CDMA20001xEVDO無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃探討

1、CDMA2000 1x EV-DO無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃探討1、引言CDMA2000是美國(guó)向ITU提出的第三代移動(dòng)通信空中接口的標(biāo)準(zhǔn)建議，是IS-95向3G演進(jìn)的技術(shù)體制方案。從CDMAOne向3G演進(jìn)的路徑為：IS-95A，IS-95B，CDMA2000 1x和CDMA2000 1x EV。CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)細(xì)節(jié)主要由3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2)組織完成。CDMA2000的第一階段是CDMA2000 1X，其容量可達(dá)到CDMAOne的1.5倍。由于無(wú)線Internet等高速分組業(yè)務(wù)需求的不斷增長(zhǎng)，CDMA2000 1X已經(jīng)不能完全滿足業(yè)

2、務(wù)發(fā)展的需要。在CDMA2000 1X的基礎(chǔ)上，3GPP2制定了CDMA2000 1X增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)，分為兩個(gè)分支：1x EV-DO和1x EV-DV。在1x EV-DV技術(shù)中，數(shù)據(jù)和話音共用一個(gè)載波;而在1x EV-DO中，則采用獨(dú)立的載波傳輸高速分組數(shù)據(jù)。與CDMA2000 1x相比，1x EV-DO在無(wú)線傳輸技術(shù)上進(jìn)行了許多革新，這一點(diǎn)在前向鏈路上尤為突出。在前向鏈路上，1x EV-DO的革新體現(xiàn)在時(shí)分復(fù)用、自適應(yīng)編碼和調(diào)制、滿功率的時(shí)分導(dǎo)頻、虛擬軟切換、智能調(diào)度算法、H-ARQ等;在反向鏈路上，1x EV-DO也增加了自適應(yīng)調(diào)制、輔助導(dǎo)頻、速率控制和H-ARQ等。這些新技術(shù)使得1x EV-D

3、O的分組數(shù)據(jù)接入能力得到大大提高。由于1x EV-DO在前、反向鏈路上的優(yōu)化和改進(jìn)，使得1x EV-DO在技術(shù)特點(diǎn)上與傳統(tǒng)的碼分多址方式有了較大的不同，干擾模型也發(fā)生了很大的變化。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，應(yīng)當(dāng)充分的考慮1x EV-DO技術(shù)特點(diǎn)帶來(lái)的影響。2、1x EV-DO與CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的相似點(diǎn)1x EV-DO是從CDMA2000 1X發(fā)展而來(lái)的，是CDMA2000的不同發(fā)展階段和分支，很多基礎(chǔ)技術(shù)都是相同的，例如：采用Rake接收機(jī)技術(shù)、碼分多址方式、FDD雙工模式等。因此，在很多方面，1x EV DO與CDMA2000 1X的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃具有相似性。(1)規(guī)劃內(nèi)容和流程相似在規(guī)劃流程方

4、面，首先要進(jìn)行預(yù)規(guī)劃，通過(guò)鏈路預(yù)算和容量估算，估計(jì)小區(qū)的覆蓋半徑和容量，得到基站數(shù)目的預(yù)算。然后進(jìn)行初步規(guī)劃，進(jìn)行站址選擇、站型設(shè)計(jì)、初步的參數(shù)選擇等。最后進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃，通過(guò)仿真，了解覆蓋效果，不斷調(diào)整各參數(shù)，在預(yù)算內(nèi)達(dá)到最好的覆蓋效果。在規(guī)劃內(nèi)容方面，1x EV-DO和CDMA2000 1X都要進(jìn)行傳播模型校正、業(yè)務(wù)模型預(yù)測(cè)、仿真分析、覆蓋預(yù)測(cè)、鄰小區(qū)規(guī)劃、PN相位規(guī)劃等。(2)射頻性能相似兩者的擴(kuò)頻速率均為1.2288MHz，頻點(diǎn)間隔和保護(hù)帶寬相同，載波頻率相近，碼片速率相同，基站和終端的發(fā)射功率類似。這些相似特點(diǎn)使得1x EV-DO和CDMA2000 1X在聯(lián)合組網(wǎng)時(shí)，可以共用現(xiàn)網(wǎng)的射頻

5、設(shè)備。(3)傳播模型可共用由于兩者的帶寬相同、頻點(diǎn)相近，1x EV-DO的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃可以使用CDMA2000規(guī)劃時(shí)所用的傳播模型，無(wú)需重新進(jìn)行校正。(4)鄰小區(qū)規(guī)劃方法相似在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，基站必須傳送一個(gè)鄰小區(qū)列表給移動(dòng)臺(tái)，移動(dòng)臺(tái)對(duì)列表里的小區(qū)的信標(biāo)信道進(jìn)行測(cè)量，以便在移動(dòng)的過(guò)程中及時(shí)地進(jìn)行切換。鄰小區(qū)列表一般將有可能發(fā)生切換(軟切換)的小區(qū)列入。過(guò)大的鄰小區(qū)列表會(huì)增加移動(dòng)臺(tái)的測(cè)試負(fù)荷，減慢切換速度和增加移動(dòng)臺(tái)的耗電量;而過(guò)小的鄰小區(qū)列表則有可能漏掉一些應(yīng)該切換的鄰小區(qū)，導(dǎo)致移動(dòng)臺(tái)掉話。因此，鄰小區(qū)規(guī)劃是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的一個(gè)重要內(nèi)容。1x EV-DO和CDMA2000 1X都采用導(dǎo)頻輔助進(jìn)行

6、切換判決，鄰小區(qū)規(guī)劃的原則相同。(5)PN相位規(guī)劃方法相似PN相位用來(lái)區(qū)分小區(qū)，每個(gè)小區(qū)采用同一個(gè)偽隨機(jī)序列的不同相位進(jìn)行加擾和擴(kuò)頻。移動(dòng)臺(tái)處理接收到最強(qiáng)的PN序列，讀取其相位以區(qū)分小區(qū)。導(dǎo)頻PN相位是扇區(qū)的一個(gè)參數(shù)，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和擴(kuò)容時(shí)，需要對(duì)每個(gè)小區(qū)的導(dǎo)頻PN相位進(jìn)行設(shè)置。1x EV-DO和CDMA2000 1X的PN相位使用方法是相同的，PN規(guī)劃包括2個(gè)步驟：首先，設(shè)置合適的PILOT_INC，確定可用的PN數(shù)目;然后，為各小區(qū)設(shè)置合適的PN相位。(6)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具貫穿整個(gè)規(guī)劃過(guò)程的始終碼分多址的空中接口使系統(tǒng)的覆蓋、容量和質(zhì)量相互關(guān)聯(lián)，許多因素的變化都會(huì)直接影響網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的結(jié)果。傳統(tǒng)的以經(jīng)

7、驗(yàn)為主的規(guī)劃方法已不能完全適用于碼分多址系統(tǒng)，從需求階段到詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，直至以后的優(yōu)化階段，都需要借助網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。規(guī)劃設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具的依賴性很強(qiáng)。3、1x EV-DO的規(guī)劃特點(diǎn)1x EV-DO專門為高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行了優(yōu)化，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方面有其獨(dú)特之處。(1)鏈路預(yù)算鏈路預(yù)算用于估算小區(qū)的覆蓋半徑，在初步規(guī)劃階段扮演了一個(gè)很重要的角色。CDMA2000 1X的覆蓋主要受反向鏈路限制，鏈路預(yù)算也應(yīng)以反向鏈路為主。同時(shí)，在CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)中，話音業(yè)務(wù)仍然是最基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)，因此，CDMA2000 1X的鏈路預(yù)算以9.6kb/s速率為主，兼顧19.2kb/s153.6kb

8、/s。1x EV-DO主要為了高速分組業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)，鏈路預(yù)算應(yīng)根據(jù)所使用的業(yè)務(wù)特點(diǎn)進(jìn)行。對(duì)于非對(duì)稱的以下行為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，重點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行前向業(yè)務(wù)信道的鏈路預(yù)算;對(duì)于對(duì)稱型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(如交互式游戲等)，重點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行反向鏈路預(yù)算(1x EV-DO Rev.A的反向速率等級(jí)從4.8kb/s1.8Mb/s不等)。鏈路預(yù)算的公式為：最大路徑損耗(MAPL)=發(fā)射機(jī)發(fā)射功率+發(fā)射天線增益-發(fā)射饋線損耗+接收天線增益-接收饋線損耗-接收靈敏度+余量預(yù)留。1x EV-DO和CDMA2000 1X的預(yù)算方法類似，但在雙天線終端和多用戶分集方面，1x EV-DO將帶來(lái)更大的增益。(2)容量估算GSM的話音業(yè)務(wù)的容量可用Erl

9、ang B模型估計(jì)，CDMA2000 1X的話音業(yè)務(wù)的容量需要結(jié)合干擾模型估計(jì)，這兩種容量模型，都已經(jīng)推導(dǎo)出閉式的表達(dá)式，可以比較容易地給出數(shù)值解。1x EV-DO的單用戶吞吐量和扇區(qū)吞吐量比CDMA2000 1X有了顯著的提高。1x EV-DO的扇區(qū)吞吐量取決于很多因素，包括調(diào)度算法、業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)、用戶位置、信道環(huán)境等，難以用閉式表達(dá)式給出1x EV-DO的容量的數(shù)值解，單一情景下的試驗(yàn)和仿真也不能得到普遍適用的值。因此，1x EV-DO的容量估算必須依賴于能針對(duì)特定場(chǎng)景進(jìn)行仿真的規(guī)劃軟件。(3)業(yè)務(wù)模型3G業(yè)務(wù)種類繁多，從不同的角度可進(jìn)行不同的分類。3GPP和3GPP2兩個(gè)組織按QoS特征對(duì)

10、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)進(jìn)行了類似的分類，分為：會(huì)話類、流類、交互類和后臺(tái)類。1x EV-DO Rev.0的反向鏈路與CDMA2000 1X相似，反向鏈路的業(yè)務(wù)支持能力不強(qiáng)。1x EV-DO Rev.A在反向鏈路上做了重大改進(jìn)，增加了反向信道的峰值速率，優(yōu)化了QoS來(lái)保證時(shí)延敏感的業(yè)務(wù)，眾多高速率、低時(shí)延的反向業(yè)務(wù)(如視頻電話、VoIP等)在1x EV-DO上將得到應(yīng)用。由于1x EV-DO支持種類豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)模型的預(yù)測(cè)在1x EV-DO的規(guī)劃中非常重要，高速率的反向業(yè)務(wù)的應(yīng)用將使1x EV-DO的反向覆蓋受到很大的限制。(4)傳播模型在進(jìn)行1x EV-DO的規(guī)劃時(shí)，如果傳播模型未經(jīng)過(guò)校正，

11、可用CDMA2000 1X的現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳播模型的校正，如圖1所示。傳統(tǒng)的傳播模型校正多采用CW測(cè)試來(lái)收集數(shù)據(jù)，這種方法工作量大，只能對(duì)少數(shù)區(qū)域進(jìn)行測(cè)試。龐大的工作量往往使CW測(cè)試在應(yīng)用中的可行性不高。而在已有CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)的情況下，可以利用CDMA2000 1X的站址，通過(guò)測(cè)試導(dǎo)頻接收功率來(lái)計(jì)算傳播模型校正所需的路徑損耗數(shù)據(jù)，使工作量得以大大減輕。圖1傳播模型校正示意圖(5)覆蓋規(guī)劃CDMA2000 1X的覆蓋、容量和服務(wù)質(zhì)量三者緊密相關(guān)，覆蓋規(guī)劃不能脫離其他兩方面單獨(dú)進(jìn)行。以控制干擾為核心，處理好三方面的關(guān)系是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化的重點(diǎn)。由于覆蓋、容量和服務(wù)質(zhì)量的相互制約，小區(qū)呼吸現(xiàn)

12、象是CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)的典型現(xiàn)象。當(dāng)用戶數(shù)增加時(shí)，干擾加大，小區(qū)半徑收縮，小區(qū)邊緣的用戶有可能處于覆蓋盲區(qū)或弱區(qū)。這種現(xiàn)象使規(guī)劃變得困難，難以有效解決輕負(fù)載時(shí)的過(guò)覆蓋和重負(fù)載時(shí)的小區(qū)邊緣無(wú)信號(hào)的矛盾。1x EV-DO進(jìn)行了時(shí)分復(fù)用，基站總是滿功率發(fā)射，導(dǎo)頻信噪比相對(duì)穩(wěn)定，小區(qū)尺寸不隨業(yè)務(wù)量的變化而產(chǎn)生大的改變，切換區(qū)域相對(duì)穩(wěn)定，能有效的解決小區(qū)呼吸效應(yīng)，基本不需在規(guī)劃時(shí)預(yù)留較大的余量。(6)鄰小區(qū)規(guī)劃1x EV-DO與CDMA2000 1X的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相似，射頻特性相同，下行都采用導(dǎo)頻輔助進(jìn)行相干解調(diào)，可以通過(guò)調(diào)整導(dǎo)頻信道的發(fā)射功率來(lái)調(diào)整小區(qū)的覆蓋面積。在兩者完全共址的情況下，鄰小區(qū)

13、的配置應(yīng)該是一致的。如果1x EV-DO與CDMA2000 1X的基站不共址，1x EV-DO的鄰小區(qū)需要單獨(dú)進(jìn)行規(guī)劃，除了考慮地理上的鄰近原則外，還要考慮導(dǎo)頻Ec/Io的覆蓋情況。鄰小區(qū)規(guī)劃示意圖如圖2所示：圖2鄰小區(qū)規(guī)劃示意圖(7)PN規(guī)劃1x EV-DO與CDMA2000 1X的導(dǎo)頻相位PN的原理相同，最大PN數(shù)目共有512個(gè)，由增量參數(shù)(PILOT_INC)決定可使用的導(dǎo)頻數(shù)。PILOT_INC一般可取3或4，可用導(dǎo)頻相位的數(shù)目為128170個(gè)。有時(shí)，為了擴(kuò)容需要，常常在規(guī)劃時(shí)預(yù)留一部分的PN相位。在完全共址的情況下，1x EV-DO與CDMA2000 1X采用相同的配置。若不共址，則

14、對(duì)1x EV-DO的PN進(jìn)行單獨(dú)規(guī)劃，PILOT_INC和預(yù)留PN與CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)一致。4、1x EV-DO的建設(shè)策略1x EV-DO從CDMA2000 1X技術(shù)發(fā)展而來(lái)，并且，在1x EV-DO商用的時(shí)候，市場(chǎng)上往往已經(jīng)有了成熟的CDMA2000 1X商用網(wǎng)絡(luò)。因此，在進(jìn)行1x EV-D0的商用時(shí)，必須考慮與現(xiàn)有CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)的兼容問(wèn)題。(1)重用CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，還是一步到位，獨(dú)立規(guī)劃?網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是一個(gè)十分繁重的任務(wù)，工程浩大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。如果1x EV-DO能重用CDMA2000 1X的網(wǎng)絡(luò)，可以節(jié)省下大量的成本?？紤]到1x EV-DO的下行覆蓋范

15、圍較大，對(duì)于以下行流量為主的不對(duì)稱業(yè)務(wù)，重用1x網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的1x EV-DO網(wǎng)絡(luò)能夠提供前向的連續(xù)覆蓋。另外，重用1x網(wǎng)絡(luò)還可以簡(jiǎn)化鄰區(qū)配置和PN規(guī)劃，使得1x EV-DO的工程周期大大縮短。但是，如果考慮到1x EV-DO可能需要承載高反向速率的業(yè)務(wù)(如視頻電話)，1x EV-DO的反向覆蓋將比CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)小。在這種情況下，重用1X網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃將導(dǎo)致這類業(yè)務(wù)在反向鏈路得不到連續(xù)覆蓋。獨(dú)立于CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃可保證對(duì)稱型低時(shí)延業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋，但投資巨大，站點(diǎn)選址也面臨相當(dāng)大的難度。在進(jìn)行1x EV-DO的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，業(yè)務(wù)規(guī)劃應(yīng)該走在前頭。在現(xiàn)實(shí)生活中，業(yè)務(wù)是逐步發(fā)展起來(lái)的

16、。一般來(lái)說(shuō)，用戶數(shù)的發(fā)展符合S型的成長(zhǎng)曲線。在網(wǎng)絡(luò)初期，很多用戶對(duì)新生事物持觀望態(tài)度，并不急于進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到一定程度后，用戶數(shù)快速增長(zhǎng)。隨著市場(chǎng)需求量的飽和，用戶數(shù)增速將放緩。因此，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃初期，必須做好業(yè)務(wù)的分期規(guī)劃，對(duì)業(yè)務(wù)的發(fā)展有一個(gè)預(yù)期，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行1x EV-DO網(wǎng)絡(luò)的分階段滾動(dòng)規(guī)劃。1x EV-D0與CDMA2000 1X相互補(bǔ)充，共同發(fā)展。1x EV-DO的建設(shè)從重點(diǎn)城市重點(diǎn)地區(qū)開(kāi)始，由點(diǎn)到面逐步展開(kāi)。一方面，在需求活躍地區(qū)，加強(qiáng)1x EV DO的深度覆蓋，另一方面，在其他廣大地區(qū)，做好CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，共同構(gòu)成一個(gè)覆蓋全國(guó)的網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)1x EV-DO的

17、發(fā)展吸引高端用戶，通過(guò)CDMA2000 1X的優(yōu)化提高用戶的忠實(shí)度。在1x EV-DO覆蓋地區(qū)，可以使用高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);在離開(kāi)1x EV-DO覆蓋區(qū)，可以在1X網(wǎng)絡(luò)的支撐下，使用話音業(yè)務(wù)和中低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。(2)共址?共天饋?從節(jié)省投資的角度看，1x EV-DO應(yīng)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)共址。事實(shí)上，由于居民對(duì)環(huán)保意識(shí)的提高，站址資源越來(lái)越稀缺，簽下一個(gè)站址的成本也越來(lái)越高。因此，應(yīng)盡可能地對(duì)站址資源進(jìn)行共享。但由于未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳粫?huì)完全相同，在選擇站址時(shí)，應(yīng)考慮未來(lái)5年的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，合理選擇現(xiàn)有的站址，避免投資浪費(fèi)。在共享站址資源的同時(shí)，一些射頻設(shè)備也可以實(shí)現(xiàn)共享，比如天線、饋線等。當(dāng)1x EV-DO

18、與GSM共址時(shí)，由于兩者的射頻性能有一定的差別，1x EV-DO應(yīng)新建天饋系統(tǒng);當(dāng)1x EV-DO與CDMA2000 1X共址時(shí)，可以合用天饋系統(tǒng)，以減少投資。但是，在得到節(jié)省投資的同時(shí)，共用天饋系統(tǒng)的方式也有一些缺點(diǎn)存在。首先，兩網(wǎng)的覆蓋范圍不一樣，給天饋系統(tǒng)的選擇帶來(lái)了一定的難度;其次，天饋系統(tǒng)不能分別優(yōu)化，兩網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)性能互受牽制;另外，共用天饋系統(tǒng)有利于原有的1X天饋提供廠家得到利益，不利于引入不同廠家進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng);最后，由于共用天饋系統(tǒng)需要增加合路器，合路器帶來(lái)的插入損耗同時(shí)削弱了兩網(wǎng)的覆蓋。當(dāng)1x EV-DO與CDMA2000 1X系統(tǒng)共用天饋時(shí)，合路器帶來(lái)的損耗約為3dB。假設(shè)天線的高度是35米，以HATA傳播模型