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CDMA HDC異構(gòu)特征網(wǎng)絡(luò)容量淺析
[ 通信界 / 佚名 / www.6611o.com / 2012/7/5 21:26:51 ]
 

為解決室內(nèi)外導(dǎo)頻污染問題,提高CDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)的話務(wù)吸收能力,減少高話務(wù)量區(qū)域室外站點容量負(fù)荷和擴(kuò)容壓力,增加CDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)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(dǎo)頻異頻引導(dǎo)切換方案,結(jié)合室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)部署,可以有效引導(dǎo)移動用戶在室內(nèi)覆蓋區(qū)域的待機(jī)和業(yè)務(wù)行為,實現(xiàn)完善的異頻室內(nèi)覆蓋。

多年來各地的實驗已經(jīng)證明,采用HDC技術(shù)方案,可以很好地處理高層導(dǎo)頻污染問題,使CDMA室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的用戶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(dāng)一部分省份的CDMA VIP室內(nèi)覆蓋均采用異頻方式來進(jìn)行保障。同時異頻異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)由于對室內(nèi)話務(wù)吸收較同頻網(wǎng)絡(luò)充分,更好吸收了室分話務(wù),疏散了宏基站話務(wù),也為整網(wǎng)的話務(wù)量承載提升帶來增益,本文將著重分析異構(gòu)網(wǎng)點容量增益。

小區(qū)擴(kuò)容能力特征

宏蜂窩小區(qū),是目前CDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋的主力。主要特征包括:基站天線扇區(qū)化,天線掛高高于周圍建筑環(huán)境,站點TOP結(jié)構(gòu)有較嚴(yán)格的要求,擴(kuò)容方式以平面小區(qū)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(dá)500-600米,在此基礎(chǔ)上,再進(jìn)行小區(qū)分裂,電波傳播距離衰耗斜率將明顯變緩,干擾隔離效應(yīng)變差,軟切換比例增加,擴(kuò)容效果變得不明顯。

以站間距600米為例,一個扇區(qū)的覆蓋半徑約400米,覆蓋土地面積為 約10.4萬平方米。在城市建筑環(huán)境下,該基站的實際覆蓋面積還應(yīng)該考慮覆蓋區(qū)內(nèi)建筑面積,以平均建筑容積率為3估計,如果這個扇區(qū)覆蓋的建筑均無室內(nèi)覆蓋分流話務(wù)的話,這個典型宏蜂窩扇區(qū)的覆蓋面積約為40萬平方米左右。

室內(nèi)覆蓋,目前CDMA的室內(nèi)覆蓋,以分布天線系統(tǒng)(DAS)為主。當(dāng)采用基站信號源時,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2萬平方米左右室內(nèi)面積,采用一個RRU。也有采用干線放大器進(jìn)行覆蓋擴(kuò)展的場景。當(dāng)容量需求增長時,可以采用室內(nèi)垂直小區(qū)分裂的方式,進(jìn)行擴(kuò)容。由于建筑結(jié)構(gòu)材料一般能提供額外的電波傳播損耗,因此室內(nèi)覆蓋小區(qū)的覆蓋規(guī)模將比宏基站小很多(比如在校園網(wǎng)密集HDC擴(kuò)容覆蓋中,曾經(jīng)實現(xiàn)過約1000平方米的微小區(qū))。

由此,可以看出,宏小區(qū)的覆蓋面積約40萬平米,而室內(nèi)小區(qū)可能僅2萬平米甚至可達(dá)1000平米。如果話務(wù)呈平均分布的話,宏基站扇區(qū)承載的話務(wù)將是室內(nèi)站點的20~400倍。 根據(jù)以上分析得出如下結(jié)論:

1. 宏站由于覆蓋廣,其吸收話務(wù)能力強(qiáng);

2. 在同等話務(wù)密度下,室內(nèi)站的話務(wù)負(fù)荷將明顯低于宏站一到兩個數(shù)量級;

3. 室內(nèi)站有更大的小區(qū)分裂擴(kuò)容潛力(立體分裂小區(qū)能力);

4. 現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)的話務(wù)壓力瓶頸將是宏基站,在室內(nèi)覆蓋建設(shè)中,從容量方面要盡可能分流室內(nèi)話務(wù)壓力。

宏蜂窩小區(qū)+室內(nèi)覆蓋聯(lián)合組網(wǎng)場景模型分析

目前,我國CDMA2000城市網(wǎng)絡(luò),普遍采用了以宏蜂窩為主構(gòu)建全覆蓋移動網(wǎng)絡(luò),而室內(nèi)覆蓋進(jìn)行補(bǔ)充的方式。在頻譜使用方面,大部分采用了同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模式,即室內(nèi)外部署同等數(shù)量的載頻。在這種情況下,由于網(wǎng)絡(luò)本身是異構(gòu)的,而頻譜資源是同構(gòu)的,帶來室內(nèi)站吸收話務(wù)不足、高層導(dǎo)頻污染等現(xiàn)象。

根據(jù)多地實驗,將原有同頻室分覆蓋改為異頻HDC方式,可以使吸收話務(wù)能力提升50%以上。而業(yè)界對室內(nèi)外話務(wù)分布達(dá)成了共識:70%的語音話務(wù)分布在室內(nèi),而80%-90%的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)話務(wù)分布在室內(nèi)。

我們不妨做一個簡化模型:假設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)中的熱點小區(qū),對于一個宏蜂窩扇區(qū)覆蓋區(qū),話務(wù)密度為D,有N個載頻可均勻用于話務(wù)承載,室內(nèi)分布的話務(wù)比例為P。用同頻室內(nèi)外覆蓋時,即使室內(nèi)站可吸收話務(wù)為2/3 P,仍然有1/3比例話務(wù)由宏站承載;而采用異頻時,這部分室內(nèi)話務(wù)將全部引導(dǎo)到室內(nèi)系統(tǒng):

1. 如果該小區(qū)僅僅建設(shè)了宏蜂窩網(wǎng)絡(luò),則該扇區(qū)的每個載頻的話務(wù)承載為D/N;

2. 如果該小區(qū)的室內(nèi)部分已經(jīng)建設(shè)有完善的室分系統(tǒng),而室分系統(tǒng)按同頻配置,則宏站每載頻的話務(wù)負(fù)荷為(1-(2/3)*P)*D/N;

3. 如果該小區(qū)室分系統(tǒng)按異頻配置,而由于室內(nèi)系統(tǒng)的覆蓋面積遠(yuǎn)低于宏站,可以考慮室內(nèi)異頻載波僅僅配置1個載頻。則宏站每載頻的話務(wù)負(fù)荷為(1-P)* D/(N-1);

根據(jù)前文所述,由于異構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò),容量瓶頸在宏小區(qū),則評價全網(wǎng)容量,可以宏網(wǎng)負(fù)荷作為標(biāo)準(zhǔn)(容量與負(fù)荷間呈反比關(guān)系),可得三種方式下,終局容量的對比。

1. 當(dāng)我們?nèi)=1,就可以得出對于不同P和N取值,宏站小區(qū)話務(wù)的典型對應(yīng)曲線:

表一:單宏扇區(qū)話務(wù)容量(等效載頻數(shù))與載頻數(shù)和室內(nèi)話務(wù)占比的數(shù)值分析結(jié)果

該曲線族可以看出,由于全面采用宏小區(qū)覆蓋,作為容量特征的等效載波數(shù),與室內(nèi)話務(wù)占比無關(guān),與可用頻點數(shù)呈線性增長關(guān)系,該結(jié)果可作為同/異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的容量基線。

圖1.宏小區(qū)容量僅與可用頻點數(shù)線性相關(guān)

2. 當(dāng)采用室內(nèi)外同頻組網(wǎng)(當(dāng)前主導(dǎo)組網(wǎng)形式),可以假設(shè)室內(nèi)外采用同等數(shù)量的載波進(jìn)行配置。由于宏站的RF覆蓋能力高于室內(nèi)站,因此,室內(nèi)系統(tǒng)大約僅能吸收2/3比例的室內(nèi)話務(wù)。由室內(nèi)系統(tǒng)“泄漏”到宏站的話務(wù),將明顯影響這種組網(wǎng)方式的整體話務(wù)承載能力。

表2:宏站與同頻室分組網(wǎng)時,話務(wù)容量與載頻數(shù)和室內(nèi)話務(wù)占比的數(shù)值結(jié)果

由數(shù)值分析可以看出,這種組網(wǎng)方式中,網(wǎng)絡(luò)的容量隨可用頻點數(shù)和室內(nèi)話務(wù)占比,單調(diào)增長,當(dāng)可用頻點數(shù)為7,且室內(nèi)話務(wù)占比為90%的條件下,該組網(wǎng)方式可以提升整網(wǎng)容量2.5倍。

圖2:室內(nèi)外同頻組網(wǎng)的等效容量與頻譜和室內(nèi)話務(wù)占比的關(guān)系圖

3. 當(dāng)采用室內(nèi)外異頻組網(wǎng)(具備HDC典型組網(wǎng)特征)的情況下,室內(nèi)站對特定業(yè)務(wù)使用單個載波配置,宏網(wǎng)則采用剩余的N-1個頻點配置。由于異頻室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)可以實現(xiàn)室內(nèi)話務(wù)的全吸收,更加有效地降低宏站話務(wù)承載負(fù)荷水平,提升網(wǎng)絡(luò)容量。

表3:宏站與異頻室分組網(wǎng)時,話務(wù)容量與載頻數(shù)和室內(nèi)話務(wù)占比的數(shù)值結(jié)果

當(dāng)可用頻點數(shù)為7,且室內(nèi)話務(wù)占比為90%的條件下,該組網(wǎng)方式可以提升整網(wǎng)容量8.6倍,容量增益為室內(nèi)外同頻方式的3.4倍。表3中,紅色字體標(biāo)注部分,均顯示異頻方式的容量優(yōu)于同頻方式。

圖3:室內(nèi)外異頻組網(wǎng)的等效容量與頻譜和室內(nèi)話務(wù)占比的關(guān)系圖

結(jié)語:

根據(jù)以上分析,可以得出結(jié)論:

1. CDMA網(wǎng)絡(luò)在宏蜂窩配置載頻數(shù)量較高時,可以采用室內(nèi)覆蓋進(jìn)行話務(wù)卸載擴(kuò)容,異頻室內(nèi)覆蓋組成的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),有更好的話務(wù)卸載能力,擴(kuò)容增益更大;

2. 對于現(xiàn)網(wǎng)1x業(yè)務(wù),若考慮配置頻點數(shù)為3,室內(nèi)話務(wù)為占比為70%,室內(nèi)外異頻方式,較室內(nèi)外同頻方式,可提升容量約20%;

3. 對于現(xiàn)網(wǎng)的EVDO業(yè)務(wù),若考慮配置頻點數(shù)為4,室內(nèi)話務(wù)為占比為90%,室內(nèi)外異頻方式,較室內(nèi)外同頻方式,提升整網(wǎng)容量約300%;

4. 當(dāng)次800M頻譜使用后,考慮EVDO配置頻點數(shù)為7,室內(nèi)話務(wù)為占比為90%,室內(nèi)外異頻方式,較室內(nèi)外同頻方式,提升容量約340%。

當(dāng)引入異頻異構(gòu)組網(wǎng)架構(gòu)后,更多地是考慮逐步卸載熱點的話務(wù),對宏網(wǎng)的覆蓋架構(gòu)幾乎沒有影響,而室內(nèi)覆蓋的微站,將引入更多、更小的小區(qū)來吸收室內(nèi)話務(wù)量,從而形成立體化的大容量組網(wǎng)架構(gòu)。

當(dāng)前CDMA的網(wǎng)絡(luò)熱點對容量的需求逐漸凸顯,積極引入異頻異構(gòu)的頻率規(guī)劃方案,推廣HDC方式的室內(nèi)覆蓋,并在熱點等區(qū)域,以卸載話務(wù)而非局部補(bǔ)盲的為目標(biāo),進(jìn)行室內(nèi)覆蓋建設(shè),配以RRU和Pico基站的應(yīng)用,將對提升頻譜利用率,E2E用戶感受有積極的作用。

 

作者:佚名 合作媒體:不詳 編輯:顧北

 

 

 
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