高铁已经成为中国在世界上的一张亮丽名片,根据高铁规划蓝图,到2025年中国高铁铁路运营里程将达到5万公里。高铁线路覆盖是5G网络覆盖的一个特殊高价值场景,运营商致力于为高铁用户提供更优质的业务体验。高铁5G网络覆盖,要求网络能够实时追踪时速350km/h的高铁用户,并为高铁用户提供连续业务体验;考虑到高铁网络覆盖的特点,中兴通讯创新性地提出高铁RRU功率随行方案,打造极致高效的高铁通信网络。
创新的RRU内生功率共享设计
常规的多通道RRU设计,RRU通道都有独立功率放大器和输出通道,RRU不同通道间功率无法共享。如果可以将闲置RRU通道的功率共享给其他通道使用,就可以更高效地进行RRU通道间功率配置和载波配置,并提升部分通道的下行最大有效发射功率,进而提升小区覆盖。
中兴通讯RRU内生功率共享的创新理念,通过RRU新型硬件设计,突破常规RRU通道间功率无法共享的限制,为RRU功率的灵活使用提供更多可能性。RRU设计时,将RRU 2个通道划分为一组,增加通道间耦合电桥的设计,通过系统软件控制就可以实现RRU 2个通道的功率共享。
以八通道RRU为例,常规八通道RRU设计总功率400W,每个通道最大50W额定功率输出。在RRU内生功率共享硬件设计中,将RRU单通道最大输出功率提升到了100W。对于八通道RRU,可以将功率汇聚到其中4个通道输出,实现4个通道下行发射功率翻倍,达到4×100W;通过系统设计,也可以实现采用两个八通道RRU组成动态最大8×100W输出的双扇区组网。
高铁RRU内生功率共享方案,实现子帧级功率随行
高铁5G网络一般采用单站两RRU扇区的组网方式,而由于高铁列车线性移动的特点,一定时间内只有部分RRU覆盖到高铁列车。结合高铁列车的运行特点,可以将相同杆站上没有或者很少用户驻留的RRU功率共享给覆盖到高铁用户的RRU。同时,高铁线路覆盖时会采用多个RRU小区合并的组网方式,高铁网络需要在一个大的逻辑小区内实现RRU间的功率协同。
中兴通讯高铁场景RRU功率共享方案(见图1),采用RRU内生功率共享设计,根据来车方向UE位置,通过算法与硬件的实时精准配合,实现RRU设备发射功率跟随业务走向的聚焦,实现单侧天线发送功率翻倍的同时,满足350km/h的高速移动特性。中兴通讯RRU功率共享方案在能源的利用上更为合理,通过实时UE位置识别和基站软件控制,实现UE级、子帧级RRU功率共享调整,发挥设备最大能效。
在高铁商用网络中的测试结果表明,中兴通讯高铁RRU功率共享方案,可以实现覆盖增益+3dB,用户下行感知速率提升10%~20%。
中兴通讯高铁RRU功率共享方案采用RRU内生功率共享设计,跟天线系统解耦,可以对接不同天线厂家的常规智能天线,为运营商网络部署提供了便利。
RRU内生功率共享理念助力多场景网络性能提升
传统的蜂窝组网方案,各扇区RRU独立配置,RRU载波间可以实现功率共享,但不同扇区之间RRU功率无法共享。典型三扇区组网方式,每个扇区发生业务的时间和负荷情况不同,具备做扇区间功率共享的条件。低负荷扇区RRU功率有剩余,如果可以共享给高负荷扇区使用,提升高负荷扇区下行发射功率,可以提升高负荷扇区的下行频谱效率,改善用户感知,提升小区下行容量。
在居民区覆盖、地铁覆盖、低成本覆盖的一些场景,经常采用四通道设备进行区域覆盖。在这些场景中,可以只使用功率共享RRU的部分通道或将8通道RRU劈裂为2个4TR小区使用。对于只使用RRU 4个通道的场景,可以将空闲4个通道的功率汇聚到工作的4个通道使用,实现4个发射通道功率翻倍,提升覆盖和频谱效率。对于单个RRU劈裂为2个4TR小区的场景,可以根据2个4TR小区的负荷和覆盖不同,实现RRU功率在2组四通道之间的共享。
中兴通讯功率随行方案,采用RRU内生功率共享设计,在射频和基站软硬件方面都进行了创新实践,秉承绿色网络理念以及扩大产品兼容性的理念,对于未来网络整体性能提升做了有益探索。