NG-GSM的关键技术包括话音业务承载能力增强技术(采用编码技术、联合发送和干扰抑制等多种手段增强小区覆盖或者容量)、数据业务承载能力增强技术(包括EDGEEvolution等技术强化数据业务传送能力),还包括多种基站组网技术、软件无线电等。
语音业务承载能力增强技术
采用ARM-HR半速率增加网络容量。GSM半速率技术,是指通过使用GSM06.20规范的语音编码方式,将Um无线链路语音编码速率由12.2kbit/s降为5.6kbit/s,使用一个GSM时隙承载两路话音业务的技术。半速率技术可以达到提高无线网络容量的目的,但对话音质量存在一定的影响。
通过网络试验,开通半速率功能后,半速率信道承载话务能力明显,最多时可多承载70%的话务量,网络整体承载能力显著增强,拥塞率下降明显(试验的本地网BSC1的拥塞率由0.45%降至0%),掉话率略有上升(上升0.1%至0.15%),但经参数调整后有一定回落,可满足全网掉话率优秀指标。
总体而言,在非密集城区,开启半速率功能,能使网络承载话务能力有明显提高,拥塞率显著下降。开启半速率不会对GPRS等无线数据业务产生影响,反而由于无线话务信道资源的提升,使GPRS等无线数据业务信道的需求得到进一步满足。
采用发信机相干联合(DualPowerCombiningTransmission,DPCT)技术。使用DPCT能有效增强下行链路发射增益,通过软件配置,将两个发射机作为一个逻辑的发射机使用,也就是两个发射机在同一时刻发出同样的突发脉冲,通过合路器,构成形式上的一个载波,从而得到比单TRX多2.5~3dB的发射增益。
采用DPCT能扩大基站覆盖半径,特别适用于农村或者郊区初级建网阶段,使得组网更加的灵活。在建网初期,用户不多,采用DPCT能提高发射增益,实现覆盖增强,在网络建设中后期,容量扩大后,可将两个DPCT载频作为两个独立的载频使用,既解决了建网初期的覆盖问题,又能够平滑过渡解决后期的容量问题,为运营商动态平衡网络容量和覆盖提供了选择,总体降低了CAPEX。
采用下行延时分集发射(DelayDiversityTransmission,DDT)技术。下行延时分集发射,和DPCT不一样,它基于不增大发射功率而达到改善覆盖目的。它除了改善基站覆盖外,还可以改善网络容量。其工作原理就是使两个发信机在短时延内发射相同信号,两个发信机当作一个“虚拟发信机”来使用,使下行信号增强。手机端接收到两个不同干扰情况但内容相同的有用信号,经过合成算法获得附加的3dB下行增益,从而提高了网络覆盖范围,能够实现20%甚至30%以上的增强覆盖。使用该技术能有效改善服务质量,降低网优成本,且无需对终端进行改动。
采用上行4路分集接收(FourWayDiversityReceiving,FWDR)技术。上行4路分集接收就是对4个端口上的接收信号进行组合处理,以获得更好的信号。由于信号通过更多的路径到达基站,因此可以增强上行链路预算,即提高基站的接收灵敏度。它相对于两路分集有2~3dB的增益。
该技术不但可以增强上行链路的增益,还可以降低移动终端的发射功率,增加其待机时间。采用4路分集接收技术可以增强覆盖距离,改善通讯质量,降低网优成本。若4路分集和DPCT或者下行发射分集同时使用,可使基站实现超远覆盖。
采用上行干扰抑制合并(InterferenceRejectionCombining,IRC)技术。上行干扰抑制合并IRC可以认为是一种更高级的分集接收功能,它可以改善上行的质量,提高上行信号的增益。国内现网测试表明,IRC在密集城区可提供上行C/I增益提高3到5个dB。IRC在期望信号与干扰信号同步时的作用效果最好,从技术实现上来说,IRC基于对各分集支路上噪声协方差矩阵的估计,这个矩阵求逆后被用来计算需要的矩阵。
IRC消除从不同天线上接收的相干噪声,如果噪声间不相干,那么IRC的性能跟普通的MRC是差不多的。由于技术特点,IRC技术适用于高话务密度区,密集城区因用户众多,话务量大而采用紧密频率复用,导致干扰严重,而主要的干扰来自同频干扰和网外干扰,IRC能利用技术特点,对这些有相关性的干扰进行消除合并。
数据业务承载能力增强技术-EDGEEvolution
EDGEEvolution技术能够通过对现有基础设施的软件进行升级改造,从而将数据传输速率提高到目前的3倍,而且将显著改善延迟、增强覆盖范围并提高频谱效率。GSM网络的这一更高数据性能将作为对高速WCDMA/HSPA网络的重要补充,以满足对数据带宽和移动性日益增长的需求。
EDGEEvolution称做EDGE演进技术或EDGE增强技术,它其实是一系列新技术的合集,这些新技术将使EDGE的单用户理论速率达到1Mbit/s(现8timeslotEDGE理论速率为384kbit/s)。这些技术集主要包括手机接收分级 (MSRD、双天线除扰 (DAIC)、下行双载频捆绑 (DDC)、GERAN上行性能演进 (HUGE)、符号周期削减、更高阶调制和Turbo编码 (RED HOT)、延迟削减(Latency reduction)等。
BSSIP化
随着网络技术的发展,全网IP化将成为必然趋势,目前,通信运营商在交换侧大部分实现了IP化,包括对汇接局和端局的IP化改造。下一步的工作是对BSS进行IP改造。GSM在最初对接口进行定义的时候,主要的接口协议为TDM,随着IP化的发展和GSM新技术的引入,有必要讨论在2G引入IP承载的可行性。所谓对BSS进行IP化,主要是利用IP作为传输协议,接口包括Abis接口、A接口和Gb接口。
对基站系统接口进行IP化改造,对网络运营商带来的好处也是显而易见的,BSSIP后,能提高话音业务的业务质量,并能有效降低网络成本,节省传输资源并简化传输规划。基站系统IP化,能简化维护管理的难度,有利于最后一公里的多种组网方式,便于运营商根据业务需求采用多样手段建立接入系统。
目前,移动运营商对BSSIP进行改造,也面临一些问题。比如,BSS设备IP兼容性问题,涉及现网BSC、BTS替换改造,现网Abis口大量存在的E1TDM点到点连接带来的传输改造问题,IP网元的同步问题、性能管理问题,IP化以后对于网元的IP资源规划和管理,IP/MPLS专网的管理,网络安全性问题,后续网络演进的策略和步骤等。
多样的基站技术
载波池技术
由于某些基站忙闲时刻话务量差异很大,诸如写字楼基站,白天话务很忙,晚上很空闲,住宅小区刚好相反,解决此类问题的较好的办法是建立载波池。载频池系统是在光纤直放站基础上,增加切换、监控等单元构成,能为空闲的基站提供射频搭载,综合网管中心在网络上指配信号链路,实时或定时调度载频资源到高通信需求地区,以吸收该地区话务。
载波池系统起到了形成载频储备和共享的频率利用模式,其动态配置方式也突破了传统的频率固定配置模式,对于实际工程建设有很重要的意义。
多模基站
在未来,移动通信接入网必将是多制式共存的接入网络,将使用多种具有不同覆盖范围和容量的空中接口技术,如WCDMA、GSM、EDGE、WLAN、WiMAX或TD-SCDMA等。然而,空中接口资源的稀缺是运营商必须长期面对的问题。集中统一管理不同的资源,是运营商最大效率利用这些资源的关键。
无线网络发展的未来方向将是支持多模式接入的无线网络。在这样的网络中,多种不同的接入技术必须无缝地整合在单一的无线接入网中,而终端用户无须知道当前需要用那种方式接入网络。以GSM为基础的多模基站可以满足不同的运营商的网络演进和融合的需求,多模基站的应用,能有效降低运营商的多模组网成本。
智能基站
未来的基站将是一个智能化的实体,将实现即插即用,免除繁复的数据配置、网络规划和优化。BTS将在BSC的控制下,自动进行数据配置,并且在运行过程中根据频点的干扰情况和邻接小区的工作情况,自动进行频点优化和邻接小区的参数优化等。智能化基站的应用,将减少人为的干预,降低对维护人员的水平和数量需求,降低运维成本。
来源:通信世界周刊 |