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现阶段在CDMA直放站工程设计技术及应用
2006年8月7日 10:58  来源:矩阵通信技术论坛
  现阶段,直放站已经成为CDMA网络中解决特定区域覆盖的有效手段。但是引入直放站后,如果处理不当,会对网络造成一定影响。如何能够使直放站既充分发挥作用,又不对全网造成不利影响,这是所有直放站厂家必须面对的问题。

  在CDMA直放站建设中,使用的几种主要直放站类型有:无线同频直放站、光纤直放站和移频直放站。这里结合工程实际,简要介绍一下现阶段在CDMA直放站工程设计中需要考虑的几个重点问题。

  直放站设计中考虑的问题

  在CDMA直放站的工程设计中,任何类型的直放站都需要考虑以下问题:

  1.上行底噪

  任何直放站接入基站均会对原有的CDMA网络产生干扰问题,即对施主基站引入一定的噪声,引起基站的灵敏度降低。

  众所周知,在CDMA制式下,我们希望接入到基站接收机入口的噪声功率应小于-113dBm。这就要求在进行链路预算和直放站调测过程中,通过调整直放站的上行增益来减小其对基站的影响。调测时应调整上行增益并计算此噪声经有效路径损耗到达基站接收机的噪声功率是否控制在-113dBm以内,只要控制好上行噪声,直放站就不会对基站形成干扰。

  2.搜索窗参数的调整

  加入直放站后,使施主基站的覆盖区发生了变化,基站原先设置的搜索窗口范围可能太小,为了使系统正常工作,需要修改相应参数。一般调整的主要参数为:Search A、N、R以及反向接入信道的搜索窗口。

  在CDMA系统中使用直放站会产生定时时延和信号延时扩散,如果时延较大,将使CDMA系统导频码的相位发生变化,产生掉话等问题。按照当地实际情况调整施主基站的接入信道搜索窗口宽度,反向业务信道搜索窗口宽度,激活导引信道及搜索窗口宽度。同时应在相邻小区的邻区列中增加该施主小区,并适当调整相邻导引信道及搜索窗口宽度。

  3.输出功率

  安装直放站的目的是解决已知存在的需覆盖区域,直放站只要解决该范围的覆盖即可。直放站调测时,输出功率设置不宜过大,否则会带来新的导频污染及其它问题。所以,在能够达到覆盖效果的情况下应尽可能的减小天线的发射功率。如果直放站应用在室内覆盖系统,要求室内信号尽量控制,避免信号泄露对室外信号造成影响。

  下面,我们将分别对三种主要应用的直放站工程设计进行分析。

  无线同频直放站

  无线同频直放站以其建站容易、开通快捷和成本低廉等优点受到运营商的青睐,不管是在室外覆盖,还是室内分系统,都被广泛应用,在整个直放站应用中占据很大比重。

  在进行无线同频直放站的工程设计时,需要充分考虑以下几点:

  1.信号源的选择

  为了保证良好的通话质量,施主基站的合理选用非常重要。直放站拾取施主信号时,要求施主信号要单一、稳定(施主信号强度一般要求大于直放站最小入口电平5dB左右)。这是决定无线同频直放站能否达到良好开通效果的先决条件。

  在选用施主信号时,应当避免在施主天线方向有多个信号强度相当的导频信号,以免造成覆盖区域的乒乓效应。如果有多个基站信号可以作为施主信号,就必需从话务量、基站上的CE数等方面综合考虑。

  在选取施主信号,应采用测试手机结合频谱仪共同测试信号强度的方法。目前大多数厂家在电测时,只使用测试手机进行测试。我们认为,手机因机型而异,显示的电平值不如频谱仪准确,尤其是在弱信号时更为明显。采用手机确定施主信号的PN,然后使用频谱仪确定施主信号的强度是比较好的选择。实践证明,只有这样才可以准确地测量拟选用的施主信号强度,从而把好信源这一关。

  2.收发天线的隔离度

  收发天线隔离度是指直放站输入端口信号对输出端口信号的衰减度,是决定无线同频直放站能否稳定工作的关键。若施主天线和重发天线的隔离度不够,会引起直放站的自激,造成直放站无法正常工作,如果在设计时考虑不周,任何补救措施都是很有限的。

  直放站隔离度的大小,与施主天线和重发天线的增益、前后比、旁瓣抑制比、安装情况及周围环境均有关。在设计时,要保证收发天线的隔离度比系统开通后的实际增益大15dB左右。在实际工程中,根据现场的实际情况采用发信源和接收机进行模拟仿真测试是非常必要的。

  光纤直放站

  光纤直放站由于采用光纤来实现信号的收发与传输,克服了如地形影响以及传输不稳定的诸多因素,尤其是解决信号源杂乱的问题,可以方便地实现基站信号跳跃式的大范围覆盖。设计时,应主要考虑以下三点:

  1.信源如何引入

  光纤直放站从基站拾取信号时,应避免在交叠区和施主基站相邻小区使用相同的PN值。如果直放站拾取了与相邻扇区相同的PN值,那么在其和基站覆盖交叠区,掉话率会很高。

  2.基站搜索窗口的调整

  由于光纤施工的特殊性,基站到直放站的实际光纤长度一般大于直线距离,即使从运营商得到的光纤长度,也因光纤的熔接质量等原因,真实的时延和理论值相差较大,最理想的方法是使用路测设备准确测量信号时延后,再计算各个窗口的修正值,从而对原基站的搜索窗口进行调整。工程上,一般采取理论计算,加上一定余量确定信号时延的方法。

  在工程调测中,一般都会注意到前向搜索窗口的调整。但是,经常遇到的手机发射功率过高、掉话等现象,通常都是因反向搜索窗口的设置偏小造成的,因为在解调过程中由于定时的原因,手机的发射功率到达基站的部分没有得到完全解调,被基站误认为是手机的发射功率不足,而其它的功率则作为噪声对基站形成了干扰。所以,搜索窗口的调整要进行前向和反向两方面的调整。

  3.避免孤岛站的发生

  一个具有过大时间错误或延迟的站被称为孤岛站。手机在切换的过程中,使用存在很大时间错误的时间参考,在预定的时间窗口中去寻找邻小区,找到的只是不相关的噪声,从而出现掉话。这种现象通常是由于光纤传输距离太长或其它原因使传输时延增大造成的。此种情况下,邻小区的有用信号在手机的检测中有可能被误认为是噪声信号,此时在该小区的边界上通话时无论是切出还是切入,都存在掉话的隐患。因此,在使用光纤直放站的时候,应避免孤岛站的发生,合理考虑光纤距离,建议不超过20Km。

  移频直放站

  无线同频直放站受信源选取和隔离度的限制,随着基站密度的增加,在城区中应用的范围越来越小;而光纤在许多地方又不能到达,在这种情况下采用移频直放站就可以很好的解决以上问题。利用移频直放站可将施主基站信号进行远距离延伸覆盖,解决不易铺设光纤及导频信号污染严重地区的覆盖。

  移频直放站的工程设计主要考虑以下两点:

  1.传输距离不宜过大

  由于受传输路径上的地形、地貌及传输路径衰减的影响,要保证无线传输链路的视距畅通,传输距离不宜过大(要保证射频输入电平大于-60dBm,一般站距应在15km左右)。

  2.信源如何耦合

  作为移频直放站,其耦合方式可以直接在基站射频端口耦合,也可以采用空中无线接力的方式耦合。为了避免引入太多的信号,造成新的导频污染,我们建议采用直接耦合方式。这样可以保证信源的唯一性,也充分利用了原有机房及配套设施。

  典型案例分析

  如图所示,直放站B为光纤直放站,距离基站A光纤长度6.2Km,施主信号取自基站A:PN12。从基站A出发,行驶3.8Km,进入直放站覆盖区域,出现较强的直放站信号(用仪表测试,PN为13),Ec/Io为-3.4dB,而此时手机使用的信号仍为基站信号,不能“切换”到直放站的信号上(严格讲,直放站信号应被理解为时延较大、强度较高的基站信号的多径成分,不应被视为切换,为了叙述方便,这里姑且称作切换),其Ec/Io为-23.62dB,FER升高至80.53%;当FER升至100%时,出现掉话。手机重新拨打后,能够使用直放站信号通话。

  因为光纤直放站带来一定时延,在直放站站点下用仪表测试发现,信号时延为55chips,直放站的信号为PN13,即基站信号PN12经过55chips延迟,变为PN13。这样,在3.8Km处:

  基站信号的时延为:3.8×4.1=16 chips

  信号通过直放站后的时延为:55+(6.2-3.8)×4.1=65chips

  所以,SRCHWIN A应为:(65-16+1)×2=100 chips

  由此判断原基站搜索窗口参数需要调整,将SRCHWINA由原先的5改为10后,在原掉话处,基站和直放站的信号正常“切换”,没有出现掉话,问题解决。

  需考虑的问题

  在CDMA网络日趋完善的现阶段,在网络中需要引入直放站时,首先要做好前期勘测工作,将现场实际情况在工程设计中予以充分考虑和权衡,避免出现设计问题。

  设备开通后,还要注重网络优化,避免直放站覆盖区域不好或对基站造成影响。只有直放站厂家把好CDMA直放站应用中的技术关,同时得到运营商和基站厂家的通力配合,做好整个网络的优化工作,提高网络的运营质量,才能充分发挥直放站在现阶段CDMA网络中的效用。 
 
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