宽带码分多址导频污染分析及优化策略.doc

宽带码分多址导频污染分析及优化策略摘要：在宽带码分多址系统室内分布设计中，导频污染问题是不可避免的，导频问题的存在容易造成频繁切换，导致掉话，影响网络性能和网络质量。分析导频污染产生的具体原因，根据实际情况再给出导频污染的解决方法，优化宽带码分多址网络中出现的导频污染或者覆盖空洞。关键词：宽带码分多址;导频污染;优化中图分类号：TN929.5 文献标志码：A引言在宽带码分多址（Wideband Code Division Multiple Access，缩写为WCDMA）系统室内分布设计时，不同阶段需要关注不同的参数。建网设计初期，以边缘覆盖Ec作为衡量指标，在网络优化阶段，需要重点关注室内小区导频Ec/Io值以及边缘区域的软切换比例。WCDMA网络是个自干扰系统，如果要进行WCDMA室内分布设计的建筑物周边存在现有的WCDMA网络覆盖，室外小区可能对今后的室内分布系统造成干扰，其中最为明显的一个表现是导频污染，就是说在某一测试点接收到小区信号是多个，而这些信号强度相当，没有主导频，下行同频干扰通信质量变差造成掉话，一般来说楼层越高导频污染越严重。因此，在设计WCDMA系统时，需要在各个测试点对导频信号进行测试，记录信号的数量、分布情况及功率大小，测试结果作为室内分布系统边缘场强设计的参考。而在实际设计中，主导小区的导频信号强度应该要比其余小区的最强导频信号高出高5dB左右【1】。1 WCDMA网络产生导频污染的原因在理想的条件下，小区信号应该控制在规定的设计范围内。但是，因为基站周边无线环境的复杂性，如：建筑物分布、水域、地势、地貌等，使得信号很难控制。下面分析产生导频污染的原因：1.1 站点布局不合理一个设计合理的WCDMA网络应该使设计的每个小区满足覆盖区域，但是，由于复杂的无线环境影响和基站选址容易受条件限制，如果站点局不合理，规划的覆盖范围小，而实际上导频功率大，终端测试时接收到的信号较强，部分区域就可能同时收到多个导频强信号；如果站点规划的覆盖范围大，但是导频功率设置小，就可能出现部分区域弱覆盖，信号在该区域抖动严重，频繁进出激活导频集。【2】如下图1，三个基站的站间距差异太大，站点布局不合理。 图1 站点布局不合理 1.2 天线挂高或基站选址不恰当如果基站位置选择过高，就附近建筑物而言，信号可以沿着天线的视距范围传播很远，那么在信号覆盖的区域范围就会产生越区覆盖，产生导频污染。因此，在WCDMA网络规划时，在同一地理环境中，应尽量使基站的高度保持相同，避免高站现象这种情况的出现。1.3 天线方位角和天线下倾角设置不合理在WCDMA网络中，天线方位角的选择需要综合考虑该区域范围内的基站分布、覆盖情况、话务量密度等因素。天线方向角的指向对WCDMA网络的通话影响是很大的，如两个海拔高度相同的两个基站如果挂高不同，在这种情况下，如果天线的方位角设置不合理，基站挂高的站点就可能形成过覆盖，尤其是在密集城区，基站之间距离较小，更容易发生多个小区重叠，在某一地方造成导频污染。因此，各扇区天线之间的方位角设计需要综合考虑，准确的天线方向角可以使基站的实际覆盖和设计规划相同。但是，如果天线方向角选择不当，可能会造成多个扇区同时覆盖相同区域，形成过多的导频覆盖，也可能造成部分地区覆盖较弱，没有主导频。这些导频污染的情况都需要根据实际传播情况调整天线方位角。【3】天线的倾角设计需要根据天线的覆盖目标结合周边具体环境而定，还要综合考虑天线的挂高、天线的类型、天线的覆盖范围、小区的半径、周围建筑物的高度、周边建筑的阻拦和反射等这些因素，天线的下倾角对小区信号覆盖范围有很重要的影响，如城区、密集城区、交通干线、郊区、农村地区这些地方覆盖范围不同，就需要采用不同的天线下倾角。合理的天线下倾角可以降低干扰，有效控制软切切换比例和基站的覆盖范围，如果天线下倾角设计不合理时，会造成本基站覆盖范围内有些地方弱覆盖，目标区域没有主导频，而不应该覆盖的地方收到较强的信号，对周边环境造成干扰，产生导频污染。2.导频污染对WCDMA网络的危害WCDMA网络中导频污染的完全消除是很难做到的，因为地理条件的原因，如地下车库、山体背面这些地方信号覆盖较弱，以及玻璃建筑物对信号的反射等原因，都会造成导频污染。导频污染的危害有：如果覆盖区域没有一个主导导频或者说该区域存在4个或者4个以上的强导频，那么在这个覆盖区域这些导频之间就会发生频繁切换，造成切换掉话，频繁切换会增加网络资源开销，导致系统很忙，引起基站容量的损失，尤其是下行容量受限，UE与多个基站通讯，信号增加发射功率，增加基站的下行负荷，导致系统容量下降，网络质量下降。【4】3.导频污染的优化解决方法在规划阶段，应该设置合理的工程参数如天线倾角、方位角、基站天线高度等，确定并增强主控小区的信号覆盖，减弱其余非主控小区信号覆盖，尽可能在此阶段减少导频污染。在实际的WCDMA网络中，通过测试记录参数，确定哪些区域存在导频污染以及该区域导频污染的严重程度。选择RSCP（Received Signal Code Power，译为接收信号码功率）高，而Ec/Io（码片能量/干扰功率密度）差的区域作为可能存在导频污染的候选区域，分析导频污染是由哪些小区造成的，判断该区域的导频污染是因为存在多个强导频造成的导频污染，还是因为缺少一个强导频造成的导频污染。对于前者应当从削弱其他强导频入手，对于后者应当从增强某一强导频入手，解决导频污染的优化方法有如下：3.1 天线调整天线调整的原则是突出一个主导导频，减弱不需要的其余干扰导频。天线方位角的指向方向会影响该区域导频覆盖的强弱，方向角正对的前方可以加强该区域导频覆盖，而方向角偏离的方向则减弱导频信号覆盖；而天线下倾角的角度大小则是影响导频信号的覆盖区域，下倾角小，覆盖范围大，下倾角大，覆盖范围小。下倾角调整时候还需注意天线方向图的畸变问题。3.2 导频功率调整导频污染是由于该区域有3个以上的导频信号同时覆盖造成的，这些导频信号功率相当，频繁切换，为了避免导频干扰，可以提升一个基站信号的导频功率，降低其它基站的输出功率，突出一个主导导频，用功率调整来减小导频干扰。导频功率的调整还需要考虑调整后对系统的影响，如业务信道功率的变化、小区信号的发射功率、覆盖范围的变化，因此在调整前需要用软件进行仿真实验。3.3 新加站点如果天线调整、导频功率调整仍然不能改善导频污染状况，可以考虑新加站点来解决问题，因为距离，新建基站的信号损耗小，功率也会明显大于其余导频信号功率，新增基站的导频信号自然成为主导导频，从而解决导频污染问题。比如邻近小区均有高大建筑或者山体阻拦，导致该区域没有强导频存在，针对这种情况，调整天线下倾角对优化导频污染效果不明显，可以通过新增站点加以解决。新增站点可以提高覆盖，但是需要加大投资，同时，容量在初期会有很长一段时间的浪费，还增加了系统的干扰，扰码规划变地更复杂。【5】4. 结语WCDMA网络中导频污染现象的完全消除是很难做到的，解决导频污染问题，需要根据规划软件提供的导频参数结果污染小区的RSCP、Ec/Io分布，分析污染产生的具体原因，然后再给出导频污染的优化方法，避免覆盖空洞、越区覆盖和覆盖空洞。参考文献：1汤紫雄. 宽带码分多址室内覆盖优化设计的策略J. 菏泽学院学报 2012,(5) 27-292付斐. WCDMA网络覆盖问题分析与优化J. 电信工程技术与标准化 2009,(10) 25-293贺鹏. WCDMA无线环境评估方法与应用研究D 北京邮电大学. 20104冯波涛. 基于WCDMA导频污染的快速优化方法研究J. 移动通信2010,(20) 50-54 5郭成. WCDMA导频污染问题分析J. 电信网技术 2007,(6) 19-21 WCDMA pilot pollution analysis and optimization strategyAbstract: In WCDMA system interior distribution design, pilot pollution problem is inevitable, pilot problems are easy to cause the frequent switching, lead to drop the words, affects the performance of network and the network quality. Analysis of the pilot pollution specific reasons, according to the