隨著移動通信網絡的建設和市場的深度發展,校園用戶日益成為各移動運營商關注的重要用戶群體之一。校園用戶的分布相對較為集中,更便于開展針對性的網絡建設和市場拓展。校園用戶規模大、普及率高,具有明顯的規模效益。此外,校園用戶的知識程度高、思維活躍、善于接受新鮮事物,是各類業務的積極使用者和參與者,也是潛在的中、高端用戶。隨著“翼卡通”等業務的推廣和市場的發展,中國電信校園用戶規模不斷擴大,為校園網的建設帶來了諸多挑戰。
陜西高校眾多,高校數量在全國城市中名列前茅。陜西電信近幾年發展“翼卡通”高校非常迅猛。“翼卡通”業務是中國電信針對校園、政府、企事業等客戶提供的融入了支付能力的信息化解決方案。用戶通過帶有射頻功能的天翼手機既可以享受優質的語音和信息服務,也可以實現手機考勤、手機門禁、手機消費、手機會議簽到等各項功能的應用。具體到學校一般舉措為:本校“翼卡通”用戶之間通話免費;通過“翼卡通”手機在校園實現消費、圖書借閱、洗澡、考勤、門禁等功能;“翼卡通”用戶可以利用校園短信平臺發布或接收短信服務。
眾多的“翼卡通”高校為陜西電信的用戶發展和業務收入做出了積極的貢獻,也同時對無線網絡造成極大的壓力并提出了新的要求。
一、校園無線網網絡特點
通過對現網校園無線網進行分析,發現高校學生在晚自習后存在集中使用業務的情況,造成話務密集,但校區基站有限,使得個別基站配置超高,CDMA無線網頻率的使用已到極限。
1、中國電信CDMA網絡頻率計劃
中國電信CDMA網的工作頻段為:
825MHz~835MHz(上行,基站收、移動臺發);
870MHz~880MHz(下行,基站發、移動臺收)。
共計10MHz頻段。
頻道間隔及中心頻率位置
IS-95A系統頻道間隔為1.23MHz。
CDMA系統沿用AMPS系統的頻點號,頻點號與中心頻率的關系:
F(n)=825.00+0.030×n(移動臺發、基站收);
F(n)=870.00+0.030×n(基站發、移動臺收)。
圖1示出CDMA各頻道的安排。圖中按照AMPS系統的信道編號,標注CDMA頻道的中心頻率位置。括號內是對應的前向頻道中心頻率(此處為移動臺發基站收,基站發移動臺收應加45MHz)。中心頻率在AMPS的283號頻道為CDMA基本頻道,逐步從高端向低端擴展使用的CDMA頻道的中心頻點位置依次為242號、201號、160號、119號、78號和37號。
CDMA不需進行頻率規劃,各小區可以使用相同頻道。
說明:①1、2、3......160......242......283為AMPS的話音頻道編號;②313至333為AMPS的控制頻道編號;③283號頻道為CDMA的基本頻道的中心頻率所在的位置。
CDMA無線網一般采用的基本頻點為283號頻道,雙載波基站采用的第二頻點為201號頻道,三載波基站采用的第三頻點為242頻道。EVDO基站采用37號頻道。
由上面介紹可以看出,中國電信CDMA網絡目前可用的頻點只有7個,且同時要用于1X網絡和EVDO網絡,頻點資源成為限制校園用戶發展的主要因素。
二、校園無線網話務分析及容量需求分析
下面以西安、咸陽、寶雞的3所高校為例,對現網“翼卡通”高校的話務特點進行分析。從網管系統提取2012年12月10日24小時的話務統計數據,如下表所示:
由表1可以看出,3所高校的1X話務量最大值均出現在22點,即1X的系統忙時為22點。也就是說高校學生在晚自習后集中使用1X業務,話務密集。同時可以看出DO的數據流量變化不明顯,全天比較平均。
CDMA 1X單載頻承載的最大話務量為24.813 Erl,在工程實際應用中,預留30%的富余量,取每載頻可承載話務量為17.37 Erl(24.813 Erl X 70%)。計算得到寶雞文理學院需要76個1X載頻,咸陽商貿學院需要76個1X載頻,西安培華學院需要89個1X載頻。
CDMA EVDO單載頻承載的理論數據流量為1.2Mbps,在工程實際應用中,取每載頻可承載1Mbps。計算得到寶雞文理學院需要8個EVDO載頻,咸陽商貿學院需要10個EVDO載頻,西安培華學院需要23個EVDO載頻。
根據近年來的業務發展情況,1X業務增長平穩,EVDO業務則爆發式增長,隨著電信業務的發展、用戶習慣的改變及終端的發展,EVDO業務仍會快速增長。以西安培華學院為例,在2011年底,集中將原有用戶的終端更換為支持3G業務的智能終端,同時新用戶統一使用支持3G業務的智能終端,在2012年一年時間內EVDO業務增長了130%,1X業務只增長20%左右。陜西電信計劃在2013繼續在高校推廣使用支持3G業務的智能終端及有吸引力的資費標準,所以后期高校在CDMA網絡建設時,可適當加大EVDO的網絡投入。
三、陜西電信校園CDMA無線網絡建設方案
頻率是移動通信系統中的不可再生的寶貴資源,頻率的使用是網絡發展中的重要問題。在頻率使用規劃中即要考慮業務發展的可持續性,也要考慮干擾分析和干擾規避的問題。另外還需考慮用戶漫游、終端支持性、頻率的不平衡性等方面的問題。
目前制約中國電信CDMA網絡在校園發展的主要因素是網絡容量受限。通常增加CDMA無線網絡容量的方法有3種:
1、新建室外基站。校園內新建室外基站是最直接也是最有效的增加網絡容量的方法,但在大部分高校校園內,由于地理條件的限制及網絡結構的原因,已無可能在合適的位置繼續新建室外基站。
3、新建室內分布系統。通過西安、咸陽、寶雞的3所“翼卡通”24小時的話務分析,校園CDMA網絡1X的系統忙時為22點,即學生在晚自習后集中使用1X業務。這個時間段的用戶絕大多數都位于學生宿舍內,所以考慮在宿舍樓內新建室內分布系統以吸收話務量。以咸陽商貿學院為例,現網用戶為1萬戶,主要為大一、大二及大三的學生,到2013年9月后全校的1萬4千學生基本全為“翼卡通”用戶。分布于學校的10棟宿舍樓內,平均每棟宿舍樓1千4百多位學生,結合后期的業務發展,考慮在宿舍樓內新建室內分布系統,采用主設備信號源。
根據現網話務及用戶統計,咸陽商貿學院現網每“翼卡通”用戶1X業務量為0.13Erl,每“翼卡通”用戶EVDO業務量為1Kbps。按照2013年9月后每棟宿舍樓1千4百位學生,可以計算出每棟宿舍樓內1X業務量182.71Erl,EVDO業務量為1.36Mbps。根據每1X載頻承載17.37Erl,每EVDO載頻可承載1Mbps,每棟宿舍樓內需要11個1X載頻,2個EVDO載頻。綜合1X業務的發展及后期EVDO業務增長,考慮在每棟宿舍樓內新增3個RRU主設備信源,每個信源的配置為S4+S1,這樣每棟宿舍樓內共有12個1X載扇,3個EVDO載扇。
以上總體介紹了陜西電信校園CDMA網絡各種場景下的建設方式,在工程建設中,可以根據各個校元的不同特點,靈活選擇適合于本校的建設方案。