Triển khai C-RAN TD-LTE - Tìm hiểu về mạng truy nh- 123docz.net

Việc xây dựng mạng TD-LTE là nhiệm vụ trọng tâm của chúng tôi hiện nay. Từ những thử nghiệm quy mô lớn trước đây, chúng tôi đã tích lũy được rất nhiều kinh nghiệm và giải quyết nhiều vấn đề quan trọng. Tuy nhiên vẫn còn một số vấn đề còn tồn đọng. Một mặt, do việc triển khai đồng site của TD-LTE với các hệ thống 2G/3G cho thấy các anten TD-LTE thường quá cao hoặc quá thấp và khoảng cách intercell là

rất gần. Tất cả dẫn đến sự can thiệp nghiêm trọng bởi sự chồng chéo lớn giữa các cell và kết quả là hiệu suất hệ thống bị suy giảm rất nhiều. Do đó LTE nhạy cảm hơn với

sự can thiệp hơn 2G/3G. Một số site 2G/3G là không thích hợp cho việc triển khai TD-LTE. Điều này, nói cách khác, có nghĩa là các site mới là cần thiết. Trong thực tế, người ta ước tính rằng khoảng 30% và 5% ~ 10% các site mới là cần thiết cho việc triển khai TD-LTE băng D và F. Không nghi ngờ gì, việc bổ sung các site mới tăng thêm những khó khăn trong việc lựa chọn địa điểm. C-RAN được coi như là một cách hiệu quả để giúp xây dựng mạng lýới với những lợi thế của việc giảm nhiễu, tiết kiệm chi phí, đẩy nhanh tiến độ xây dựng site và giảm thiểu những khó khăn trong việc lựa chọn địa điểm.

5.2.2.1. Kịch bản 1 : Hetnet với C-RAN

Tương tự như 3G, sự cần thiết phải cải thiện độ phủ sóng tại những điểm yếu và điểm nóng vẫn còn tồn tại trong TD-LTE. Có ba lý do cho việc này: 1. Khả năng thâm nhập tường của băng D là kém hơn so với băng F. Kết quả là, trong các đô thị với mật độ dân cư dày đặc, sẽ có nhiều khu vực có độ phủ sóng yếu gây ra bởi xây dựng các khu dân cư. 2. Trong TD-LTE tốc độ dữ liệu là một trong những thước đo quan trọng nhất để trải nghiệm người dùng. Nếu chúng ta sử dụng các tốc độ dữ liệu tối thiểu để xác định các biên cell, sau đó để cung cấp dịch vụ chất lượng cao kích thước cell sẽ nhỏ hơn so với các mạng 2G/3G. 3. Trong một số khu vực đô thị, có tồn tại các điểm siêu nóng có lưu lượng dữ liệu rất cao. Để tiếp thu được lưu lượng truy cập, nhiều cell nhỏ có thể được triển khai với vùng phủ liền mạch.

Các phương pháp triển khai C-RAN trong TD-LTE tương tự như trong các mạng 2G/3G. Xem xét sự phong phú của các nguồn tài nguyên tần số ở giai đoạn ban đầu, các cell nhỏ sử dụng các băng tần số khác nhau từ các cell marco được ưa dùng.

Sau khi giới thiệu các công nghệ Carrier Aggregation, nó sẽ dễ dàng để thực hiện việc tách C/U để nâng cao hơn nữa dung lượng tổng thể. Tái sử dụng các dải tần số giống nhau giữa cell marco và các cell nhỏ có thể được xem xét khi việc tăng dung lượng trở nên cấp bách. Đồng thời, do con người ngày càng quan tâm nhiều hơn đến môi trường, các mối quan tâm về bức xạ vô tuyến đã trở thành lý do đầu tiên của việc cấm triển khai các thiết bị không dây. Bởi vì điều này gần đây ở các thành phố lớn như Bắc Kinh và Thượng Hải, chúng tôi gặp rất nhiều trở ngại khi nâng cấp site 2G/3G lên 4G.

Thậm chí nhiều hơn, một số site đang được xây dựng đã bị buộc phải phá bỏ vì người

dân khiếu nại trong quá trình xây dựng site. Hơn nữa, một số site 2G/3G không đủ không gian để có thể nâng cấp lên TD-LTE.

 Việc lắp đặt RRU và anten cần xây dựng lại trên nóc các site ban đầu, mà thay vào đó, làm cho các công trình dân dụng khó khăn hơn. Kết quả là, trong tương lai có thể dự đoán, sẽ xuất hiện khu vực rộng lớn của vùng phủ sóng mù hay yếu ở các thành phố đô thị. Để giải quyết vấn đề này, các cell nhỏ là cần thiết để cung cấp phủ sóng liền mạch liên tục, trong đó đặt ra yêu cầu mới trên các thiết bị không dây, bao gồm: Năng lượng truyền dẫn và kích thước RRH cũng như kích thước các anten nhỏ hơn. RRU và anten với kích thước nhỏ hơn có thể làm giảm mối quan tâm của công chúng về các bức xạ vô tuyến. Và các RRH tiêu thụ năng lượng thấp sẽ phù hợp với các yêu cầu của chính sách thân thiện môi trường từ chính phủ và tiết kiệm thời gian cài đặt cho phép. Công suất phát hiện tại là 5W mỗi kênh cho một RRU ngoài trời. Nó được ước tính thông qua tính toán ngân sách liên kết trong trường hợp khoảng cách giữa các cell điển hình của 100 mét, công suất phát cần thiết có thể nhỏ hơn.

 Hỗ trợ vô tuyến cộng tác với vùng BBU. Một số công nghệ, chẳng hạn như nhiều RRU trên cùng một cell và MIMO tổng quát có thể giúp giảm bớt sự nhiễu và do đó để cải thiện hiệu suất hệ thống. Bằng cách này, mạng sẽ bao gồm ít nhất hai lớp. Một là các cell macro cho vùng phủ sóng cơ bản, và lớp khác là cell nhỏ tiếp thu lưu lượng các điểm nóng. Người ta ước tính rằng tỷ lệ của macro đến micro RRUs là giữa 1: 3 và 1: 6.

5.2.2.2 Kịch bản 2: Kết hợp với việc xây dựng các khu vực truy cập tích hợp

Vùng truy cập dịch vụ tích hợp (Intergrated Service Access Zone – ISAZ) là

một phương pháp mới để lập kế hoạch và xây dựng cơ sở hạ tầng giao thông với các mục tiêu là mạng hữu tuyến băng rộng hướng đến khách hàng hộ gia đình, nhóm khách hàng có dây cũng như nhu cầu truy cập BS. Ý tưởng của ISAZ là để phân chia một thành phố thành nhiều khu nhỏ hơn với mỗi diện tích 3 ~ 5 km vuông. Với mỗi vùng, các nguồn lực truyền tải sẽ được quy hoạch một cách tổng thể và toàn diện. Một số ví dụ nổi bật của ISAZ bao gồm khuôn viên trường đại học, khu khoa học công

nghệ cao, khu dân cư, khu triển lãm và khu công nghiệp. Theo kế hoạch hiện tại của chúng tôi, một ISAZ thường bao gồm 1 ~ 2 vòng truy cập truyền tải (có thể có nhiều vòng ở một số thành phố lớn) đối với mỗi vòng 6 ~ 8 phòng thiết bị macro di động.

Trong một số trường hợp số lượng tối đa của phòng thiết bị marco không dây có thể lên đến 12. Xem xét các BS marco hiện nay thường có 3 phần với mỗi sector của một sóng mang TD-LTE 20MHz, sau đó tổng số các sóng mang TD-LTE là giữa 24 và 36 trong một vòng truy cập. Nó có thể tăng cao hơn đến 50 ~ 70 trong tương lai khi các sector được nâng cấp lên với hai sóng mang. Ở các thành phố được triển khai với TD- LTE kết hợp ISAZ là một kịch bản đầy hứa hẹn cho việc triển khai C-RAN. Ý tưởng cơ bản là để sử dụng đầy đủ các nguồn lực truyền tải tương đối phong phú như cáp quang, ống và đường ống. Sau đó, các BBU trong ISAZ tương tự có thể được tập trung vào site tập trung (có thể văn phòng trong lớp mạng lýới truyền dẫn) với site từ xa triển khai với RRU. Sợi quang tối được sử dụng rộng rãi trong các thử nghiệm CRAN của chúng tôi do sự phát triển của mình. Với công nghệ nén CPRI và cáp quang đơn song hướng, một lừi cỏp cú thể hỗ trợ một súng mang TD-LTE 20MHz với 8 anten. Sau đú chúng tụi đờ̀ xuṍt để dự trữ ớt ớt nhṍt là lừi 48 sợi cho C-RAN tập trung trong ISAZs với đủ cáp quang, có tính đến quy mô tập trung tiềm năng. Trong tương lai việc sử dụng các cáp có thể giảm hơn nữa với sự ra đời của các thiết bị WDM. Sau sự tập trung của BBU, công nghệ hợp tác vô tuyến (ví dụ như JT/JR) có thể được áp dụng nhiều hơn nữa trong các vùng BBU để nâng cao hiệu suất hệ thống. Có ba phương pháp xây dựng theo kịch bản này:

a. Tình huống a: Nếu thiết bị TD-LTE không được cài đặt trong các site mạng 2G/3G hiện có, sau đó các BBU mới có thể được tập trung vào văn phòng tổng hợp của ISAZ và một site từ xa mới với stand-by ngoài trời cung cấp năng lượng cần thiết cho việc cài đặt RRU.

b. Kịch bản b: Nếu các thiết bị TD-LTE có thể được cài đặt trong các site 2G/3G, sau đó các BBU mới có thể được tập trung vào văn phòng tổng hợp của ISAZ và RRU có thể được cài đặt trong site từ xa 2G/3G hiện tại. Stand-by nguồn điện cho RRU cũng được yêu cầu.

c. Kịch bản c: Nếu BBU TD-SCDMA có thể được nâng cấp lên TDLTE, sau đó nó không phải là cần thiết để triển khai C-RAN. Tuy nhiên, nếu mạng bị nhiễu nặng từ cell lân cận, sau đó C-RAN tập trung có thể được sử dụng để giới thiệu các công nghệ

hợp tác vô tuyến để giải quyết vấn đề.

5.2.2.3. Kịch bản 3: Sự kết hợp của hai kịch bản trên.

Không có mâu thuẫn giữa hai kịch bản nói trên, tức là HetNet và ISAZ. Trong thực tế, trong các khu vực đô thị đông người với quy hoạch ISAZ, vẫn còn tồn tại nhiều điểm yếu và điểm nóng. Đối với kịch bản này, việc xây dựng có thể được mở rộng như sau: Các BBU được tập trung vào phòng ISAZ tập trung. Khi các nguồn sợi cáp là có hạn, WDM có thể được sử dụng để kết nối các phòng thiết bị không dây hiện có thành một vòng. Nếu thiết bị WDM có thể được triển khai ngoài trời, nó cũng có thể hoạt động như một điểm tập hợp để kết nối một vài site từ xa gần nhau lại. Các BBU cell marco và micro được đặt trong cùng một vùng BBU cho phép công nghệ

cộng tác vô tuyến phức tạp và nhanh chóng để cải thiện hiệu suất không dây. Với giải pháp WDM, chiều dài đặc trưng của một vòng WDM là ít hơn 20km.