Конспекты: Опыт Alcatel-Lucent в радиопланировании малых сот

Опыт Alcatel-Lucent в радиопланировании малых сот
Вадим Ким, старший менеджер подразделения беспроводных технологий, Alcatel-Lucent
(публикация из подборки "Все материалы форума LTE Russia & CIS 2014")


Сегодня я постараюсь поделиться опытом комании Alcatel-Lucent в процессе радиопланирования малых сот.

Для начала расскажу о позиции Alcatel-Lucent на рынке малых сот. 


По данным аналитического исследования ABI Rresearch марта 2014 года компания Alcatel-Lucent занимает первое место среди производителей малых сот и оборудования Wi-Fi операторского класса. В целом в этом отчете также отмечается, что общемировая оценка рынка малых сот составляет $2.65 млрд.

Факт лидерства Alcatel-Lucent подтверждается тем, что более 65 операторов уже выбрали решение малой соты Alcatel-Lucent.

В 80% проектов развертывание малых сот производится в макро-сетях различных производителей.

В 45% сетей малые соты Alcatel-Lucent взаимодействуют с ядром сети другого производителя.

Цифры говорят о том, что наше решение обладает высокой эффективностью, гибкостью и совместимостью.

География проектов также очень широка. 


На сегодня у Alcatel-Lucent более 65 контрактов на внедрение и развитие малых сот в 45 странах. Также продолжается более 20 тестовых испытаний.


Все многообразие видов малых сот производимых Alcatel-Lucent, можно поделить на три основных группы.

Это малые соты Residential, которые по классификации 3GPP являются фемтосотами.

Малые соты Enterprise, которые по-сути тоже фемтосоты.

Малые соты Metro - это пикосоты.

Между собой эти три типа сот отличаются параметрами емкости и выходной мощности. Residential и Enterprise используют в основном для обеспечения покрытия внутри помещений, как жилых, так и офисных, то Metro используются в более крупных объектах городской инфраструктуры - вокзалы, стадионы, аэропорты, а также вне помещений. Они могут быть использованы для увеличения емкости, покрытия или для обеих целей.

Опыт компании Alcatel-Lucent в радиопланировании малых сот


Опыт компании ALU в радиопланировании малых сот основывается на множестве проектов, реализованных компанией в последние несколько лет.

Стратегия распределения частотного спектра между сетями макро уровня и уровня малых сот может быть различной - можно применять совмещенный спектр под оба уровня, либо использовать выделенный спектр для каждого уровня. Конечно, более эффективный способ - это использование выделенного спектра, но это не всегда возможно, поэтому компания Alcatel-Lucent разработала методику размещения малых сот в наихудших условиях с точки зрения интерференции.

Во всех проектах, реализованных компанией, качество функционирования макро-сетей не ухудшилось, а качественные показатели гетерогенных сетей (комбинация макро и метро) - улучшились.

При планировании используется следующий инструментарий.  

1. Программно-аппаратный комплекс Alcatel-Lucent 9955 Radio Network Planning Tool:
- поддержка гетерогенных сетей (многоуровневых: фемто, метро, макро)
- поддержка обоих вариантов стратегии использования спектра - совмещенный и выделенный частотный спектр
- поддерживается перспективный функционал eICIC взаимодействия макро и метро сетей.

2. Программное обеспечение для радиопланирования внутри помещений iBwave Design. Это стороннее программное обеспечение, на сегодня практически общепринятое в отрасли.

3. Компания разработала методологию оптимального планирования и размещения малых сот в условиях высокой интерференции (совмещенный спектр, плотная городская застройка)
Данная методология позволяет оценить уровень и качество радиопокрытия внутри помещений и степень разгрузки макро сетей на нижних этажах помещений.

ALU постоянно развивает своей богатый опыт в развретывании малых сот, используя имеющиеся методики и инструменты радиопланирования.

Процесс радиопланирования малых сот 

На структуре процесса радиопланирования малых сот останавливаться не буду, поскольку она практически повторяет процесс радиопланирования макросот.


(Прим. АБ: Поскольку картинка читается плохо, воспроизведу надписи на ней (слева-направо)

1. Составление списка сайтов-кандидатов. Сбор информации о макро-сети
2. Фильтрация списка кандидатов (высокий уровень макро сети)
3. Приоритезация сайтов-кандидатов
4. Доступность волоконно-оптической трансмиссии
5. Альтернативные виды трансмиссии
6. Согласование финального списка сайтов
7. Осмотр сайтов
8. Определение азимутов метро сайтов
9. Установка метро сайтов. Параметры, список соседних сот. Отчет о радиопланировании.
10. Сканирование (Drive Test) для подтверждения результатов планирования
11. Отчет о подтверждении результатов планирования
12. Корректировка азимутов
13. Сканирование (Drive Test) для подтверждения результатов изменений в процессе планирования.
14. Отчет о подтверждении результатов планирования. )

Ключевые критерии радиопланирования малых сот

В качестве ключевых критериев радиопланирования малых сот необходимо отметить следующее. Прежде всего, следует убедиться, что запуск "метро уровня", уровня малых сот не окажет негативного влияния на макро уровень.  Для этого необходимо минимизировать интерференцию и зоны снижения SINR. Также следует минимизировать возможные ухудшения качественных показателей работы макро сети (HO failure, call failure и т.п.)

Следует добиваться улучшения качества работы сети с учетом добавления уровня малых сот - рост емкости, улучшение UX (User experience - пользовательский опыт).

Важно разместить сайты оптимальным образом и обеспечить оптимальную трансмиссию с целями минимизации стоимости владения и времени развертывания.

Также необходимо учитывать требования норм безопасности по предельно допустимой мощности, размещение сот должно учитывать нормативы.



В подавляющем числе проектов, операторы задавали цели процесса планирования. Как правило, речь идет о покрытии или емкости, в целом - улучшении пользовательского опыта.

Соответственно, при радиопланировании мы учитываем следующие факторы:

1. Совокупность технологий, которыми обладает оператор (лицензии, реально доступный частотный спектр), выбор миграции, совместимость (LTE, 3G, Wi-Fi)
2. Учет взаимодействие между уровнями и в пределах уровня Macro <> Metro; Metro <> Metro
3. Необходимость обеспечения покрытия внутри многоэтажных помещений - это задается как цель радиопланирования.
4. Выбор спектра и ширины канала (совмещенный или выделенный спектр, например)
5. Тип морфологии (плотная городская застройка, сельская местность и тому подобное)
6. Размещение малых сот с учетом макро уровня (какой должна быть оптимальная зона действия малой соты для разгрузки макро уровня)
7. Значения параметров малых сот, например, выходная мощность (оптимальная зона действия малой соты для разгрузки макро уровня).
8. Карта распределения трафика и hotspots.

Ключевые задачи, которые решаются при радиопланировании малых сот. 


Возможности процессов планирования и оптимизации

Атрибуты процесса радиопланирования малых сот (HetNets):

- Radio Planning Tools должны поддерживать Macro и Metro уровни
- Radio Planning tools должны учитывать специфические функции HetNet, например, eICIC
- Моделирование покрытия с учетом зданий является основополагающим фактором - это важное отличие от процесса планирования макросот.
- Калибровка моделей распространения для обоих уровней имеет критическое значение

Оптимизация HetNets (SON). Продукт ALU поддерживает следующий функционал:

- Автоматический ввод в эксплуатацию малых сот (Plug & Play) уменьшает время на развертывание сети
- Автоматическая конфигурация (автоматическая загрузка параметров) исключает человеческий фактор
- Автоматическое назначение Physical Cell Identifier (auto PCI) позволяет избежать трудоемкого процесса при запуске и изменениях в планировании при расширении сети.
- Автоматическое назначение соседних сот (ANR) заменяет процесс планирования хендоверов и повышает стабильность установленных соединений (уменьшение HO failures из-за отсутствия в списке соседних сот)

Примеры внедрений малых сот ALU на сетях операторов в различных странах

1. Амстердам. Оператор 2G/3G, который намеревался первым в стране начать предоставление услуг LTE

- Планировалось развертывание 150 Metro малых сот в диапазоне band 7 (2.5-2.7 ГГц)
- Малые соты размещались, например, на навесах автобусных остановок и на другой уличной фурнитуре
- Использовалось подключение к оптоволоконной пассивной сети - GPON Backhaul
- Время на установку и подключение - 2 часа на соту
- Начало полноценной работы в сети - через 5 минут после подачи питания
- Область покрытия - примерно 500 метров в направлении по фронту антенны, порядка 100 метров в тыльном направлении
- при использовании канала 10 МГц FDD LTE обеспечивались пиковые скорости DL до 58.6 Мбит/с и UL до 19.4 Мбит/с.
- в кафе, расположенном в 525 метрах от малой соты наблюдались параметры DL 12.3 Мбит/с и UL 4.3 Мбит/с.

Вывод: Metro соты могут быть эффективно использованы для обеспечения покрытия LTE в плотно населенных районах с зоной покрытия до 600 метров (как для indoor, так и для outdoor).

2. Турция. Задача - нарастить покрытие сети 3G в густонаселенном городском микрорайоне, добившись пользовательского опыта "лучше, чем у конкурента".

- Использовались 3 Metro малых соты для обеспечения бесшовного покрытия
- Соты были включены, как Metro-группа, которая действовала как одна сота
- Выделенная "несущая"
- Metro-соты обеспечивали только передачу данных
- голосовые вызовы переадресовывались на макро-уровень
- две Metro-соты были подключены по DSL, одна Metro-сота была подключена по РРЛ

В среднем на долю этого "кластера" пришлось 2.6 ГБ трафика в сутки, что на 15% разгрузило макро-уровень в данном микрорайоне.

Используемые соты - 9764 MCO (2100 МГц). (Прим.АБ. У меня в каталоге малых сот, есть несколько моделей 9764 MCO - смотрите здесь).

Кейс показал, что Metro соты, которые были закреплены на фасаде зданий, обеспечили лучший уровень сигналов - это наиболее простой способ разгрузки макро уровня.



3. Франция. Испытания Metro сот в Париже. Разгрузка трафика на Place de la Republique 

Задачи:  продемонстрировать возможность использования архитектуры, основанной на использовании интерфейса управления Iuh в условиях плотной застройки и высокой плотности пользователей Парижа.

Было установлено две метро соты с использованием уличной фурнитуры для разгрузки макро-соты. Подключение по радио (microwave Backhaul).

Каких результатов удалось достигнуть:

- KPI Metro сайтов сравнимый с другими пико-решениями
- KPI макро-сайта улучшился после запуска двух Metro-сайтов
- Сохранялась 100% доступность сети в период всех работ и тестирования
- Проверена работа комбинации Metro 3G / Wi-Fi
- 16% составил средний уровень разгрузки
- 30% составила разгрузка в моменты пикового трафика

Неожиданные результаты:

- Во время отключения макро базы на период обслуживания, два Metro сайта обеспечили покрытие в зоне обслуживания, несмотря на то, что речь идет о территории с высокой плотностью пользователей.
- Оказался неожиданно низким параметр call drop (на макро станции CS Call Drop снизился на 17%)
- В течение теста продолжительностью 1 год не потребовалось ни одного визита персонала на сайты Metro. Оборудование функционировало полностью автономно.



4. Сингапур. Обеспечение необходимой емкости сети LTE во время Grand Prix формулы 1  
Задача: обеспечить наилучший опыт пользования LTE / 4G во время важного события
- 2 Metro радио в диапазоне 2.5-2.7 ГГц
- макро-соты LTE другого провайдера в диапазоне 1800 МГц

Используемые решения: 9764 MRO 4G, band 7

Результаты:
- добились разгрузки макросоты на 30%
- средняя пропускная способность DL 80-100 Мбит/с

Отзыв M1: "Good work everyone over the past weeks. I am very pleased with the MRO performance and it has outperformed our competitor 4G during the field test"


5. Австралия. Обеспечение емкости и покрытия во время событий

Проверялось во время Мельбурнского фестиваля 2012 года - дерби, чемпионат, oaks, stakes day

Задача: улучшить ситуацию в перегруженной во время уличных спортивных событий сети.

Покрытие: обеспечивалось с помощью 7 (семи) 9764 Metro сот для наружного использования 3G/WCDMA в зоне Birdcage VIP.

Что было сделано: бесшовная интеграция в гетерогенную сеть, использующую различные несущие и оборудование различных вендоров.
- макро слой: 2 базы 850 МГц 3G/WCDMA; 3 базы 2100 МГц 3G/WCDMA
- метро слой: совместно используемые частоты 2100 МГц 3G/WCDMA



Результаты: метро слой обеспечил хорошее покрытие и хорошую услугу
- было обеспечено более 262 тысяч сеансов передачи данных и 8.7 тысяч вызовов
- агрегированная пропускная способность DL на уровне 1 мбит/с
- 95% PS call setup rate в день Дерби
- 98% CS call setup rate в день Чемпионата
- хорошие показатели успешных хендоверов между метро и макро - 98%!


6. Обеспечение покрытия в "дырах" в пригородных районах. Улучшение работы сети

Условия: обширный район с частными домохозяйствами среди деревьев в пригородной / загородной зоне

Задача: устранить "дыры" в покрытии

Оборудование: 15 3G/WCDMA 9364 Outdoor Metro Cells V2 установлены в зоне обеспечения непрерывного покрытия с использованием одного и того же частотного диапазона, что и у макро-соты, с задачей улучшения покрытия и функционирования сети



Результаты: достигнуто превосходное покрытие за счет использования Metro-сайтов
- 20+ Erlangs трафика в метро-слое в течение суток
- 17% рост голосового трафика в сети (в метро и макрослое)
- 30% рост голосового трафика в макро-слое в низкочастотном диапазоне
- CS drop rate в макро и метро слое вырос примерно на 0.1%

Сопутствующие выводы и основные проблемы

- Metro-соты (пикосоты) 3G и LTE вполне справляются с поддержкой коммерческого трафика
- Проблема доступа к новым типам сайтов (не башни)
- Проблема масштабирования бригад инсталляторов с высоким уровнем, который требуется задачей
- Сложности доступа к опорным сетям
- Практически каждый вид инфраструктуры города, который используется для установки оборудования малых сот принадлежит отдельной компании, что требует решения множества организационных проблем, множественных партнерств.

В ALU разработана програма экспресс-сертификации сайтов для Metro станций, которая объединяет владельцев площадок, владельцев опроной сети и других участников процесса для упрощения масштабных внедрений метро-сайтов.


Заключение

- Alcatel-Lucent - признанный лидер в области малых сот
- 80% проектов - в макро сетях различных производителей
- Alcatel-Lucent доказала эффективность концепции малых соты в коммерческих проектах HetNet 3G и LTE
- Проверенные в эксплуатации программное и аппаратное обеспечение операторского класса
- Производство и запуск сетий "под ключ", включая ядро, транспорт, Макро.

==

После выступления были еще вопросы. В частности, г-н Скрынников, МТС интересовался мнением г-на Кима, какой тип опорной сети лучше применять для малых сот? Должны ли они подключаться равноправно к опорной сети или их следует подключать к макро-соте?
Ответ звучал примерно так: Данную концепцию, как правило, определяет оператор. В зависимости от того, какая у оператора есть в наличии опорная сеть, как разведена трансмиссия в той или иной местности. Под каждый конкретный случай строится стратегия размешения малых сот. Может обеспечиваться ковровое покрытие с равномерным уровнем, либо хот-спотовая модель. Безусловно на выбор будет оказывать определяющее воздействие доступность транспортной сети - здесь все определяется возможностями оператора.

Еще было уточнение вопроса, опять же г-н Скрынников. Когда абонента передаем из малой соты в макро-соту, то как правило, получается снижение скорости обслуживания. Прежде всего потому, что макро-сота более загружена. Собственно, ради ее разгрузки малые соты и строят. Получается, что высокомобильные абоненты, например, перемещающиеся на машине, сисетмой будут автоматически перенаправлены в макро-соту и тем самым они не смогут воспользоваться теми высокими скоростями, которые возможны в малых сотах? Можно ли использовать другую архитектуру опорной сети, чтобы решить эту проблему? Какие ваши рекомендации? Г-н Ким: поведение сети в данной ситуации будет определяться алгоритмами 3GPP, поскольку наше оборудование полностью соответствует стандарту. Помимо упомянутого вами механизма, который может переводить высокомобильного абонента на более высокий уровень сети (в данном случае на уровень макро), есть и другие механизмы более простого параметра, например хендоверы по понижению уровня, по нагрузке, по качеству. Обслуживание абонента будет определяться всей совокупностью этих механизмов. Оборудование ALU поддерживает все совокупность стандартизованных 3GPP механизмов.

Еще вопрос - будут ли поддерживать ваши малые соты LTE функциональность LTE-A? В частности, eCIC? Г-н Ким: Да, они будут. Часть функционала LTE-A они уже поддерживают.

Вопрос. Насколько я понял, сейчас ваша реализация радиопланирования работает только с вашими малыми сотами? Г-н Ким: да, сейчас система умеет работать только с нашим оборудованием. Вопрос - планируется ли развивать систему проектирования, в частности, чтобы она была способно планировать и макро-уровень, включая оборудование различных вендоров? Г-н Ким: наша система позволяет проектировать сеть на Metro уровне с учетом макроуровня, в том числе построенного на решениях различных производителей. Основные задачи - повышение уровня автоматизации системы, а также недопущение снижения качества работы макросети после добавления метрослоя.

Также по теме: мой каталог малых сот

==

Все материалы 6-го ежегодного Форума LTE Russia & CIS 20-21 мая 2014 года
Подписывайтесь на мой Youtube-канал

и на мой Telegram-канал

MForum.ru: Новинки

MForum.ru - Бизнес

Сообщество 4G

Популярные сообщения