EV-DO试验网组网与规划

    作者：许强

    摘要：搭建一张CDMA20001xEV-DO试验网是把握和实践该技术的重要途径。

    文章讲述和分析了试验网规划和组建过程中需要考虑和注重的各种问题，并提出了一套相应的解决方案。

    1、引言

    CDMA20001xEV-DO技术是1X现网演进到3G阶段的热门标准之一。在中国，该技术标准尚未投入商用，其技术特点和网络特性还有待我们进一步把握和深化。为了达到这个目标，除了从理论上进行学习外，搭建一定规模的试验网也是一个比较客观和直接的方式。

    在CDMA20001xEV-DO试验网的规划和组建过程中，不可避免会碰到各种各样的问题，本文介绍了EV-DO试验网组网过程中需要考虑和注重的问题，并提出了一套相应的解决方案，希望能起到抛砖引玉的作用。

    2、技术标准版本的选取

    首先对CDMA技术标准的发展过程进行一个简要的介绍。

    图1  CDMA技术发展过程

    如图1所示，在CDMA技术发展过程中，包括IS-95、IS-95A、IS-95B等在内的第2代移动通信技术统称为CDMAOne，该技术以支持语音业务为主要内容，中国联通CDMA网络也是从这里起航的。

    在后续发展中，引入了CDMA20001X技术，除了增加语音容量和引入各种新的性能外，还有能够支持诸如153.6kb/s、307.2kb/s的高速数据业务。

    其后，CDMA2000扩频系统进一步演进出了C和D版本，即我们经常提到的CDMA20001xEV-DV技术。该标准除了继续CDMA20001X技术的语音功能外，数据吞吐率还得到了大幅度提升，D版本的EV-DO前反向峰值速率分别达到了3.1Mb/s和1.8Mb/s。

    在CDMA2000扩频系统发展的同时，3GPP2标准体系中引入了CDMA2000HRPD(HighRatePacket Data)标准体系，即我们通常讲到的CDMA2000 1x EV-DO技术。该技术标准目前存在0和A两个版本。目前，0版本的EV-DO技术已经比较成熟，在韩国、日本等国家也已经投入商用。A版本的EV-DO技术也已经进入实质性的商业化开发，3.1Mb/s和1.8Mb/s的前反向峰值速率、QoS的改进等一系列的优良性能是其最大亮点。虽有消息称A版本EV-DO网络将在2006年正式进入商业运行，但目前尚未有厂家能够提供试验网设备。

    因此，假如目前搭建CDMA20001XEV-DO试验网络，所能选择的版本仍为0号版本。虽然其仅能支持数据业务，且不能保障类似视频电话的实时性数据业务的QoS，但其2.4Mb/s和153.6kb/s的前反向峰值速率仍是一个划时代的进步。

    3、试验频段的选择

    作为最重要的电信资源之一，频谱资源受到政府的完全掌控。因此，试验网频段的选择必须符合国家相关法律法规的规定。

    1992年，ITU就给第三代移动通信分配了核心频段，包括1885MHz～2025MHz和2110MHz～2200MHz，共230MHz。结合中国国情，信息产业部于2002年10月颁布了“无[2002]479号”文件，确定了中国3G无线频谱规划方案。在此方案中，除了规定IMT-2000FDD方式的主要工作频段为1920MHz～1980MHz/2110MHz～2170MHz、补充工作频段为1755MHz～1785MHz/1850MHz～1880MHz外，现网的825MHz～835MHz/870MHz～880MHz频段也被规划为FDD方式的扩展频段。

    目前，主要工作频段和补充工作频段均未开放给各运营商使用，因此从法律角度上来讲，800M是目前可以合法使用的EV-DO试验网频段。在中国联通800M频段可使用的7个频点中，283、242和201频点均已占用，根据相关规定，目前EV-DO试验网的推荐频点为37。

    4、组网方式

    4.1无线侧

    在无线侧，EV-DO试验网的组网方式可分为升级组网和叠加组网两种。升级组网是指在现网1X基站中添加相应的EV-DO板卡，并辅以软件升级完成。叠加组网不是通过添加板卡完成，而是依靠增加一台新的EV-DO基站的方式完成。

    在这里，对这两种无线侧组网方式进行比较分析：

    (1)升级组网方式实际利用了现网基站的机架、电源模块、时钟板等资源，施工起来相对简单。叠加组网方式需要增加新的设备，很轻易受限于现有机房的空间和承重等客观条件。然而，由于1X现网设备单机柜大多只能支持3扇4载波，对于现网的3载波基站，升级上DO载波后实际已经达到单机柜满配情况的，若以后再增加新的载波，同样会面临增加新机柜的问题。从这个角度上讲，升级组网方式仅仅能缓解新增机柜的施工困难。

    (2)升级组网方式局限于使用现网1X设备提供商的DO产品。叠加组网方式既可以选择与1X现网相同厂家的设备，也可以选择不同厂家的DO设备，这对运营商而言，有利于引入竞争，并且能够增加在日后可能的商业谈判中的筹码。

    (3)从技术上讲，由于1X和EV-DO技术本来就不存在任何兼容性，两种组网方式对于网络性能不存在根本性区别。

    (4)在实际组网过程中，这两种组网方式可以灵活结合使用。另外，一些EV-DO站点可以根据实际情况考虑建设在独立于现网机房的地方，虽然会加重试验网成本，但可以增加规划和组网的灵活性。

    4.2数据核心网侧

    在数据核心网侧，需要考虑的问题是PDSN共用问题。由于CDMA20001X和CDMA20001XEV-DO技术只是空口标准的不同，而数据核心网是可以共用的。实际上，当EV-DO进入商用阶段，1X与DO系统必然需要共用PDSN，但在试验网阶段，为了避免对现网PDSN的影响，可以考虑使用单独的PDSN。

    假如EV-DO试验网使用单独的PDSN，那么当手机从DO网络覆盖区移动到仅有1X网络覆盖的区域，将不能完成PPP连接不变状态下的数据切换。假如共用1X系统的PDSN，在切换过程中则可以保持PPP连接和ip地址不变。

    从技术角度出发，我们还是希望试验网能够共用1X现网的PDSN，以支持DO到1X的切换测试。那么，常见的共用方式有两种：

    (1)将现网PDSN所有板卡全部升级到能够支持EV-DO技术的软硬件版本，然后接入试验网。这种方式虽然能够一步到位，但对于现网影响最大，施工风险也较大。

    (2)在现网PDSN中添加一块新的板卡，将试验网中EV-DO终端绑定到该板卡上，实现与现网共用PDSN的目的。这种方式给现网带来的风险较小，但在今后演进到商用网阶段时，仍有可能需要再次进行改造。

    两种方式各有利弊，但对于试验网而言，在满足测试要求的前提下，应该尽量减少对现网的影响，因此个人推荐在试验网阶段采用第二种方式。需要说明的是，由于各PDSN厂家设备性能不同，以上两种方式不一定能全部支持，也有可能存在别的非凡方法，建议在组建试验网前和PDSN厂家具体交流再作决定。

    共用现网的PDSN，则EV-DO测试终端产生的话单将送往现网的计费系统。这需要和计费部门协商，以对这些话单进行处理。一种可行的方法是，EV-DO测试终端使用不同于现网的用户名和密码登陆网络进行数据业务，在计费侧对该用户名和密码产生的话单进行非凡处理，免于计费。

    另外，假如采用共用现网的PDSN，需要注重目前PDSN的互联网出口带宽的容量和负荷。由CDMA20001X技术的数据吞吐量较小，现网PDSN连接外部互联网的出口带宽并不大，很可能无法承受EV-DO试验网产生的高数据流量的冲击。如不紧急扩容，会严重影响到现网数据业务的使用。

    5、试验区域和站点的选择

    密集城区是以后商用EV-DO网络需要铺设的首要区域，城乡结合部、重要的高速公路也是EV-DO网络可能的覆盖目标。搭建试验网的重要目标之一就是使网络能够尽量涵盖具有以上地理特征的地区，并在实际组网和测试过程中积累经验，为以后的规划提供依据。

    然而，由于试验网站点数量不可能过多，如何使用最少的站点来达到最好的试验效果，是在试验网规划阶段希望达到的效果。试验站点和区域的选择需要考虑以下几个方面：

    (1)需要挑选若干基站组成主要的试验区域。该试验区域应该尽可能多的包含密集城区的各种地形地物，并能够代表该城市繁华地区的典型地理特点。因为，以大话务量为特征的密集城区必将成为商用3G网络的首要和重点覆盖区域。

    (2)在实际测试中，大多数的性能测试为单站测试。因此需要在主试验区域中选择出一个主测试基站，所有的单站测试尽量在该基站上完成。该主测试基站至少在一个扇区方向上存在一条从基站出发的径向测试道路，并具有一定的长度(至少2～3公里)，才可以满足覆盖测试、定点吞吐量测试等测试条件。假如有可能，在距该主测试基站某扇区近点(C/I＞10)、中点(C/I=5)和远点(C/I=0)处，应分别有一条与扇区半径相切的环形路线，以满足移动情况下扇区吞吐量测试的测试条件。

    (3)应该覆盖一定长度的能保证较高车速的城市干线或者高速公路，以进行不同车速下数据吞吐率的对比试验。

    (4)在试验区域中，应该设置一条PCF边界，并存在至少一条测试路线与该PCF边界相切，满足跨PCF切换测试的条件。

    (5)假如EV-DO基站设备提供商不止一家，那么各厂家的试验区域应该相连，并有测试道路与厂家边界相切，以进行跨厂家的切换测试。

    (6)在非话务热点地区，可以按照现网站距两倍甚至三倍的距离部署EV-DO基站，验证在低话务地区建设覆盖型EV-DO网络的可能性。

    (7)建设个别的室内EV-DO覆盖系统，考察EV-DO网络对干放和分布系统的影响。

    (8)可以升级个别带直放站的宏基站，考察EV-DO网络对于直放站的影响。

    6、天馈

    假如试验网部署在2.1G频段，则由于工作频段的限制，现网的天馈系统大多不可以利旧，需要增加新的天馈。但如本文前面所述，目前试验网暂时只能在800M频段部署，因此存在共用现网天馈的可能性。但是在800M频段上搭建EV-DO试验网，在某些情况下，独立天馈也不失为一种好的选择。

    表1  对共用天馈和独立天馈两种方式进行了比较。

    从表1可以看出，天馈的两种使用方式各有优缺点，应该结合实际情况加以选择使用。如在以大于现网站距的方式进行DO覆盖型网络规划时，可以考虑使用独立天馈，并通过调节DO基站天线的方位角和下倾角，从而较少的基站数量以取得较好的覆盖效果。

    谈到共用天馈的具体实现方式，最轻易想到的就是合路器方式，将现网信号和DO信号进行合路后通过现网天线发射出去，此种方式会带来3dB的信号衰减。除此之外，结合一些设备厂家的设备特点，也存在一些不用合路器的共用天馈方式，可以减少合路对信号造成的衰减。如图2为某不用合路器的共用天馈示意图。

    图2  一种不用合路器的共用天馈方式示意图

    7、传输和其他配套

    相比1X载波对传输的需求，EV-DO载波占用的传输资源较为巨大。对于处于高话务负荷区域的三扇区EV-DO试验站，每载波需要配置2～3条E1传输；假如话务负荷较低，也可仅配置1条E1传输，但有可能由于传输资源的紧张造成扇区吞吐量的下降。对于全向站和微蜂窝，每载波配置1～2条E1传输即可。

    由于基站机房中新增加了载波或者基站，直流电源负荷增加，需要根据实际设备情况增加直流电源模块。另外，对于市电引入线部分，原来的线径有可能不能满足现在的需求，需要进行电源线改造。这些都需要专业的规划单位帮助勘查和确定。

    另外，基站机房中的空调也是有可能需要扩充的地方，需要根据具体情况确定。

    8、结束语

    在第三代移动通信技术真正登陆商用市场的前夜，试验网无疑是一块不可缺少的试验田。不论对于设备提供商还是运营商，试验网都是一次大练兵、大比武的机会，更为大家提供了一个良好的大展身手、竞争创新的场所。在试验中，不但可以加深对新技术的把握，也可以培养和锻炼一批优秀的技术队伍。

    本文分析了EV-DO试验网组网和规划过程中碰到的一些问题，提出了相应的解决办法。既然是试验网，那么各种新的组网思想、方法和设计方案都可以在试验中充分运用和分析比较，以便在实践中探寻出一套最优的组合，以最佳的状态、最好的身手迎接即将到来的3G大潮。