EV-DO試驗網(wǎng)組網(wǎng)與規(guī)劃
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1、引言
CDMA2000 1x EV-DO技術(shù)是1X現(xiàn)網(wǎng)演進到3G階段的熱門標準之一。在中國，該技術(shù)標準尚未投入商用，其技術(shù)特點和網(wǎng)絡(luò)特性還有待我們進一步掌握和深化。為了達到這個目標，除了從理論上進行學習外，搭建一定規(guī)模的試驗網(wǎng)也是一個比較客觀和直接的方式。
在CDMA2000 1x EV-DO試驗網(wǎng)的規(guī)劃和組建過程中，不可避免會遇到各種各樣的問題，本文介紹了EV-DO試驗網(wǎng)組網(wǎng)過程中需要考慮和注意的問題，并提出了一套相應的解決方案，希望能起到拋磚引玉的作用。
2、技術(shù)標準版本的選取
首先對CDMA技術(shù)標準的發(fā)展過程進行一個簡要的介紹。
如圖1所示，在CDMA技術(shù)發(fā)展過程中，包括IS-95、IS-95A、IS-95B等在內(nèi)的第2代移動通信技術(shù)統(tǒng)稱為CDMAOne，該技術(shù)以支持語音業(yè)務(wù)為主要內(nèi)容，中國聯(lián)通CDMA網(wǎng)絡(luò)也是從這里起航的。
在后續(xù)發(fā)展中，引入了CDMA2000 1X技術(shù)，除了增加語音容量和引入各種新的性能外，還有能夠支持諸如153.6kb/s、307.2kb/s的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
其后，CDMA2000擴頻系統(tǒng)進一步演進出了C和D版本，即我們經(jīng)常提到的CDMA2000 1x EV-DV技術(shù)。該標準除了繼承CDMA2000 1X技術(shù)的語音功能外，數(shù)據(jù)吞吐率還得到了大幅度提升，D版本的EV-DO前反向峰值速率分別達到了3.1Mb/s和1.8Mb/s。
在CDMA2000擴頻系統(tǒng)發(fā)展的同時，3GPP2標準體系中引入了CDMA2000 HRPD(High Rate Packet Data)標準體系，即我們通常講到的CDMA2000 1x EV-DO技術(shù)。該技術(shù)標準目前存在0和A兩個版本。目前，0版本的EV-DO技術(shù)已經(jīng)比較成熟，在韓國、日本等國家也已經(jīng)投入商用。A版本的EV-DO技術(shù)也已經(jīng)進入實質(zhì)性的商業(yè)化開發(fā)，3.1Mb/s和1.8Mb/s的前反向峰值速率、QoS的改進等一系列的優(yōu)良性能是其最大亮點。雖有消息稱A版本EV-DO網(wǎng)絡(luò)將在2006年正式進入商業(yè)運行，但目前尚未有廠家能夠提供試驗網(wǎng)設(shè)備。
因此，如果目前搭建CDMA2000 1X EV-DO試驗網(wǎng)絡(luò)，所能選擇的版本仍為0號版本。雖然其僅能支持數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，且不能保障類似視頻電話的實時性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的QoS，但其2.4Mb/s和153.6kb/s的前反向峰值速率仍是一個劃時代的進步。
3、試驗頻段的選擇
作為最重要的電信資源之一，頻譜資源受到政府的完全掌控。因此，試驗網(wǎng)頻段的選擇必須符合國家相關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定。
1992年，ITU就給第三代移動通信分配了核心頻段，包括1885MHz～2025MHz和2110MHz～2200MHz，共230MHz。結(jié)合中國國情，信息產(chǎn)業(yè)部于2002年10月頒布了“無[2002]479號”文件，確定了中國3G無線頻譜規(guī)劃方案。在此方案中，除了規(guī)定IMT-2000 FDD方式的主要工作頻段為1920MHz～1980MHz/2110MHz～2170MHz、補充工作頻段為1755MHz～1785MHz/1850MHz～1880MHz外，現(xiàn)網(wǎng)的825MHz～835MHz/870MHz～880MHz頻段也被規(guī)劃為FDD方式的擴展頻段。
目前，主要工作頻段和補充工作頻段均未開放給各運營商使用，因此從法律角度上來講，800M是目前可以合法使用的EV-DO試驗網(wǎng)頻段。在中國聯(lián)通800M頻段可使用的7個頻點中，283、242和201頻點均已占用，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，目前EV-DO試驗網(wǎng)的推薦頻點為37。
4、組網(wǎng)方式
4.1 無線側(cè)
在無線側(cè)，EV-DO試驗網(wǎng)的組網(wǎng)方式可分為升級組網(wǎng)和疊加組網(wǎng)兩種。升級組網(wǎng)是指在現(xiàn)網(wǎng)1X基站中添加相應的EV-DO板卡，并輔以軟件升級完成。疊加組網(wǎng)不是通過添加板卡完成，而是依靠增加一臺新的EV-DO基站的方式完成。
在這里，對這兩種無線側(cè)組網(wǎng)方式進行比較分析：
(1)升級組網(wǎng)方式實際利用了現(xiàn)網(wǎng)基站的機架、電源模塊、時鐘板等資源，施工起來相對簡單。疊加組網(wǎng)方式需要增加新的設(shè)備，很容易受限于現(xiàn)有機房的空間和承重等客觀條件。然而，由于1X現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備單機柜大多只能支持3扇4載波，對于現(xiàn)網(wǎng)的3載波基站，升級上DO載波后實際已經(jīng)達到單機柜滿配情況的，若以后再增加新的載波，同樣會面臨增加新機柜的問題。從這個角度上講，升級組網(wǎng)方式僅僅能緩解新增機柜的施工困難。
(2)升級組網(wǎng)方式局限于使用現(xiàn)網(wǎng)1X設(shè)備提供商的DO產(chǎn)品。疊加組網(wǎng)方式既可以選擇與1X現(xiàn)網(wǎng)相同廠家的設(shè)備，也可以選擇不同廠家的DO設(shè)備，這對運營商而言，有利于引入競爭，并且能夠增加在日后可能的商業(yè)談判中的籌碼。
(3)從技術(shù)上講，由于1X和EV-DO技術(shù)本來就不存在任何兼容性，兩種組網(wǎng)方式對于網(wǎng)絡(luò)性能不存在根本性區(qū)別。
(4)在實際組網(wǎng)過程中，這兩種組網(wǎng)方式可以靈活結(jié)合使用。另外，一些EV-DO站點可以根據(jù)實際情況考慮建設(shè)在獨立于現(xiàn)網(wǎng)機房的地方，雖然會加重試驗網(wǎng)成本，但可以增加規(guī)劃和組網(wǎng)的靈活性。
4.2 數(shù)據(jù)核心網(wǎng)側(cè)
在數(shù)據(jù)核心網(wǎng)側(cè)，需要考慮的問題是PDSN共用問題。由于CDMA2000 1X和CDMA2000 1X EV-DO技術(shù)只是空口標準的不同，而數(shù)據(jù)核心網(wǎng)是可以共用的。實際上，當EV-DO進入商用階段，1X與DO系統(tǒng)必然需要共用PDSN，但在試驗網(wǎng)階段，為了避免對現(xiàn)網(wǎng)PDSN的影響，可以考慮使用單獨的PDSN。
如果EV-DO試驗網(wǎng)使用單獨的PDSN，那么當手機從DO網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)移動到僅有1X網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域，將不能完成PPP連接不變狀態(tài)下的數(shù)據(jù)切換。如果共用1X系統(tǒng)的PDSN，在切換過程中則可以保持PPP連接和IP地址不變。
從技術(shù)角度出發(fā)，我們還是希望試驗網(wǎng)能夠共用1X現(xiàn)網(wǎng)的PDSN，以支持DO到1X的切換測試。那么，常見的共用方式有兩種：
(1)將現(xiàn)網(wǎng)PDSN所有板卡全部升級到能夠支持EV-DO技術(shù)的軟硬件版本，然后接入試驗網(wǎng)。這種方式雖然能夠一步到位，但對于現(xiàn)網(wǎng)影響最大，施工風險也較大。
(2)在現(xiàn)網(wǎng)PDSN中添加一塊新的板卡，將試驗網(wǎng)中EV-DO終端綁定到該板卡上，實現(xiàn)與現(xiàn)網(wǎng)共用PDSN的目的。這種方式給現(xiàn)網(wǎng)帶來的風險較小，但在今后演進到商用網(wǎng)階段時，仍有可能需要再次進行改造。
兩種方式各有利弊，但對于試驗網(wǎng)而言，在滿足測試要求的前提下，應該盡量減少對現(xiàn)網(wǎng)的影響，因此個人推薦在試驗網(wǎng)階段采用第二種方式。需要說明的是，由于各PDSN廠家設(shè)備性能不同，以上兩種方式不一定能全部支持，也有可能存在別的特殊方法，建議在組建試驗網(wǎng)前和PDSN廠家詳細交流再作決定。
共用現(xiàn)網(wǎng)的PDSN，則EV-DO測試終端產(chǎn)生的話單將送往現(xiàn)網(wǎng)的計費系統(tǒng)。這需要和計費部門協(xié)商，以對這些話單進行處理。一種可行的方法是，EV-DO測試終端使用不同于現(xiàn)網(wǎng)的用戶名和密碼登陸網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在計費側(cè)對該用戶名和密碼產(chǎn)生的話單進行特殊處理，免于計費。
另外，如果采用共用現(xiàn)網(wǎng)的PDSN，需要注意目前PDSN的互聯(lián)網(wǎng)出口帶寬的容量和負荷。由CDMA2000 1X技術(shù)的數(shù)據(jù)吞吐量較小，現(xiàn)網(wǎng)PDSN連接外部互聯(lián)網(wǎng)的出口帶寬并不大，很可能無法承受EV-DO試驗網(wǎng)產(chǎn)生的高數(shù)據(jù)流量的沖擊。如不緊急擴容，會嚴重影響到現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的使用。
5、試驗區(qū)域和站點的選擇
密集城區(qū)是以后商用EV-DO網(wǎng)絡(luò)需要鋪設(shè)的首要區(qū)域，城鄉(xiāng)結(jié)合部、重要的高速公路也是EV-DO網(wǎng)絡(luò)可能的覆蓋目標。搭建試驗網(wǎng)的重要目標之一就是使網(wǎng)絡(luò)能夠盡量涵蓋具有以上地理特征的地區(qū)，并在實際組網(wǎng)和測試過程中積累經(jīng)驗，為以后的規(guī)劃提供依據(jù)。
然而，由于試驗網(wǎng)站點數(shù)量不可能過多，如何使用最少的站點來達到最好的試驗效果，是在試驗網(wǎng)規(guī)劃階段希望達到的效果。試驗站點和區(qū)域的選擇需要考慮以下幾個方面：
(1)需要挑選若干基站組成主要的試驗區(qū)域。該試驗區(qū)域應該盡可能多的包含密集城區(qū)的各種地形地物，并能夠代表該城市繁華地區(qū)的典型地理特點。因為，以大話務(wù)量為特征的密集城區(qū)必將成為商用3G網(wǎng)絡(luò)的首要和重點覆蓋區(qū)域。
(2)在實際測試中，大多數(shù)的性能測試為單站測試。因此需要在主試驗區(qū)域中選擇出一個主測試基站，所有的單站測試盡量在該基站上完成。該主測試基站至少在一個扇區(qū)方向上存在一條從基站出發(fā)的徑向測試道路，并具有一定的長度(至少2～3公里)，才可以滿足覆蓋測試、定點吞吐量測試等測試條件。如果有可能，在距該主測試基站某扇區(qū)近點(C/I＞10)、中點(C/I=5)和遠點(C/I=0)處，應分別有一條與扇區(qū)半徑相切的環(huán)形路線，以滿足移動情況下扇區(qū)吞吐量測試的測試條件。
(3)應該覆蓋一定長度的能保證較高車速的城市干線或者高速公路，以進行不同車速下數(shù)據(jù)吞吐率的對比試驗。
(4)在試驗區(qū)域中，應該設(shè)置一條PCF邊界，并存在至少一條測試路線與該PCF邊界相切，滿足跨PCF切換測試的條件。
(5)如果EV-DO基站設(shè)備提供商不止一家，那么各廠家的試驗區(qū)域應該相連，并有測試道路與廠家邊界相切，以進行跨廠家的切換測試。
(6)在非話務(wù)熱點地區(qū)，可以按照現(xiàn)網(wǎng)站距兩倍甚至三倍的距離部署EV-DO基站，驗證在低話務(wù)地區(qū)建設(shè)覆蓋型EV-DO網(wǎng)絡(luò)的可能性。
(7)建設(shè)個別的室內(nèi)EV-DO覆蓋系統(tǒng)，考察EV-DO網(wǎng)絡(luò)對干放和分布系統(tǒng)的影響。
(8)可以升級個別帶直放站的宏基站，考察EV-DO網(wǎng)絡(luò)對于直放站的影響。
6、天饋
如果試驗網(wǎng)部署在2.1G頻段，則由于工作頻段的限制，現(xiàn)網(wǎng)的天饋系統(tǒng)大多不可以利舊，需要增加新的天饋。但如本文前面所述，目前試驗網(wǎng)暫時只能在800M頻段部署，因此存在共用現(xiàn)網(wǎng)天饋的可能性。但是在800M頻段上搭建EV-DO試驗網(wǎng)，在某些情況下，獨立天饋也不失為一種好的選擇。
表1 對共用天饋和獨立天饋兩種方式進行了比較。
從表1可以看出，天饋的兩種使用方式各有優(yōu)缺點，應該結(jié)合實際情況加以選擇使用。如在以大于現(xiàn)網(wǎng)站距的方式進行DO覆蓋型網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時，可以考慮使用獨立天饋，并通過調(diào)節(jié)DO基站天線的方位角和下傾角，從而較少的基站數(shù)量以取得較好的覆蓋效果。
談到共用天饋的具體實現(xiàn)方式，最容易想到的就是合路器方式，將現(xiàn)網(wǎng)信號和DO信號進行合路后通過現(xiàn)網(wǎng)天線發(fā)射出去，此種方式會帶來3dB的信號衰減。除此之外，結(jié)合一些設(shè)備廠家的設(shè)備特點，也存在一些不用合路器的共用天饋方式，可以減少合路對信號造成的衰減。如圖2為某不用合路器的共用天饋示意圖。
7、傳輸和其他配套
相比1X載波對傳輸?shù)男枨?，EV-DO載波占用的傳輸資源較為巨大。對于處于高話務(wù)負荷區(qū)域的三扇區(qū)EV-DO試驗站，每載波需要配置2～3條E1傳輸；如果話務(wù)負荷較低，也可僅配置1條E1傳輸，但有可能由于傳輸資源的緊張造成扇區(qū)吞吐量的下降。對于全向站和微蜂窩，每載波配置1～2條E1傳輸即可。
由于基站機房中新增加了載波或者基站，直流電源負荷增加，需要根據(jù)實際設(shè)備情況增加直流電源模塊。另外，對于市電引入線部分，原來的線徑有可能不能滿足現(xiàn)在的需求，需要進行電源線改造。這些都需要專業(yè)的規(guī)劃單位幫助勘查和確定。
另外，基站機房中的空調(diào)也是有可能需要擴充的地方，需要根據(jù)具體情況確定。
8、結(jié)束語
在第三代移動通信技術(shù)真正登陸商用市場的前夜，試驗網(wǎng)無疑是一塊不可缺少的試驗田。不論對于設(shè)備提供商還是運營商，試驗網(wǎng)都是一次大練兵、大比武的機會，更為大家提供了一個良好的大展身手、競爭創(chuàng)新的場所。在試驗中，不但可以加深對新技術(shù)的掌握，也可以培養(yǎng)和鍛煉一批優(yōu)秀的技術(shù)隊伍。
本文分析了EV-DO試驗網(wǎng)組網(wǎng)和規(guī)劃過程中遇到的一些問題，提出了相應的解決辦法。既然是試驗網(wǎng)，那么各種新的組網(wǎng)思想、方法和設(shè)計方案都可以在試驗中充分運用和分析比較，以便在實踐中探尋出一套最優(yōu)的組合，以最佳的狀態(tài)、最好的身手迎接即將到來的3G大潮。
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