摘要 文章從與2G網(wǎng)絡(luò)對比的角度出發(fā),簡要介紹了CDMA2000 1x EV-DO無線網(wǎng)規(guī)的特點,并提出了設(shè)計和建設(shè)的策略建議,包括頻段規(guī)劃、共站與共用天饋、網(wǎng)絡(luò)拓撲設(shè)計、業(yè)務(wù)容量規(guī)劃等。
CDMA 2000制式的3G網(wǎng)絡(luò)又稱EV-DO,2G網(wǎng)絡(luò)又稱CDMA 1X。在全球CDMA 2000的3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中,大多數(shù)情況是在已有的CDMA 1X網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,以升級或疊加網(wǎng)方式建設(shè)EV-DO,EV-DO和CDMA 1X網(wǎng)絡(luò)共存。而單獨建設(shè)EV-DO網(wǎng)絡(luò)的情況比較少見。
因此,正確認識EV-DO無線網(wǎng)絡(luò)的特點,以及EV-DO和CDMA 1X之間無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的關(guān)系具有重要的現(xiàn)實意義。
1、3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的特點
1.1 EV-DO和CDMA 1X網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的相似點
EV-DO和CDMA 1X是CDMA技術(shù)發(fā)展的不同階段,雖然側(cè)重點不同,但兩者的技術(shù)基礎(chǔ)具有廣泛的一致性,具體表現(xiàn)在:
(1)兩者的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程相似。
(2)兩者的射頻特性相同,包括:
◆兩者使用的載頻特性相同,但EV-DO必須單獨使用一個載頻。EV-DO載頻示意圖如圖1所示:
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圖1 EV-DO載頻示意圖
◆射頻子系統(tǒng)相同,兩者可以共用。
◆無線傳播模型、路徑損耗計算方法相同。
(3)兩者的站點選擇、天線選擇方法相同。
(4)兩者均為反向覆蓋受限。
(5)兩者的反向覆蓋半徑接近,因此兩者的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)可以相似。
1.2 EV-DO和CDMA 1X網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的差異
EV-DO專門為高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而開發(fā),與CDMA 1X網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的差異體現(xiàn)在:
(1)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同
(2)業(yè)務(wù)模型不同
◆1X包括語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
◆EV-DO Rls.0僅包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),EV-DO Rev.A包括低時延業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),但數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的種類比1X多,平均速率比1X高。
(3)容量計算方法不同
◆1X需要計算前反向語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)容量。
◆EV-DO Rls.0只需計算前反向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)容量,EV-DO Rev.A需要綜合計算低時延、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)容量,但計算方法與1X不同。
(4)單用戶吞吐量差異大
◆EV-DO Rls.0的前向單用戶理論峰值速率(2.4Mb/s)比1X高很多。
◆EV-DO Rev.A的前向(3.1Mb/s)、反向單用戶理論峰值速率(1.8Mb/s)均比1X大幅提高。
(5)扇區(qū)前向總吞吐量差異明顯
◆EV-DO Rls.0的前向扇區(qū)吞吐量比1X高。
◆EV-DO Rev.A的前向、反向扇區(qū)吞吐量均比1X明顯提高。
(6)EV-DO前向覆蓋范圍大于1X
主要原因是:
◆EV-DO前向以滿功率發(fā)射。
◆EV-DO雙天線接收終端存在前向分集接收增益。
(7)兩者鏈路預(yù)算的主要差異小結(jié)(如表1所示)。
表1 EV-DO和CDMA 1X的鏈路預(yù)算差異
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2、3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)的策略建議
2.1 頻率規(guī)劃
如果運營商已建成CDMA 1X網(wǎng)絡(luò),建議運營商在同一頻段上提供EV-DO服務(wù),因為它具有以下優(yōu)點:
(1)EV-DO可以與1X共站,基本不需新增站點,室內(nèi)分布系統(tǒng)也可共用,節(jié)省大量成本。
(2)當(dāng)使用1:1布站方式時,兩網(wǎng)拓撲一致。
當(dāng)一個頻段上有多個CDMA可用載頻時,建議CDMA 1X和EV-DO分別靠兩頭使用,例如CDMA 1X要從上往下啟用,EV-DO要從下往上啟用,1X和EV-DO載頻之間應(yīng)至少預(yù)留一個載頻的間隔,以避免可能發(fā)生的遠近效應(yīng)影響。
在頻段選擇上,800M最優(yōu),適合城市覆蓋。2.1G頻段雖然是國家規(guī)劃的3G移動通信專用頻段,但存在缺乏終端市場支持、基站覆蓋半徑小等問題。
450M頻段也存在明顯缺點,該頻段缺乏終端產(chǎn)品的廣泛支持,且不太適合城區(qū)環(huán)境的覆蓋。
2.2 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析
對現(xiàn)有CDMA 1X網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況進行詳細測試和分析,包括覆蓋分析、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析等方面,以指導(dǎo)EV-DO工程建設(shè)。通過分析1X覆蓋數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)覆蓋相對較弱且有業(yè)務(wù)需求的區(qū)域,在EV-DO網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃中重點考慮。通過分析1X數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)話務(wù)數(shù)據(jù),找出數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的熱點地區(qū),可以認為是EV-DO業(yè)務(wù)需求的主要區(qū)域,有利于確定EV-DO網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和容量目標(biāo)。
2.3 無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋及基站設(shè)置
(1)共站與共用天饋
為了節(jié)省網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資,EV-DO站點應(yīng)盡量使用原有站點,也可在現(xiàn)有CDMA 1X或GSM站點的基礎(chǔ)上選點,盡量避免EV-DO單獨建站。
關(guān)于天饋建設(shè)方式,應(yīng)根據(jù)實際情況決定EV-DO是否與1X系統(tǒng)共用天饋,表2列出了兩種方式的優(yōu)缺點比較,以供參考。
表2 EV-DO與CDMA 1X共用與不共用天饋優(yōu)缺點對照表
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當(dāng)EV-DO與1X共用天饋時,使用的合路器有兩種選擇:寬帶合路器,合路損耗約3.5dB,對覆蓋半徑的影響較明顯,但成本低,使用方便;窄帶合路器,合路損耗可小于1dB,但價格高,使用相對不便。建議根據(jù)實際需要選用。
(2)網(wǎng)絡(luò)拓撲設(shè)計
在進行EV-DO網(wǎng)絡(luò)拓撲規(guī)劃時,主要有兩種布站方式:1:1方式和1:N方式。1:1方式是指EV-DO利用該區(qū)域所有的1X站點,每個EV-DO站點的覆蓋范圍與1X站點一致;1:N方式是指EV-DO只利用部分1X站點,總體上EV-DO站點數(shù)據(jù)量為1X站點的1/N。
1:1方式布站和1:N方式布站各有利弊,需要根據(jù)各地實際情況充分分析、靈活選擇。以下對兩種布站方式的優(yōu)缺點做簡要對比,如表3所示:
表3 1:1方式和1:N方式優(yōu)缺點對照表
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選擇布站方式之前,建議分析原CDMA 1X網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的依據(jù)。如果原1X網(wǎng)絡(luò)是覆蓋受限,則EV-DO網(wǎng)絡(luò)建議采用1:1方式布站:如果原1X網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是容量受限,則EV-DO網(wǎng)絡(luò)可以選擇1:1方式或1:N方式布站。
(3)EV-DO與CDMA 1X共用室內(nèi)分布系統(tǒng)的實現(xiàn)方法
在1X系統(tǒng)上增加EV-DO系統(tǒng)時,現(xiàn)有的室內(nèi)分布系統(tǒng)是否需要改造,需要具體情況具體分析:
◆如果信號源是基站,可以通過合路器將EV-DO和1X送到現(xiàn)有的室內(nèi)分布系統(tǒng)中,室內(nèi)分布系統(tǒng)一般不需改動。
◆如果信號源是多路選頻直放站,可以對EV-DO和1X載頻分別進行放大,則無需改動。
◆如果信號源是寬頻直放站,且直放站的設(shè)計裕量比較大,則仍可正常工作,或?qū)χ狈耪?a target="_blank">參數(shù)做適當(dāng)調(diào)整即可。
◆如果信號源是寬頻直放站,但直放站的設(shè)計裕量不夠大,由于EV-DO系統(tǒng)的發(fā)射功率常常大于1X系統(tǒng)的發(fā)射功率,直放站的大部分功率資源被EV-DO的信號占用,致使直放站對1X信號的放大效果受到一定程度的影響,從而影響了1X的覆蓋效果,需要根據(jù)需要對直放站做適當(dāng)?shù)母脑欤ǜ鼡Q雙工器、更換濾波器等可選措施,或?qū)⒅狈耪靖鼡Q為多路選頻直放站。
(4)深度覆蓋和公路、鐵路、地鐵隧道等特殊地形覆蓋
這方面的覆蓋原則與CDMA 1X一致,沒有本質(zhì)區(qū)別。
(5)EV-DO與CDMA 1X切換邊界選取
EV-DO基站應(yīng)盡量連續(xù)成片覆蓋,與CDMA 1X的切換邊界應(yīng)盡量位于話務(wù)量較小的區(qū)域。
2.4 無線網(wǎng)絡(luò)容量及基站配置
(1)業(yè)務(wù)模型
CDMA2000的2G和3G網(wǎng)絡(luò)將在很長一段時間內(nèi)同時存在,應(yīng)合理規(guī)劃2G與3G的業(yè)務(wù)分擔(dān)關(guān)系,例如2G負責(zé)話音業(yè)務(wù)和低端/非熱點地區(qū)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),3G負責(zé)高端數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),避免3G網(wǎng)絡(luò)的過度建設(shè),保持兩網(wǎng)的良性協(xié)調(diào)發(fā)展。
CDMA2000 1x EV-DO網(wǎng)絡(luò)容量設(shè)計中,純數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以使用表4的簡化業(yè)務(wù)模型,簡化業(yè)務(wù)模型的基本參數(shù)有:平均會話時長、激活鏈接比例、忙時每用戶會話次數(shù)、平均會話數(shù)據(jù)量、上下行數(shù)據(jù)流量比例等,由基本參數(shù)可以推導(dǎo)出來的參數(shù)有:在線用戶比例、激活鏈路前向平均吞吐量和激活鏈路反向平均吞吐量。簡化業(yè)務(wù)模型的意義,在于不再細分描述各種各樣的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用,例如網(wǎng)頁瀏覽、電子郵件、網(wǎng)上聊天等等,而是將它們看成一個整體,只描述這個整體的規(guī)模和平均值。這種模型的優(yōu)點在于化繁為簡,實用性強。
表4 EV-DO用戶簡化業(yè)務(wù)模型結(jié)構(gòu)
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注:以上參數(shù)Vf、Vr和E并非獨立變量,可以根據(jù)其他參數(shù)計算出來,反之亦然。
如果有詳細的業(yè)務(wù)模型,通過合適的算法可轉(zhuǎn)換為簡化模型。建議由運營商確定模型中的參數(shù)具體取值。如果運營商不能提供參數(shù)取值,可以臨時采用業(yè)界的參考值,待商用有實際話務(wù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)后,再進行修正。
(2)網(wǎng)絡(luò)載扇數(shù)量配置
網(wǎng)絡(luò)容量配置的第一步,是根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)模型和計劃放號用戶的數(shù)量,從空中接口的角度確定所需的載扇的數(shù)量。
配置計算的主要思路是:計算網(wǎng)絡(luò)需求的總話務(wù)量,反映忙時用戶激活占用時長的總需求;根據(jù)前反向激活鏈路吞吐量、載扇可承載吞吐量、業(yè)務(wù)阻塞率要求等限制條件,計算載扇可承載數(shù)據(jù)話務(wù)量;最后得到網(wǎng)絡(luò)需求的載扇數(shù)量。
EV-DO Rls.0的載扇數(shù)量計算相對簡單,按照以上方法進行即可。EV-DO Rev.A還要考慮時延敏感業(yè)務(wù),例如VoIP、視頻電話等,業(yè)務(wù)模型有所不同,比較復(fù)雜;應(yīng)該增加時延敏感業(yè)務(wù)的載扇需求數(shù)量的估算,再與純數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)所需數(shù)量疊加。
獲得載扇數(shù)量之后,再進行各基站所需信道板的配置計算。
(3)BTS到BSC之間的傳輸資源需求
一般商用滿配置下,1個S111的3扇區(qū)EV-DO站需要2~3條的E1傳輸資源連接BSC。但在建網(wǎng)初期,由于用戶較少可以一個站點先配置1條E1,隨著數(shù)據(jù)流量的增加再進行后續(xù)擴容。
(4)PN規(guī)劃和鄰區(qū)配置
EV-DO的PN規(guī)劃和鄰區(qū)配置原則與CDMA 1X一致。例如,當(dāng)1:1方式布站時,EV-DO的小區(qū)PN與對應(yīng)1X小區(qū)的保持相同即可;當(dāng)1:N布站時,EV-DO的PN需要重新規(guī)劃,但規(guī)劃方法與1X一致。
3、結(jié)束語
CDMA2000的3G網(wǎng)絡(luò)有其鮮明的特色,技術(shù)上處于全球領(lǐng)先,同時與其2G網(wǎng)絡(luò)存在廣泛的共同基礎(chǔ)。
建議電信運營商充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源,準(zhǔn)確預(yù)測3G業(yè)務(wù)發(fā)展需求,統(tǒng)籌規(guī)劃,分步實施,以促進我國電信事業(yè)的健康發(fā)展。
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