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[摘要] 本文闡述了移動通信網(wǎng)絡對于CDMA直放站的技術定位，并就CDMA直放站的技術應用以及時延、增益設計的方案進行了闡述。
[關鍵詞] CDMA 直放站 移動臺 容量 覆蓋 搜索窗 噪聲 增益
概述
CDMA直放站是CDMA網(wǎng)絡不可缺少的組成部分，一方面，由于移動用戶分布的不均勻，造成在用戶較少的區(qū)域需要加直放站，來滿足用戶對覆蓋需求，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格比會高一些；另一方面，由于用戶需要在室內、地下室及隧道等場所享受移動服務，而這些場所不可能全部由基站來解決，應由直放站來解決這些區(qū)域的覆蓋。C網(wǎng)直放站是通過耦合CDMA系統(tǒng)基站的信號，經(jīng)傳輸介質在距基站一定距離的覆蓋盲區(qū)進行前反向信號放大，實現(xiàn)對基站覆蓋問題的全面解決。C網(wǎng)直放站的應用可大大節(jié)省整個網(wǎng)絡的投資，但如果應用不當，將會影響整個CDMA網(wǎng)絡的運行質量。在GSM網(wǎng)絡中，使用直放站后，網(wǎng)絡優(yōu)化主要解決對象是頻率干擾問題；在CDMA移動通信網(wǎng)絡中，使用直放站后，網(wǎng)絡優(yōu)化主要解決對象是功率規(guī)劃問題和一些基站內部參數(shù)的調整，涉及到的問題遠比GSM直放站多。
C網(wǎng)直放站技術的應用一、承載設計 -- 容量與覆蓋的權衡
1、 移動臺可靠接入的條件
前向信號強度適當，移動終端接收信號滿足最低的Ec/Io要求，其約束因素有：
基站功率分配已達到極限，新增移動臺無法獲得系統(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，通常導頻信道占20%、同步信道占1.5%、尋呼信道11%，統(tǒng)稱為開銷信道，一般開銷信道功率占總功率的30%左右；其余用于正常通信的為業(yè)務信道：分配給每業(yè)務信道的功率大小與所服務移動臺與基站距離及Ec/Io相關，基站及移動臺按FER進行功率控制。
干擾使每個業(yè)務信道的Ec/Io惡化，接入的移動終端越多，惡化越嚴重，要求基站分配給相應的業(yè)務信道功率越大。所以，同小區(qū)基站為其它移動臺服務的業(yè)務信道功率是主要干擾源之一，接收到多個來自其它基站的前向信號也是一種干擾源，當同一區(qū)域接收多個（大于3）強導頻信號時，則為導頻污染。
以上因素即可導致隨接入負荷加大前向覆蓋區(qū)域的收縮。
基站接收移動臺反向信號的強度適當，應滿足基站設定的最低SNR要求，約束因素有：
移動臺發(fā)信功率已達到極限，仍不能滿足基站最低SNR要求；
干擾使基站噪聲抬高，致使反向SNR惡化：
同一小區(qū)每增加一個呼叫，干擾電平就會有一個增量；
在SNR惡化到一定程度后，后進入的移動臺為了保證SNR通過功率控制加大發(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臺話音話動情況有關，通過話音激活功能，惡化增量被動態(tài)調節(jié)；
除來自同一施主覆蓋區(qū)移動臺干擾之外，還有來自其它小區(qū)移動臺反向信號的干擾。以上因素也可導致因接入負荷加大反向覆蓋區(qū)域的收縮。
2、在系統(tǒng)硬件參數(shù)確定后，覆蓋與動態(tài)呼叫承載密切相關，
反向鏈路基站到移動臺允許的最大距離：
覆蓋半徑計算時選擇的部分參數(shù)：
話音激活因子：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衡：遠端覆蓋半徑與基站小區(qū)直接接入的移動終端數(shù)及話音話動情況和通過直放站接入到基站的移動終端數(shù)及話音話動情況密切相關。
建議在網(wǎng)絡規(guī)劃時，直放站覆蓋設計要根據(jù)施主基站話務流量調查后確定的載荷系數(shù)考慮，同時還要計算直放站反向耦合對基站接收機噪底的惡化；覆蓋半徑按4公里左右規(guī)劃是可行的。
因此，在網(wǎng)絡規(guī)劃初期，0載荷的情況下測試覆蓋只能說明一定的問題；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、時延設計-- 基站搜索窗與傳輸距離的權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頻設定的間隔有關，在保證切換具有足夠健壯性條件下，如果導頻間隔為4，則光纖直放站的傳輸距離應小于：
（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行折中，搜索窗口大，將減少固定周期內可以搜索到的總導頻數(shù)；移動臺檢測不到搜索窗口外的導頻，當這些導頻信號強度很大時，將成為強干擾源；考慮因光纖直放站拉遠而引入的時延，搜索窗應在原優(yōu)化范圍的基礎上適當加大，工程可實施的傳輸距離受兩個因素限制：
最大可用搜索窗寬度，導頻間隔所決定的傳輸極限。
在延時設計中，除了有光纖傳輸時延外，光纖直放站遠端設備延時約6μs，以及直放站遠端覆蓋半徑內的傳輸時延，在工程中要計算在內。
三、增益設計-- 噪聲、覆蓋與鏈路平衡的權衡
1、前向鏈路增益的考慮：
直放站標稱的額定前向功率是指在基站滿功率條件下可達到的最大前向功率；在直放站安裝工程中，多數(shù)情況是在基站空載情況下進行的，能夠接收到的基站信號中僅有的開銷功率占基站額定功率的33%左右。
在確定直放站前向增益時，要考慮在空載情況下按基站開銷功率比例調整，使直放站開銷功率達到同比額定值功率，即通常在建設直放站初期，調整直放站設備時應按最大功率值回退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的熱噪聲功率應嚴格受控，一臺直放站耦合后引起基站接收機噪聲系數(shù)惡化應低于0.4dB。
在工程實際中，通過監(jiān)測基站接收機噪聲系數(shù)惡化量來調整直放站反向增益難度較大，反向信號的指標也較難測試，比較容易測試到的是前向信號，現(xiàn)以前向指標推出反向信號指標。簡易推導為，設BTS側的射頻輸出口為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；設基站與直放站的噪聲系數(shù)近似相等，再設前反向傳輸鏈路及相應的天線增益相等，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低10dB，則可得直放站對基站噪聲系數(shù)惡化為0.4dB；當基站功率20W，直放站功率為10W時，則系統(tǒng)增益為-3Db，這是直放站反向增益應比前向增益調低7dB。所以，在實際工程中，室外直放站通過調整前反向增益，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直放站相耦合，且載荷系數(shù)不高的情況下也可適當提高反向增益，但對基站噪聲的影響最多不要大于3dB（具體情況應按實際優(yōu)化時調整）。如果對基站噪聲系數(shù)惡化過大，就會嚴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，在設計和工程調測中應采用保守的設計原則。
3、直放站的前反向增益差帶來的影響：
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)，鏈路的不平衡將會增加軟切換掉話率，在工程實際中，直放站覆蓋區(qū)有與其它基站形成的軟切換區(qū)域時要通過增益調節(jié)，盡量減少鏈路不平衡（如降低前向增益），也可適當調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足盲區(qū)覆蓋外，還要開展切換測試，保證低的掉話率指標。
四、室內直放站技術
直放站還可用于室內覆蓋，其性能價格比優(yōu)于微蜂窩方式。室內覆蓋的兩個設計思路是：一種是覆蓋型，在地下室、隧道、電梯等密閉場所，信號微弱與其他基站基本沒有關系，應采用覆蓋型設計；一種是網(wǎng)絡優(yōu)化型，在高樓、高地勢等導頻污染區(qū)域，應采用網(wǎng)絡優(yōu)化型的設計思路進行設計，既要覆蓋好應該覆蓋的區(qū)域，又要使這個覆蓋信號的導頻遠大于其他導頻，成為主導頻。室內直放站的設計思想仍然是以保守設計為原則，同時要考慮不應在同基站引入過多的容量，當室內需要覆蓋區(qū)域較大，用戶較多時可考慮引入兩個或多個基站的容量對上述區(qū)域分別進行覆蓋。
五、技術定位-技術、運營與投資的權衡
C網(wǎng)直放站的技術在工程實際中已得到充分的證明，是完全可靠的CDMA移動通信系統(tǒng)技術之一。C網(wǎng)直放站不承載容量，室外型直放站適于應用在低話務密度地區(qū)（城郊、農(nóng)村、高速公路等）。隨制造成本的下降，在低話務地區(qū)采用一定數(shù)量的直放站解決覆蓋問題可降低投資，用低成本吸納分散用戶的業(yè)務提高運營商服務質量。考慮到基站建設除主設備外，還要有電源、機房、傳輸及網(wǎng)絡資源等附加投資，因此直放站具有更高的性價比。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
CDMA網(wǎng)絡直放站的引入原則應該是對全網(wǎng)覆蓋的補充，在直放站工程設計和安裝過程中，應站在全網(wǎng)的高度去考慮問題，強調網(wǎng)絡觀念，充分考慮網(wǎng)絡優(yōu)化，以及直放站對系統(tǒng)、對系統(tǒng)容量的影響，確保CDMA網(wǎng)絡運行在最佳狀態(tài)，實現(xiàn)真正的精品網(wǎng)絡。
大唐科技股份有限公司供稿，CHINA通信網(wǎng)組稿
