?摘要　在3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，覆蓋是運(yùn)營商首要關(guān)注的問題，合理利用覆蓋技術(shù)將大量節(jié)約建設(shè)成本。本文從增加信道功率、改變系統(tǒng)參數(shù)和改變天線的配置等方面提出了增強(qiáng)覆蓋的方法，旨在為WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供借鑒。

1、引言

　　在設(shè)計WCDMA網(wǎng)絡(luò)時，必須首先確定基站的覆蓋范圍?；镜母采w范圍直接決定著網(wǎng)絡(luò)的投資，從而影響到整個網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃。因此有必要研究WCDMA如何以較小的代價提高基站的覆蓋。

　　本文提出了增強(qiáng)基站覆蓋的幾種方案，它們不僅易于操作而且性能較好，可以作為WCDMA系統(tǒng)建設(shè)推廣和運(yùn)營時通信運(yùn)營工程師的參考。

2、增強(qiáng)覆蓋的方法

　　增強(qiáng)覆蓋的主要方法包括：（1）增加公共導(dǎo)頻信道（CPICH）的功率；（2）增加專用信道（DCH）的功率；（3）改變其他系統(tǒng)參數(shù)，如切換參數(shù)和誤塊率門限；（4）改變天線的設(shè)置。

　　2.1　增加公共導(dǎo)頻信道（CPICH）的功率

　　增加公共導(dǎo)頻信道的功率可以提高WCDMA系統(tǒng)下行鏈路的覆蓋，具體可以采用以下兩種辦法。

　　2.1.1　增加所有公共信道的功率

　　將公共信道的功率與公共導(dǎo)頻信道的功率相關(guān)聯(lián)；通過增加公共導(dǎo)頻信道的功率，相應(yīng)改變所有公共信道的功率。這種方法的優(yōu)點是易于實施，只需要調(diào)整一個參數(shù)即主導(dǎo)頻率發(fā)射功率，其他功率都以主導(dǎo)頻功率為參考，相應(yīng)增加。

　　2.1.2　只增加公共導(dǎo)頻信道的功率

　　當(dāng)增加公共導(dǎo)頻信道功率時，并不改變其他公共信道的功率值。即其他公共信道的下列值保持不變：

　?。?）BCH的發(fā)射功率；
　?。?）P-SCH的發(fā)射功率；
　　（3）S-SCH的發(fā)射功率；
　　（4）當(dāng)FACH承載BCCH，CCCH及DCCH時其最大的發(fā)射功率；
　?。?）當(dāng)FACH承載DTCH時其最大的發(fā)射功率；
　?。?）CCPCH的發(fā)射功率；
　?。?）CPICH的發(fā)射功率。

　　這種方法的優(yōu)點是留給業(yè)務(wù)信道更多的功率。

　　這里需要說明的是，公共導(dǎo)頻信道的覆蓋增益并不一定和功率的增加完全匹配；因為公共導(dǎo)頻信道功率的增加，會導(dǎo)致下行鏈路的噪聲也隨之增加，噪聲增加量的多少取決于公共信道的配置和系統(tǒng)負(fù)荷。在一個干擾有限的區(qū)域，當(dāng)只有公共導(dǎo)頻信道的功率增加時，覆蓋會隨著公共導(dǎo)頻信道功率增加而增強(qiáng)。

　　公共導(dǎo)頻信道功率的下行鏈路噪聲及覆蓋增益隨公共導(dǎo)頻信道功率的變換關(guān)系如圖1所示。其中，無線基站RBS的機(jī)頂輸出功率大約為17W，并假設(shè)系統(tǒng)無負(fù)荷。?

圖1　下行鏈路噪聲及覆蓋增益隨參數(shù)主導(dǎo)頻率發(fā)射功率的變換關(guān)系圖

　　從圖1可以看出，下行鏈路的噪聲隨著公共導(dǎo)頻信道功率的增強(qiáng)而增加。如當(dāng)公共導(dǎo)頻信道功率從30.3dBm增加到34dBm時，噪聲從0.7dB增加到了1.1dB；覆蓋增強(qiáng)了3.3dB即：3.7-（1.1-0.7）=3.3dB

　　從圖1還可以看出，公共導(dǎo)頻信道功率的增加會引起系統(tǒng)容量的減少。如當(dāng)公共導(dǎo)頻信道功率從30.3dBm增加到34dBm時，在其他公共信道的功率值保持不變的情況下，預(yù)留給業(yè)務(wù)信道的功率從84%減小到76%。

　　2.2　增加專用信道功率

　　增加專用信道功率（DCH）也可以增強(qiáng)下行鏈路覆蓋。

　　每個無線承載鏈路都需要指定下行鏈路的最大功率值，可以通過下面的方法來配置這個參數(shù)，使所有的無線承載在小區(qū)邊界達(dá)到相同的覆蓋。一個理想的輸出功率可以通過載干比門限計算出來。

　　結(jié)合公共導(dǎo)頻信道和專用信道的理想輸出功率表達(dá)式，得到下面的關(guān)系式
　　　?。?）

　　其中：γDCH是專用信道的門限，γCPICH是公共導(dǎo)頻信道的門限，為-16dB

　　對不同的無線承載，通過式（1）可以得出與公共導(dǎo)頻信道功率對應(yīng)的專用信道的功率參考值，如表1所示。為了便于比較，也給出了專用信道功率的默認(rèn)配置。這些值沒有包括軟切換增益。

表1　門限和DCH功率示例?

　　對一個全負(fù)荷系統(tǒng)，當(dāng)前的默認(rèn)配置無法使所有無線承載在小區(qū)邊界都有覆蓋。以PS384k為例，為了使這個無線承載在小區(qū)邊界獲得覆蓋，和公共導(dǎo)頻信道相關(guān)的默認(rèn)配置應(yīng)該是+12.4dB。但這種配置需要消耗很大的能量。在一個無承載的系統(tǒng)中，如果能量消耗比較合理，這個默認(rèn)功率配置可以給出滿意的覆蓋。

　　為了適應(yīng)不同的覆蓋配置，對于不同的無線承載，每個無線鏈路的最大下行功率可以變化。為了使信道交換比較適當(dāng)，建議PS384k的最大單業(yè)務(wù)承載功率配置超過PS128k的，PS128k的最大單業(yè)務(wù)承載功率配置超過PS64k的。

　　如果每個無線鏈路的功率配置過高，即使一個小區(qū)的用戶數(shù)量很少，也有引起擁塞的危險。建議專用信道單業(yè)務(wù)最大承載的功率少于或等于無線基站（RBS）最大輸出功率的20%；在無負(fù)荷系統(tǒng)中可以增加到30%～40%。

　　2.3　改變其他系統(tǒng)參數(shù)

　　對交互式類別的承載，無論是對上行鏈路還是下行鏈路，增加誤塊率門限都可以增強(qiáng)覆蓋。誤塊率門限的增加，可以提高上行鏈路和下行鏈路的信噪比（Eb/No），如表2所示。

　　增加信噪比（Eb/No），提高接收機(jī)靈敏度，鏈路預(yù)算后增強(qiáng)小區(qū)的覆蓋。

　　2.4　改變天線的配置

　　2.4.1　傾斜和改變天線的方位角

　　減少天線的下傾角，可以增大小區(qū)覆蓋。改變天線的方向可以增強(qiáng)小區(qū)重點覆蓋方向的覆蓋。然而，在其他區(qū)域方向上覆蓋就會減少。所以必須針對具體的情況進(jìn)行合適的選擇，既能夠增強(qiáng)覆蓋又較少小區(qū)之間的混疊。

　　2.4.2　采用塔頂放大器

　　采用塔頂放大器提高上行接收靈增強(qiáng)敏度，解決基站上下行鏈路平衡問題，擴(kuò)大基站的覆蓋區(qū)域。

　　2.4.3　采用高增益天線

　　WCDMA的單個宏小區(qū)天線具有15.2dBi到20.7dBi之間的變化增益。采用高增益的天線可以提高上行和下行鏈路的覆蓋，但要在天線增益和垂直射束寬度之間做好權(quán)衡。

　　2.4.4　增加天線的高度

　　增加基站天線的高度可以增強(qiáng)上行和下行鏈路局部區(qū)域的覆蓋。

　　2.4.5　改變饋線類型

　　采用低衰減的饋線可以提高上行鏈路和下行鏈路的覆蓋。

3、結(jié)論

　　本文針對WCDMA系統(tǒng)的多種覆蓋增強(qiáng)方法進(jìn)行了分析和討論，提出了一些增強(qiáng)WCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋的方法，重點分析了通過增加功率提高覆蓋的方法。在3G牌照將近發(fā)布之際，這對WCD MA的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化具有非常重要的現(xiàn)實意義。(馮慧娟　唐宏　張淼)