現階段在CDMA直放站工程設計技術(shù)及應用
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現階段，直放站已經(jīng)成為CDMA網(wǎng)絡(luò )中解決特定區域覆蓋的有效手段。但是引入直放站后，如果處理不當，會(huì )對網(wǎng)絡(luò )造成一定影響。如何能夠使直放站既充分發(fā)揮作用，又不對全網(wǎng)造成不利影響，這是所有直放站廠(chǎng)家必須面對的問(wèn)題。
在CDMA直放站建設中，使用的幾種主要直放站類(lèi)型有：無(wú)線(xiàn)同頻直放站、光纖直放站和移頻直放站。這里結合工程實(shí)際，簡(jiǎn)要介紹一下現階段在CDMA直放站工程設計中需要考慮的幾個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題。
直放站設計中考慮的問(wèn)題
在CDMA直放站的工程設計中，任何類(lèi)型的直放站都需要考慮以下問(wèn)題：
1.上行底噪
任何直放站接入基站均會(huì )對原有的CDMA網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)生干擾問(wèn)題，即對施主基站引入一定的噪聲，引起基站的靈敏度降低。
眾所周知，在CDMA制式下，我們希望接入到基站接收機入口的噪聲功率應小于-113dBm。這就要求在進(jìn)行鏈路預算和直放站調測過(guò)程中，通過(guò)調整直放站的上行增益來(lái)減小其對基站的影響。調測時(shí)應調整上行增益并計算此噪聲經(jīng)有效路徑損耗到達基站接收機的噪聲功率是否控制在-113dBm以?xún)?，只要控制好上行噪聲，直放站就不?huì )對基站形成干擾。
2.搜索窗參數的調整
加入直放站后，使施主基站的覆蓋區發(fā)生了變化，基站原先設置的搜索窗口范圍可能太小，為了使系統正常工作，需要修改相應參數。一般調整的主要參數為：SearchA、N、R以及反向接入信道的搜索窗口。
在CDMA系統中使用直放站會(huì )產(chǎn)生定時(shí)時(shí)延和信號延時(shí)擴散，如果時(shí)延較大，將使CDMA系統導頻碼的相位發(fā)生變化，產(chǎn)生掉話(huà)等問(wèn)題。按照當地實(shí)際情況調整施主基站的接入信道搜索窗口寬度，反向業(yè)務(wù)信道搜索窗口寬度，激活導引信道及搜索窗口寬度。同時(shí)應在相鄰小區的鄰區列表中增加該施主小區，并適當調整相鄰導引信道及搜索窗口寬度。
3.輸出功率
安裝直放站的目的是解決已知存在的需覆蓋區域，直放站只要解決該范圍的覆蓋即可。直放站調測時(shí)，輸出功率設置不宜過(guò)大，否則會(huì )帶來(lái)新的導頻污染及其它問(wèn)題。所以，在能夠達到覆蓋效果的情況下應盡可能的減小天線(xiàn)的發(fā)射功率。如果直放站應用在室內覆蓋系統，要求室內信號盡量控制，避免信號泄露對室外信號造成影響。
下面，我們將分別對三種主要應用的直放站工程設計進(jìn)行分析。
無(wú)線(xiàn)同頻直放站
無(wú)線(xiàn)同頻直放站以其建站容易、開(kāi)通快捷和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)受到運營(yíng)商的青睞，不管是在室外覆蓋，還是室內分布系統，都被廣泛應用，在整個(gè)直放站應用中占據很大比重。
在進(jìn)行無(wú)線(xiàn)同頻直放站的工程設計時(shí)，需要充分考慮以下幾點(diǎn)：
1.信號源的選擇
為了保證良好的通話(huà)質(zhì)量，施主基站的合理選用非常重要。直放站拾取施主信號時(shí)，要求施主信號要單一、穩定(施主信號強度一般要求大于直放站最小入口電平5dB左右)。這是決定無(wú)線(xiàn)同頻直放站能否達到良好開(kāi)通效果的先決條件。
在選用施主信號時(shí)，應當避免在施主天線(xiàn)方向有多個(gè)信號強度相當的導頻信號，以免造成覆蓋區域的乒乓效應。如果有多個(gè)基站信號可以作為施主信號，就必需從話(huà)務(wù)量、基站上的CE數等方面綜合考慮。
在選取施主信號，應采用測試手機結合頻譜儀共同測試信號強度的方法。目前大多數廠(chǎng)家在電測時(shí)，只使用測試手機進(jìn)行測試。我們認為，手機因機型而異，顯示的電平值不如頻譜儀準確，尤其是在弱信號時(shí)更為明顯。采用手機確定施主信號的PN，然后使用頻譜儀確定施主信號的強度是比較好的選擇。實(shí)踐證明，只有這樣才可以準確地測量擬選用的施主信號強度，從而把好信源這一關(guān)。
2.收發(fā)天線(xiàn)的隔離度
收發(fā)天線(xiàn)隔離度是指直放站輸入端口信號對輸出端口信號的衰減度，是決定無(wú)線(xiàn)同頻直放站能否穩定工作的關(guān)鍵。若施主天線(xiàn)和重發(fā)天線(xiàn)的隔離度不夠，會(huì )引起直放站的自激，造成直放站無(wú)法正常工作，如果在設計時(shí)考慮不周，任何補救措施都是很有限的。
直放站隔離度的大小，與施主天線(xiàn)和重發(fā)天線(xiàn)的增益、前后比、旁瓣抑制比、安裝情況及周?chē)h(huán)境均有關(guān)。在設計時(shí)，要保證收發(fā)天線(xiàn)的隔離度比系統開(kāi)通后的實(shí)際增益大15dB左右。在實(shí)際工程中，根據現場(chǎng)的實(shí)際情況采用發(fā)信源和接收機進(jìn)行模擬仿真測試是非常必要的。
光纖直放站
光纖直放站由于采用光纖來(lái)實(shí)現信號的收發(fā)與傳輸，克服了如地形影響以及傳輸不穩定的諸多因素，尤其是解決信號源雜亂的問(wèn)題，可以方便地實(shí)現基站信號跳躍式的大范圍覆蓋。設計時(shí)，應主要考慮以下三點(diǎn)：
1.信源如何引入
光纖直放站從基站拾取信號時(shí)，應避免在交疊區和施主基站相鄰小區使用相同的PN值。如果直放站拾取了與相鄰扇區相同的PN值，那么在其和基站覆蓋交疊區，掉話(huà)率會(huì )很高。
2.基站搜索窗口的調整
由于光纖施工的特殊性，基站到直放站的實(shí)際光纖長(cháng)度一般大于直線(xiàn)距離，即使從運營(yíng)商得到的光纖長(cháng)度，也因光纖的熔接質(zhì)量等原因，真實(shí)的時(shí)延和理論值相差較大，最理想的方法是使用路測設備準確測量信號時(shí)延后，再計算各個(gè)窗口的修正值，從而對原基站的搜索窗口進(jìn)行調整。工程上，一般采取理論計算，加上一定余量確定信號時(shí)延的方法。
在工程調測中，一般都會(huì )注意到前向搜索窗口的調整。但是，經(jīng)常遇到的手機發(fā)射功率過(guò)高、掉話(huà)等現象，通常都是因反向搜索窗口的設置偏小造成的，因為在解調過(guò)程中由于定時(shí)的原因，手機的發(fā)射功率到達基站的部分沒(méi)有得到完全解調，被基站誤認為是手機的發(fā)射功率不足，而其它的功率則作為噪聲對基站形成了干擾。所以，搜索窗口的調整要進(jìn)行前向和反向兩方面的調整。
3.避免孤島站的發(fā)生
一個(gè)具有過(guò)大時(shí)間錯誤或延遲的站被稱(chēng)為孤島站。手機在切換的過(guò)程中，使用存在很大時(shí)間錯誤的時(shí)間參考，在預定的時(shí)間窗口中去尋找鄰小區，找到的只是不相關(guān)的噪聲，從而出現掉話(huà)。這種現象通常是由于光纖傳輸距離太長(cháng)或其它原因使傳輸時(shí)延增大造成的。此種情況下，鄰小區的有用信號在手機的檢測中有可能被誤認為是噪聲信號，此時(shí)在該小區的邊界上通話(huà)時(shí)無(wú)論是切出還是切入，都存在掉話(huà)的隱患。因此，在使用光纖直放站的時(shí)候，應避免孤島站的發(fā)生，合理考慮光纖距離，建議不超過(guò)20Km。
移頻直放站
無(wú)線(xiàn)同頻直放站受信源選取和隔離度的限制，隨著(zhù)基站密度的增加，在城區中應用的范圍越來(lái)越??；而光纖在許多地方又不能到達，在這種情況下采用移頻直放站就可以很好的解決以上問(wèn)題。利用移頻直放站可將施主基站信號進(jìn)行遠距離延伸覆蓋，解決不易鋪設光纖及導頻信號污染嚴重地區的覆蓋。
移頻直放站的工程設計主要考慮以下兩點(diǎn)：
1.傳輸距離不宜過(guò)大
由于受傳輸路徑上的地形、地貌及傳輸路徑衰減的影響，要保證無(wú)線(xiàn)傳輸鏈路的視距暢通，傳輸距離不宜過(guò)大(要保證射頻輸入電平大于-60dBm，一般站距應在15km左右)。
2.信源如何耦合
作為移頻直放站，其耦合方式可以直接在基站射頻端口耦合，也可以采用空中無(wú)線(xiàn)接力的方式耦合。為了避免引入太多的信號，造成新的導頻污染，我們建議采用直接耦合方式。這樣可以保證信源的唯一性，也充分利用了原有機房及配套設施。
典型案例分析
如圖所示，直放站B為光纖直放站，距離基站A光纖長(cháng)度6.2Km，施主信號取自基站A：PN12。從基站A出發(fā)，行駛3.8Km，進(jìn)入直放站覆蓋區域，出現較強的直放站信號(用儀表測試，PN為13)，Ec/Io為-3.4dB，而此時(shí)手機使用的信號仍為基站信號，不能“切換”到直放站的信號上(嚴格講，直放站信號應被理解為時(shí)延較大、強度較高的基站信號的多徑成分，不應被視為切換，為了敘述方便，這里姑且稱(chēng)作切換)，其Ec/Io為-23.62dB，FER升高至80.53%；當FER升至100%時(shí)，出現掉話(huà)。手機重新?lián)艽蚝?，能夠使用直放站信號通?huà)。
因為光纖直放站帶來(lái)一定時(shí)延，在直放站站點(diǎn)下用儀表測試發(fā)現，信號時(shí)延為55chips，直放站的信號為PN13，即基站信號PN12經(jīng)過(guò)55chips延遲，變?yōu)镻N13。這樣，在3.8Km處：
基站信號的時(shí)延為：3.8×4.1=16chips
信號通過(guò)直放站后的時(shí)延為：55+(6.2-3.8)×4.1=65chips
所以，SRCHWINA應為：(65-16+1)×2=100chips
由此判斷原基站搜索窗口參數需要調整，將SRCHWINA由原先的5改為10后，在原掉話(huà)處，基站和直放站的信號正常“切換”，沒(méi)有出現掉話(huà)，問(wèn)題解決。
需考慮的問(wèn)題
在CDMA網(wǎng)絡(luò )日趨完善的現階段，在網(wǎng)絡(luò )中需要引入直放站時(shí)，首先要做好前期勘測工作，將現場(chǎng)實(shí)際情況在工程設計中予以充分考慮和權衡，避免出現設計問(wèn)題。
設備開(kāi)通后，還要注重網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化，避免直放站覆蓋區域不好或對基站造成影響。只有直放站廠(chǎng)家把好CDMA直放站應用中的技術(shù)關(guān)，同時(shí)得到運營(yíng)商和基站廠(chǎng)家的通力配合，做好整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)化工作，提高網(wǎng)絡(luò )的運營(yíng)質(zhì)量，才能充分發(fā)揮直放站在現階段CDMA網(wǎng)絡(luò )中的效用。
在CDMA直放站建設中，使用的幾種主要直放站類(lèi)型有：無(wú)線(xiàn)同頻直放站、光纖直放站和移頻直放站。這里結合工程實(shí)際，簡(jiǎn)要介紹一下現階段在CDMA直放站工程設計中需要考慮的幾個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題。
直放站設計中考慮的問(wèn)題
在CDMA直放站的工程設計中，任何類(lèi)型的直放站都需要考慮以下問(wèn)題：
1.上行底噪
任何直放站接入基站均會(huì )對原有的CDMA網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)生干擾問(wèn)題，即對施主基站引入一定的噪聲，引起基站的靈敏度降低。
眾所周知，在CDMA制式下，我們希望接入到基站接收機入口的噪聲功率應小于-113dBm。這就要求在進(jìn)行鏈路預算和直放站調測過(guò)程中，通過(guò)調整直放站的上行增益來(lái)減小其對基站的影響。調測時(shí)應調整上行增益并計算此噪聲經(jīng)有效路徑損耗到達基站接收機的噪聲功率是否控制在-113dBm以?xún)?，只要控制好上行噪聲，直放站就不?huì )對基站形成干擾。
2.搜索窗參數的調整
加入直放站后，使施主基站的覆蓋區發(fā)生了變化，基站原先設置的搜索窗口范圍可能太小，為了使系統正常工作，需要修改相應參數。一般調整的主要參數為：SearchA、N、R以及反向接入信道的搜索窗口。
在CDMA系統中使用直放站會(huì )產(chǎn)生定時(shí)時(shí)延和信號延時(shí)擴散，如果時(shí)延較大，將使CDMA系統導頻碼的相位發(fā)生變化，產(chǎn)生掉話(huà)等問(wèn)題。按照當地實(shí)際情況調整施主基站的接入信道搜索窗口寬度，反向業(yè)務(wù)信道搜索窗口寬度，激活導引信道及搜索窗口寬度。同時(shí)應在相鄰小區的鄰區列表中增加該施主小區，并適當調整相鄰導引信道及搜索窗口寬度。
3.輸出功率
安裝直放站的目的是解決已知存在的需覆蓋區域，直放站只要解決該范圍的覆蓋即可。直放站調測時(shí)，輸出功率設置不宜過(guò)大，否則會(huì )帶來(lái)新的導頻污染及其它問(wèn)題。所以，在能夠達到覆蓋效果的情況下應盡可能的減小天線(xiàn)的發(fā)射功率。如果直放站應用在室內覆蓋系統，要求室內信號盡量控制，避免信號泄露對室外信號造成影響。
下面，我們將分別對三種主要應用的直放站工程設計進(jìn)行分析。
無(wú)線(xiàn)同頻直放站
無(wú)線(xiàn)同頻直放站以其建站容易、開(kāi)通快捷和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)受到運營(yíng)商的青睞，不管是在室外覆蓋，還是室內分布系統，都被廣泛應用，在整個(gè)直放站應用中占據很大比重。
在進(jìn)行無(wú)線(xiàn)同頻直放站的工程設計時(shí)，需要充分考慮以下幾點(diǎn)：
1.信號源的選擇
為了保證良好的通話(huà)質(zhì)量，施主基站的合理選用非常重要。直放站拾取施主信號時(shí)，要求施主信號要單一、穩定(施主信號強度一般要求大于直放站最小入口電平5dB左右)。這是決定無(wú)線(xiàn)同頻直放站能否達到良好開(kāi)通效果的先決條件。
在選用施主信號時(shí)，應當避免在施主天線(xiàn)方向有多個(gè)信號強度相當的導頻信號，以免造成覆蓋區域的乒乓效應。如果有多個(gè)基站信號可以作為施主信號，就必需從話(huà)務(wù)量、基站上的CE數等方面綜合考慮。
在選取施主信號，應采用測試手機結合頻譜儀共同測試信號強度的方法。目前大多數廠(chǎng)家在電測時(shí)，只使用測試手機進(jìn)行測試。我們認為，手機因機型而異，顯示的電平值不如頻譜儀準確，尤其是在弱信號時(shí)更為明顯。采用手機確定施主信號的PN，然后使用頻譜儀確定施主信號的強度是比較好的選擇。實(shí)踐證明，只有這樣才可以準確地測量擬選用的施主信號強度，從而把好信源這一關(guān)。
2.收發(fā)天線(xiàn)的隔離度
收發(fā)天線(xiàn)隔離度是指直放站輸入端口信號對輸出端口信號的衰減度，是決定無(wú)線(xiàn)同頻直放站能否穩定工作的關(guān)鍵。若施主天線(xiàn)和重發(fā)天線(xiàn)的隔離度不夠，會(huì )引起直放站的自激，造成直放站無(wú)法正常工作，如果在設計時(shí)考慮不周，任何補救措施都是很有限的。
直放站隔離度的大小，與施主天線(xiàn)和重發(fā)天線(xiàn)的增益、前后比、旁瓣抑制比、安裝情況及周?chē)h(huán)境均有關(guān)。在設計時(shí)，要保證收發(fā)天線(xiàn)的隔離度比系統開(kāi)通后的實(shí)際增益大15dB左右。在實(shí)際工程中，根據現場(chǎng)的實(shí)際情況采用發(fā)信源和接收機進(jìn)行模擬仿真測試是非常必要的。
光纖直放站
光纖直放站由于采用光纖來(lái)實(shí)現信號的收發(fā)與傳輸，克服了如地形影響以及傳輸不穩定的諸多因素，尤其是解決信號源雜亂的問(wèn)題，可以方便地實(shí)現基站信號跳躍式的大范圍覆蓋。設計時(shí)，應主要考慮以下三點(diǎn)：
1.信源如何引入
光纖直放站從基站拾取信號時(shí)，應避免在交疊區和施主基站相鄰小區使用相同的PN值。如果直放站拾取了與相鄰扇區相同的PN值，那么在其和基站覆蓋交疊區，掉話(huà)率會(huì )很高。
2.基站搜索窗口的調整
由于光纖施工的特殊性，基站到直放站的實(shí)際光纖長(cháng)度一般大于直線(xiàn)距離，即使從運營(yíng)商得到的光纖長(cháng)度，也因光纖的熔接質(zhì)量等原因，真實(shí)的時(shí)延和理論值相差較大，最理想的方法是使用路測設備準確測量信號時(shí)延后，再計算各個(gè)窗口的修正值，從而對原基站的搜索窗口進(jìn)行調整。工程上，一般采取理論計算，加上一定余量確定信號時(shí)延的方法。
在工程調測中，一般都會(huì )注意到前向搜索窗口的調整。但是，經(jīng)常遇到的手機發(fā)射功率過(guò)高、掉話(huà)等現象，通常都是因反向搜索窗口的設置偏小造成的，因為在解調過(guò)程中由于定時(shí)的原因，手機的發(fā)射功率到達基站的部分沒(méi)有得到完全解調，被基站誤認為是手機的發(fā)射功率不足，而其它的功率則作為噪聲對基站形成了干擾。所以，搜索窗口的調整要進(jìn)行前向和反向兩方面的調整。
3.避免孤島站的發(fā)生
一個(gè)具有過(guò)大時(shí)間錯誤或延遲的站被稱(chēng)為孤島站。手機在切換的過(guò)程中，使用存在很大時(shí)間錯誤的時(shí)間參考，在預定的時(shí)間窗口中去尋找鄰小區，找到的只是不相關(guān)的噪聲，從而出現掉話(huà)。這種現象通常是由于光纖傳輸距離太長(cháng)或其它原因使傳輸時(shí)延增大造成的。此種情況下，鄰小區的有用信號在手機的檢測中有可能被誤認為是噪聲信號，此時(shí)在該小區的邊界上通話(huà)時(shí)無(wú)論是切出還是切入，都存在掉話(huà)的隱患。因此，在使用光纖直放站的時(shí)候，應避免孤島站的發(fā)生，合理考慮光纖距離，建議不超過(guò)20Km。
移頻直放站
無(wú)線(xiàn)同頻直放站受信源選取和隔離度的限制，隨著(zhù)基站密度的增加，在城區中應用的范圍越來(lái)越??；而光纖在許多地方又不能到達，在這種情況下采用移頻直放站就可以很好的解決以上問(wèn)題。利用移頻直放站可將施主基站信號進(jìn)行遠距離延伸覆蓋，解決不易鋪設光纖及導頻信號污染嚴重地區的覆蓋。
移頻直放站的工程設計主要考慮以下兩點(diǎn)：
1.傳輸距離不宜過(guò)大
由于受傳輸路徑上的地形、地貌及傳輸路徑衰減的影響，要保證無(wú)線(xiàn)傳輸鏈路的視距暢通，傳輸距離不宜過(guò)大(要保證射頻輸入電平大于-60dBm，一般站距應在15km左右)。
2.信源如何耦合
作為移頻直放站，其耦合方式可以直接在基站射頻端口耦合，也可以采用空中無(wú)線(xiàn)接力的方式耦合。為了避免引入太多的信號，造成新的導頻污染，我們建議采用直接耦合方式。這樣可以保證信源的唯一性，也充分利用了原有機房及配套設施。
典型案例分析
如圖所示，直放站B為光纖直放站，距離基站A光纖長(cháng)度6.2Km，施主信號取自基站A：PN12。從基站A出發(fā)，行駛3.8Km，進(jìn)入直放站覆蓋區域，出現較強的直放站信號(用儀表測試，PN為13)，Ec/Io為-3.4dB，而此時(shí)手機使用的信號仍為基站信號，不能“切換”到直放站的信號上(嚴格講，直放站信號應被理解為時(shí)延較大、強度較高的基站信號的多徑成分，不應被視為切換，為了敘述方便，這里姑且稱(chēng)作切換)，其Ec/Io為-23.62dB，FER升高至80.53%；當FER升至100%時(shí)，出現掉話(huà)。手機重新?lián)艽蚝?，能夠使用直放站信號通?huà)。
因為光纖直放站帶來(lái)一定時(shí)延，在直放站站點(diǎn)下用儀表測試發(fā)現，信號時(shí)延為55chips，直放站的信號為PN13，即基站信號PN12經(jīng)過(guò)55chips延遲，變?yōu)镻N13。這樣，在3.8Km處：
基站信號的時(shí)延為：3.8×4.1=16chips
信號通過(guò)直放站后的時(shí)延為：55+(6.2-3.8)×4.1=65chips
所以，SRCHWINA應為：(65-16+1)×2=100chips
由此判斷原基站搜索窗口參數需要調整，將SRCHWINA由原先的5改為10后，在原掉話(huà)處，基站和直放站的信號正常“切換”，沒(méi)有出現掉話(huà)，問(wèn)題解決。
需考慮的問(wèn)題
在CDMA網(wǎng)絡(luò )日趨完善的現階段，在網(wǎng)絡(luò )中需要引入直放站時(shí)，首先要做好前期勘測工作，將現場(chǎng)實(shí)際情況在工程設計中予以充分考慮和權衡，避免出現設計問(wèn)題。
設備開(kāi)通后，還要注重網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化，避免直放站覆蓋區域不好或對基站造成影響。只有直放站廠(chǎng)家把好CDMA直放站應用中的技術(shù)關(guān)，同時(shí)得到運營(yíng)商和基站廠(chǎng)家的通力配合，做好整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)化工作，提高網(wǎng)絡(luò )的運營(yíng)質(zhì)量，才能充分發(fā)揮直放站在現階段CDMA網(wǎng)絡(luò )中的效用。
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