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CDMA2000密集城区局部双载波组网扩容方案

概述

  某国800Mhz频段CDMA2000无线网络开通不久,全部基站都是单频点配置,由于前期客户的预见性较差,造成其首都某基站(58号站点)的1号和2号扇区的话务量已经严重超载,每天忙时平均保持在45Erl~50Erl左右。由于扇区的话务量过高,以及CDMA的自干扰特性,在该基站的目标覆盖区域EC/IO情况已经非常恶劣,同时导致了在该重要区域的呼叫建立时长增加,掉话率增高,服务质量下降。重要客户投诉频繁,客户满意度下降,需要尽快解决。


  技术方案分析

  造成这一情况的原因经现场分析确认是由于58号基站的1号和2号扇区的目标覆盖区域位于高话务量地区,为该运营商的总部办公区,国家通信部办公区所在地,站点距离目标高话务区距离200~400m左右,3栋办公楼群构成话务分布的密集场所,楼群内的工作人员最先使用CDMA系统,造成短期内该基站的话务量急剧增加,但城区周边基站的忙时话务量仍然很低。

  综合分析的结果,解决该问题的必须方法是对58号基站进行扩容,分担其相关话务量,降低58号站点系统负荷。通常使用的扩容方法是小区分裂、多载波的技术以及室内分布系统等。

  小区分裂技术是利用原有的网络格局,利用缩小的站间距离的方式进一步控制每个基站的控制氛围,提高网络系统的整体容量,从而达到降低每个单个基站的负荷。但由于该问题中的高话务区集中在距离58号基站200~400m,小区分裂后的站间距为1km,新增加的基站仍然无法将高话务从58号基站覆盖范围内吸收,不能彻底有效的解决该问题。

  多载波技术利用HASH算法,将无线用户随机分布到不同的频点,以降低每个频点的用户数量,降低系统负荷,提高系统容量。通常情况下,多载波技术同时涉及到双载波和单载波交界区域的跨频点硬切换。由于CDMA系统硬切换成功率较软切换成功率有较大差距,硬切换的失败会导致掉话等网络异常现象,因此,在网络规划建设中都慎重的将硬切换带规划在低话务区域,以减少硬切换对系统的影响,如城郊,山脉等。但问题发生区域为运营商总部,话务高,地位重要,因此,如需要引入多载波技术,必须解决硬切换问题对网络带来的冲击性影响。

  室内分布系统利用微基站做信号源,利用室内分布天线,对大型楼宇或者重点话务地区进行覆盖,吸收重点区域的话务量,降低室外宏蜂窝的系统负荷,提高系统容量。室内分布系统为推荐的解决方案,但考虑到室内分布系统的供货周期时间过长,仍然无法及时的解决现场问题。

  综上,为尽快解决重点区域由于话务量过高导致的网络问题,现场利用软切换,双载波,异频硬切换的相关特点,结合现场的工程实际情况,提出了一种改进的双载波组网方案,方便快捷的解决了密集城区局部高话务所带来的网络问题。


  局部双载波扩容思路

  由于该区域的用户比较集中,且一般只在小范围内移动,为解决话务量超载的问题,将该基站扩容为双载波,来分担一部分话务量。但同时考虑若只考虑扩容这一个基站,势必会造成该基站与周围的基站存在大量的硬切换发生,会引起大量因硬切换发生掉话的投诉,基于此考虑,我们同时准备将该基站周围的一圈基站也扩容成双载波,以保证该区域的通话质量。

  为了叙述上的方便,在以后的叙述过程中将实际需要扩容的基站为“目标基站”,而将周边扩容的基站通称为“配合基站”。

  附:目前网络结构图




(黄色为目标基站,红色为配合基站)

 局部双载波扩容方案之一

目标基站的配置
  目标基站的两载波中将扩容载波只配置导频信道,不配其它开销信道(考虑到可能有部分手机兼容问题,可能需要对叠加载频再配置同步信道),空闲时让所有的手机都停留在基本覆盖载波之上,当目标基站的基本载波话务量达到80~90%的话务量后,将继续申请接入的手机硬指配到第二载波上,利用硬指配的方式来分担话务量。

配合基站的配置
  所有配合基站的第二载波只配导频信道,空闲时让所有手机也都停留在基本载波之上,目前因周边基站的话务量还不是很高,无论话务量多高,都不发生硬指配。第二载波配导频信道的目的是为了让目标基站被硬指配到第二载波的手机能在该区域内和周边基站进行软切换及切换。

目标基站和配合基站的信道配置
  所有基站采用主从型信道配置方案,其信道方案配置如下图:



硬切换带的范围及控制
  由于从配合基站发起呼叫的手机都停留在基本载波上,所以从配合基站向外移动时,跟其它的基站不存在硬切换的关系。

  从目标基站发起呼叫的手机若没有被硬指配到第二载波之上,若向配合基站范围移动时,仍属于软切换关系,不受任何影响;从目标基站发起呼叫,同时被硬指配到第二载波的手机向配合基站范围移动时,由于配合基站的第二载波配置有导频信道,可以与第二载波发生软切换,仍不会受到影响,但该用户继续向外移动时,将发生硬切换关系。配合基站和外围的基站配置hand down硬切换关系。

  该方案的优点和缺点

  优点:

  1、仅需要在基本覆盖载波上配置所有开销信道,有利于叠加信道前向功率的利用;
  2、网络负荷不高时,手机语音业务仅使用基本覆盖载波,服务质量较好;
  3、发生硬切换关系的手机比例比较小,回避了大量手机的硬切换发生;
  4、手机在空闲态时,在目标基站和配合基站的切换带没有频繁的空闲切换发生。

  缺点:

  1、对负载均衡算法要求高;
  2、高负荷时,会出现高比例的硬指配,对网络质量有损伤;
  3、目标基站的两载波话务量不均衡,基本覆盖载波负荷较大;
  4、周边配合基站的第二载波的利用率不高。


  局部双载波扩容方案之二

目标基站的配置
  基本覆盖载频和第二载频都配齐开销信道,手机开用HASH算法均匀驻留在两个载波上,两个频点独立运行。

配合基站的配置
  同方案一的配置方案一样,只配导频信道,该区域所有手机空闲时都停留在基本载波之上,目前因周边基站的话务量还不是很高,无论话务量多高,都不发生硬指配。第二载波配目的仅仅是为了让目标基站第二载波的手机能在该区域内和配合基站进行软切换及切换。

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