IS-95 CDMA系統(tǒng)的無線網絡設計（高鵬）
2019-11-03 09:51:54
供稿：網友
IS-95 CDMA系統(tǒng)的無線網絡設計（高鵬）摘要 本文討論了IS-95 CDMA移動通信系統(tǒng)無線網絡的設計方法及若干問題關鍵詞 CDMA 覆蓋 容量1 引言 從1996年開始，北京、上海、廣州、西安等城市進行了IS-95 CDMA商用試驗。目前CD-MA系統(tǒng)即將在我國開始大規(guī)模建設，因此對CDMA無線網絡的設計的研究變得十分必要。2 CDMA無線網絡的設計基礎2.1 無線網絡設計過程 無線網絡設計包括設計前的準備工作、初步設計、站址確定和設計的優(yōu)化及最終設計等4個步驟。 （1）設計前的準備工作 設計前須與用戶協(xié)商以對下列問題達成共識： *建網的目標和需求。根據服務區(qū)域、服務對象、業(yè)務量、服務等級、話務量分布和投 資限額確定建網目標。 *根據業(yè)務及用戶預測和話務量統(tǒng)計決定建網初期及終期容量，并且統(tǒng)計出用戶話務量 分布。 *獲取覆蓋計劃和實施策略。 （2）初步設計 根據建網城市特點、地形地物狀況確定場強預測模型；建立鏈路預算；根據用戶及設計需要選擇合適的站址；規(guī)劃話務量的分配；覆蓋區(qū)設計；干擾分析。 （3）站址確定和設計的優(yōu)化 根據實際情況，對初步設計中的站址選擇進行修改。在修改過程中，既要考慮網絡性能的要求又必須考慮架設基站的困難。可能需要較長時間的努力，才能達到對網絡性能及現(xiàn)實問題的兼顧。 （4）最終設計 通過軟件預測計算，設計結果以彩圖及報告的形式產生。內容包括：前向及反向覆蓋性能、干擾情況、切換情況等。2.2 CDMA無線網絡設計考慮的問題 （1）清頻 CDMA系統(tǒng)所用頻段及保護帶不可被其他無線信號占用。系統(tǒng)安裝前必須進行現(xiàn)場測試，對可能的干擾源進行分析并清除。 （2）話務量分布 話務量分布對CDMA系統(tǒng)性能有重要的影響。為保證設計中預測的準確性，建議利用當?shù)噩F(xiàn)有成熟無線系統(tǒng)話務分布的統(tǒng)計數(shù)據。 （3）覆蓋區(qū)設計 對于高話務密度區(qū)應以最大容量為設計目標，對于低話務密度區(qū)應以最大覆蓋范圍為設計目標。2.3 關鍵參數(shù)的取定 （1）Eb／N0的取值 質量要求和移動臺的移動性有密切關系。對于高移動性用戶，例如在高速公路上高速行駛的用戶，質量的極端要求Eb／N0為8dB；若所有用戶均為高移動性用戶，則Eb／N0的平均值可取7dB。固定用戶只要3dB就可運行，而我國移動臺96％以上是手持機，因此整體移動性較低，為此取Eb／N0為6dB是適宜的。但是在設計中需留有一定的余量，因此Eb／N0一般應取為6.5dB。 （2）軟切換比例 軟切換的使用將降低總體的手機發(fā)射功率，有利于系統(tǒng)容量的進一步提高；但另一方面，軟切換占用了多個小區(qū)的物理信道單元，造成物理信道單元的浪費。因此必須對這兩個方面予以協(xié)調和平衡。理論研究和實際測試均表明，軟切換比例為35％左右是比較理想的。3 無線網的覆蓋計算3.1 基站接收機的靈敏度 無線網覆蓋計算的第一步是確定接收機的靈敏度。對于IS－95 CDMA基站而言，接收機的靈敏度取決于話音編碼速率、接收機噪聲系數(shù)和Eb／N0等參數(shù)。因此不同廠家的設備、不同的話音質量要求都將引起接收機靈敏度的不同。3.2 反向鏈路預算 反向鏈路預算主要取決于干擾余量、衰落余量、軟切換增益等因素，具體計算公式如下： L=Pout - Lb - Lcar － IM － FM + Gs + Ga - Lc - Pin其中，Pout為移動臺的EIRP；L為最大允許的路徑損耗；Lb為人體損耗;Lcar為汽車損耗；IM為干擾余量，由小區(qū)負載因子X決定;FM為陰影衰落余量，由設計所要求的無線可通率決定；Gs為軟切換增益，由軟切換比例及無線可通率決定；Ga為基站接收天線增益;Lc為基站饋線損耗;Pin為基站接收機靈敏度。3.3 前向鏈路預算 在無線設計時，不需對前向鏈路進行人工計算，而只能信任軟件模擬的結果，原因如下： （1）在反向鏈路預算中，各種因素或為已知，或可準確估計，因此結果較為可靠。而前向鏈路不可預測因素較多（如周圍基站的干擾情況、移動臺的移動速度等），因網絡具體情況而不同，無法給出一個通用的取值。 （2）有些廠家曾采用3dB作為周圍基站的干擾系數(shù)進行前向鏈路預算與實際情況比較，對于不同網絡，不同地區(qū)，結果相差懸殊。 （3）鏈路預算的意義在于高速公路等小話務量開闊地區(qū)覆蓋半徑的粗略計算。因為在建筑物密集地區(qū)，受大話務量限制，小區(qū)半徑很小，信號強度并非小區(qū)半徑的限制因素。而對于小話務量開闊地域，前向鏈路強于反向鏈路，因此計算反向鏈路更有實際意義。4 導頻偏移量的規(guī)劃 在IS－95CDMA系統(tǒng)中，每個基站利用導頻PN序列的時間偏置來標識它的前向信道。導頻序列的時間偏置常用導頻偏移量來區(qū)別，導頻偏移量是指相對于零偏置導頻序列的偏置值，其取值范圍為0～511。4.1 導頻偏移量的配置原則 相鄰基站的導頻偏移量應有足夠的隔離，使用相同導頻偏移量的基站間距應滿足干擾要求D＞5r（r為小區(qū)半徑）。應預留備用導頻偏移量，供特殊站點使用（超高站）。4.2 PILOT－INC的取值 在IS－95中定義導頻偏移量的增量為PILOT－INC。綜合考慮CDMA系統(tǒng)建設的規(guī)模、每個基站所要覆蓋的范圍、有效導頻集搜索窗口的大小確定PILOT-INC。根據運營商的經驗，PILOT－INC通常取值為4～10，此時可用于分配的導頻偏移量數(shù)為128～51。 例如：工程中取PILOT－INC為10時，按每組有17個導頻偏移量共分3組，其偏移量分別為0×64O、1×640… 表1 導頒偏移量的取值50×640比特碼片，如表1所示。4.3 導頻偏移量的復用 當多個基站使用相同偏移量的導頻信號時可能出現(xiàn)兩種情況：（1）移動臺在某基站工作時，受到相同偏移量基站導頻信號的干擾；（2）移動臺接收到其他導頻信號無法唯一判斷該導頻信號所歸屬的基站。為避免這些情況的出現(xiàn)，必須保證基站之間有足夠的距離間隔。5 結論 本文對CDMA無線網絡設計的若干問題進行了探討。實際上CDMA無線網絡設計中需要涉及的技術細節(jié)還很多，如前、反向鏈路的干擾及與其它移動通信系統(tǒng)的干擾等。只要我們在設計中不斷摸索，總結經驗，就能使CDMA網絡的設計更加優(yōu)化、更加合理。
