马治国：CDMA网络的容量优化

　　马治国

　　伴随着整个社会的蓬勃发展，人们对信息的需求与日俱增。信息越来越繁杂，信息量也越来越庞大。在这种背景下，催生了通信业发展的日新月异。回顾整个cdma的发展历程， 1993年Qualcomm公司提出的cdma技术正式成为技术标准(IS-95)，而后又平滑演进至cdma2000 1X的系列标准，后由于高速数据的需要，又引入了EVDO技术。这一切技术进步的背后，对 容量不断扩大的需求是其主要源动力。

　　在工程建设中，每个地区的实际网络与理论的网络模型以及相应的仿真结果还是有很大差距的，所以对网络进行针对性的优化非常必要，怎样在保持网络稳定运行的同时使得网络的容量最大化显得尤为重要。

　　一、cdma 2000 1X网络的语音容量优化

　　cdma 2000 1X网络中，某个扇区的前向业务信道是由walsh码区分的，一般的网络规划前向使用64阶的walsh码，即总共可以生成64个信道。其中，至少必须包含一个导频信道、一个同步信道和一个寻呼信道，也就是说，理想状态的理论极限值是同时建立61个语音通信。但在实际的网络中，往往还没有到达这个理论最大值的时候，基站的总发射功率、基站的反向接收灵敏度、手机的最大发射功率以及手机的接收灵敏度这些因素中的一个或几个同时已经到达了极限状态。一般情况下，首先达到临界状态的是基站侧的反向接收灵敏度。这是因为cdma系统是个自干扰系统，某个用户相对于其他用户来说就是干扰信号，随着同时接入用户数的增加，干扰也愈大，基站的接收灵敏度在某一时刻便会达到临界状态，无法正确的解调手机的信号。如果此时再接入新的用户，便会产生雪崩效应，造成多个用户的掉话。所以在网络规划中，应该设置一个参数，避免这种雪崩效应的产生。当有多个用户同时语音通信，网络的负荷达到一定程度时就禁止新的用户接入了，此值设置过小影响整个网络的容量，过大会造成网络的不稳定。设置此值时还应考虑到用户所处环境对语音容量的影响，当用户集中基站信号覆盖良好的近点和集中在覆盖边缘的远点所能接入的语音呼叫数量肯定有很大差别。

　　二、cdma 2000 1X网络的前反向数据业务优化

　　cdma2000 1X网络相对于cdma 95网络，在数据传输上增加了补充信道――SCH。正是由于这一信道的引入，使得前反向的数据传输速率增加至153.6Kbps。在进行前向的数据传输时，用户获得的速率与使用的walsh码息息相关。前向64阶walsh码的信道传输速率是9.6Kbps，32阶的为19.2Kbps，依此类推，要获得153.6Kbps的数据速率，便要使用4阶的walsh码。如上文所述，满足一个扇区正常工作的最基本的开销信道必须包含一个导频信道、一个同步信道和一个寻呼信道。前向信道的64阶walsh码中，0信道固定用来传输导频信号，32信道固定传输同步信道，寻呼一般用1信道传输，用来传输数据的码道不可以与这三个码道冲突。使用的4阶walsh码要与这三个信道避让开来，根据一般walsh码树的分配原则，一个扇区顶多只能支持2个153.6Kbps的数据业务，walsh码树的信道分配会对整个系统的容量产生影响，这也是容量优化所要考虑的。当然，前向的数据速率一般来说也受制于基站的总发射功率，为了保持终端可以正确的解调高速数据，基站必然要分配给它较高的功率，此时，终端所处的无线环境也将起到决定作用，越差的环境所需的功率越高。。

　　在反向上，不再受到walsh码的限制，但是终端可以得到的高速数据速率依然有限，这时主要的瓶颈在于基站的接收灵敏度以及终端的发射功率。基站侧一般会有参数来确定最多可以分配的反向SCH的数量，此值不宜过大，过大的参数并不会增加反向扇区的吞吐量，反而会对系统的稳定性造成负面影响。

　　以上分析的前反向数据容量均为理想值，而在实际的网络运营中，必须首先保证的是语音通信，所以不可能把所有的网络资源全部分配给数据传输，应该设置适当的参数，将网络资源按一定的比例分配给数据传输，剩余的则预留给有可能并发的语音通信。

　　三、EVDO网络的前反项数据业务优化

　　EVDO是专门针对高速数据传输而应运而生的技术。速率的提高主要体现在前向上，用时分的方式来提高数据传输的吞吐量，使其达到了2.4Mbps，反向上相对cdma2000 1X所作的改动不大，最高的数据速率依然是153.6Kbps，这也正迎合了目前前反向不对称的业务需求。

　　用户在申请前向数据业务时，终端会首先测得当前的C/I值报告给基站，申请此值相对应的数据速率。由于DO的分配机制所限，终端申请的速率都是较为保守的，有造成系统资源浪费的可能，所以组网时，应该打开基站的early termination，HARQ功能会补偿一些保守申请造成的浪费，对系统容量产生积极的影响。

　　当有多个用户同时分享前向数据速率时，他们所处的环境各不相同，申请的速率也不一致。由于无线环境十分复杂，C/I的值极不稳定，C/I几个dB的变化会导致速率成倍的升降。所以每个用户的速率也在纷繁的变化。系统要对总共2.4Mbps的资源进行合理的分配，此时运用的调度算法至关重要，既要争取整个扇区数据速率的最大化，又要兼顾每个用户的稳定接入。

　　一般来讲，cdma2000 1X网络与EVDO应该是混合组网的，EVDO会做热点覆盖，这两个网络均可以提供数据业务。当用户身处混合盖区时，申请数据业务时应当首先由EVDO网络提供服务，当EVDO网络忙时，怎样将业务转向1X网络，避免乒乓效应，也是当前研究的热点。

　　[泰尔实验室专稿]