Ev-Do基站对直放站影响及解决方法初探 - 蒋明利 - MySpace博客

摘要：   EV-DO基站对宽带直放站功率输出有严重影响，这将是一个全国性的普遍问题，海南联通在全国率先发现这一问题，并进行了研究和试验。本文分析了产生原因，讨论了解决办法。
关键词：      EV-DO基站、直放站、功率、速率
CDMA2000 1X EV-DO是依赖于现有的支持话音业务的CDMA 2000 1X网络的一种纯数据业务支撑能力优化的演近，而CDMA 2000 1X EV-DO是以CDMA2000 1X EV-DO所能提供的数据业务支撑能力为目标的CDMA 2000 1X数据支撑能力的改进，它对话音业务的支持能力与CDMA2000 1X相同。伴随着世界上EV-DO网络的逐步大规模商用，终端厂商也推出了各式各样的EV-DO终端，基于EV-DO网络的应用也十分丰富，包括视频点 播、媒体流、游戏下载、视频电话等，围绕EV-DO技术的产业价值链也已初步形成，技术成熟度也日益完善，为EV-DO技术的全球普及商用创造了条件。 2003年8月根据国家及联通总部安排，海南联通开始3G技术试验，在海口市开通了一个CDMA 2000 1X EV-DO试验局，并开通了若干个EV-DO基站。在进行试验的过程中，发现了一个意外情况，Ev-Do基站对室内覆盖的直放站有影响，部分地点不良影响还十分严重。
一、             故障现象
施主天线可收到EV-DO信号的CDMA宽带直放站，原有1X信号功率输出都变弱，部分变弱幅度较大，个别甚至变弱到几乎没有，严重影响了原有的室内覆盖，造成用户通信质量变差甚至不能使用。
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283
201
283
201
37
283
201
直放站
原信号
Out
283
201
加入Ev-Do信号后
In
图表 1 Ev-Do信号加入前后直放站输出对比示意图
波形图如下所示：
10dB
37
201
283
二、故障原因分析
经分析，造成这一现象的原因如下：EV-DO占用了直放站部分、甚至大部功率资源，导致1X信号相对变弱。
EV-DO基站前向始终以满功率发射；而1X基站前向功率是由开销信道（导频、同频、寻呼等）和业务信道决定的，开销信道功率固定，海南联通这一比例设为32.2%。正常情况下用户少，功率开销约50%。那么这时EV-DO、1X前向功率比为2：1。
37
283
242
201
EV-DO
1X
第2载频
第3载频
第1载频
第7载频
图表 2中国联通CDMA频谱分配
EV-DO基站前向始终以满功率发射；而1X基站前向功率是由开销信道（导频、同频、寻呼等）和业务信道决定的，开销信道功率固定，海南联通这一比例设为 32.2%。正常情况下用户少，功率开销约50%。那么这时EV-DO、1X前向功率比为2：1，目前海口市区现在开了双载频，我们进行两个简单计算：
l         假设EV-DO、1X基站共站，使用相同天线，针对一台2W的直放站：
在没有EV-DO信号以前，第2、1载频功率比为1：1，宽带直放站对两个信号同时都放大，直放站额定功率为2W，经过直放站APC（自动功率控制）后输出功率比为1W：1W。
加入EV-DO信号以后，第7、2、1载频输入功率比为2：1：1，经过直放站APC后输出功率比为1W：0.5W：0.5W。前后对比，第1、2载频的功率比原来下降了一半，3dB（此方式不考虑功放模块邻道抑制比）。
l         假设施主天线处EV-DO信号比1X强9 dB：
加入EV-DO信号以后，第7、2、1载频输入功率比为8：1：1，经过直放站APC后输出功率比为1.6W：0.2W：0.2W（此方式不考虑功放模块邻道抑制比）。前后对比，第1、2载频的功率只有原来1/5，下降了7dB，这时直放站对1X信号增益已很小，覆盖效果差了很多。
三、实际测试数据
针对直放站主机现场测试数据如下：
1、EV-DO信号比1X强2dB
?                   RS-2080B-C2（1W）型频段选频直放站
在国贸C座EV-DO信号测试（主机型号RS-2080B-C2，1W）
类型
项目
EV/DO
1X-201
1X-283
备注
EV/DO与1X相差2dB
输入信号
-54.4
-56.8
-58.8
输出功率
16.4
14.8
12.4
下行衰减4
改变输入
-50.4
-52.3
-53.6
输出功率
16.1
14.4
12.1
下行衰减9
关掉EV/DO信号
输入信号
-87.6
-52.1
-53.6
输出功率
-18.4
18.4
16.1
下行衰减9
结论
在保证低噪放不饱和的情况下，输入信号改变（比原信号增强4dB）不影响输出功率，只是调节低噪放的增益，在关掉EV/DO后，1X信号相差4dB。
?                   R-8110AW（5W）型频段选频直放站
在国贸C座EV-DO信号测试（主机型号R-8110AW，5W）
类型
项目
EV/DO
1X-201
1X-283
备注
EV/DO与1X相差2dB
输入信号
-54.4
-56.8
-58.8
低噪放输出
-20.1
-22.8
-24.8
输出功率
25.6
28.1
26.4
下行衰减14
关掉EV/DO信号
输入信号
-91.2
-56.8
-58.1
低噪放输出
-53.6
-19.2
-20.1
输出功率
-40.1
30.1
27.6
下行衰减8
结论
在关掉EV/DO后，1X信号输出功率相差2dB，在保证低噪放不饱和的情况下，调节低噪放的增益。
2、EV-DO信号比1X强4dB
在海口办事处EV-DO信号测试（主机型号RS-2080B-C2，1W）
EV/DO与1X相差4.4dB
EV/DO
1X-201
1X-283
备注
输入信号
-64.1
-72.1
-68.5
低噪放输出
-36.4
-44.8
-42.8
输出功率
7.2
1.2
2.4
下行衰减3
关掉EV/DO信号
输入信号
-80.1
-72.8
-70.8
输出功率
-9.1
4.5
5.2
下行衰减0
结论
在关掉EV/DO后，1X信号相差3.3dB，前提保证低噪放不饱和。
3、EV-DO信号比1X强16.2dB（极端情况）
在海南日报EV-DO信号测试（主机型号R-8110AW，10W）
类型
项目
EV/DO
1X-201
1X-283
备注
EV/DO与1X相差16.2dB
输入信号
-32.1
-62.8
-61.1
输出功率
25.1
20.1
20.1
下行衰减29，波形变形
改变输入信号
-50.1
-78.1
-78.1
低噪放输出（低噪放增益为28）
-36.1
/
-52.1
设置6dB衰减
-30.1
/
-46.1
无6dB衰减
选频模块输出
-25.1
/
-42.1
设置6dB衰减
-18.1
-38.1
无6dB衰减
结论：低噪放输入信号太强，引起选频模块工作点变化，造成1X信号失真。调节选频模块,中心频率移到877.96，选频输出降低了3dB，1X信号失真; 中心频率移到877.02，选频输出降低了4dB，选频模块工作在临界状态，中心频率在移到877.31，1X波形无失真现象。
EV/DO与1X相差16.2dB
更放低噪放（低噪放增益为30）
选频模块输出
-25.1
/
-42.1
设置6dB衰减
-20.1
/
-40.1
无6dB衰减，已起控
结论：低噪放输入信号太强，引起选频模块工作点变化，造成1X信号失真。调节选频模块，中心频率移到876.63，1X信号失真；中心频率移到 876.66，选频模块工作在临界状态。通过更放低噪放测试，低噪放增益越大，EV-DO信号输出越弱不引起选频模块起控。
四、解决方案
1、 应急对策
1X EV-DO的前向物理信道中导频信道、MAC信道、控制信道和业务信道之间是时分复用的，在前向业务信道上用户之间也是以时分方式共享该信道，基站一直满 功率发射这此信道。DO采用速率控制而不像IS-95/IX用功率控制。由于EV-DO只是试验网，不应对商用网络构成影响。为保证1X商用网络正常运 行，发现问题后，我们及时采取了措施。我们先是试图在C网宽带直放站天线端加装一个滤波器，滤掉EV-DO 37号频点的信号，但多方查找，没有现成的产品，厂家表示可以订制，但小批量生产成本高且时间来不及。
后来，我们尝试调整直放站内部的选频滤波器，移动整个频带，将37号频点移到带外。这一做法应急情况下非常有效，基本消除了EV-DO信号的影响。
频带往高端移，杂散信号有可能会对移动公司的直放站构成干扰，为此我们很担心。但经过3个点试验、实测后，对移动直放站基本没有影响。
2、 长远考虑
国家一旦发放3G牌照，上EV-DO或EV-DV势在必行， DO/DV也需要做室内覆盖，目前这是一个很大难题。另外即使不上3G，今后话务量增长，上第三载频、第四载频、……、甚至第七载频，也会遇到这一问题。
经分析，我们提出以下几种方案：
?       现有直放站延伸
方案一  --换用大功率直放站，满足各载频输出功率要求。
方案二  --增加一个EV-DO专用选频直放站，或研制新型直放站：对1X、EV-DO分别放大。
图表 3 Ev-Do、1X分别进行选频放大示意图
图表 4  方案一、方案二对比
方案
优点
缺点
方案一
1.        系统简单，只要有投资，可快速实施。
1.         功率大相应对网络干扰增大，故障隐患多。
2.         对直放站三阶互调指标要求高。
3.         投资大，一个城市内有几百、几千个直放站，全部更换成本高。
方案二
1.         利用现有直放站并行即可实现，方案简单。如新研制直放站，成本比用两直放站可略降低。
2.         对直放站三阶互调指标要求比方案一要小。
1.         投资大，一个城市内有几百、几千个直放站，全部增加一个新的或更换成本高。
2.         滤波器需要订制，但批量大后成本不高。
上述两种方案是现有分布系统的延伸，对投资要求都很庞大。比较而言，方案一对网络负面影响大，如要二选一的话，方案二更好一些。
由于3G实施是渐进过程，不论联通还是移动都不可能一下子全部覆盖到。可以先通过滤波不放大EV-DO信号，一旦市场发展，有需求，再按方案二实施。
?       转换思路，更改现有室内覆盖方式
方案三--建立室内覆盖新模式。
现在我们遇到的问题实际上是前期规划设计经验不足、考虑不周引起的，建议联通从总部到各省分公司都可从这一问题上吸取教训。
C网一期、二期工程时强调“小容量、大覆盖”，学习，用它们覆盖了很多楼宇，这给网络运行维护带来了很多问题，同时现在也给新的网络规划带来了问题。
实际上根据联通公司技术人员到韩国学习所了解到的，韩国楼宇主要靠基站、小部分靠光纤直放站覆盖。SKT也使用了10万个同频宽带直放站，但都是200mW的小功率直放站， 仅用它来覆盖一间房子，而不是用来覆盖一栋楼。另外SKT网络特点是：大容量、多载频，低负载。2004年初IS-95A/B使用8个载频、1X使用10 个载频、1X EV-DO使用1个载频。容量压力相对小，每个载频负载小，有利于提高通信质量高。这同时也允许基站间隔做得较大，随着载频数量的增加，载频负载相对减 轻，根据C网“呼吸效应”，覆盖半径、质量会变好一些。
CDMA2000 1x EV-DO经过在韩国一年多的商用实践和世界上其它地区各种实验网络的验证，已经证明它可以为广大用户提供丰富的移动多媒体业务。根据中国国情以及针对联通公司的需求，以上论述和测试数据仅供参考。