1、引言

　　450 MHz cdma2000 1x技術除具有頻率低、覆蓋廣、室內穿透覆蓋好、容量大、支持無線高速分組數據業務等特點外，另一個重要的優勢是在覆蓋范圍廣、用戶密度很低的情況下投資成本仍可以保持較低。因此，運營商引入了450 MHz cdma2000 1x無線接入系統建設農村無線接入網絡。

　　通常在提及450 MHz cdma2000 1x的容量時，談論最多的是它的高頻率利用率、軟容量、語音激活技術等優點。但是，從無線資源角度考慮，在為用戶建立通信信道的過程中，影響系統容量的主要因素是信道單元（CE）、中繼（CIC）、選擇器/聲碼器單元（SVE/SDE）、RF信道、Walsh碼和幀偏置等，這些資源任何一個短缺都會造成系統擁塞。相對于信道單元、聲碼器等硬件設備而言，空中資源是有限的，無法通過增加硬件設備來擴容。因此，下面重點從Walsh碼容量和RF容量兩個方面，對450 MHz cdma2000 1x系統的容量進行分析。

2、Walsh碼容量

　　設備制造商提供的設備容量指數是單載頻承載的話務量，通常為55 Erl。但在網絡性能統計中發現，很多基站話務量為20 Erl時就出現過載現象，有的甚至在15 Erl時就出現過載。那么，所謂55 Erl的容量是怎么回事?原來55 Erl的容量是僅僅從Walsh碼容量來分析的，并沒有考慮其他資源的利用情況。

　　我們知道，450 MHz cdma2000 1x系統采用的是64階Walsh碼，除開銷信道占用3個Walsh碼外，剩下的61個Walsh碼用于前向業務信道，這61個Walsh碼可以同時分配給61個用戶。在理論上，一個單載頻全向站可以承載61 Erl，但需要考慮呼損因素，因而實際上達不到61 Erl。

　　Walsh容量可以用如圖1所示的Erlang_B計算器計算。從圖1可知：信道數為Walsh碼，取61；阻塞率（GOS）取0.05；每用戶Erl值（Erl/subs）取0.03。按照該話務模型，以單載頻全向站來計算，得出單載頻全向站承載的話務量約為55.57 Erl，無線容量為1 852。事實證明，55.57 Erl是在假設其他資源都充裕的情況下的容量，對村通系統來說根本達不到。

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圖1　Erlang_B計算器

3、RF信道容量

　　在實際應用中發現，容量的瓶頸大多是在RF信道，而不是Walsh碼。RF信道容量分為前向信道容量和反向信道容量。前向信道容量是一種“功率容量”，取決于各信道對基站總發射功率的占用情況。要想提高前向信道容量，必須降低平均每話務信道占用的功率（PTC）及平均每用戶占用的扇區數（SPU）。反向信道容量是一種“噪聲容量”，即用戶間的相互干擾。干擾是限制反向信道容量的關鍵因素。

　　對于450 MHz cdma2000 1x系統來說，在容量方面應重點考慮前向功率過載，即基站已經沒有功率資源分配給用戶或用于提升前向業務信道的功率。下面結合信道增益與信道功率公式來說明村通系統過載問題。

　　　　（1）

　　其中，P為信道對應的功率；cellpower為小區設計功率，用作前向功率的自動定標；gain為信道增益；10（gain-255）/40為該信道占小區設計功率的百分比；信道功率為（gain-255）/40 dB。那么，只要知道該載頻的小區設計功率和信道增益，就可算出該信道對應的功率。

　　對于前向鏈路，由于各個碼信道之間相互正交，因此干擾很小。前向鏈路的總發射功率為各個碼信道發射功率之和：

　　　　（2）

　　由于村通系統沒有數據業務和快速尋呼信道，因此（2）式可以簡化為：

　　　　（3）

　　在實際應用中，為了保證基站能夠正常工作，往往規定了基站的最大發射功率，也就是規定了Ptotal的最大值。由公式（3）可知，前向發射功率Ptotal為各前向碼道功率之和，其中導頻信道、同步信道和尋呼信道都是開銷信道，設定增益以后就固定了，只有前向業務信道的功率是可變的。因此，前向鏈路的容量就是除去開銷信道占用的功率，剩余的功率全部分配給前向業務信道時能承載的話務量。也就是說，前向鏈路的容量是一種功率容量。前向業務信道的平均發射功率越小，能夠容納的用戶就越多。前向業務信道的平均發射功率與語音激活因子和前向功率控制有關，語音激活因子是不受基站控制的，因此前向鏈路的容量主要受前向功率控制的影響。

　　假如導頻信道、同步信道和尋呼信道的增益分別是232、192和225，根據公式（1）和（3），把控制信道的增益代入，可得控制信道占總功率的47.05%，如果是30 W的功放（即Ptotal為30 W），則留給前向業務信道的功率為15.88 W；如果語音業務標稱功率設置為169，語音業務變化范圍設為80，則在前向功率控制中分配給用戶的前向業務信道的功率變化范圍是129～209，即fpcMingain為129，fpcMaxgain為209，則前向業務信道功率的變化范圍為-31.5～-11.5 dB。

　　假如系統都以最小的功率分配給每個前向業務信道，且所有功率均用來呼叫，沒有切換，則前向業務信道的增益取129，根據公式（1）可得到分配給前向業務信道的最小功率為0.021 w，則最多可容納756（15.88÷0.021）個用戶同時通話（假設其他資源足夠，但實際情況當然不可能）。

　　假如系統都以最大的功率分配給每個前向業務信道，且所有功率均用來呼叫，沒有切換，則前向業務信道增益取209。根據公式（1）可得到分配給前向業務信道的最大功率為2.1 W，則系統最多可容納7（15.88÷2.1）個用戶，即系統此時能承載的話務量只有7 Erl。

　　村通系統中的用戶大多離基站比較遠，再加上復雜的地形，電磁波可能經過多次折射和反射，為了克服路徑的損耗，基站要以更大的發射功率發送才能保證正常的通話。這樣看來，系統在15 Erl時過載就不足為怪了。

4、總結

　　450 MHz cdma2000 1x系統容量的瓶頸是前向功率。如果在做網絡規劃時沒有考慮到這個因素，那么由于前向功率資源的限制，在其他資源都充裕的情況下，系統就已經功率過載了。因此，在做村通系統規劃時，要特別關注前向容量，盡量在容量和覆蓋間找到最佳的切合點，以減少因前向功率過載而引起用戶投訴的情況，提高用戶感知度。