沿海CDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化方法

廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 | 蘇文俊 蔡桂浩

沿海CDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化方法

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良好的通信覆蓋，不僅為運(yùn)營(yíng)商帶來了可觀收益，還可以進(jìn)而發(fā)展由捕魚業(yè)引申出的貿(mào)易、加工業(yè)流動(dòng)人員的移動(dòng)市場(chǎng)。

中國既是陸地大國，也是海洋大國。沿海地區(qū)港口眾多、漁業(yè)突出，為了滿足漁民出海作業(yè)及陸路通信的需要，運(yùn)營(yíng)商需要對(duì)海區(qū)及周圍的沿海地帶進(jìn)行覆蓋。如果能夠很好地解決海面超遠(yuǎn)覆蓋，同時(shí)有針對(duì)性地提供一些新業(yè)務(wù)，那么這對(duì)于提高運(yùn)營(yíng)商的品牌效應(yīng)會(huì)有很大的幫助，同時(shí)也將帶來可觀的收益。

沿海區(qū)域除了從事漁業(yè)的船只，還包括了海事部門、旅游、公務(wù)，以及商務(wù)船只。良好的通信覆蓋，不僅為運(yùn)營(yíng)商帶來收益，還可以發(fā)展出由捕魚業(yè)引申出的貿(mào)易，加工業(yè)的流動(dòng)人員的移動(dòng)市場(chǎng)。此外，沿海的海岸線上，其分布的島嶼中也有不少用于人員居住或開發(fā)用途，這也是未來潛在的移動(dòng)市場(chǎng)。如此看來，運(yùn)營(yíng)商需要做好海域的通信覆蓋，保證海事部門要求較高的海域通信，從而維護(hù)國家的利益，這對(duì)于運(yùn)營(yíng)商的名譽(yù)也有很好的幫助。

超遠(yuǎn)覆蓋距離是關(guān)鍵

從視距及無線電波傳播損耗來看，不同CDMA基站發(fā)射天線掛高對(duì)應(yīng)的傳播距離不同（如表所示）。結(jié)合理論分析可以看出，基站的覆蓋距離主要取決于可視距離。

為了滿足漁民出海作業(yè)及陸路通信的需要，運(yùn)營(yíng)商需要對(duì)海區(qū)及周圍的沿海地帶進(jìn)行覆蓋。

表 視距及無線電波覆蓋半徑對(duì)比表

多種網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式并存

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與思路

首先，區(qū)分內(nèi)外區(qū)域，實(shí)現(xiàn)多種覆蓋。

我國海域幅員遼闊，大陸岸線蜿蜒曲折，島嶼分布眾多，相當(dāng)數(shù)量的人口分布在沿海或者島嶼上。地形和人口分布的復(fù)雜性使運(yùn)營(yíng)商必須考慮采用多種覆蓋方式達(dá)到沿海陸地、近海和遠(yuǎn)海的分層分區(qū)域的覆蓋效果。其覆蓋方式涵蓋了深度覆蓋、廣覆蓋、線性覆蓋和超遠(yuǎn)距離覆蓋的方式等。

其次，主要考慮語音，部分兼顧數(shù)據(jù)。

為適應(yīng)海域用戶分布特點(diǎn)和業(yè)務(wù)覆蓋要求，對(duì)于海域所有需要覆蓋的區(qū)域必須考慮CDMA 1X語音業(yè)務(wù)的覆蓋，部分如沿海岸線、海上旅游區(qū)、漁業(yè)區(qū)和部分島嶼可同時(shí)兼顧EVDO數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的覆蓋。

第三，采用超遠(yuǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)覆蓋。

遠(yuǎn)海區(qū)域因沒有合適的站址建設(shè)基站，需采用超遠(yuǎn)覆蓋技術(shù)。對(duì)于超遠(yuǎn)覆蓋基站，在選擇合理的站址后，提升上下行鏈路增益方面應(yīng)采用多種超遠(yuǎn)技術(shù)，提高基站的超遠(yuǎn)覆蓋距離，同時(shí)減少近距離和遠(yuǎn)距離切換邊界的導(dǎo)頻污染問題。

第四，規(guī)劃切換邊界，實(shí)行模糊計(jì)費(fèi)。

各省際和地市邊界需要合理規(guī)劃和建設(shè)邊界上的基站，共同設(shè)置邊界切算法和參數(shù)，并及時(shí)相互通報(bào)建設(shè)和優(yōu)化進(jìn)展，邊界漫游計(jì)費(fèi)區(qū)域雙方本著友好合作的態(tài)度，實(shí)行”模糊計(jì)費(fèi)”方式。

第五，通過共建共享，利用已有資源。

海域的廣覆蓋和超遠(yuǎn)距離覆蓋需要適合的基站站址，但是這類站址因沿海岸線和小島嶼的建站限制，導(dǎo)致建站資源相當(dāng)緊張；部分地形優(yōu)越的站址已經(jīng)被移動(dòng)或者聯(lián)通運(yùn)營(yíng)商占用，對(duì)于建站需求度很強(qiáng)的站點(diǎn)應(yīng)通過和移動(dòng)、聯(lián)通運(yùn)營(yíng)商采取共建共享的方式，利用對(duì)方已有的資源，實(shí)現(xiàn)海域覆蓋。

超遠(yuǎn)覆蓋基站設(shè)置原則

基站設(shè)置是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能影響很大，關(guān)系到建成后的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。超遠(yuǎn)覆蓋基站設(shè)置應(yīng)遵從以下原則。

首先，在超遠(yuǎn)距離覆蓋場(chǎng)景下，基站天線海拔高度直接決定覆蓋距離，如具備電源、傳輸?shù)冉ㄔO(shè)條件下，應(yīng)盡量在陸地或者海島靠近岸邊的高山選取站址，以便克服地球曲率對(duì)海面覆蓋范圍的限制，同時(shí)也減少饋線過長(zhǎng)造成的損耗。但由于高山基站會(huì)給建設(shè)和維護(hù)帶來不便，應(yīng)綜合考慮建設(shè)和維護(hù)成本。

其次，對(duì)于內(nèi)外部覆蓋區(qū)域的分界線形狀為“）”、“（”和“│”的，在選擇站點(diǎn)的時(shí)候應(yīng)考慮基站間距：對(duì)于“）”型，基站間距應(yīng)略小；對(duì)于“（”型，基站間距應(yīng)略大。

第三，基站設(shè)備選型可采用高靈敏度、大功率宏基站，配合上下行功放，或“BBU+上塔RRU”，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離覆蓋。

第四，超遠(yuǎn)距離覆蓋主要解決遠(yuǎn)距離海域的覆蓋問題，用戶密度較低，一般考慮單載波配置；業(yè)務(wù)一般考慮CDMA 1X語音業(yè)務(wù)。

第五，用戶終端可采用大功率手機(jī)或者固定臺(tái)，解決反向功率受限的問題。

第六，天線選型應(yīng)采用高增益、垂直半功率角較小、不預(yù)制下傾角及前后抑制比的天線。

第七，天線宜采用單極化天線，利用空間分集技術(shù)，減少信號(hào)多徑衰落。

第八，宜采用上波瓣抑制、零點(diǎn)填充的賦型天線，防止信號(hào)散射和”塔下黑”的現(xiàn)象。

第九，天線的絕對(duì)海拔高度應(yīng)盡量高；天線方向角應(yīng)和內(nèi)外部分界線垂直，并向海面輻射；天線下傾角應(yīng)根據(jù)天線實(shí)際海拔高度進(jìn)行合理設(shè)置。

頻率及PN規(guī)劃

目前，導(dǎo)頻污染是海域覆蓋中最主要的問題之一，導(dǎo)頻污染一般為同頻間的導(dǎo)頻干擾引起，對(duì)于海域采用283頻點(diǎn)進(jìn)行覆蓋的，應(yīng)嚴(yán)格控制沿海內(nèi)陸地區(qū)的基站信號(hào)的覆蓋范圍，減小過覆蓋帶來的干擾；另一方面，在無法通過調(diào)整功率、天線工程參數(shù)等常規(guī)手段解決海面導(dǎo)頻污染問題情況下，也可通過設(shè)立海域?qū)Ｓ妙l點(diǎn)，解決海域?qū)ьl污染問題：

首先，CDMA 800M頻段共有7個(gè)頻點(diǎn)，已使用的頻點(diǎn)中，283、242、201頻點(diǎn)用于CDMA 1X語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上，37頻點(diǎn)用于EVDO數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上，剩余3個(gè)頻點(diǎn)可以抽出一個(gè)頻點(diǎn)作為海域?qū)Ｓ妙l點(diǎn)；

其次，海域?qū)Ｓ妙l點(diǎn)選取也可選擇近海陸地上基站使用較少或者沒有使用的頻點(diǎn)，各地應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，合理選擇海域?qū)Ｓ妙l點(diǎn)；

最后，海域?qū)Ｓ妙l點(diǎn)應(yīng)主要使用在廣覆蓋場(chǎng)景和超遠(yuǎn)距離覆蓋場(chǎng)景，以免深度覆蓋和線性覆蓋場(chǎng)景中的基站過覆蓋引起的導(dǎo)頻污染。

目前，大部分地區(qū)采用PILOT_INC=3或者4的PN規(guī)劃?rùn)C(jī)制，PN復(fù)用度比較高，海域覆蓋因覆蓋距離較遠(yuǎn)、覆蓋信號(hào)較難控制，極其容易導(dǎo)致出現(xiàn)同PN或者相鄰PN在海面上的干擾問題。所以，對(duì)于海域覆蓋當(dāng)中基站應(yīng)遵循如下原則：相鄰扇區(qū)不要分配鄰近相位偏置的PN碼，相位偏置的間隔要盡可能大；PN碼復(fù)用時(shí)，復(fù)用的基站間要有足夠遠(yuǎn)的地理隔離；考慮到海域覆蓋PN延遲的影響，需要將PN設(shè)置為和現(xiàn)有站點(diǎn)PN相差比較大的值，一般海域超遠(yuǎn)覆蓋最大延遲可達(dá)1024碼片，可以將相鄰超遠(yuǎn)覆蓋站點(diǎn)的PN設(shè)置為相差超過16的值。

圖 HTC硬切換原理

切換和漫游規(guī)劃

對(duì)于采用283同頻組網(wǎng)的海域覆蓋場(chǎng)景下，切換規(guī)劃應(yīng)遵循如下要求：應(yīng)完善各基站鄰區(qū)列表，盡量使用戶在通話過程中的切換更加流暢；同廠家設(shè)備間應(yīng)采用跨BSC的軟切換，異廠家的設(shè)備間應(yīng)采用切換成功率較高的硬切換算法；開啟6路軟切換功能。

對(duì)于采用海域?qū)Ｓ妙l點(diǎn)的海域覆蓋場(chǎng)景，切換規(guī)劃應(yīng)遵循如下要求：用戶終端在海岸區(qū)域時(shí)，陸地基站和海覆蓋基站發(fā)生異頻硬切換，應(yīng)在雙邊基站增加偽導(dǎo)頻以輔助海陸邊界基站進(jìn)行切換；如在系統(tǒng)允許的條件下，可開啟數(shù)據(jù)庫輔助硬切換、開啟移動(dòng)臺(tái)輔助換頻切換，配置異頻鄰區(qū)和移動(dòng)臺(tái)輔助換頻切換優(yōu)選小區(qū)以保證硬切換成功率。

各地市在規(guī)劃建設(shè)基站時(shí)，應(yīng)有意識(shí)控制各自的覆蓋區(qū)域，盡量減少信號(hào)的越區(qū)覆蓋；省際、地市邊界的漫游覆蓋應(yīng)通過對(duì)邊界站點(diǎn)的優(yōu)化，在邊界區(qū)域形成部分站點(diǎn)的主導(dǎo)頻覆蓋；通過網(wǎng)間結(jié)算、模糊計(jì)費(fèi)等方式，對(duì)漫游情況下的通話實(shí)行簡(jiǎn)單計(jì)費(fèi)，避免用戶過多的漫游計(jì)費(fèi)；

搜索窗參數(shù)

SRCH_WIN_A、SRCH_WIN_N、SRCH_WIN_R（激活集、相鄰集、候選集搜索窗大?。┰诤Ｃ姝h(huán)境中，由于移動(dòng)臺(tái)收到的信號(hào)主要是直射信號(hào)和海面的反射信號(hào)，相應(yīng)的活動(dòng)搜索窗大小可以根據(jù)小區(qū)覆蓋半徑來調(diào)整。

在小區(qū)半徑參數(shù)方面，MAXCELLR（小區(qū)半徑），應(yīng)根據(jù)小區(qū)的覆蓋半徑來設(shè)置相應(yīng)的值。而在其他參數(shù)方面，若啟用專用頻點(diǎn)用于海面覆蓋，需相應(yīng)的開啟一些參數(shù)：首先，BSC參數(shù)中應(yīng)打開移動(dòng)臺(tái)輔助換頻切換開關(guān)，啟用移動(dòng)臺(tái)輔助換頻切換；其次，啟用海面專用頻點(diǎn)，需對(duì)換頻切換優(yōu)選小區(qū)和異頻鄰區(qū)配置進(jìn)行優(yōu)化；最后，在換頻切換邊界的小區(qū)開啟數(shù)據(jù)庫輔助換頻切換，保持業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

導(dǎo)頻污染及切換控制新方法

HTC覆蓋思路

所謂HTC(Huawei Transition Carrier)硬切換方案原理，是利用華為基站多載波特性，在邊界基站上增加過渡載波F2；F2沒有同頻干擾，可以在邊界區(qū)域覆蓋一個(gè)足夠?qū)挼倪^渡帶；由于F2負(fù)荷很低，在硬切換邊界有足夠高的強(qiáng)度，F(xiàn)2和基本載波之間只存在1次異 頻硬切換，徹底消除了乒乓切換；對(duì)于F2之間，采用軟切換或更軟切換，有效保障通話質(zhì)量和切換成功率（如圖所示）。

采用HTC的優(yōu)點(diǎn)是通過有效減少同一主設(shè)備區(qū)的導(dǎo)頻污染海域內(nèi)的掉話和不同業(yè)務(wù)區(qū)間邊界區(qū)域的乒乓切換掉話，顯著降低海域掉話率；同時(shí)可以增大扇區(qū)的實(shí)際覆蓋范圍。缺點(diǎn)是增加資源，每打開一個(gè)HTC就必須增加一個(gè)載扇。HTC是華為設(shè)備的特有技術(shù)，只適用于華為的基站設(shè)備。

異頻+交叉?zhèn)螌?dǎo)頻覆蓋思路

為規(guī)避沿海非海域覆蓋扇區(qū)對(duì)覆蓋海域扇區(qū)的干擾，減少近海海域的導(dǎo)頻污染，采用跟覆蓋陸地基站扇區(qū)不同的頻點(diǎn)來覆蓋海域，建議采用中間頻點(diǎn)160；同時(shí)，為了保證通話狀態(tài)下不同載波間的平滑切換，沿海網(wǎng)扇區(qū)和沿海網(wǎng)邊緣的扇區(qū)打開偽導(dǎo)頻。

采用異頻+交叉?zhèn)螌?dǎo)頻覆蓋的優(yōu)點(diǎn)在于：有效減少近海海域的導(dǎo)頻污染問題；提高無線接通率；采用更低的頻點(diǎn)可以減少無線傳輸損耗，增強(qiáng)前向覆蓋。其缺點(diǎn)為，在沿海海岸會(huì)增加載頻間的硬切換，但由于沿海海岸區(qū)域一般話務(wù)量較少，影響不大。異頻+交叉?zhèn)螌?dǎo)頻覆蓋適用于所有廠家的設(shè)備。

總而言之，良好的沿海網(wǎng)覆蓋可以營(yíng)造良好的社會(huì)效益和滿足沿海區(qū)域的用戶要求，有運(yùn)營(yíng)商的品牌建設(shè)。沿海網(wǎng)覆蓋主要考慮社會(huì)效益，兼顧經(jīng)濟(jì)效益。