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[摘要] 本文闡述了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)于CDMA直放站的技術(shù)定位，并就CDMA直放站的技術(shù)應(yīng)用以及時(shí)延、增益設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行了闡述。
[關(guān)鍵詞] CDMA 直放站 移動(dòng)臺(tái) 容量 覆蓋 搜索窗 噪聲 增益
概述
CDMA直放站是CDMA網(wǎng)絡(luò)不可缺少的組成部分，一方面，由于移動(dòng)用戶(hù)分布的不均勻，造成在用戶(hù)較少的區(qū)域需要加直放站，來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)覆蓋需求，CDMA的系統(tǒng)容量要比GSM等系統(tǒng)大，因此，CDMA系統(tǒng)中出現(xiàn)容量剩余的區(qū)域就更多一些，需要加直放站的區(qū)域就要多一些，使用直放站的性能價(jià)格比會(huì)高一些；另一方面，由于用戶(hù)需要在室內(nèi)、地下室及隧道等場(chǎng)所享受移動(dòng)服務(wù)，而這些場(chǎng)所不可能全部由基站來(lái)解決，應(yīng)由直放站來(lái)解決這些區(qū)域的覆蓋。C網(wǎng)直放站是通過(guò)耦合CDMA系統(tǒng)基站的信號(hào)，經(jīng)傳輸介質(zhì)在距基站一定距離的覆蓋盲區(qū)進(jìn)行前反向信號(hào)放大，實(shí)現(xiàn)對(duì)基站覆蓋問(wèn)題的全面解決。C網(wǎng)直放站的應(yīng)用可大大節(jié)省整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的投資，但如果應(yīng)用不當(dāng)，將會(huì)影響整個(gè)CDMA網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量。在GSM網(wǎng)絡(luò)中，使用直放站后，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要解決對(duì)象是頻率干擾問(wèn)題；在CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，使用直放站后，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要解決對(duì)象是功率規(guī)劃問(wèn)題和一些基站內(nèi)部參數(shù)的調(diào)整，涉及到的問(wèn)題遠(yuǎn)比GSM直放站多。
C網(wǎng)直放站技術(shù)的應(yīng)用一、承載設(shè)計(jì) -- 容量與覆蓋的權(quán)衡
1、 移動(dòng)臺(tái)可靠接入的條件
前向信號(hào)強(qiáng)度適當(dāng)，移動(dòng)終端接收信號(hào)滿(mǎn)足最低的Ec/Io要求，其約束因素有：
基站功率分配已達(dá)到極限，新增移動(dòng)臺(tái)無(wú)法獲得系統(tǒng)支持；
基站的前向功率分配根據(jù)不同信道有不同分配值，通常導(dǎo)頻信道占20%、同步信道占1.5%、尋呼信道11%，統(tǒng)稱(chēng)為開(kāi)銷(xiāo)信道，一般開(kāi)銷(xiāo)信道功率占總功率的30%左右；其余用于正常通信的為業(yè)務(wù)信道：分配給每業(yè)務(wù)信道的功率大小與所服務(wù)移動(dòng)臺(tái)與基站距離及Ec/Io相關(guān)，基站及移動(dòng)臺(tái)按FER進(jìn)行功率控制。
干擾使每個(gè)業(yè)務(wù)信道的Ec/Io惡化，接入的移動(dòng)終端越多，惡化越嚴(yán)重，要求基站分配給相應(yīng)的業(yè)務(wù)信道功率越大。所以，同小區(qū)基站為其它移動(dòng)臺(tái)服務(wù)的業(yè)務(wù)信道功率是主要干擾源之一，接收到多個(gè)來(lái)自其它基站的前向信號(hào)也是一種干擾源，當(dāng)同一區(qū)域接收多個(gè)（大于3）強(qiáng)導(dǎo)頻信號(hào)時(shí)，則為導(dǎo)頻污染。
以上因素即可導(dǎo)致隨接入負(fù)荷加大前向覆蓋區(qū)域的收縮。
基站接收移動(dòng)臺(tái)反向信號(hào)的強(qiáng)度適當(dāng)，應(yīng)滿(mǎn)足基站設(shè)定的最低SNR要求，約束因素有：
移動(dòng)臺(tái)發(fā)信功率已達(dá)到極限，仍不能滿(mǎn)足基站最低SNR要求；
干擾使基站噪聲抬高，致使反向SNR惡化：
同一小區(qū)每增加一個(gè)呼叫，干擾電平就會(huì)有一個(gè)增量；
在SNR惡化到一定程度后，后進(jìn)入的移動(dòng)臺(tái)為了保證SNR通過(guò)功率控制加大發(fā)信功率，使惡化增量加大；
SNR惡化增量的大小與已接入的移動(dòng)臺(tái)話(huà)音話(huà)動(dòng)情況有關(guān)，通過(guò)話(huà)音激活功能，惡化增量被動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)；
除來(lái)自同一施主覆蓋區(qū)移動(dòng)臺(tái)干擾之外，還有來(lái)自其它小區(qū)移動(dòng)臺(tái)反向信號(hào)的干擾。以上因素也可導(dǎo)致因接入負(fù)荷加大反向覆蓋區(qū)域的收縮。
2、在系統(tǒng)硬件參數(shù)確定后，覆蓋與動(dòng)態(tài)呼叫承載密切相關(guān)，
反向鏈路基站到移動(dòng)臺(tái)允許的最大距離：
覆蓋半徑計(jì)算時(shí)選擇的部分參數(shù)：
話(huà)音激活因子：0.4 Nmax=24 干擾因子：0.85
1英里處中值路徑損耗：130.6dB 路徑損耗指數(shù)：3.52
軟切換下的衰落余量：6.3dB
3、直放站覆蓋與容量的權(quán)衡：遠(yuǎn)端覆蓋半徑與基站小區(qū)直接接入的移動(dòng)終端數(shù)及話(huà)音話(huà)動(dòng)情況和通過(guò)直放站接入到基站的移動(dòng)終端數(shù)及話(huà)音話(huà)動(dòng)情況密切相關(guān)。
建議在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，直放站覆蓋設(shè)計(jì)要根據(jù)施主基站話(huà)務(wù)流量調(diào)查后確定的載荷系數(shù)考慮，同時(shí)還要計(jì)算直放站反向耦合對(duì)基站接收機(jī)噪底的惡化；覆蓋半徑按4公里左右規(guī)劃是可行的。
因此，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃初期，0載荷的情況下測(cè)試覆蓋只能說(shuō)明一定的問(wèn)題；大載荷情況下，直放站覆蓋半徑減小是正常的，這不是直放站的原因，而是CDMA體制所固有的。
二、時(shí)延設(shè)計(jì)-- 基站搜索窗與傳輸距離的權(quán)衡光纖直放站傳輸距離受限于施主基站的覆蓋半徑及搜索窗寬度（SRCH-W/N-A.N.R），光纖直放站最大傳輸距離也與導(dǎo)頻設(shè)定的間隔有關(guān)，在保證切換具有足夠健壯性條件下，如果導(dǎo)頻間隔為4，則光纖直放站的傳輸距離應(yīng)小于：
（4/2）×64chips ×（244m/chip）/ 1.5 ≈ 20Km
搜索窗尺寸確定：
搜索窗大小與搜索速度之間要進(jìn)行折中，搜索窗口大，將減少固定周期內(nèi)可以搜索到的總導(dǎo)頻數(shù)；移動(dòng)臺(tái)檢測(cè)不到搜索窗口外的導(dǎo)頻，當(dāng)這些導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度很大時(shí)，將成為強(qiáng)干擾源；考慮因光纖直放站拉遠(yuǎn)而引入的時(shí)延，搜索窗應(yīng)在原優(yōu)化范圍的基礎(chǔ)上適當(dāng)加大，工程可實(shí)施的傳輸距離受兩個(gè)因素限制：
最大可用搜索窗寬度，導(dǎo)頻間隔所決定的傳輸極限。
在延時(shí)設(shè)計(jì)中，除了有光纖傳輸時(shí)延外，光纖直放站遠(yuǎn)端設(shè)備延時(shí)約6μs，以及直放站遠(yuǎn)端覆蓋半徑內(nèi)的傳輸時(shí)延，在工程中要計(jì)算在內(nèi)。
三、增益設(shè)計(jì)-- 噪聲、覆蓋與鏈路平衡的權(quán)衡
1、前向鏈路增益的考慮：
直放站標(biāo)稱(chēng)的額定前向功率是指在基站滿(mǎn)功率條件下可達(dá)到的最大前向功率；在直放站安裝工程中，多數(shù)情況是在基站空載情況下進(jìn)行的，能夠接收到的基站信號(hào)中僅有的開(kāi)銷(xiāo)功率占基站額定功率的33%左右。
在確定直放站前向增益時(shí)，要考慮在空載情況下按基站開(kāi)銷(xiāo)功率比例調(diào)整，使直放站開(kāi)銷(xiāo)功率達(dá)到同比額定值功率，即通常在建設(shè)直放站初期，調(diào)整直放站設(shè)備時(shí)應(yīng)按最大功率值回退3～5dB，保證C網(wǎng)直放站在C網(wǎng)的"透明通道"作用。
2、反向鏈路增益的考慮：
反向鏈路增益確定的原則是：
由直放站引入到基站接收機(jī)的熱噪聲功率應(yīng)嚴(yán)格受控，一臺(tái)直放站耦合后引起基站接收機(jī)噪聲系數(shù)惡化應(yīng)低于0.4dB。
在工程實(shí)際中，通過(guò)監(jiān)測(cè)基站接收機(jī)噪聲系數(shù)惡化量來(lái)調(diào)整直放站反向增益難度較大，反向信號(hào)的指標(biāo)也較難測(cè)試，比較容易測(cè)試到的是前向信號(hào)，現(xiàn)以前向指標(biāo)推出反向信號(hào)指標(biāo)。簡(jiǎn)易推導(dǎo)為，設(shè)BTS側(cè)的射頻輸出口為20W,直放站的射頻輸出口同為20W,則基站到直放站射頻出口的系統(tǒng)增益為0；設(shè)基站與直放站的噪聲系數(shù)近似相等，再設(shè)前反向傳輸鏈路及相應(yīng)的天線(xiàn)增益相等，在直放站前向增益確定后，將直放站的反向增益比前向增益調(diào)低10dB，則可得直放站對(duì)基站噪聲系數(shù)惡化為0.4dB；當(dāng)基站功率20W，直放站功率為10W時(shí)，則系統(tǒng)增益為-3Db，這是直放站反向增益應(yīng)比前向增益調(diào)低7dB。所以，在實(shí)際工程中，室外直放站通過(guò)調(diào)整前反向增益，使反向增益比前向增益低5～10dB，直放站反向噪聲對(duì)基站噪聲系數(shù)的影響可以控制在1dB以下。
如果施主基站僅有一臺(tái)直放站相耦合，且載荷系數(shù)不高的情況下也可適當(dāng)提高反向增益，但對(duì)基站噪聲的影響最多不要大于3dB（具體情況應(yīng)按實(shí)際優(yōu)化時(shí)調(diào)整）。如果對(duì)基站噪聲系數(shù)惡化過(guò)大，就會(huì)嚴(yán)重的影響基站的反向覆蓋及容量，甚至基站不能正常工作，因此，在設(shè)計(jì)和工程調(diào)測(cè)中應(yīng)采用保守的設(shè)計(jì)原則。
3、直放站的前反向增益差帶來(lái)的影響：
直放站前反向增益差將影響到鏈路平衡，通常反向鏈路覆蓋半徑必然低于前向鏈路；在直放站覆蓋的邊緣地區(qū)，鏈路的不平衡將會(huì)增加軟切換掉話(huà)率，在工程實(shí)際中，直放站覆蓋區(qū)有與其它基站形成的軟切換區(qū)域時(shí)要通過(guò)增益調(diào)節(jié)，盡量減少鏈路不平衡（如降低前向增益），也可適當(dāng)調(diào)整反向增益使上述區(qū)域鏈路保持平衡；
直放站工程的好壞，除了在一定載荷條件下滿(mǎn)足盲區(qū)覆蓋外，還要開(kāi)展切換測(cè)試，保證低的掉話(huà)率指標(biāo)。
四、室內(nèi)直放站技術(shù)
直放站還可用于室內(nèi)覆蓋，其性能價(jià)格比優(yōu)于微蜂窩方式。室內(nèi)覆蓋的兩個(gè)設(shè)計(jì)思路是：一種是覆蓋型，在地下室、隧道、電梯等密閉場(chǎng)所，信號(hào)微弱與其他基站基本沒(méi)有關(guān)系，應(yīng)采用覆蓋型設(shè)計(jì)；一種是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化型，在高樓、高地勢(shì)等導(dǎo)頻污染區(qū)域，應(yīng)采用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化型的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，既要覆蓋好應(yīng)該覆蓋的區(qū)域，又要使這個(gè)覆蓋信號(hào)的導(dǎo)頻遠(yuǎn)大于其他導(dǎo)頻，成為主導(dǎo)頻。室內(nèi)直放站的設(shè)計(jì)思想仍然是以保守設(shè)計(jì)為原則，同時(shí)要考慮不應(yīng)在同基站引入過(guò)多的容量，當(dāng)室內(nèi)需要覆蓋區(qū)域較大，用戶(hù)較多時(shí)可考慮引入兩個(gè)或多個(gè)基站的容量對(duì)上述區(qū)域分別進(jìn)行覆蓋。
五、技術(shù)定位-技術(shù)、運(yùn)營(yíng)與投資的權(quán)衡
C網(wǎng)直放站的技術(shù)在工程實(shí)際中已得到充分的證明，是完全可靠的CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)之一。C網(wǎng)直放站不承載容量，室外型直放站適于應(yīng)用在低話(huà)務(wù)密度地區(qū)（城郊、農(nóng)村、高速公路等）。隨制造成本的下降，在低話(huà)務(wù)地區(qū)采用一定數(shù)量的直放站解決覆蓋問(wèn)題可降低投資，用低成本吸納分散用戶(hù)的業(yè)務(wù)提高運(yùn)營(yíng)商服務(wù)質(zhì)量�？紤]到基站建設(shè)除主設(shè)備外，還要有電源、機(jī)房、傳輸及網(wǎng)絡(luò)資源等附加投資，因此直放站具有更高的性?xún)r(jià)比。在一些難以提供傳輸手段的特殊地區(qū)，要解決覆蓋只能用直放站方式。
總 結(jié)
CDMA網(wǎng)絡(luò)直放站的引入原則應(yīng)該是對(duì)全網(wǎng)覆蓋的補(bǔ)充，在直放站工程設(shè)計(jì)和安裝過(guò)程中，應(yīng)站在全網(wǎng)的高度去考慮問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)觀念，充分考慮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，以及直放站對(duì)系統(tǒng)、對(duì)系統(tǒng)容量的影響，確保CDMA網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行在最佳狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)真正的精品網(wǎng)絡(luò)。
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