CDMA 1x EV-DO无线网络规划和建设分析

网络 无线技术
本文讲述了EV-DO无线网络规划特点、规划和建设策略。

在国家3G牌照呼之欲出的大环境下,中国电信接手CDMA网络后,除了保证现有网络的稳定性以不影响终端用户的体验,持续发展CDMA1x的语音容量扩容外,尽早筹划、启动cdma20001x(下称1x)网络向3G的cdma20001x EV-DO(下称EV-DO)的平滑演进是抢占市场先机、赢得差异化服务优势的技术保障,并且还可以充分发挥全业务运营的优势,进一步引入IMS网络以实现固网及移动的融合业务,吸引用户。

EV-DO无线网络规划特点

1.EV-DO和CDMA1X网络规划的相似点

EV-DO和CDMA1x是CDMA技术发展的不同阶段,虽然侧重点不同,但两者的技术基础具有广泛的一致性,具体表现在5个方面。

(1)两者的无线网络规划流程相似。

(2)两者的射频特性相同,包括3个方面。一是两者使用的载频特性相同,但EV-DO必须单独使用一个载频,如图1所示;二是射频子系统相同,两者可以共用;三是无线传播模型、路径损耗计算方法相同。

(3)两者的站点选择、天线选择方法相同。

(4)两者均为反向覆盖受限。

(5)两者的反向覆盖半径接近,因此两者的网络拓扑结构可以相似。

2.EV-DO和CDMA1X网络规划的差异

EV-DO专门为高速数据业务而开发,与CDMA1x网络规划的差异体现在7个方面。

(1)系统网络结构不同。

(2)业务模型不同。1x包括语音业务和数据业务;EV-DORev.A包括低时延业务和数据业务,但数据业务的种类比1x多,平均速率比1x高。

(3)容量计算方法不同。1x需要计算前反向语音、数据业务容量;EV-DORev.A需要综合计算低时延、数据业务容量,但计算方法与1x不同。

(4)单用户吞吐量差异大。EV-DORev.A的前向(3.1Mbit/s)、反向单用户理论峰值速率(1.8Mbit/s)均比1x大幅提高。

(5)扇区前向总吞吐量差异明显。EV-DORev.A的前向、反向扇区吞吐量均比1x明显提高。

(6)EV-DO前向覆盖范围大于1x。主要原因是:EV-DO前向以满功率发射,EV-DO双天线接收终端存在前向分集接收增益。

(7)两者链路预算的主要差异小结(如表1所示)。

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EV-DO无线网络规划和建设策略

1.频率规划

依托收购联通已建成的CDMA1x网络,建议中国电信在同一频段上提供EV-DO服务,因为它具有以下两个优点。

(1)EV-DO可以与1x共站,基本不需新增站点,室内分布系统也可共用,节省大量成本。

(2)当使用1:1布站方式时,两网拓扑一致。

当一个频段上有多个CDMA可用载频时,建议CDMA1x和EV-DO分别靠两头使用,例如CDMA1x要从上往下启用,EV-DO要从下往上启用,1x和EV-DO载频之间应至少预留一个载频的间隔,以避免可能发生的远近效应影响。

在频段选择上,800MHz最优,适合城市覆盖。2.1GHz频段虽然是国家规划的3G移动通信专用频段,但存在缺乏终端市场支持、基站覆盖半径小等问题。450MHz频段也存在明显缺点,该频段缺乏终端产品的广泛支持,且不太适合城区环境的覆盖。

2.现有网络数据分析

对现有CDMA1x网络覆盖情况进行详细测试和分析,包括覆盖分析、网络质量分析等方面,以指导EV-DO工程建设。通过分析1x覆盖数据,发现现有网络覆盖相对较弱且有业务需求的区域,在EV-DO网络覆盖规划中重点考虑。通过分析1x数据业务话务数据,找出数据业务的热点地区,可以认为是EV-DO业务需求的主要区域,有利于确定EV-DO网络的覆盖范围和容量目标。

3.无线网络覆盖及基站设置

(1)共站与共用天馈

为了节省网络建设投资,EV-DO站点应尽量使用原有站点,在现有CDMA1x站点的基础上选点,尽量避免EV-DO单独建站。

对于天馈建设方式,应根据实际情况决定EV-DO是否与1x系统共用天馈,表2列出了两种方式的优缺点比较,以供参考。

当EV-DO与1x共用天馈时,使用的合路器有两种选择:宽带合路器,合路损耗约3.5dB,对覆盖半径的影响较明显,但成本低,使用方便;窄带合路器,合路损耗可小于1dB,但价格高,使用相对不便。

(2)网络拓扑设计

在进行EV-DO网络拓扑规划时,主要有两种布站方式:1:1方式和1:N方式。1:1方式是指EV-DO利用该区域所有的1x站点,每个EV-DO站点的覆盖范围与1x站点一致;1:N方式是指EV-DO只利用部分1x站点,总体上EV-DO站点数据量为1x站点的1/N。

1:1方式布站和1:N方式布站各有利弊,需要根据各地实际情况充分分析、灵活选择。以下对两种布站方式的优缺点做简要对比,如表3所示。

选择布站方式之前,笔者建议分析原CDMA1x网络规划的依据。如果原1x网络是覆盖受限,则EV-DO网络建议采用1:1方式布站;如果原1x网络规划是容量受限,则EV-DO网络可以选择1:1方式或1:N方式布站。

(3)EV-DO与CDMA1x共用室内分布系统

在1x系统上增加EV-DO系统时,现有室内分布系统是否需要改造,需要具体情况具体分析。如果信号源是基站,可以通过合路器将EV-DO和1x送到现有室内分布系统中,室内分布系统一般不需改动。如果信号源是多路选频直放站,可以对EV-DO和1x载频分别进行放大,则无需改动。如果信号源是宽频直放站,且直放站的设计裕量比较大,则仍可正常工作,或对直放站参数做适当调整。如果信号源是宽频直放站,但直放站的设计裕量不够大,由于EV-DO系统的发射功率常常大于1x系统的发射功率,直放站的大部分功率资源被EV-DO信号占用,致使直放站对1x信号的放大效果受到一定程度的影响,从而影响了1x的覆盖效果,需根据需要对直放站做适当的改造,包括更换双工器、更换滤波器等可选措施,或将直放站更换为多路选频直放站。

(4)深度覆盖特殊地形

此覆盖原则与CDMA1x一致,没有本质区别。

(5)EV-DO与CDMA1x切换边界选取

EV-DO基站应尽量连续成片覆盖,与CDMA1x的切换边界应尽量位于话务量较小的区域。#p#

4.无线网络容量及基站配置

(1)业务模型

cdma2000的2G和3G网络将在很长一段时间内同时存在,应合理规划2G与3G的业务分担关系,例如2G负责话音业务和低端/非热点地区的数据业务,3G负责高端数据业务,避免3G网络的过度建设,保持两网的良性协调发展。

cdma20001xEV-DO网络容量设计中,纯数据业务可以使用简化业务模型,其基本参数有:平均会话时长、激活链接比例、忙时每用户会话次数、平均会话数据量、上下行数据流量比例等,由基本参数可以推导出的参数有:在线用户比例、激活链路前向平均吞吐量和激活链路反向平均吞吐量。简化业务模型的意义在于,不再细分描述各种各样的分组数据业务应用,例如网页浏览、电子邮件等等,而是将它们看成一个整体,只描述这个整体的规模和平均值。这种模型的优点在于化繁为简,实用性强。

如果有详细的业务模型,通过合适的算法可转换为简化模型。笔者建议由运营商确定模型中的参数具体取值。如果运营商不能提供参数取值,可临时采用业界的参考值,待商用有实际话务统计数据后,再进行修正。

(2)网络载扇数量配置

网络容量配置的第一步,是根据数据业务模型和计划放号用户的数量,从空中接口的角度确定所需的载扇的数量。

配置计算的主要思路是:计算网络需求的总话务量,反映忙时用户激活占用时长的总需求;根据前反向激活链路吞吐量、载扇可承载吞吐量、业务阻塞率要求等限制条件,计算载扇可承载数据话务量;最后得到网络需求的载扇数量。

EV-DORev.0的载扇数量计算相对简单,按照以上方法进行即可。EV-DORev.A还要考虑时延敏感业务,例如VoIP、视频电话等,业务模型有所不同,比较复杂;应该增加时延敏感业务的载扇需求数量的估算,再与纯数据业务所需数量叠加。获得载扇数量之后,再进行各基站所需信道板的配置计算。

(3)BTS到BSC之间的传输资源需求

一般商用满配置下,1个S111的3扇区EV-DO站需要2~3条的E1传输资源连接BSC。但在建网初期,用户很少可以一个站点先配置1条E1,并随着数据流量的增加再进行后续扩容。

(4)PN规划和邻区配置

EV-DO的PN规划和邻区配置原则与CDMA1x一致。例如,当1:1方式布站时,EV-DO的小区PN与对应1x小区保持相同;当1:N布站时,EV-DO的PN需要重新规划,但规划方法与1x一致。

5.EV-DO组网方案

EV-DO常见的建设方案主要是独立建网和混合建网。独立组网投资成本高且对现有资源利用率小,一般不予推荐。

常见的组网方案有EV-DO独立组网方式和1x/EV-DO混合组网方式。鉴于中国电信已全部收购联通CDMA1x网,为减少建设成本和快速部署EV-DO网络,笔者建议直接采用混合组网方式建设EV-DO。

所谓“混合组网”方式,即在现网1x主设备上增加DO信道板和控制单元,并对原有的1x系统软件进行升级,两者共用1x的分组核心网。“混合组网”方案又可细分为“升级方式”和“叠加方式”。

(1)升级方式

升级方式对应于EV-DO与1x共用BSC/RNC和BTS的情况,需对原BSC/RNC和BTS进行软件或硬件升级或者直接对现有设备进行替换,使之支持EV-DO功能。其中,接入网中的无线资源控制、呼叫控制和移动性管理等功能由BSC/RNC完成,调制解调和基站收发信等功能由基站来完成。

(2)叠加方式

当现网1x设备无法直接支持EV-DO功能或者EV-DO设备供应商与现网1x供应商为非同一厂商时,可采取叠加方式解决。叠加方式细分后有“同BSC/异BTS”、“异BSC/异BTS”和“同BSC/异BTS”三种情况。由于受限于各厂商设备间的特点和兼容性,前两种方式并不常见,推荐“同BSC/异BTS”方式作为叠加方式组网的首选。

“同BSC/异BTS”方式下,1x和EV-DO分别采用独立的基站设备,既可以选择共用天馈系统也可选择独立自建天馈系统。对于BSC/PCF侧可采用软件升级或者增加扩展机柜方式升级。这样既不影响1x网络布局和覆盖,又可结合目标覆盖区的实际情况,更有针对性地规划和部署EV-DO网络。

如果现网1x设备不能通过增加软/硬件方式完美提供EV-DO业务,建议直接使用新设备替换原有BSS系统。其中,新建BTS站使用全新设备,全部支持1x和1x增强;新建BSC具备大话务和高数据处理能力,同时支持1x和1x增强业务。BSC设置需要综合考虑减少跨BSC切换、BSC话务均衡及未来升级演进能力等问题,尽量减少BSC数量,减少跨BSC切换。同时,着手对PDSN、AAA进行软硬件升级,增加AN-AAA新设备。#p#

EV-DORev.A部署建议

笔者建议,EV-DORev.A网络部署采取大覆盖,分阶段实施,逐步引入3G亮点业务的策略。

在现有的CDMA1x网络上部署EV-DO网络时,规划及实施的策略是至关重要的。因此在EV-DORev.A的部署初期,建议中国电信采取大覆盖策略,在大中型城市大规模部署,为大中城市市区、近郊及重点办公及居住地区提供连续的EV-DO覆盖,为用户提供良好的高速数据体验。

考虑到CDMA接手的过程及相应手续事宜的时间表,笔者建议网络分阶段实施并逐步深入开展相应业务。

第一阶段,2008~2009年底,重点实施部署大型城市及重点中型城市,争取一步到位提供高于80%以上的EV-DO连续覆盖,相当于将全网约50%~60%的CDMA1x基站站点通过升级或者叠加的方式部署EV-DORev.A的基站功能。考虑到更好的利用Rev.A的高速数据能力,提供差异化的应用,中国电信可以考虑选择试点,在CDMAEV-DO网络建设期间,同步建设IMS叠加网,更好的支持宽带多媒体业务。此阶段可以开展的业务主要包括完全QoS保障的视频电话业务、基于IMS和EV-DO的高性能PTT业务(如Qchat、多媒体推送业务包括Push To See,Push to Video等等)、多媒体彩铃业务以及支持DO数据卡上的增值业务(如VoIP)等。

第二阶段,2010年继续深化大中型城市EV-DORev.A的覆盖,在热点高话务量地区启用第二个DO载频,并开始在其它中型或者小型城市推广EV-DO的部署,达到全网的80%覆盖。另外,此时的IMS网络架构和开放业务环境应该已基本完善,设备能力和业务应用都相当成熟,此阶段可以基于IMS提供更多的融合业务,并逐步实现电路域基本语音向IMS宽带语音的迁移。此阶段可考虑的业务包括固定和移动VoIP、智能业务、IMS和互联网融合业务(如基于位置的广告推送,基于日程安排的通信等)、IMS和IPTV融合业务(如TV来电显示、漏话通知、短信、留言提示、TV通话)等。

cdma2000的3G网络有其鲜明的特色,技术上全球领先,同时与其2G网络存在广泛的共同基础,最具备平滑演进的特征。中国电信应充分利用现有网络资源,准确预测3G业务发展需求,统筹规划,分步实施,在800MHz频段上从cdma20001x选择升级到3G的cdma20001x EV-DO。cdma2000 1x EV-DO将成为3G时代中国电信最闪亮的技术标签,引领宽带无线网的发展。

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  1. CDMA无线网络优化流程与方法
  2. WCDMA系统无线网络规划和优化
责任编辑:许凤丽 来源: 通信世界周刊
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