UMTS900M網(wǎng)絡(luò)部署探討

【摘要】由于2.1GHz頻段電磁波的傳播特性，造成WCDMA網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋和廣度覆蓋不足，本文通過對(duì)UMTS900M的技術(shù)介紹、網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力分析、干擾分析以及對(duì)現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的影響，探討UMTS900M網(wǎng)絡(luò)部署場景和建議。

【關(guān)鍵詞】UMTS900干擾網(wǎng)絡(luò)部署

目前中國聯(lián)通WCDMA網(wǎng)絡(luò)采用2.1GHz頻段，電磁波傳播損耗大，單站覆蓋能力差，如何采用較低的建設(shè)成本建設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)，滿足WCDMA網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋和廣度覆蓋要求，是工程規(guī)劃建設(shè)面臨的重要難題。

本文通過對(duì)UMTS900M的技術(shù)介紹、網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力分析、干擾分析以及對(duì)現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的影響，探討UMTS900M網(wǎng)絡(luò)部署場景和建議。

一、UMTS900技術(shù)簡介

UMTS900（以下簡稱U900）是指工作在900M頻段上的WCDMA網(wǎng)絡(luò)，較目前的UMTS2100網(wǎng)絡(luò)空間損耗小，傳播特性優(yōu)，較GSM900系統(tǒng)，具有更高的頻譜利用率。

1.1頻率資源分配

目前我國800/900M頻段主要供2G移動(dòng)通信系統(tǒng)使用，中國聯(lián)通、中國移動(dòng)及中國電信都在使用該頻段。該頻段具有良好的傳播特性，是全球通用的移動(dòng)通信頻段，廣泛應(yīng)用于GSM和CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)。但該頻段較為擁擠，需協(xié)調(diào)的業(yè)務(wù)干擾情況較為復(fù)雜。

目前我國800/900M頻段的使用情況如圖1所示：

由圖1可知，聯(lián)通GSM頻率低端緊鄰移動(dòng)的GSM頻率，高端不屬于移動(dòng)通信頻段，所以，聯(lián)通在900MHz頻段的擴(kuò)展可能性很小。

聯(lián)通900MHz頻段為909-915MHz（上行）、954-960MHz（下行），去掉95號(hào)保護(hù)頻點(diǎn)，可用頻點(diǎn)為29個(gè)，其中可用于U900中心頻點(diǎn)的頻點(diǎn)有7個(gè)，從107-113。

1.2UMTS900覆蓋優(yōu)勢(shì)

U900系統(tǒng)工作于900MHz頻段，U900系統(tǒng)與U2100系統(tǒng)和G900系統(tǒng)相比，具有如下特點(diǎn)：（1）900M頻段相對(duì)于2100M頻段，空間損耗更小、具有更優(yōu)的傳播特性；（2）UMTS系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)相比，具有更高的頻譜效率，由于擴(kuò)頻等技術(shù)的采用，可以做到更高的靈敏度。

由于以上特性，從理論上講，U900系統(tǒng)的覆蓋距離要遠(yuǎn)于U2100與G900系統(tǒng)，根據(jù)鏈路預(yù)算可以計(jì)算出U900系統(tǒng)的覆蓋距離約為U2100系統(tǒng)的1.7～2.2倍，約為G900系統(tǒng)的1.1～1.2倍，自由空間傳播中傳播損耗L=32.44+20lg f（MHz）+20lg d（km），對(duì)應(yīng)可以計(jì)算到900M較2100M有6.9dB的增益。

按COST231-HATA傳播模型，900M較2100M有11.4～14.4dB的增益。

建筑物穿透損耗（BPL）U900也有明確優(yōu)勢(shì)，根據(jù)測(cè)試結(jié)果，U900較U2100建筑物穿透損耗小3.3dB。

U900系統(tǒng)在饋線損耗方面也有較大的優(yōu)勢(shì)，U900系統(tǒng)的1/2”饋線和7/8”饋線的30米饋線損耗較UMTS2100系統(tǒng)減少1.08dB和0.63dB。

此外，U900在室內(nèi)傳播也有較大的優(yōu)勢(shì)，最大有5.5dB。

綜合來說，下行接收電平U900較UMTS2100提高約16dB，對(duì)應(yīng)上行發(fā)射功率也相應(yīng)降低，小區(qū)覆蓋半徑增加約70%。根據(jù)全球第一個(gè)部署U900的運(yùn)營商芬蘭Elisa的建網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)，在郊區(qū)部署U900較U2100可以節(jié)省50%—70%網(wǎng)絡(luò)投資。

1.3U900對(duì)頻譜的要求

WCDMA載波帶寬5M中實(shí)際信號(hào)占用頻譜為3.84M，其余為干擾保護(hù)頻帶，在共享站址情況下鄰道干擾水平保護(hù)頻帶可以以單位步長200Khz縮小，對(duì)應(yīng)占用載波帶寬可以減少為4.8M、4.6M、4.4M等，對(duì)應(yīng)因?yàn)猷忣l干擾帶來容量損失約為3%。對(duì)于GSM900M頻率緊缺運(yùn)營商，可以進(jìn)一步減少載波帶寬。

二、UMTS900產(chǎn)業(yè)成熟度

2009年，歐盟通過了關(guān)于在允許900MHz頻段上部署UMTS900的法律。同時(shí)頒布有關(guān)GSM/UMTS共用此頻段的技術(shù)規(guī)范。截止到2013年5月9日，已經(jīng)有68個(gè)國家批準(zhǔn)UMTS900的使用。UMTS900在全球47個(gè)國家已經(jīng)部署69個(gè)商用網(wǎng)絡(luò)。

目前國內(nèi)主流設(shè)備廠家均有產(chǎn)品支持U900系統(tǒng)。

U900終端產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)成熟，預(yù)計(jì)2015年所有終端均支持U900。

三、U900和GSM干擾情況

當(dāng)U900和GSM兩種系統(tǒng)同頻覆蓋時(shí)，一個(gè)系統(tǒng)的基站或終端的信號(hào)會(huì)落在另一個(gè)系統(tǒng)的終端或基站的接收帶內(nèi)，而且這種干擾不能通過接收濾波器來抑制，只能在兩個(gè)同頻系統(tǒng)間留出適當(dāng)?shù)母綦x距離，增加干擾信號(hào)的衰減，以保證兩個(gè)系統(tǒng)都能正常的工作。因此，U900和GSM兩種系統(tǒng)同頻覆蓋時(shí)的相互干擾是需要重點(diǎn)考慮的問題。

四、UMTS900組網(wǎng)策略

目前U900系統(tǒng)的組網(wǎng)策略主要有以下三種：（1）獨(dú)立天饋：該模式下U900系統(tǒng)需要新增一套天饋系統(tǒng)與一臺(tái)基站設(shè)備；（2）合路器共天饋：該模式下U900系統(tǒng)僅需增加一臺(tái)基站設(shè)備，天饋系統(tǒng)通過合路器與G900系統(tǒng)共用；（3）多?；竟不荆篠DR（軟件無線電）多模基站在硬件設(shè)備無需改動(dòng)的情況下，通過軟件配置射頻單元即可實(shí)現(xiàn)多種系統(tǒng)共用同一平臺(tái)。在該模式下無需新增天饋系統(tǒng)與基站設(shè)備，在U900設(shè)備與G900設(shè)備同廠家情況下，僅需更換基帶處理單元即可，射頻單元U900系統(tǒng)與G900系統(tǒng)可共用。

五、UMTS900MHz部署建議

5.1應(yīng)用場景建議

根據(jù)U900和GSM干擾分析，結(jié)合U900的傳播特性，建議U900在如下場景應(yīng)用：（1）行政村覆蓋方面。在行政村覆蓋方面，WCDMA網(wǎng)絡(luò)與GSM網(wǎng)絡(luò)有較大差距，結(jié)合行政村分布，U900可在山區(qū)、丘陵等特殊地形區(qū)域建設(shè)。（2）道路線覆蓋方面。在道路覆蓋方面，建議結(jié)合道路分布情況，U900可在地形復(fù)雜（丘陵或山區(qū)），業(yè)務(wù)量少，沿線G900基站少的路段進(jìn)行部署。（3）特殊場景覆蓋方面。U900還可用于以下特殊場景的覆蓋，如相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域，如旅游景區(qū)、礦山等的全面覆蓋，該區(qū)域G900站點(diǎn)少，可采用U900覆蓋；相對(duì)封閉區(qū)域，如隧道、地下商場和地下停車場。

5.2頻點(diǎn)使用建議

（1）在U900實(shí)施初期，或GSM900頻率使用較多區(qū)域，可以采用U900 3.8MHz帶寬組網(wǎng)；GSM與U900系統(tǒng)間保留200KHz保護(hù)帶寬，G網(wǎng)可用頻點(diǎn)數(shù)為8個(gè)；（2）在GSM900頻率使用較少區(qū)域，建議采用U900 4.2MHz帶寬組網(wǎng)，GSM與U900系統(tǒng)間鄰頻點(diǎn)設(shè)置為TCH使用，G網(wǎng)可用頻點(diǎn)數(shù)為8個(gè)，其中BCCH信道可用頻點(diǎn)為6個(gè)；（3）GSM與U900同頻保護(hù)帶建議至少為6圈基站，確保同頻引起的底噪抬升不超過3dB。

六、結(jié)束語

U900網(wǎng)絡(luò)的部署，需要充分考慮GSM網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷以及與GSM網(wǎng)絡(luò)的干擾情況，在部署前一定要經(jīng)過GSM網(wǎng)絡(luò)翻頻和排除其他干擾，以確保GSM網(wǎng)絡(luò)和U900網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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