CDMA2000 1X與HRPD混和組網(wǎng)的網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)介紹

1、引言

　　目前，3G這一熱點(diǎn)名詞經(jīng)常見諸于各大媒體報(bào)刊，CDMA2000及其演進(jìn)技術(shù)HRPD（High Rate Packed Data），也就是人們常說的EV-DO，作為3G技術(shù)的一種，也倍受大家關(guān)注。其中，無線資源可以說是3G網(wǎng)絡(luò)中最為稀缺的資源，因此，如何提高頻譜利用率，利用無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)施向盡量多的用戶提供高性能的接入服務(wù)就成了運(yùn)營(yíng)商最為關(guān)心的一個(gè)問題，怎樣實(shí)現(xiàn)這一設(shè)備利用的最大化問題其實(shí)就是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的目的所在，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的合理，將直接為運(yùn)營(yíng)商節(jié)約成本，為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)打下良好基礎(chǔ)。

　　當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃形成，一個(gè)大的體系架構(gòu)便已構(gòu)成。此時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化問題就顯得尤為重要。通過分析網(wǎng)絡(luò)狀況，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備做出合情合理的調(diào)整，從而使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行達(dá)到最佳狀態(tài)。目前，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中所用的數(shù)據(jù)，主要包括話務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和來自無線路測(cè)過程的空中接口數(shù)據(jù)。由于整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)中的無線網(wǎng)絡(luò)變化較多且難于估計(jì)，對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)整體性能的影響比較大，因此，對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化是改善移動(dòng)通信系統(tǒng)整體性能的關(guān)鍵。

2、CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)

　　在做CDMA2000 1X系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，首先要根據(jù)當(dāng)前的服務(wù)需求以及地形地貌做一個(gè)總的設(shè)計(jì)方案，也就是說要考慮CDMA網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)基站的覆蓋和容量。通過路測(cè)分析導(dǎo)頻覆蓋范圍、Ec/Io值、Eb/Nt值、反向功率和切換狀況等因素，評(píng)估設(shè)計(jì)方案。如果覆蓋及容量未能滿足要求，需進(jìn)行站點(diǎn)優(yōu)化?？梢酝ㄟ^調(diào)整基站位置、數(shù)量、發(fā)射功率、天線方向角和高度以及基站部分參數(shù)，重新進(jìn)行仿真運(yùn)算，循環(huán)往復(fù)直至達(dá)到最優(yōu)的效果。當(dāng)確定了站點(diǎn)位置后，需要進(jìn)行站址勘測(cè)，勘測(cè)的同時(shí)，根據(jù)新獲得的信息對(duì)此前的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修正，生成對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋及容量的最終預(yù)測(cè)，確定系統(tǒng)參數(shù)，完成網(wǎng)絡(luò)的基本規(guī)劃。

　　在鄉(xiāng)村等低話務(wù)密度地區(qū)，用戶申請(qǐng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相對(duì)較少，覆蓋是主要問題，由于移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率有限，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍受限于上行鏈路（手機(jī)的發(fā)射功率），容量不是問題，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃相對(duì)簡(jiǎn)單。在市區(qū)等高話務(wù)密度地區(qū)，系統(tǒng)容量取決于下行鏈路的可分配功率以及基站的接收靈敏度，通過分配不同的導(dǎo)頻功率，可以控制各個(gè)基站的覆蓋范圍。由于在高話務(wù)密度地區(qū)小區(qū)重疊覆蓋面積較多，會(huì)有過多的無線信號(hào)能量投射到相鄰小區(qū)，從而產(chǎn)生導(dǎo)頻污染，當(dāng)在同一區(qū)域有過多（數(shù)目超過Rake接收機(jī)的Finger數(shù)）強(qiáng)度接近的信號(hào)時(shí)，容易發(fā)生掉話，這在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中應(yīng)當(dāng)引起足夠的注意。

　　CDMA系統(tǒng)是一個(gè)自干擾系統(tǒng)，某個(gè)用戶相對(duì)于其他用戶來說就是干擾信號(hào)，每個(gè)小區(qū)也會(huì)對(duì)其它小區(qū)構(gòu)成干擾，尤其是相同載頻且相鄰的小區(qū)。同時(shí)，小區(qū)具有呼吸功能，每個(gè)扇區(qū)的覆蓋范圍是可以隨時(shí)變化的，每個(gè)扇區(qū)的容量是一種軟容量?；贑DMA技術(shù)的網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)相比于基于GSM技術(shù)的網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)要復(fù)雜的多，不是增加幾個(gè)基站就可以提高系統(tǒng)性能的，因此，功率控制在CDMA網(wǎng)絡(luò)中顯得尤為重要。CDMA系統(tǒng)本身是一個(gè)功率控制的系統(tǒng)，鏈路性能和系統(tǒng)容量取決于干擾功率的控制結(jié)果，因此，進(jìn)行干擾分析、功率配置和軟切換規(guī)劃等工作顯得非常必要。但是由于各種因素相互制約，往往牽一發(fā)而動(dòng)全身。比如軟切換，它雖然能夠降低用戶切換過程中的掉話率，但是當(dāng)某個(gè)用戶在進(jìn)行軟切換時(shí)，同時(shí)會(huì)和激活集中的多個(gè)基站建立業(yè)務(wù)信道，這樣也就占用了多個(gè)基站的資源。CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)中，某個(gè)扇區(qū)的前向業(yè)務(wù)信道是由Walsh碼區(qū)分的，一般的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃前向使用RC3建立語(yǔ)音業(yè)務(wù)呼叫，RC3使用的是64階的Walsh碼，即總共可以生成64個(gè)信道。其中，至少必須包含一個(gè)導(dǎo)頻信道、一個(gè)同步信道和一個(gè)尋呼信道，3個(gè)信道分別使用Walsh0、Walsh32和Walsh1，也就是說，理想狀態(tài)的理論極限值是同時(shí)建立61個(gè)語(yǔ)音通信。但在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中，往往還沒有到達(dá)這個(gè)理論最大值的時(shí)候，基站的總發(fā)射功率、基站的反向接收靈敏度、手機(jī)的最大發(fā)射功率以及手機(jī)的接收靈敏度這些因素中的一個(gè)或幾個(gè)同時(shí)已經(jīng)到達(dá)了極限狀態(tài)。一般情況下，首先達(dá)到臨界狀態(tài)的是基站側(cè)的反向接收靈敏度。這是因?yàn)镃DMA系統(tǒng)是個(gè)自干擾系統(tǒng)，某個(gè)用戶相對(duì)于其他用戶來說就是干擾信號(hào)，隨著同時(shí)接入用戶數(shù)的增加，干擾也愈大，基站的接收靈敏度在某一時(shí)刻便會(huì)達(dá)到臨界狀態(tài)，無法正確地解調(diào)手機(jī)的信號(hào)。如果此時(shí)再接入新的用戶，便會(huì)產(chǎn)生雪崩效應(yīng)，造成多個(gè)用戶的掉話。所以在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，應(yīng)該為每一個(gè)基站設(shè)置一個(gè)激活率的限制，避免雪崩效應(yīng)的產(chǎn)生。當(dāng)有多個(gè)用戶同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音通信，網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷達(dá)到一定程度時(shí)就禁止新的用戶接入了，此值設(shè)置過小會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的容量，過大會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定。設(shè)置此值時(shí)還應(yīng)考慮到用戶所處環(huán)境對(duì)語(yǔ)音容量的影響，當(dāng)用戶集中在基站信號(hào)覆蓋良好的近點(diǎn)時(shí)和集中在覆蓋邊緣的遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí)所能接入的語(yǔ)音呼叫數(shù)量肯定有很大差別。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，一般將此值設(shè)置為60%～70%就可以了，空閑下來的資源可以留做軟切換用，同時(shí)也避免了雪崩效應(yīng)的產(chǎn)生。

　　CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于CDMA 95網(wǎng)絡(luò)，在數(shù)據(jù)傳輸上增加了補(bǔ)充信道——SCH。正是由于這一信道的引入，使得前反向的數(shù)據(jù)傳輸速率增加至153.6kb/s。在進(jìn)行前向的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，用戶獲得的速率與使用的Walsh碼息息相關(guān)。前向64階Walsh碼的信道傳輸速率是9.6kb/s，32階的為19.2kb/s，以此類推，要獲得153.6kb/s的數(shù)據(jù)速率，便要使用4階的Walsh碼。如上文所述，滿足一個(gè)扇區(qū)正常工作的最基本的開銷信道必須包含一個(gè)導(dǎo)頻信道、一個(gè)同步信道和一個(gè)尋呼信道。前向信道的64階Walsh碼中，0信道固定用來傳輸導(dǎo)頻信號(hào)，32信道固定傳輸同步信道，尋呼一般用1信道傳輸，用來傳輸數(shù)據(jù)的碼道不可以與這三個(gè)碼道沖突。使用的4階Walsh碼要與這三個(gè)信道避讓開來，根據(jù)一般Walsh碼樹的分配原則，一個(gè)扇區(qū)頂多只能支持兩個(gè)153.6kb/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，Walsh碼樹的信道分配會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的容量產(chǎn)生影響，這也是容量?jī)?yōu)化所要考慮的。當(dāng)然，前向的數(shù)據(jù)速率一般來說也受制于基站的總發(fā)射功率，為了保持終端可以正確的解調(diào)高速數(shù)據(jù)，基站必然要分配給它較高的功率，此時(shí)，終端所處的無線環(huán)境也將起到?jīng)Q定作用，越差的環(huán)境所需的功率越高。

　　在反向上，不再受到Walsh碼的限制，但是終端可以得到的高速數(shù)據(jù)速率依然有限，這時(shí)主要瓶頸在于基站的接收靈敏度以及終端的發(fā)射功率?；緜?cè)一般會(huì)有參數(shù)來確定最多可以分配的反向SCH的數(shù)量，此值不宜過大，過大的參數(shù)并不會(huì)增加反向扇區(qū)的吞吐量，反而會(huì)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成負(fù)面影響。

3、HRPD網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)

　　隨著技術(shù)的日新月異，用戶對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的速率有了更高的要求，同時(shí)，用戶下載的需求大大多過了上傳的需求，HRPD技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。HRPD系統(tǒng)主要是針對(duì)非對(duì)稱的高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)的，其基本設(shè)計(jì)思想是將高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和低速語(yǔ)音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分離開來，利用單獨(dú)載波提供高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。對(duì)于前向，HRPD Release 0版本支持的最高數(shù)據(jù)速率達(dá)到了2.4M，而CDMA2000 1X僅為153.6k，對(duì)于反向HRPD Release 0版本與CDMA2000 1X支持的最高數(shù)據(jù)速率均為153.6k，這也正迎合了目前前反向不對(duì)稱的業(yè)務(wù)需求。因此，從無線鏈路設(shè)計(jì)的角度上，HRPD系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重點(diǎn)是前向鏈路。為了解決前向鏈路的高速傳輸問題，HRPD采用了前向鏈路時(shí)分復(fù)用、自適應(yīng)編碼調(diào)制、HARQ、智能調(diào)度算法、虛擬軟切換等多種新技術(shù)，使前向鏈路的速率有了很大的提高，同時(shí)也在某種程度上對(duì)反向鏈路進(jìn)行了一定優(yōu)化。在無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和規(guī)劃中，必須充分考慮這些新技術(shù)帶來的影響。

　　應(yīng)當(dāng)注意的是，HRPD與CDMA2000 1X技術(shù)有很大的不同，CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)功率控制的網(wǎng)絡(luò)，多個(gè)用戶碼分的使用整個(gè)系統(tǒng)的資源，而HRPD網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)速率控制的網(wǎng)絡(luò)，多個(gè)用戶時(shí)分的使用網(wǎng)絡(luò)的資源，這也就導(dǎo)致了兩者在網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)上的不同。

　　HRPD網(wǎng)絡(luò)用戶在申請(qǐng)前向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)，終端會(huì)首先測(cè)得當(dāng)前的C/I值報(bào)告給基站，申請(qǐng)此值相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)速率。由于DO的分配機(jī)制所限，終端申請(qǐng)的速率都是較為保守的，有造成系統(tǒng)資源浪費(fèi)的可能，所以組網(wǎng)時(shí)，應(yīng)該打開基站的early termination，HARQ功能可以補(bǔ)償一些保守申請(qǐng)?jiān)斐傻睦速M(fèi)，對(duì)系統(tǒng)容量產(chǎn)生積極的影響。當(dāng)有多個(gè)用戶同時(shí)分享前向數(shù)據(jù)速率時(shí)，他們所處的環(huán)境各不相同，申請(qǐng)的速率也不一致。由于無線環(huán)境十分復(fù)雜，CI的值極不穩(wěn)定，CI幾個(gè)dB的變化會(huì)導(dǎo)致速率成倍的升降。所以每個(gè)用戶的速率也在紛繁的變化。系統(tǒng)要對(duì)總共2.4Mb/s的資源進(jìn)行合理的分配，此時(shí)，運(yùn)用的調(diào)度算法至關(guān)重要，既要爭(zhēng)取整個(gè)扇區(qū)數(shù)據(jù)速率的最大化，又要兼顧每個(gè)用戶的穩(wěn)定接入。一個(gè)好的QoS控制機(jī)制會(huì)解決這方面的不少問題，使得最大化的使用系統(tǒng)資源。

　　以目前技術(shù)的發(fā)展來看，將來的HRPD網(wǎng)絡(luò)一定會(huì)和CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)混和組網(wǎng)，HRPD網(wǎng)絡(luò)會(huì)做熱點(diǎn)覆蓋，這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)均可以提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。當(dāng)用戶身處混合蓋區(qū)時(shí)，申請(qǐng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)應(yīng)當(dāng)首先由HRPD網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)，當(dāng)HRPD網(wǎng)絡(luò)忙時(shí)，應(yīng)及時(shí)將業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向1X網(wǎng)絡(luò)，避免乒乓效應(yīng)，這是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的一個(gè)重要問題。CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)承載語(yǔ)音傳輸以及在HRPD網(wǎng)絡(luò)繁忙時(shí)承載部分?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)。由于CDMA2000 1X和HRPD需要分配不同的載波，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，必須充分考慮HRPD和CDMA2000 1X技術(shù)體制的差異及其對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響。需要同時(shí)對(duì)CDMA2000 1X和HRPD上下行鏈路分別進(jìn)行鏈路預(yù)算和覆蓋分析，同時(shí)，通過恰當(dāng)?shù)脑拕?wù)模型，結(jié)合用戶密度，進(jìn)行容量分析，判斷覆蓋受限還是容量受限，選擇合理的小區(qū)半徑策略。

4、結(jié)束語(yǔ)

　　目前，無線通信技術(shù)蓬勃發(fā)展，CDMA的陣營(yíng)也越來越強(qiáng)大。CDMA2000 1X與HRPD技術(shù)也受到更多人士的關(guān)心，冀望本文能拋磚引玉，更好的實(shí)現(xiàn)兩種技術(shù)混和組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。