鄭勁松

（福州海峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計算機通信工程系，福建 福州 350014）

寬帶碼分多址多載頻擴容策略

鄭勁松

（福州海峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計算機通信工程系，福建 福州 350014）

從WCDMA網(wǎng)絡(luò)的容量需要出發(fā)，提出多載頻組網(wǎng)的必要性，分析多載頻組網(wǎng)需要解決的問題，提出影響WCDMA網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)劣的關(guān)鍵技術(shù)，包括負荷均衡策略、空閑態(tài)策略、硬指配策略、硬切換策略等。

多載頻；容量；硬指配

隨著UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移動通信系統(tǒng)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP制定的全球3G標(biāo)準(zhǔn)之一）網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)，WCDMA網(wǎng)絡(luò)越來越成熟，3G用戶的增加必然會導(dǎo)致容量受限，對于蜂窩密集程度高，無法通過增加基站來滿足容量需求的區(qū)域可以采取多載頻組網(wǎng)，多載頻組網(wǎng)是UMTS網(wǎng)絡(luò)最經(jīng)濟、實用、快捷的擴容方式，在話務(wù)集中的熱點區(qū)域如密集城區(qū)大部分采用多載波配置。

為了應(yīng)對隨時可能發(fā)生的意外事故，建立切實可行的應(yīng)急響應(yīng)機制，并及時吸取以往的和他網(wǎng)的經(jīng)驗教訓(xùn)，對機制進行合理化的修改，使得意外發(fā)生后能夠在第一時間做出反應(yīng)，將危害降到最低，保證電網(wǎng)的安全運行。

1 多載頻組網(wǎng)的需求

在WCDMA（寬帶碼分多址）建網(wǎng)初期，所有基站都使用一個基本載頻覆蓋，但是，隨著用戶數(shù)和話務(wù)量的不斷增加，在人口密集的話務(wù)熱點區(qū)的基站負荷越來越高，當(dāng)這些基站負荷超出單載頻容量極限時，就需要用到多載波組網(wǎng)增加載頻來擴大網(wǎng)絡(luò)容量。多載波組網(wǎng)是指在同一個覆蓋區(qū)域中有多個UMTS同覆蓋小區(qū)，這些小區(qū)通過設(shè)置正確的參數(shù)，采取不同的頻率，實現(xiàn)各個載波之間的負荷均衡，同時根據(jù)各個載波的負荷情況實現(xiàn)UE在不同載波上的駐留。

覆蓋全網(wǎng)的載頻叫做基本載頻，只覆蓋熱點地區(qū)的載頻叫做疊加載頻，對于話務(wù)較低的區(qū)域，基站仍然采用一個基本載頻就可以滿足容量需求，但是，在用戶數(shù)比較多的話務(wù)密集熱點區(qū)域，基站就需要增加疊加載頻，擴容為雙載波，甚至多載波，因此，在一些重要的會場、寫字樓、大型集散中心、政府大樓、娛樂活動場所、大學(xué)宿舍區(qū)這些話務(wù)量密集的地方就需要用到多載波組網(wǎng)。而在話務(wù)稀疏的非熱點區(qū)域如郊區(qū)仍然維持單載波。因此，在WCDMA網(wǎng)絡(luò)的不同區(qū)域可能裝配了不同數(shù)目的載頻。

2 多載頻組網(wǎng)需要解決的問題

2.1 多個載頻覆蓋不一致

2.2 手機空閑態(tài)

不同的頻點承擔(dān)負荷不同，受到的外界干擾和系統(tǒng)內(nèi)同頻干擾的不同，另外，還有信號衰減不同，會造成同個小區(qū)各載頻的前后向覆蓋不一致。比如，在疊加載頻所處區(qū)域其覆蓋一般比基本載頻更遠一些，疊加載頻承擔(dān)的軟切換話務(wù)量較少，受到的同頻干擾更小[1]。

(4) 產(chǎn)生一個服從均勻分布的隨機數(shù)μ∈(0,1),將其與鳥蛋被發(fā)現(xiàn)的概率Ra對比,保留Kt中被發(fā)現(xiàn)概率較小的鳥巢位置,對被發(fā)現(xiàn)概率較大的鳥巢位置進行隨機改變,并與上一步Kt中的位置進行對比,保留測試值更好的位置,從而得到一組更佳的鳥巢位置:,,,…,

As為內(nèi)參物對照品s的峰面積，Cs為內(nèi)參物對照品s的質(zhì)量濃度，Ai為某待測成分對照品i的峰面積，Ci為某待測成分對照品i的質(zhì)量濃度

多載頻的話務(wù)均衡、切換、承載業(yè)務(wù)等應(yīng)做到針對具體場景、環(huán)境、需求來精確設(shè)置，而不是使用統(tǒng)一的默認(rèn)設(shè)置，統(tǒng)一設(shè)置容易造成部分多載頻存在話務(wù)負荷不均衡、下切成功率低等問題。比如孤島多載頻基站應(yīng)用問題：一些地市存在多載頻孤島基站，有利于節(jié)省載頻資源和減少設(shè)備投資，但也容易造成第一載頻話務(wù)負荷較重，通話質(zhì)量、覆蓋受到影響，在高話務(wù)的情況下，如果多載頻參數(shù)設(shè)置、負荷算法等存在問題，往往容易造成掉話。還需要考慮移動終端呼叫過程中的切換問題，手機進入業(yè)務(wù)態(tài)后在基本載頻上一般只需要軟切換，如果只在同一個BSC內(nèi)移動時，當(dāng)移動到疊加載頻邊界時，可能需要硬切換，避免因切換造成的掉話，還要考慮用戶掛機后重新進入空閑態(tài)，還有呼叫終止后手機平滑地進入空閑態(tài)而不會掉網(wǎng)重新搜索。

2.3 參數(shù)設(shè)置問題

手機通過測量小區(qū)的CPICH（公共導(dǎo)頻信道）獲得小區(qū)信號強度情況，讀取CCPCH（公共控制信道）獲得小區(qū)的控制消息，手機上網(wǎng)需要考慮頻點的選擇，用戶的位置變換、終端注冊、尋呼，接收同步信道消息，確定尋呼信道所在的頻點[2]。采用合適的終端守候方式，PCH的使用情況與用戶的短信息量和終端的數(shù)量有直接聯(lián)系，因此，解決空中尋呼信道（PCH）資源緊張的問題，需要配置正確的同步、尋呼等公共信道，設(shè)置CCLM和ECCLM消息、同步信道消息，控制手機空閑態(tài)守候在哪個頻點上。

多載波組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)包括負荷均衡策略、業(yè)務(wù)均衡策略、硬指配策略等，這些策略的優(yōu)劣將直接影響WCDMA網(wǎng)絡(luò)的性能。

1407 2型糖尿病與乙型肝炎病毒相關(guān)肝癌發(fā)病關(guān)系的前瞻性隊列研究 羅翠松，林 云，李林濤，周 敏，將星星，時 軍

3 多載頻組網(wǎng)策略

使用多載頻是為了可以有效地增加小區(qū)的容量和覆蓋，提高接入成功率，優(yōu)化數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能，避免掉話，優(yōu)化通話質(zhì)量，提高資源利用率，包括功率、CE、反向容量、Walsh code。

手機應(yīng)該位于在干擾較小的載頻上，呼叫接入時指配到干擾較小的載頻上。手機在鄰信道、同信道干擾，阻塞等干擾比較大的情況下，還需要加大手機的發(fā)射功率，以克服噪聲的干擾。還可以用清頻來減小干擾。

2.4 減小干擾

負荷均衡策略是考慮小區(qū)多種資源的負荷，根據(jù)小區(qū)的下行功率、上行干擾和碼資源3個因素進行綜合負荷評估，優(yōu)先選取負荷較輕的小區(qū)接入。當(dāng)小區(qū)的負荷達到了負荷均衡條件，并且小區(qū)存在UE支持頻段的同覆蓋頻間鄰區(qū)，則會在當(dāng)前服務(wù)小區(qū)以及與其同覆蓋的頻間鄰區(qū)中選出一個負荷綜合評估最低的小區(qū)進行接入。

業(yè)務(wù)均衡策略是根據(jù)小區(qū)定義的業(yè)務(wù)Prefer屬性優(yōu)先接入吸收特定業(yè)務(wù)的小區(qū)，業(yè)務(wù)Prefer屬性用于指示小區(qū)優(yōu)先吸收某種業(yè)務(wù)的能力，可由運營商靈活配置，以適應(yīng)不同的場景需求，業(yè)務(wù)均衡策略需要考慮不同載波吸收不同的業(yè)務(wù)特性，基于小區(qū)特性優(yōu)先分配最適合其承載的業(yè)務(wù)，充分發(fā)揮系統(tǒng)性能、提高業(yè)務(wù)的QoS。業(yè)務(wù)均衡策略考慮的是不同載波吸收不同的業(yè)務(wù)特性，基于小區(qū)特性優(yōu)先分配最適合其承載的業(yè)務(wù)，充分發(fā)揮系統(tǒng)性能、提高業(yè)務(wù)的QoS。對雙載波站點使用業(yè)務(wù)分層策略，即F1承載R99，F(xiàn)2承載R99+HSPA。

硬指配策略是指當(dāng)呼叫從多載頻基站接入時，系統(tǒng)可以根據(jù)接入扇區(qū)下各載頻的資源占用情況、呼叫業(yè)務(wù)類型、手機版本、各載頻干擾情況、以及載頻優(yōu)先級，為呼叫選擇合適的頻點，并在選擇的頻點上建立業(yè)務(wù)信道。呼叫接入時，在接入扇區(qū)下選擇頻點的過程叫做硬指配[3]。

本方案不僅適應(yīng)于齒圈2的淬火工藝，還適合于其他產(chǎn)品的“陰陽臉”處理工藝，這些產(chǎn)品具有兩個端面，且兩端面的淬硬層的深度和硬度都有要求，例如鏈輪、礦山設(shè)備中的耐磨圈等，不一一舉例。

接入載頻優(yōu)先的硬指配：呼叫的載頻優(yōu)先使用基本載頻，在基本載頻不能滿足容量需求時，考慮使用同一扇區(qū)下話務(wù)密度最小的載頻。這樣可以降低硬切換，避免各個地區(qū)多載頻覆蓋不一致對硬分配的影響[4]。

按數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)類型進行硬分配：語音業(yè)務(wù)容易把高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)SCH需要用到連續(xù)Walsh碼拆散，而如果短時間內(nèi)大容量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)又會影響到語音業(yè)務(wù)，為了避免二者之間的互相干擾，把數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)分配到不同的載頻，如果其中某個載頻負荷過重時，才會考慮把數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)混合進行載頻之間的負荷均衡[5]。

4 多載頻應(yīng)用場景

多載頻的擴容方式主要有成片組網(wǎng)和點方式擴容兩種。點方式擴容方式是指只在話務(wù)熱點地區(qū)增加載頻，目前一般采用擴容載頻的方式來分擔(dān)數(shù)據(jù)流量，該方式投資小，但是對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量影響比較大。成片組網(wǎng)方式是在話務(wù)量高的成片地區(qū)增加載頻設(shè)置過渡小區(qū)，成片組網(wǎng)換頻切換區(qū)位于話務(wù)量小的區(qū)域，對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響小，但是投資大。

[1] 湯紫雄.寬帶碼分多址室內(nèi)覆蓋優(yōu)化設(shè)計的策略[J].菏澤學(xué)院學(xué)報,2012(5):27-29.

[2] 曾柏森,陳曉春.WCDMA多載波部署及優(yōu)化策略研究[J]數(shù)字通信,2011(3):80-82.

[3] 何建,吳寧泉,蘇小文.WCDMA多載頻網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化探索[C].中國通信學(xué)會信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會2011年年會論文集(上冊),2011-08-25.

[4] 童曉濤,楊謙.WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2009(12):15-19.

[5] 趙新建,蔡丹森,徐俊.WCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量的平衡優(yōu)化策略研究[J].數(shù)據(jù)通信,2006(1):28-30.

（責(zé)任編輯、校對：田敬軍）

Strategy of WCDMA Multi-Carrier Frequency Expanding Capacity

ZHENG Jin-song

(Department of Communication Engineering, Fuzhou Strait Vocation & Technological College, Fuzhou 350014, China)

From the WCDMA network capacity needs, the necessity of multi-carrier frequency network was proposed. By analyzing the problems for the multi-carrier frequency network need to solve, the key technologies influencing WCDMA network quality performance, including load equilibrium strategy, idle state strategy, hard assignment strategy, and hard switching strategy, etc, were put forward.

multi-carrier; capacity; hard assignment

TN929.5

A

1009-9115(2013)02-0053-02

10.3969/j.issn.1009-9115.2013.02.018

2013-01-26

鄭勁松（1982-），男，福建永定人，碩士，助教，研究方向為移動通信，光網(wǎng)絡(luò)傳輸。