景,设计了针对性的优化解决方案,更好地满足专网应用的需求。

1. 高性能

  (1)基于LTE技术,拥有极高的网络性能。
  (2)传输速率高。
  (3)设备宽带化,能够极大地满足高速率传输的需求,下行速率可达100Mb/s,上行速率可达50Mb/so
  (4)用户容量大。
  (5)单站能支持在线用户数10800个,单小区能支持150个群组。
  (6)业务时延低。
  (7)用户入网时延为60ms,集群呼叫时延为280mso

2. 高可靠性

  (1)关键单元支持1+1备份。
  (2)提供完善的软件可靠性设计和故障隔离、数据回滚、故障监控等功能。
  (3)支持故障单站模式,在核心网出现故障时,依然能提供高效稳定的服务。

3. 灵活部署

  (1)支持5MHz/10MHz/15MHz/20MHz常用带宽,并支持多种频点。在不需要变更硬件设备的情况下可灵活配置带宽和频点。
  (2)支持TDD(time-divisionduplex)下多种上下行时隙配比。
  (3)支持多站点大规模组网、小规模内部组网及单站模式下组网,并根据不同场景提供最具有价值的解决方案。
  (4) 提供主备倒换升级、基带板扩容,保障系统升级扩容的灵活性。

4. 多制式融合

      支持LTE/PDT/TETRA/DMR多制式共存,实现窄带集群系统到宽带集群系统的平滑升级,保证后向兼容性。

5. 场景化解决方案

      基站可最大限度地满足专网各领域的业务需求,针对不同的业务领域的应用场景,提出多种优化的解决方案。例如,针对轨道交通行业,基站使用了高速解决方案,为客户提供高速场景下的文件传输和流畅的视频业务。

三、组网模式

1. 星形组网

       星形组网是BBU与RRU基本的组网形式,将多个RRU分别通过光纤连接在一个BBU的不同光口上,实现1:N的接入。该组网方式可扩展性好,RRU的连接数量取决于BBU提供的光口数量,但需要占用大量的光纤资源,适用于光纤资源丰富的区域,如图5.17所示。
星形组网
图5.17星形组网

2. 链形组网

       链形组网(图5.18)是指多个RRU釆用光纤和自身的光口一一级联的方式,最后串联到BBU的一个光口上。该组网方式可节约光纤资源,RRU的连接数量取决于RRU连接所用光纤提供的带宽,该连接方式可应用于地铁、公路覆盖场景。
链形组网
图5.18链形组网

3. 环形组网

      环形组网(图5.19)是指BBU与RRU之间的两对光纤釆用不同的物理路径,形成环路,提供冷备份、热备份、负荷分担功能,提高了组网的可靠性。
环形组网
图5.19   环形组网

四、宽带一体化基站车载户快速部署解决方案

       一体化基站主要定位于满足用户补盲、快速部署、热点覆盖、车载应急等需求:一是盲点覆盖较弱和信号空洞问题,对于室外的盲点区域包括密集城区的居民小区、街道、郊区、山区、城乡间道路等,室内盲点区域包括没有室内分布系统的大型商场、办公楼宇等环境;二是某些热点区域某些时刻容量不能满足用户量的需求,这两种情况都需要额外增加小区覆盖,提升容量。一体化基站外观如图5.20所示。
一体化基站外观
图5.20   一体化基站外观

1. 一体化基站构成

       一体化基站集成基站和EPC功能单元,集射频、基带、核心网功能于一体,具有成本低、体积小、功耗低、组网简洁灵活等特点,能够快速提升热点和盲点覆盖网络容量,提升网络质量。
       一体化基站在专网通信系统中的运行环境如图5.21所示。分布式基站BBU和RRU分离,BBU通过光纤或电缆连接到核心网EPC设备,一体化基站集成了核心网EPC、BBU、RRU的功能,实现在小容量覆盖的场景、高集成度、低成本的应用。 
 
 一体化基站星形组网
图5.21  一体化基站星形组网

2. 一体化基站星形组网模式

      一体化基站星形组网模式中的每个站独立接入专网,形成分布式结构,如图5.22所示。
 一体化基站星形组网
图5.22   一体化基站星形组网

3. 一体化基站级联组网模式

       一体化基站级联组网模式(图5.23)支持3站3小区级联配置模式,3小区的EPC软件通过一个站接入专网,单点接入,节省组网成本。
一体化基站级联组网
图5.23一体化基站级联组网

4. 一体化基站车载/快速部署方案

         一体化基站车载/快速部署方案如图5.24所示,其具有如下特点。
一体化基站车载/快速部署方案
图5.24一体化基站车载/快速部署方案
    (1)车载防震箱体,550mmX528mmX318mm。
    (2)集成度高,单箱体内置一体化基站及电源模块。
    (3)所有接口位于一侧,单侧出线。
    (4)可根据需要加装强制风冷及指示灯面板。
    (5)部署方便,适用于普通小车车载及单人运输。

五、网络覆盖实施规划

       本项目的P-LTE系统采用热点固定基站覆盖、车载移动应急覆盖实施策略。

       1. 网覆配置条件

       本次规划釆用1447〜1467MHz20M频率组网,使用TD-LTE技术,上下行时隙配比为2:2,假设基站高度为35m,基站天线增益为18dBi,基站发射功率为46dBm,UE发射功率为23dBm,在边缘速率要求上下行都为1Mbps速率的情况下,进行链路预算,得到单小区的上下行覆盖距离:密集市区单小区下行IMb/s的覆盖距离为,室外1.59km,室内0.72km;密集市区单小区上行IMb/s的覆盖距离为,室外0.56km,室内0.26kmo
       由于UE的发射功率限制,网络的覆盖都是上行受限,所以覆盖距离和覆盖面积一般由上行覆盖决定。
       密集市区小区上行覆盖:通过理论计算,上行IMb/s边缘速率的情况下,密集市区基站小区的室外覆盖半径为560m,假设每个站点3小区覆盖。那么密集市区单小区的覆盖面积为宽带系统(图10),则一个基站的覆盖面积SEnb=3、SCell=0.61km²。
       一般市区小区上行覆盖:通过理论计算,上行1Mb/s边缘速率的情况下,市区基站小区的室外覆盖半径为680m,假设每个站点3小区覆盖。那么密集市区单小区的覆盖面积为宽带系统(图11)宽带系统(图12)则一个基站的覆盖面积SEnb=3、SCell=0.9km²。
        小区覆盖图如图5.25所示。
小区覆盖图
图5.25   小区覆盖图

      2. 固定基站规划

       热点固定基站的站点计算都是只考虑站点的室外覆盖半径。

      3. 车载应急覆盖

       车载应急覆盖可釆用SUV搭载一体化基站实现,可快速构建通信网络,各级指挥中心和现场人员可以进行双向的数据传输、语音集群的通信,以此来提升工作效率。

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