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发表于 2010-3-30 11:02:20 |只看该作者 |倒序浏览
1、CDMA直放站常见问题分析由于直放站设备本身的局限性及无线环境的复杂性,直放站在应用中出现了很多问题,尤其是无线直放站反映的问题更多。直放站在网络中出现的问题主要包括干扰、接入和切换问题,导致接入成功率低,切换成功率低,掉话现象严重。1.1干扰问题直放站在应用中主要面临的是干扰问题。由于直放站是对网络中一个扇区信号的放大,必然对网络结构造成影响,从而影响信号和干扰的分布,因此直放站的规划应该纳入整网中考虑。对于光纤直放站,由于直接从基站耦合信号,不会引入其他无用信号,所以在规划中主要考虑目标覆盖区同周围基站的信号配合与交叠,避免干扰问题。对于无线直放站,由于空中信号的多样性,会不可避免地引入干扰信号,因此,在城市中尽量不采用无线直放站,在必须采用无线直放站的地方,尽量采用移频直放站。只有在施主信号比较纯净的区域才能采用无线直放站。在采用无线直放站的时候,需要充分考虑施主天线和重发天线的隔离要求,保证信号的正常发射和接收。1.2接入问题在直放站覆盖区,经常会碰到接入方面的问题,如接入成功率低、接入时间长或接入不成功等现象。接入问题主要是由3方面因素引起的。●干扰问题:在直放站周围可能存在信号干扰,需要对施主信号或直放站及周边基站信号进行调整,从而减少干扰信号。●直放站增益设置问题:直放站增益设置不当,使得覆盖或基站灵敏度不能达到要求,需要根据现场测试结果进行增益设置调整。●系统参数设置问题:在直放站的应用场景中,需要根据具体条件对系统参数尤其是搜索窗等参数进行调整;在接入过程中,直放站主要受反向接入搜索窗的影响。1.3切换问题切换不成功或切换迟缓也是在直放站应用中经常遇到的问题。切换问题的主要影响因素有两个。●邻区搜索窗设置问题:如果搜索窗设置得太小,那么可能无法搜索到邻区;如果搜索窗设置得太大,那么搜索时间变长,可能导致切换过程过缓或无法切换。●Pilot_inc设置问题:根据各厂家实现方式的不同,Pilot_inc的设置可能会影响到PN的判决,从而影响切换。2、直放站维护与优化工作中需要关注的问题直放站的使用会改变施主基站的覆盖半径,增加无线信号传播的路径,产生导频混淆、导频污染等问题。因此,在实际维护与优化工作中需要调整相应的基站参数,通过反复地调整和测试,使系统达到最优状态。针对CDMA直放站应用中容易出现的干扰、接入和切换等问题,通过对CDMA网络直放站长期地维护和总结,笔者提出在日常优化工作中需要关注的几个重点问题。2.1施主基站邻区列表改变直放站的引入改变了无线网络拓扑结构,可能会引起相邻小区的邻区关系变化。如果邻区漏配,将导致切换失败率上升、掉话率上升,影响用户感知。在日常维护工作中,应该结合路测数据对施主基站及直放站相邻基站的邻区关系进行检查。2.2施主基站RSSI异常,指标恶化直放站的引入会不可避免地对施主基站接收灵敏度、接入和切换等性能造成影响。因此,若在日常维护中发现施主基站RSSI(接收信号强度指示)异常,接入、切换等无线性能恶化,则需要进行如下检查。●进行干扰源的检查,若存在较强干扰,则应该考虑规避干扰或更换站址。●调整直放站参数,尽量降低直放站对施主基站的上行干扰。直放站的使用可能引起上行噪声增大,导致基站系统的接收灵敏度恶化,从而引起上行链路覆盖范围的收缩,施主基站指标恶化。●通过调整直放站增益,将其对施主基站底噪的抬升控制在2 dB以内,尽量减少对施主基站接收灵敏度的影响。●建议保留6 dB左右的增益和输出功率余量,增益余量不足会引发直放站自激,功率余量不足会使直放站过载。●控制上下行增益差在5 dB以内,保证正反向链路的平衡,避免影响开环功率控制和接入性能。2.3网络导频混淆和导频污染引起导频混淆和导频污染的原因大多是网络规划不当,也不排除个别站点天线受到风等自然因素影响发生倾斜,偏离了目标覆盖区域等因素。发现导频混淆和导频污染最好的方法就是对直放站覆盖区域进行路测。针对导频混淆和导频污染有如下解决办法:●由远及近调整基站或直放站天线,控制覆盖范围,消除或降低不该出现的导频;●对于调整天线无法解决的区域,可通过调整基站导频配置或直放站下行增益来拉大主次导频间的差距;●最强Pilot Ec/Io一次强Pilot Ec/Io>5 dB(建议只有一个大于-12 dB的导频信号)。2.4无线直放站天线的选址和安装合理选择无线直放站施主天线的安装位置,尽量保证施主天线位置只存在一个强导频。施主天线应选用窄波瓣的天线,同时应尽量对准施主基站的天线方向,保持与宿主基站的视距传输以避免导频污染。在施主天线安装位置,要求施主基站RSSI>-60 dB m。收发隔离度是指CDMA信号从直放站前向输出端口至前向输入端口(或者从反向输出端口至反向输入端口)的链路衰减值(包括施主天线、重发天线增益和空间耦合损耗)。在选择施主天线和重发天线的类型和安装位置时,应注意收发隔离度,以防止自激。收发隔离度应比直放站最大工作增益大10~15 dB。为达到隔离要求可采取以下措施:●施主天线与重发天线采用背对背安装方式,当安装在铁塔上时,使用铁塔平台对天线进行隔离,当安装在楼房顶时,使用建筑物或通过增大天线水平距离进行隔离;●如果两天线之间有隔离物,如楼顶的水箱、梯间等,安装时要避免两天线在同一侧;●采用具有良好前后比的施主和重发天线提高隔离度;●施主天线一般安装在重发天线下部,应具有良好的上旁瓣抑制能力,同时应准确利用天线主旁瓣之间的弱信号区域提高施主天线与重发天线的隔离度。2.5施主基站搜索窗的参数调整直放站的引入会增加最大路径传播时延,这不仅影响到激活集、邻区集和剩余集对应的搜索窗等前向搜索性能,还可能影响到反向接入信道捕获窗口和反向业务信道搜索窗口等反向搜索性能。在实际网络应用中出现较大时延时,首先应该考虑采用较大的搜索窗以保证导频搜索的需要。当搜索窗设置过小时,可能会导致正常的多径信号无法被捕获,使有用信号能量降低,干扰增加,甚至导致掉话。搜索窗设置过大时,搜索效率降低,在密集市区对手机搜索性能的影响较大,在基站分布稀疏的区域,由于需要搜索的导频较少,所以影响稍小。2.6关注施主基站的话务统计直放站的应用本身是不会增加容量的。当施主基站话务上升超过扩容门限时,如果是由直放站覆盖区域话务增长造成的,则应该考虑用基站替换直放站;如果是由施主小区覆盖区域话务增长造成的,则应该考虑更换直放站施主小区。由于直放站是对施主基站信号的转发,所以无法提供新的容量,而直放站的引入在总体上增加了整个扇区的覆盖范围,因此,用户分布范围的扩展也会相应地带来所需功率的增加以及用户数的降低。由于直放站对施主基站的底噪有影响,因此反向链路将需要更多的功率。直放站对施主基站的影响程度取决于直放站反向链路净增益、直放站噪声系数等。C网直放站技术的应用一、承载设计 -- 容量与覆盖的权衡1、 移动台可靠接入的条件  前向信号强度适当,移动终端接收信号满足最低的Ec/Io要求,其约束因素有:  基站功率分配已达到极限,新增移动台无法获得系统支持;  基站的前向功率分配根据不同信道有不同分配值,通常导频信道占20%、同步信道占1.5%、寻呼信道11%,统称为开销信道,一般开销信道功率占总功率的30%左右;其余用于正常通信的为业务信道:分配给每业务信道的功率大小与所服务移动台与基站距离及Ec/Io相关,基站及移动台按FER进行功率控制。  干扰使每个业务信道的Ec/Io恶化,接入的移动终端越多,恶化越严重,要求基站分配给相应的业务信道功率越大。所以,同小区基站为其它移动台服务的业务信道功率是主要干扰源之一,接收到多个来自其它基站的前向信号也是一种干扰源,当同一区域接收多个(大于3)强导频信号时,则为导频污染。  以上因素即可导致随接入负荷加大前向覆盖区域的收缩。  基站接收移动台反向信号的强度适当,应满足基站设定的最低SNR要求,约束因素有:  移动台发信功率已达到极限,仍不能满足基站最低SNR要求;  干扰使基站噪声抬高,致使反向SNR恶化:  同一小区每增加一个呼叫,干扰电平就会有一个增量;  在SNR恶化到一定程度后,后进入的移动台为了保证SNR通过功率控制加大发信功率,使恶化增量加大;  SNR恶化增量的大小与已接入的移动台话音话动情况有关,通过话音激活功能,恶化增量被动态调节;  除来自同一施主覆盖区移动台干扰之外,还有来自其它小区移动台反向信号的干扰。以上因素也可导致因接入负荷加大反向覆盖区域的收缩。2、在系统硬件参数确定后,覆盖与动态呼叫承载密切相关,  反向链路基站到移动台允许的最大距离:  覆盖半径计算时选择的部分参数:  话音激活因子:0.4 Nmax=24 干扰因子:0.85  1英里处中值路径损耗:130.6dB 路径损耗指数:3.52  软切换下的衰落余量:6.3dB3、直放站覆盖与容量的权衡:远端覆盖半径与基站小区直接接入的移动终端数及话音话动情况和通过直放站接入到基站的移动终端数及话音话动情况密切相关。  建议在网络规划时,直放站覆盖设计要根据施主基站话务流量调查后确定的载荷系数考虑,同时还要计算直放站反向耦合对基站接收机噪底的恶化;覆盖半径按4公里左右规划是可行的。  因此,在网络规划初期,0载荷的情况下测试覆盖只能说明一定的问题;大载荷情况下,直放站覆盖半径减小是正常的,这不是直放站的原因,而是CDMA体制所固有的。  二、时延设计基站搜索窗与传输距离的权衡光纤直放站传输距离受限于施主基站的覆盖半径及搜索窗宽度(SRCH-W/N-A.N.R),光纤直放站最大传输距离也与导频设定的间隔有关,在保证切换具有足够健壮性条件下,如果导频间隔为4,则光纤直放站的传输距离应小于:(4/2)×64chips ×(244m/chip)/ 1.5 ≈ 20Km 搜索窗尺寸确定:  搜索窗大小与搜索速度之间要进行折中,搜索窗口大,将减少固定周期内可以搜索到的总导频数;移动台检测不到搜索窗口外的导频,当这些导频信号强度很大时,将成为强干扰源;考虑因光纤直放站拉远而引入的时延,搜索窗应在原优化范围的基础上适当加大,工程可实施的传输距离受两个因素限制:最大可用搜索窗宽度,导频间隔所决定的传输极限。  在延时设计中,除了有光纤传输时延外,光纤直放站远端设备延时约6μs,以及直放站远端覆盖半径内的传输时延,在工程中要计算在内。三、增益设计-- 噪声、覆盖与链路平衡的权衡1、前向链路增益的考虑:  直放站标称的额定前向功率是指在基站满功率条件下可达到的最大前向功率;在直放站安装工程中,多数情况是在基站空载情况下进行的,能够接收到的基站信号中仅有的开销功率占基站额定功率的33%左右。  在确定直放站前向增益时,要考虑在空载情况下按基站开销功率比例调整,使直放站开销功率达到同比额定值功率,即通常在建设直放站初期,调整直放站设备时应按最大功率值回退3~5dB,保证C网直放站在C网的"透明通道"作用。2、反向链路增益的考虑:  反向链路增益确定的原则是:  由直放站引入到基站接收机的热噪声功率应严格受控,一台直放站耦合后引起基站接收机噪声系数恶化应低于0.4dB。  在工程实际中,通过监测基站接收机噪声系数恶化量来调整直放站反向增益难度较大,反向信号的指标也较难测试,比较容易测试到的是前向信号,现以前向指标推出反向信号指标。简易推导为,设BTS侧的射频输出口为20W,直放站的射频输出口同为20W,则基站到直放站射频出口的系统增益为0;设基站与直放站的噪声系数近似相等,再设前反向传输链路及相应的天线增益相等,在直放站前向增益确定后,将直放站的反向增益比前向增益调低10dB,则可得直放站对基站噪声系数恶化为0.4dB;当基站功率20W,直放站功率为10W时,则系统增益为-3Db,这是直放站反向增益应比前向增益调低7dB。所以,在实际工程中,室外直放站通过调整前反向增益,使反向增益比前向增益低5~10dB,直放站反向噪声对基站噪声系数的影响可以控制在1dB以下。  如果施主基站仅有一台直放站相耦合,且载荷系数不高的情况下也可适当提高反向增益,但对基站噪声的影响最多不要大于3dB(具体情况应按实际优化时调整)。如果对基站噪声系数恶化过大,就会严重的影响基站的反向覆盖及容量,甚至基站不能正常工作,因此,在设计和工程调测中应采用保守的设计原则。3、直放站的前反向增益差带来的影响:  直放站前反向增益差将影响到链路平衡,通常反向链路覆盖半径必然低于前向链路;在直放站覆盖的边缘地区,链路的不平衡将会增加软切换掉话率,在工程实际中,直放站覆盖区有与其它基站形成的软切换区域时要通过增益调节,尽量减少链路不平衡(如降低前向增益),也可适当调整反向增益使上述区域链路保持平衡;  直放站工程的好坏,除了在一定载荷条件下满足盲区覆盖外,还要开展切换测试,保证低的掉话率指标。四、室内直放站技术  直放站还可用于室内覆盖,其性能价格比优于微蜂窝方式。室内覆盖的两个设计思路是:一种是覆盖型,在地下室、隧道、电梯等密闭场所,信号微弱与其他基站基本没有关系,应采用覆盖型设计;一种是网络优化型,在高楼、高地势等导频污染区域,应采用网络优化型的设计思路进行设计,既要覆盖好应该覆盖的区域,又要使这个覆盖信号的导频远大于其他导频,成为主导频。室内直放站的设计思想仍然是以保守设计为原则,同时要考虑不应在同基站引入过多的容量,当室内需要覆盖区域较大,用户较多时可考虑引入两个或多个基站的容量对上述区域分别进行覆盖。五、技术定位-技术、运营与投资的权衡   C网直放站的技术在工程实际中已得到充分的证明,是完全可靠的CDMA移动通信系统技术之一。C网直放站不承载容量,室外型直放站适于应用在低话务密度地区(城郊、农村、高速公路等)。随制造成本的下降,在低话务地区采用一定数量的直放站解决覆盖问题可降低投资,用低成本吸纳分散用户的业务提高运营商服务质量。考虑到基站建设除主设备外,还要有电源、机房、传输及网络资源等附加投资,因此直放站具有更高的性价比。在一些难以提供传输手段的特殊地区,要解决覆盖只能用直放站方式。

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