广西北部湾cdma系统海面覆盖优化.doc

广西北部湾海面覆盖优化广西北部湾海面覆盖优化2011-06-17 作者：谭钰山（中国电信广西分公司）本文通过对广西北部湾 CDMA 系统海面覆盖现状进行分析，总结目前北部湾 海面覆盖存在的问题，进而结合各种影响海面覆盖效果的关键因素，提出北部 湾 CDMA 系统海面覆盖问题的解决思路，以实现广西北部湾海面 CDMA 系统的高 质量、无缝隙覆盖广西北部湾经济区由南宁、北海、钦州、防城港四市所辖行政区域组成， 沿海分别为钦州、防城港、北海三个地市随着北部湾经济区的快速发展，渔 民及海洋作业人员的活动区域在不断扩大，对北部湾海面的通信要求也在不断 提高由于海面只能通过岸上的基站来覆盖，而 CDMA 与 GSM 技术相比，在相同 环境下，信号传播距离明显优于 GSM 系统，因此海洋是一个可以充分发挥 CDMA 技术特长的战场通过对现有北部湾海面覆盖的优化，为游客、渔民及海洋作 业人员等提供满意的通信服务，对中国电信广西分公司而言是一项具有重大战 略意义的工作海面覆盖的特点与难点海面覆盖的特点与难点 海面覆盖的特点海面覆盖的特点容量要求低、覆盖距离要求尽量远； 话务量较少，覆盖面广，无线传播环境好； 控制小区间的干扰困难。

因此，在进行广西北部湾 CDMA 网络海面覆盖的建设时，既要实现无缝覆盖， 又要将干扰控制在可以接受的水平海面覆盖的难点海面覆盖的难点 一般而言，普通基站的海面覆盖距离仅 30km 左右，所以距海 30~70 公里 的大部分区域都没有信号覆盖；海面不能像在陆地上那样建设更多的基 站，覆盖相对困难； 沿海基站不断增多，导致海面导频污染现象严重，最终造成通信质量恶 化； 根据海洋覆盖模型，通过链路预算，在广覆盖的情况下，由于用户数较 少，话务量也较低，此时小区一般是反向覆盖受限；随着用户数的增加， 小区从反向受限逐步变成前向功率受限；海面广覆盖尤其应注意前反向 链路平衡广西北部湾海面覆盖现状及存在问题分析广西北部湾海面覆盖现状及存在问题分析目前北部湾海面正在实施海洋安全生产救助项目，用户总量达 8050 个，使用业务有普通语音、定位、短信等本工程覆盖目标为渔业作业区，因此需尽 可能地提升海面覆盖基站的覆盖范围CDMACDMA 网络前向覆盖现状及问题分析网络前向覆盖现状及问题分析广西北部湾航道、渔业作业区和油田作业区的覆盖现状如图 1 所示图 1 北部湾航道、渔业作业区和油田作业区覆盖现状CDMA 网络已经覆盖了主要渔业作业区和油田作业区，从涠洲岛到防城港白 龙方向都能连续覆盖，北海到涠洲岛航线也覆盖良好。

各网络覆盖情况如表 1 所示表 1 北部湾海域各网络覆盖情况可以看出，CDMA 网络的覆盖距离更远，覆盖率最高由于设备性能限制，尤其是基站设备前向发射功率限制，仍有一部分海域 覆盖空洞区存在，且部分海域覆盖面未达到 50km前向覆盖功率受限可以通过 增加功放或更换更高功率、更大增益的天线来解决 另一方面，在无功率限制因素下，基站可能覆盖到的最大距离受限于天线挂高 广西北部湾沿岸平坦，海拔高度低，无法找到合适高度的站点用于海面广覆盖 亦是前向覆盖不足的一个原因CDMACDMA 网络反向覆盖现状及问题分析网络反向覆盖现状及问题分析北部湾海面反向覆盖现状如图 2 所示Tx_power 小于 20dBm 的为 88.7%， 相对较好，相比前向 Rx_power 只有 67.26%的覆盖率，说明当前海面覆盖主要 问题是前向覆盖不足图 2 北部湾海面反向覆盖现状（Tx_power）CDMACDMA 系统容量分析系统容量分析前向功率及容量分析前向功率及容量分析从理论计算结果来看，在小区激活用户为 30 个的情况下，所需发射功率为 10.2W，当小区用户达到 35 时，所需基站发射功率将大幅提高到 69.42W。

因此 建议单小区内的激活用户数最好不要超过 32 个，对应话务量为 26.75Erl（5% 呼损）根据前向功率计算可知，如果需要基站覆盖更大的范围，必须提高前向发 射功率，根据经验提高 30%的覆盖需要增加 1 倍的发射功率；同时系统用户数 的增加也会对基站的发射功率有影响，当用户到达一定程度时，再增加 1 个用 户，所需功率会大幅提高，因此需要合理控制基站所带的用户规模此外，基 站的前向发射功率还与基站所提供的业务类型相关，不同的业务类型，业务信 道解调门限要求以及链路净损耗不同，也会对基站的发射功率有一定影响反向容量分析反向容量分析CDMA 是反向受限系统前向链路是一对多的通信，而反向链路是多对一的 通信，同时，前向链路的各个信道是同步的，而且还有公共导频信道，所以前 向链路的容量要大于反向链路的容量当系统负荷为 50%时，反向容量是 24 个信道，阻塞率为 5%时，对应的系统 容量为 19.03Erl；系统负荷为 75%时，反向容量为 35 个信道，阻塞率为 5％， 对应的系统容量为 29.67Erl业务需求业务需求北部湾主要海面覆盖基站的 1X 载扇的话务量及渔信 e 通放号后的预测话务 量如表 2 所示。

表 2 北部湾海面预测话务量广西海面覆盖广西海面覆盖 CDMACDMA 网络优化措施网络优化措施广西电信网络优化中心针对北部湾海面弱覆盖及导频污染现象，进行了专 项优化对于弱覆盖，通过优化现网基站远距离覆盖能力的方法来解决；通过 加强网络优化，并设立海面覆盖专用频点，减少导频污染 优化主海面覆盖基站，使其具备远距离覆盖能力优化主海面覆盖基站，使其具备远距离覆盖能力在现网海面覆盖基站已经形成规模布局的情况下，如果新增基站覆盖，尤 其是针对海面的超远覆盖基站，极易破坏现网的网络平衡，引起海面覆盖基站 大规模的调整另一方面，广西海岸线海拔高度低，无法找到合适高度的站点 用于海面广覆盖根据目标区域分布，结合广西沿海基站现状，选取北海冠头岭、北海涠洲 岛、防城港白龙 3 个站点作为海面广覆盖主要基站措施一：主海面覆盖基站更换高增益天线根据覆盖目标区域分布，将北海冠头岭、北海涠洲岛、防城港白龙 3 个站点更换为高增益、窄水平半功率角的 65°定向天线 措施二：改为分布式基站，RRU 上塔北海涠洲岛基站塔高 80m，此前采用 7/8 馈线，馈线长近 100m，馈线损耗约为 5.4dB工程优化中将该站点主设备替换为 BBU+RRU 室外塔 平台方式安装，馈线损耗减少 4.4dB，基站海面覆盖半径增大约 40%。

措施三：调整基站发射功率改善前向覆盖加大基站发射功率，建议单载波基站仍采用 60W 的 RRU，双载波、 三载波基站可根据话务情况更换为 80W 措施四：增加基站、塔顶放大器以分别改善前反向覆盖在北海涠洲岛基站、北海冠头岭、防城港白龙等基站天线端增加基 站放大器、塔顶放大器以改善前反向覆盖  措施五：RRU 射频并接中兴通讯 SDR 基站可以通过 RRU 并接方式扩展射频资源，即一个扇 区配置 2 个 RRU，从而提高单载波的前向容量和功率通过配合大功率 软件，单载波输出功率提高 20W~60W 措施六：试点超导链路技术2009 年 3 月，广西电信对超导链路技术在海面覆盖的应用开展试验 试验证明采用超导链路可以明显地改善反向链路的覆盖范围和通信质量， 相比较塔顶放大器而言，超导滤波器能更好地改善海面覆盖反向链路质 量  措施七：采用 2T4R 多天线技术通俗地讲，多天线系统就是收发双方都采用多根天线进行收发通 过适当的发射信号形式和接收机设计，多天线技术可以在不显著增加无 线通信系统成本的同时，提高系统容量和覆盖距离从技术上讲，采用 多天线技术后，可获得下列增益： 功率增益、阵列增益、空间分集增益、 干扰抑制增益、空间复用增益。

控制越区覆盖，减少导频污染控制越区覆盖，减少导频污染对广西北部湾海域，CDMA 海面覆盖无线通信发展还存在另一个制约因素， 即越区覆盖导致的导频污染针对导频污染的优化措施如下 沿海基站改造为定向基站广西北部湾沿海部分全向基站用于覆盖海岸，由于海岸地势平坦， 信号覆盖范围难以控制将部分海面信号影响较大的全向基站改造为定 向基站，将其信号覆盖范围控制在内陆，以减少海面导频污染 调整天馈设置对沿海 87 面天线下倾角、方位角进行调整优化，通过压制干扰信号， 控制干扰信号在海面的传播范围，减少干扰 设置海面覆盖专用频点通过以上优化方法，确实能从一定程度上改善海面覆盖导频污染现象， 但要从根本上解决问题比较困难既然导频污染主要发生于同频信号之 间，那么，为海面覆盖设立专用的频点，就能从根本上避免导频污染的 出现目前 CDMA 总共有 7 个频点可用，目前钦防北海面覆盖 1X 网络均启 用 283 频点，另外预留 37 号频点用于 1X 增强型网络，那么完全可以找 出一个专用的频点覆盖海面，其余的 4 个频点用于保证充足的网络容量在优化工程中，广西北部湾海域采用异频覆盖的方式来辅助解决导 频污染现象，共设置海面覆盖 242 频点，载扇 51 个，引入近海辅助切换 伪导频 94 个。

改造后，当沿海陆地起呼用户占用 283 频点向涠洲岛移动发生切换 时，异频切换到涠洲岛基站 242 频点上；当海面覆盖用户起呼时，因为 待机在 242 频点，业务也占用在 242 频点，当向陆地移动发生切换时， 通过陆地站点增加的 242 伪导频可以切换过去参数优化，适应海面传播环境参数优化，适应海面传播环境除以上无线网络的优化外，还需要对系统参数进行优化，使其适应海面覆 盖的环境要求无线参数主要调整载频设计功率、导频信道增益、寻呼信道增益、同步信 道增益、有效集/相邻集/剩余集的搜索窗大小、 PN_INC、init_power、nom_power、功率增量、接入试探数、覆盖半径等，其中 近海和远海覆盖参数设置不同广西北部湾覆盖主要采用中兴通讯的设备，参 照中兴通讯对超远覆盖的无线参数建议，按照覆盖 100km 来考虑，1X 参数（部 分）建议值如表 3 所示表 3 1X 参数（部分）建议值本文对广西北部湾 CDMA 系统海面覆盖存在的问题，提出了若干解决方法 各种方案的积极探索和有效结合，必将使海面无线通信得到更好的发展海洋 覆盖工程是个艰巨的工程，也是为出海作业人员解决海上通信的一个大工程， 这是沿海用户十分迫切的一个需求，潜在的市场前景非常广阔。

经过广西电信对海面覆盖 CDMA 基站的优化和调整，目前北部湾海面 CDMA 网络覆盖已经得到 了明显的改善随着 CDMA 网络规模的日益扩大，广西北部湾海面覆盖将为提高 天翼品牌价值，增加 CDMA 市场份额发挥重要的作用。