CDMA2000 1x EV-DO无线网络规划的特点和建议

摘要　文章从与2G网络对比的角度出发，简要介绍了CDMA2000 1x EV-DO无线网规的特点，并提出了设计和建设的策略建议，包括频段规划、共站与共用天馈、网络拓扑设计、业务容量规划等。

　　CDMA 2000制式的3G网络又称EV-DO，2G网络又称CDMA 1X。在全球CDMA 2000的3G网络建设中，大多数情况是在已有的CDMA 1X网络的基础上，以升级或叠加网方式建设EV-DO，EV-DO和CDMA 1X网络共存。而单独建设EV-DO网络的情况比较少见。

　　因此，正确认识EV-DO无线网络的特点，以及EV-DO和CDMA 1X之间无线网络规划的关系具有重要的现实意义。

1、3G无线网络规划的特点

　　1.1　EV-DO和CDMA 1X网络规划的相似点

　　EV-DO和CDMA 1X是CDMA技术发展的不同阶段，虽然侧重点不同，但两者的技术基础具有广泛的一致性，具体表现在：

　　（1）两者的无线网络规划流程相似。

　　（2）两者的射频特性相同，包括：

　　◆两者使用的载频特性相同，但EV-DO必须单独使用一个载频。EV-DO载频示意图如图1所示：

 

图1　EV-DO载频示意图

　　◆射频子系统相同，两者可以共用。

　　◆无线传播模型、路径损耗计算方法相同。

　　（3）两者的站点选择、天线选择方法相同。

　　（4）两者均为反向覆盖受限。

　　（5）两者的反向覆盖半径接近，因此两者的网络拓扑结构可以相似。

　　1.2　EV-DO和CDMA 1X网络规划的差异

　　EV-DO专门为高速数据业务而开发，与CDMA 1X网络规划的差异体现在：

　　（1）系统网络结构不同

　　（2）业务模型不同

　　◆1X包括语音业务和数据业务。

　　◆EV-DO Rls.0仅包括数据业务，EV-DO Rev.A包括低时延业务和数据业务，但数据业务的种类比1X多，平均速率比1X高。

　　（3）容量计算方法不同

　　◆1X需要计算前反向语音、数据业务容量。

　　◆EV-DO Rls.0只需计算前反向数据业务容量，EV-DO Rev.A需要综合计算低时延、数据业务容量，但计算方法与1X不同。

　　（4）单用户吞吐量差异大

　　◆EV-DO Rls.0的前向单用户理论峰值速率（2.4Mb/s）比1X高很多。

　　◆EV-DO Rev.A的前向（3.1Mb/s）、反向单用户理论峰值速率（1.8Mb/s）均比1X大幅提高。

　　（5）扇区前向总吞吐量差异明显

　　◆EV-DO Rls.0的前向扇区吞吐量比1X高。

　　◆EV-DO Rev.A的前向、反向扇区吞吐量均比1X明显提高。

　　（6）EV-DO前向覆盖范围大于1X

　　主要原因是：

　　◆EV-DO前向以满功率发射。

　　◆EV-DO双天线接收终端存在前向分集接收增益。

　　（7）两者链路预算的主要差异小结（如表1所示）。

表1　EV-DO和CDMA 1X的链路预算差异

 

2、3G无线网络规划和建设的策略建议

　　2.1　频率规划

　　如果运营商已建成CDMA 1X网络，建议运营商在同一频段上提供EV-DO服务，因为它具有以下优点：

　　（1）EV-DO可以与1X共站，基本不需新增站点，室内分布系统也可共用，节省大量成本。

　　（2）当使用1:1布站方式时，两网拓扑一致。

　　当一个频段上有多个CDMA可用载频时，建议CDMA 1X和EV-DO分别靠两头使用，例如CDMA 1X要从上往下启用，EV-DO要从下往上启用，1X和EV-DO载频之间应至少预留一个载频的间隔，以避免可能发生的远近效应影响。

　　在频段选择上，800M最优，适合城市覆盖。2.1G频段虽然是国家规划的3G移动通信专用频段，但存在缺乏终端市场支持、基站覆盖半径小等问题。

　　450M频段也存在明显缺点，该频段缺乏终端产品的广泛支持，且不太适合城区环境的覆盖。

　　2.2　现有网络数据分析

　　对现有CDMA 1X网络覆盖情况进行详细测试和分析，包括覆盖分析、网络质量分析等方面，以指导EV-DO工程建设。通过分析1X覆盖数据，发现现有网络覆盖相对较弱且有业务需求的区域，在EV-DO网络覆盖规划中重点考虑。通过分析1X数据业务话务数据，找出数据业务的热点地区，可以认为是EV-DO业务需求的主要区域，有利于确定EV-DO网络的覆盖范围和容量目标。

　　2.3　无线网络覆盖及基站设置

　　（1）共站与共用天馈

　　为了节省网络建设投资，EV-DO站点应尽量使用原有站点，也可在现有CDMA 1X或GSM站点的基础上选点，尽量避免EV-DO单独建站。

　　关于天馈建设方式，应根据实际情况决定EV-DO是否与1X系统共用天馈，表2列出了两种方式的优缺点比较，以供参考。

表2　EV-DO与CDMA 1X共用与不共用天馈优缺点对照表

 

　　当EV-DO与1X共用天馈时，使用的合路器有两种选择：宽带合路器，合路损耗约3.5dB，对覆盖半径的影响较明显，但成本低，使用方便；窄带合路器，合路损耗可小于1dB，但价格高，使用相对不便。建议根据实际需要选用。

　　（2）网络拓扑设计

　　在进行EV-DO网络拓扑规划时，主要有两种布站方式：1:1方式和1:N方式。1:1方式是指EV-DO利用该区域所有的1X站点，每个EV-DO站点的覆盖范围与1X站点一致；1:N方式是指EV-DO只利用部分1X站点，总体上EV-DO站点数据量为1X站点的1/N。

　　1:1方式布站和1:N方式布站各有利弊，需要根据各地实际情况充分分析、灵活选择。以下对两种布站方式的优缺点做简要对比，如表3所示：

表3　1:1方式和1:N方式优缺点对照表

 

　　选择布站方式之前，建议分析原CDMA 1X网络规划的依据。如果原1X网络是覆盖受限，则EV-DO网络建议采用1:1方式布站：如果原1X网络规划是容量受限，则EV-DO网络可以选择1:1方式或1:N方式布站。

　　（3）EV-DO与CDMA 1X共用室内分布系统的实现方法

　　在1X系统上增加EV-DO系统时，现有的室内分布系统是否需要改造，需要具体情况具体分析：

　　◆如果信号源是基站，可以通过合路器将EV-DO和1X送到现有的室内分布系统中，室内分布系统一般不需改动。

　　◆如果信号源是多路选频直放站，可以对EV-DO和1X载频分别进行放大，则无需改动。

　　◆如果信号源是宽频直放站，且直放站的设计裕量比较大，则仍可正常工作，或对直放站参数做适当调整即可。

　　◆如果信号源是宽频直放站，但直放站的设计裕量不够大，由于EV-DO系统的发射功率常常大于1X系统的发射功率，直放站的大部分功率资源被EV-DO的信号占用，致使直放站对1X信号的放大效果受到一定程度的影响，从而影响了1X的覆盖效果，需要根据需要对直放站做适当的改造，包括更换双工器、更换滤波器等可选措施，或将直放站更换为多路选频直放站。

　　（4）深度覆盖和公路、铁路、地铁隧道等特殊地形覆盖

　　这方面的覆盖原则与CDMA 1X一致，没有本质区别。

　　（5）EV-DO与CDMA 1X切换边界选取

　　EV-DO基站应尽量连续成片覆盖，与CDMA 1X的切换边界应尽量位于话务量较小的区域。

　　2.4　无线网络容量及基站配置

　　（1）业务模型

　　CDMA2000的2G和3G网络将在很长一段时间内同时存在，应合理规划2G与3G的业务分担关系，例如2G负责话音业务和低端/非热点地区的数据业务，3G负责高端数据业务，避免3G网络的过度建设，保持两网的良性协调发展。

　　CDMA2000 1x EV-DO网络容量设计中，纯数据业务可以使用表4的简化业务模型，简化业务模型的基本参数有：平均会话时长、激活链接比例、忙时每用户会话次数、平均会话数据量、上下行数据流量比例等，由基本参数可以推导出来的参数有：在线用户比例、激活链路前向平均吞吐量和激活链路反向平均吞吐量。简化业务模型的意义，在于不再细分描述各种各样的分组数据业务应用，例如网页浏览、电子邮件、网上聊天等等，而是将它们看成一个整体，只描述这个整体的规模和平均值。这种模型的优点在于化繁为简，实用性强。

表4　EV-DO用户简化业务模型结构

 

　　注：以上参数Vf、Vr和E并非独立变量，可以根据其他参数计算出来，反之亦然。

　　如果有详细的业务模型，通过合适的算法可转换为简化模型。建议由运营商确定模型中的参数具体取值。如果运营商不能提供参数取值，可以临时采用业界的参考值，待商用有实际话务统计数据后，再进行修正。

　　（2）网络载扇数量配置

　　网络容量配置的第一步，是根据数据业务模型和计划放号用户的数量，从空中接口的角度确定所需的载扇的数量。

　　配置计算的主要思路是：计算网络需求的总话务量，反映忙时用户激活占用时长的总需求；根据前反向激活链路吞吐量、载扇可承载吞吐量、业务阻塞率要求等限制条件，计算载扇可承载数据话务量；最后得到网络需求的载扇数量。

　　EV-DO Rls.0的载扇数量计算相对简单，按照以上方法进行即可。EV-DO Rev.A还要考虑时延敏感业务，例如VoIP、视频电话等，业务模型有所不同，比较复杂；应该增加时延敏感业务的载扇需求数量的估算，再与纯数据业务所需数量叠加。

　　获得载扇数量之后，再进行各基站所需信道板的配置计算。

　　（3）BTS到BSC之间的传输资源需求

　　一般商用满配置下，1个S111的3扇区EV-DO站需要2～3条的E1传输资源连接BSC。但在建网初期，由于用户较少可以一个站点先配置1条E1，随着数据流量的增加再进行后续扩容。

　　（4）PN规划和邻区配置

　　EV-DO的PN规划和邻区配置原则与CDMA 1X一致。例如，当1:1方式布站时，EV-DO的小区PN与对应1X小区的保持相同即可；当1:N布站时，EV-DO的PN需要重新规划，但规划方法与1X一致。

3、结束语

　　CDMA2000的3G网络有其鲜明的特色，技术上处于全球领先，同时与其2G网络存在广泛的共同基础。

　　建议电信运营商充分利用现有网络资源，准确预测3G业务发展需求，统筹规划，分步实施，以促进我国电信事业的健康发展。