浅析CDMA网络湖泊超远距离覆盖及优化

2014-07-02何志江西省邮电规划设计院有限公司南昌市330000

江西通信科技 2014年2期

何志江西省邮电规划设计院有限公司南昌市 330000

浅析CDMA网络湖泊超远距离覆盖及优化

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简要介绍湖泊场景超远距离覆盖新技术的研究与系统仿真，开展湖泊环境下超远距离网络覆盖技术应用现场试验，分析、掌握典型场景的超远距离网络的网络优化基本原则，总结优化方法，提出优化工作相关专题的解决方案，研究网络质量评估体系及考核体系，总结建网和优化经验，为下一步的超远距离网络的网络建设、优化和评估策略提出可行性技术建议。

CDMA 超远覆盖超导滤波器塔放

1、前言

随着CDMA网络发展从大规模工程建设进入到精品化网络阶段，CDMA网络优化的工作也要求更加精确性和针对性。而我国地理辽阔，地理环境较为复杂，存在较多地势的超远距离覆盖的网络需求，因此要做CDMA精品网络，必须要对各种超远距离的地理环境做到覆盖好、质量优、投诉少的网络要求，这对网络优化提出了挑战。

在湖泊场景中，地势比较平坦，在大面积的沼泽中分布着较多的湖泊、河流等。信号的遮挡因素相对较少，但是信号的折射、反射现象较为普遍。在该场景中会分布较多的旅游景点，因此话务量会随着旅游季节的变化而呈现阶段性特点。

湖泊水域场景的特点如下：

1）整体话务量较低，并随着旅游季节的变化而变动；

2）信号受遮挡的因素较小；

3）湖面对电磁波信号近似于全反射，信号的覆盖范围难以控制；

4）传输资源匮乏；

5）有源设备供电困难；

6）覆盖对象主要为渔民和游客等；

7）覆盖目标为单点大面积覆盖；

8）站址选择以岸边海拔较高的位置为佳。

2、CDMA超远距离覆盖技术

2.1、塔放（TMA）

根据使用的目的不同，塔放可以分为上行塔放、下行塔放、双向塔放。上行塔放是通过在紧靠接收天线侧增加一个低噪声放大器来放大从天线接收到的信号，通过抵消馈线损耗（feeder loss）来获取增益，从而提高基站的接受灵敏度。

下行塔放安装在塔顶，有效弥补馈线损耗，最大输出功率120W，可提高基站输出功率约10dB，有效提高覆盖范围。典型上行塔放的改善值为3dB，对应上行小区半径增大近25%，覆盖面积增大近50%。

双向塔放就是在塔顶放大上下行信号，以提高基站的覆盖范围，主要应用于话物密度较小的农村、郊区、乡镇和海域等。

优点：扩大单点覆盖范围、提高接收灵敏度、改造施工简单、投资费用低。

缺点：塔放不增加容量；对于下行，T M A有0.5dB的插入损耗；气候会影响设备的使用年限；维护较困难。

2.2、超导滤波器

利用导体在-200℃时，表面电阻近似为零的特性制成的滤波器，Q值可达10万，高于目前采用腔体滤波器的Q值20倍。因此具有极小的通带插损(＜0.1dB)，极高的阻带抑制(＞60dB)和极陡峭的过渡带(最高可达-100dB/400KHz)。同时在超导滤波器之后配备有在超低温工作条件下的低噪放(LNA，增益为12dB)，具有极低的噪声系数(＜0.5dB)。用其作为基站接收机的射频前端设备，能彻底抑制基站接收机的各种干扰，提高了接收机的灵敏度，解决了移动通信上行信号弱的瓶颈问题。而且超导滤波器安装在基站主接收机和分集接收机上，因此不影响分集接收抗多径衰落的功能。根据实测，利用超导滤波器可使覆盖半径扩大22%，覆盖面积扩大45%。

高温超导滤波器由于工作温度低，需要深度制冷，因此外围部件较多，结构较复杂。主要包括高温超导滤波放大电路、深度制冷系统、精确控制系统、真空绝热系统四部分。

其中高温超导滤波放大电路是系统的核心部分，包括高温超导滤波器(HTS Filter)和低温低噪声放大器(LNA)，滤波器微带电路由高温超导薄膜材料制作，工作温度在液氮温区(77K)，为降低系统的噪声，将低噪声放大器也放置于低温区。深度制冷系统为高温超导滤波器提供实现超导特性的低温工作环境，一般常用斯特林制冷机或脉冲管制冷机，它是系统的另一关键部件。

真空绝热系统是将工作于液氮温区的超导滤波放大电路与外界的室温环境隔开，尽可能降低两者间的热量传递。精确控制系统是实时测试高温超导滤波放大电路的实际工作温度，随时对制冷系统发出指令，保持冷区温度恒定，同时对系统的相关参数进行监控和预警。

优点：可以提高接收机灵敏度约3dB，覆盖半径可以扩大22%，覆盖面积可以扩大约45%。

2.3、RRU上塔

射频拉远单元RRU(Remote Radio Unit)带来了一种新型的分布式网络覆盖模式，它将大容量宏蜂窝基站集中放置在可获得的中心机房内，基带部分集中处理，采用光纤将基站中的射频模块拉到远端射频单元，分置于网络规划所确定的站点上，从而节省了常规解决方案所需要的大量机房；同时通过采用大容量宏基站支持大量的光纤拉远，可实现容量与覆盖之间的转化。

RRU的工作原理是：基带信号下行经变频、滤波，经过射频滤波、经线性功率放大器后通过发送滤波传至天馈。上行将收到的移动终端上行信号进滤波、低噪声放大、进一步的射频小信号放大滤波和下变频，然后完成模数转换和数字中频处理等。

由于广覆盖基站一般来说塔的高度比较高，如采用常规手段使用7/8或者5/4的馈线上塔方式，势必会带来很大的馈线损耗。通过采用RRU上塔的方式，减少馈线的损耗，可以有效的提升前、反向增益2～3dB，增加20%的基站前、反向覆盖半径。

优点：减小了无线基站设备对机房的依赖，节省了设备机房以及配套方面的建设投资，降低能耗。

缺点：需要有电源线从地面拉上塔顶给RRU供电，需要有严格的防雷措施。

2.4、大功率发射

常规场景下每载频的发射功率最大为2 0 W（43dBm），通过提升载频的前向发射功率，可以有效的提升前向覆盖距离。下行发射功率每提高3dB，下行覆盖增益3dB，对应下行小区半径增大近25%，覆盖面积增大近50%。

(3)回热系统优化成果显示，随着机组负荷率的下降，汽轮机热耗和供电煤耗下降值随之扩大，说明基于0号高压加热器的回热系统适合大容量高参数机组的调峰需求。

优点：改造方案简单，依赖条件少，投资费用低。

缺点：由于使用的功率较大，容易出现越区覆盖的问题，给网络优化带来问题；广泛使用时将导致下行干扰随之上升。