光移动回程小蜂窝面临的挑战及解决方案

张风环

(兰州交通大学电子与信息工程学院，甘肃兰州 730070)

随着城市建设发展及居民环保意识的增强，站点选址越来越困难，传统的宏覆盖遇到了建网及覆盖的瓶颈，城市中存在越来越多的无线覆盖盲点或弱覆盖区域。现有以宏蜂窝站为主的网络部署已经很难满足容量需求，随着小蜂窝部署致密化的快速发展，无线接入天线越来越接近的用户终端从中受益，最值得注意的是，下一代光的回程与其他接入网络的收敛性相比具有很好的优势［1－2］。

1 小蜂窝光移动回程网络的技术优势

用户终端的期望和交通需求是数据速率的提升，要实现这种期望望和需求就要进行移动网络的改造。这种转型是表现在一些经常可见的行动或计划方面，这样的移动网络宏观改进需要通过致密化或其他方式，及对小蜂窝作为补充大蜂窝的演进。事实上，其代表的是不同的但两端同时活跃的一个连续体，平行于部署的小蜂窝，有较高的容量增益可通过宏观的改进达到致密化。

今天，随处可看到一个较快的发展趋势，站点间的宏观网格部署间的距离＜200 m与超过容量十倍的增加相比，站点的间距改进到原来的两倍。致密化现有的宏观网格不一定是唯一替代的无线接入服务。在其特点和功能中:高阶分区、通过载波聚合续谱、频率选择性调度、多输入多输出的扩展并增加接收分集，可有助于改进系统容量和用户数据率［3－5］。

添加小蜂窝需要补充微宏观层和WiFi区，以及专用的室内解决方案。给出了移动宽带网络多样性，运营商和系统供应商通常认为，有很多努力是持续实现复杂度的透明度最终用户和简化操作的服务提供者。经常提出的临界特征在这方面是无线电的协调，共同交通网络的管理，和通用光网络化移动宽带无线接入其回程。有时相对某些功能的必要性可挑战由新模型在满足移动宽带数据需求的明天，例如运行在不同的载体小蜂窝相比现有的宏观层，从而降低要求在集中式无线电之间的协调层，准备采取下一代移动回程网络措施，因此需要某些因素潜在影响基础设施。

1.1 小蜂窝光移动回程网络技术

无线接入网络，一个最终目标回程的解决方案是将天线连接到一个服务优势这种连接可以经常涉及各种传输方案，包括模拟和数字在各种媒体上如光纤，微波和铜。作为一个光纤接入和有趣的挑战光配电网(ODN)，一种方法在实现吸引了越来越多的关注最终用户操作的灵活性，透明度和在促进上述特征，包括集中式无线电协调是分裂单片基站到一个远程无线电单元(RRU)提供空中接口，和一个基带单元(BBU)中的信号从空中接口处理，这种方法也很熟悉“远程”。RRU和BBU之间的协议是典型的公共广播接口，CPRI本质上是一种以时分多路复用(TDM)为基础的协议进行数字采样的模拟信号收发天线。这种连接的解决方案往往被称为“前牵引”，这里不强调其不同于传统的回程［6］。

有很多司机的主要远程部署，从创建在BBU集群为减少小蜂窝干扰或简化小蜂窝和大蜂窝的网站，全面演进的主要目的是在较低的资本和运营费用高集中度。虽然CPRI可在诸多方面压缩，比相应的基于分组接入方案，其将典型的生成顺序更重要的物理位每秒超过了其链接，其也提出了很高的在延迟方面的要求。在很大程度上，主要的远程在一个良好的成本模型演化铰链上传输和处理，并在更多实际应用中，有足够的可持续性资源。

1.2 回程网络的光学分组

光纤接入是主干远程解决方案的一个关键因素，列如透光访问和配电网络的增加和开辟丰富的新能源，预计主要的远程方法可以使小蜂窝获得动力，作为一种方法提高无线接入的质量和能力，以简化宏和小蜂窝的网站，同时解决小蜂窝面临的减化同步和安全小蜂窝的挑战，以提高在密集的大、小蜂窝共享资源部署［7］。

上述主干远程中最重要的选择回程是基于包的回程，其中有许多变种。虽小分组接入区是许多学科较广的机遇和挑战，主题通常要解决的是一个半独立的方式媒体使用。然而，不同媒体提供层以上不同的机会。ODN提供每比特的高容量和低成本，基于分组的回程解决的小蜂窝可能会导致传统方法产生显著的平衡比，例如不太先进的包开关功能，可以部署在小的区，而更先进的功能如分类和过滤可推迟一个中心站点。

1.3 超密集小蜂窝

通常在室内，一般移动行业目前高度重视企业网络或大型场馆室内公共系统。一种趋势是基础设施的融合以满足建筑的整个无线通信的需求。由于现有的分布式天线系统，WiFi和其他室内段的发展支持高容量的连接，系统供应商、企业租户和地点业主将寻找机会以巩固室内无线接入。

在小蜂窝自发放电活动通过一个共同的ODN和宏电池包回程部署和连接到现有的宏网站，然后随着小蜂窝数量的增长，其宏单元也可能会迁移到一个主干远程，从而避免过度转接CPRI交通在ODN。随着一些光学连接小蜂窝生长，现有的和新的移动回程是越来越吸引到光学领域接入和汇聚。

到目前为止，还没有明确提到住宅室内移动接入，不是因为课题具有挑战性，而是由于问题不遵循早期或自然在传统移动网络中的讨论。毫微微区可被看作是一个例外，但这些主要是由其他功能驱动，例如有限的室内覆盖。然而在光的渗透大幅增加的今天，实现光纤到家的部署和丰富的波长，应该重新审视未来的小蜂窝，室内覆盖在特定的环境中的作用。目前一个合格的移动网络是能够使所有用户的网络大多数在室内活动，在其家中使用。

2 实现小蜂窝光移动回程的解决方案

移动和固定业务快速集成在某种程度上已经产生，通过融合解决方案的服务优势无关访问类型和一个基本的方法没有网络的参与，具体地说，智能手机和平板电脑有在创建用户设备，LED的方式连接，或多或少地存在自由裁量权，来3GPP和WiFi系统。对于居家“固定”一般的宽带连接，这是非常有可能的，绝大多数设备最终将进行无线连接，通过WiFi和3GPP无线接入。从进一步的进化可以预计，从提高用户终端驱动的“固定－移动”无目的的选用对无线接入，例如多链路路径无缝的结合能力不同于平行的无线访问。超高密度无线接入点可能出现的住宅和演变以类似的方式，作为企业，结合3GPP无线接入和WiFi。为充分授权的智能终端它还可以创建新的需要服务边缘。

3GPP和WiFi根本的差异是前者本身是主干远程分体式，后者结构限制这种分裂的实用性，特别是无线电接入速度和距离，这主要是由于无线资源和介质访问协议的存在。在时间上，它可能导致住宅接入点支持类似回程，即基于分组为WiFi和3GPP CPRI。在大多数情况下可以设想3GPP无线接入技术及其演化提供连接的服务来满足可预见的住宅用户和延迟的需要。这种方式主要是驱动将低成本，对客户的能源效率和简单性侧，只涉及一个无线电头或RRU。

2.1 毫米波点到多点的回程结构解决方案

点到多点的系统本质上是由一个单一的广播或集线器的功能终端持续与多个远程终端链接。通过这种功能来支持N点无线电联系只有(N+1)点的收音机，这是在PTP系统中PMP的根本优势，相比2 n收音机支持相同的N点链接这需要承担更高的成本。此外，由于不需要专门为N到N设立连接端点，PMP架构可有效地管理稀缺频谱资源。

尽管传统的PMP回程能在10 GHz或28 GHz频带操作，提高资源利用率，但微波技术不能为未来市场提供满足带宽方面所需的功能要求。

毫米波技术能够对未来的一些应用程序的需要进行较好的定位。基于频率较低的解决方案，微波无线系统可以满足短期的带宽需求。然而，当这样的解决方案的成本和频谱的成本相比，毫米波的解决方案比其他解决方案显得更有吸引力，如铺设小蜂窝塔。因此，毫米波技术，特别是在Q(40.5～43.5 GHz)，适合新的回程场景和固定的服务需求，其主要优点:(1)大量光谱带宽适用于较宽的通道。(2)自适应吞吐率，效灵活的部署结构。(3)支持灵活的网络拓扑结构。(4)完整和轻便的设备。(5)简单和成本最低的分布光纤点。(6)低辐射水平。

此外，Q带链接可以承受高干扰和各种气候条件。经比较后，信号57～64 GHz频谱(U－波段)取决于氧分子的共振，因此这是严重的衰减谱传播，这种传播结果导致的链接范围很短。70～80 kHz频谱(E频段)是专为 PTP微波链接，可能是一个低成本集成的MMIC模块。因此，毫米波的PMP方案已在萨拉班德结构提出了一个有效的解决方案，可在一个回程LTE小蜂窝内通过经济实惠的方式实现的所要求功能。

2.2 萨拉班德结构的网络体系结构

萨拉班德网络的体系结构是一个分层，PMP基于以太网的网络由节点相连的无线电传输，并通过远程管理回程网络管理系统实例。该解决方案架构作为一个分布树连接服务提供商存在点(POP)的中继节点的最终到达用户终端，分组终端是移动基站。建筑采用了1 GHz范围的发射机，且可装多路独立渠道，聚集数100 Mbit·s－1，以实现半双工时分双工(TDD)频道提供所要求的吞吐量。

2.3 潜在的无线宽带系统

在大规模部署的主干远程住宅ODN小蜂窝服务的家庭设备中，CPRI处理成为可扩展性的重要解决方案，使小蜂窝自发放电活动以菊花链式在中央办公室或光线BBU终止之前，CPRI允许TDM聚集。然而，在超高密度的情况下，相对于传达数字无线电信号样本会使电信业20年在TDM层次上允许CPRI发挥更大的作用，给终端用户上层链接RRU也预设了一个精细的时分交换结构，在一个网络固有的问题上由于复杂的分界点服从任何中央位置管理，多厂商CPRI开关会更容易处理更高的网络，简化了RRU作为这些将从嵌入CPRI开关被释放的功能。为了避免CPRI复用每个连接需要天线较低的功能。

住宅光连接服务及其管理可以利用增加部署天线的灵活性及其服务之间的边缘。光纤接入资源管理在中心天线和无线接入管理处使用无线功能网络区。一个灵活的ODN有效地支持主要的远程连接，对天线开辟了一个非常活跃和需求驱动的供应广播基带功能，并具有较高的资源池。

3 结束语

对小蜂窝与其的光分布和连通网络的使用情况从移动当前进化外推和住宅接入网络进行了介绍。这表明进一步寻找潜在的转化小蜂窝和光纤接入，创建一个新的住宅无线接入的生态系统有较大压力。本文提出了波段PMP回程建筑工程中提出的萨拉班德体系结构。该解决方案在一个具有成本效益上利用PMP传输方式波段光谱提供多Gbit·s－1的容量，此外这种体系结构为小蜂窝的固定接入和OPEX回程提供了优势。

［1］Holger Claussen，Lester T W Ho，Louis G Samuel.An overview of the femtocell concept［J］.Bell Labs Technical Journal，2008(13):221 －245.

［2］CISCO.Cisco forecasts 18 － fold increase in mobile data by 2016”［M］.USA:Cisco Conpration，2013.

［3］南京国人通信研发中心.通用公共无线接口［M］.南京:CPRI，2005.

［4］Bluwan.Key benefits of bluwan FTTA:A TDDPTMP architecture［M］.USA:Trovaconsulting，2011.

［5］AGATA A.Suboptimal PON network designing algorithm for minimizing deployment cost of optical fiber cables［C］.16th International Conference on Optical Network Design and Modeling(ONDM)，2012.

［6］盛洪宁.LTE上行信道估计技术研究［J］.电子科技，2011，24(6):7 －10.

［7］王侃，杨家玮.WLAN与TD－LTE系统在2.4GHz频段共存干扰［J］.电子科技，2011，24(9):62 －65.