CDMA HDC異構特征網(wǎng)絡(luò )容量淺析

為解決室內外導頻污染問(wèn)題，提高CDMA室內分布系統的話(huà)務(wù)吸收能力，減少高話(huà)務(wù)量區域室外站點(diǎn)容量負荷和擴容壓力，增加CDMA室內分布系統的投資回報，基于多載波RRU優(yōu)勢和切換算法的室分異頻解決方案成為優(yōu)選方案之一，其中比較有代表性的是HDC方案。這種偽導頻異頻引導切換方案，結合室內覆蓋系統部署，可以有效引導移動(dòng)用戶(hù)在室內覆蓋區域的待機和業(yè)務(wù)行為，實(shí)現完善的異頻室內覆蓋。

多年來(lái)各地的實(shí)驗已經(jīng)證明，采用HDC技術(shù)方案，可以很好地處理高層導頻污染問(wèn)題，使CDMA室內網(wǎng)絡(luò )的用戶(hù)體驗在很大程度上得以提升，KPI可優(yōu)于宏蜂窩網(wǎng)絡(luò )。目前，相當一部分省份的CDMA VIP室內覆蓋均采用異頻方式來(lái)進(jìn)行保障。同時(shí)異頻異構網(wǎng)絡(luò )由于對室內話(huà)務(wù)吸收較同頻網(wǎng)絡(luò )充分，更好吸收了室分話(huà)務(wù)，疏散了宏基站話(huà)務(wù)，也為整網(wǎng)的話(huà)務(wù)量承載提升帶來(lái)增益，本文將著(zhù)重分析異構網(wǎng)點(diǎn)容量增益。

小區擴容能力特征

宏蜂窩小區，是目前CDMA網(wǎng)絡(luò )覆蓋的主力。主要特征包括：基站天線(xiàn)扇區化，天線(xiàn)掛高高于周?chē)ㄖh(huán)境，站點(diǎn)TOP結構有較嚴格的要求，擴容方式以平面小區分裂和加載波為主。目前，一些大城市的平均站間距（ISD）已經(jīng)達500-600米，在此基礎上，再進(jìn)行小區分裂，電波傳播距離衰耗斜率將明顯變緩，干擾隔離效應變差，軟切換比例增加，擴容效果變得不明顯。

以站間距600米為例，一個(gè)扇區的覆蓋半徑約400米，覆蓋土地面積為 約10.4萬(wàn)平方米。在城市建筑環(huán)境下，該基站的實(shí)際覆蓋面積還應該考慮覆蓋區內建筑面積，以平均建筑容積率為3估計，如果這個(gè)扇區覆蓋的建筑均無(wú)室內覆蓋分流話(huà)務(wù)的話(huà)，這個(gè)典型宏蜂窩扇區的覆蓋面積約為40萬(wàn)平方米左右。

室內覆蓋，目前CDMA的室內覆蓋，以分布天線(xiàn)系統（DAS）為主。當采用基站信號源時(shí)，組網(wǎng)配置一般采用RRU做信源，O1+1站型配置。為兼顧覆蓋，通常約2萬(wàn)平方米左右室內面積，采用一個(gè)RRU。也有采用干線(xiàn)放大器進(jìn)行覆蓋擴展的場(chǎng)景。當容量需求增長(cháng)時(shí)，可以采用室內垂直小區分裂的方式，進(jìn)行擴容。由于建筑結構材料一般能提供額外的電波傳播損耗，因此室內覆蓋小區的覆蓋規模將比宏基站小很多（比如在校園網(wǎng)密集HDC擴容覆蓋中，曾經(jīng)實(shí)現過(guò)約1000平方米的微小區）。

由此，可以看出，宏小區的覆蓋面積約40萬(wàn)平米，而室內小區可能僅2萬(wàn)平米甚至可達1000平米。如果話(huà)務(wù)呈平均分布的話(huà)，宏基站扇區承載的話(huà)務(wù)將是室內站點(diǎn)的20~400倍。 根據以上分析得出如下結論：

1. 宏站由于覆蓋廣，其吸收話(huà)務(wù)能力強；

2. 在同等話(huà)務(wù)密度下，室內站的話(huà)務(wù)負荷將明顯低于宏站一到兩個(gè)數量級；

3. 室內站有更大的小區分裂擴容潛力（立體分裂小區能力）；

4. 現實(shí)網(wǎng)絡(luò )中，網(wǎng)絡(luò )的話(huà)務(wù)壓力瓶頸將是宏基站，在室內覆蓋建設中，從容量方面要盡可能分流室內話(huà)務(wù)壓力。

宏蜂窩小區+室內覆蓋聯(lián)合組網(wǎng)場(chǎng)景模型分析

目前，我國CDMA2000城市網(wǎng)絡(luò )，普遍采用了以宏蜂窩為主構建全覆蓋移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )，而室內覆蓋進(jìn)行補充的方式。在頻譜使用方面，大部分采用了同構網(wǎng)絡(luò )模式，即室內外部署同等數量的載頻。在這種情況下，由于網(wǎng)絡(luò )本身是異構的，而頻譜資源是同構的，帶來(lái)室內站吸收話(huà)務(wù)不足、高層導頻污染等現象。

根據多地實(shí)驗，將原有同頻室分覆蓋改為異頻HDC方式，可以使吸收話(huà)務(wù)能力提升50%以上。而業(yè)界對室內外話(huà)務(wù)分布達成了共識：70%的語(yǔ)音話(huà)務(wù)分布在室內，而80%-90%的數據業(yè)務(wù)話(huà)務(wù)分布在室內。

我們不妨做一個(gè)簡(jiǎn)化模型：假設一個(gè)網(wǎng)絡(luò )中的熱點(diǎn)小區，對于一個(gè)宏蜂窩扇區覆蓋區，話(huà)務(wù)密度為D，有N個(gè)載頻可均勻用于話(huà)務(wù)承載，室內分布的話(huà)務(wù)比例為P。用同頻室內外覆蓋時(shí)，即使室內站可吸收話(huà)務(wù)為2/3 P，仍然有1/3比例話(huà)務(wù)由宏站承載；而采用異頻時(shí)，這部分室內話(huà)務(wù)將全部引導到室內系統：

1. 如果該小區僅僅建設了宏蜂窩網(wǎng)絡(luò )，則該扇區的每個(gè)載頻的話(huà)務(wù)承載為D/N；

2. 如果該小區的室內部分已經(jīng)建設有完善的室分系統，而室分系統按同頻配置，則宏站每載頻的話(huà)務(wù)負荷為（1-（2/3）*P）*D/N；

3. 如果該小區室分系統按異頻配置，而由于室內系統的覆蓋面積遠低于宏站，可以考慮室內異頻載波僅僅配置1個(gè)載頻。則宏站每載頻的話(huà)務(wù)負荷為（1-P）* D/(N-1)；

根據前文所述，由于異構后的網(wǎng)絡(luò )，容量瓶頸在宏小區，則評價(jià)全網(wǎng)容量，可以宏網(wǎng)負荷作為標準（容量與負荷間呈反比關(guān)系），可得三種方式下，終局容量的對比。

1. 當我們取D=1，就可以得出對于不同P和N取值，宏站小區話(huà)務(wù)的典型對應曲線(xiàn)：

表一：?jiǎn)魏晟葏^話(huà)務(wù)容量（等效載頻數）與載頻數和室內話(huà)務(wù)占比的數值分析結果

該曲線(xiàn)族可以看出，由于全面采用宏小區覆蓋，作為容量特征的等效載波數，與室內話(huà)務(wù)占比無(wú)關(guān)，與可用頻點(diǎn)數呈線(xiàn)性增長(cháng)關(guān)系，該結果可作為同/異構網(wǎng)絡(luò )的容量基線(xiàn)。

圖1.宏小區容量?jì)H與可用頻點(diǎn)數線(xiàn)性相關(guān)

2. 當采用室內外同頻組網(wǎng)（當前主導組網(wǎng)形式），可以假設室內外采用同等數量的載波進(jìn)行配置。由于宏站的RF覆蓋能力高于室內站，因此，室內系統大約僅能吸收2/3比例的室內話(huà)務(wù)。由室內系統“泄漏”到宏站的話(huà)務(wù)，將明顯影響這種組網(wǎng)方式的整體話(huà)務(wù)承載能力。

表2：宏站與同頻室分組網(wǎng)時(shí)，話(huà)務(wù)容量與載頻數和室內話(huà)務(wù)占比的數值結果