隨著移動通信用戶的大規(guī)模增長，使得無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模越來越大，對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的要求也越來越高。而由于話務(wù)密度分布不均勻、網(wǎng)絡(luò)配置未達到最佳等因素，使得現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量不盡如人意。因此，在移動業(yè)務(wù)的提供走向市場化的情況下，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化已成為關(guān)鍵問題。

1 無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

所謂無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，是在建成開通后的網(wǎng)絡(luò)上進行調(diào)整的過程，他借助測試與統(tǒng)計手段，了解網(wǎng)絡(luò)運營狀況，尋找網(wǎng)絡(luò)問題，通過分析調(diào)整參數(shù)和采取某些技術(shù)手段，使系統(tǒng)性能得到逐步改善，達到現(xiàn)有的系統(tǒng)配置下提供最優(yōu)的服務(wù)質(zhì)量、最佳的覆蓋、滿意的信號強度以及最佳的通話音質(zhì)和最低的掉話率等。

移動通信網(wǎng)絡(luò)工程的正常程序可以粗略的表示如圖1所示。

2 直放站

就邊遠(yuǎn)城鎮(zhèn)來說，優(yōu)化方法有很多，其中利用直放站覆蓋盲區(qū)，延伸基站信號的優(yōu)化方案有著很大的優(yōu)勢。

直放站（中繼器）屬于同頻放大設(shè)備，是指在無線通信傳輸過程中起到信號增強的一種無線電發(fā)射中轉(zhuǎn)設(shè)備。他的基本功能是一個射頻信號功率增強器。直放站在下行鏈路中，從施主天線的覆蓋區(qū)域中接收信號，通過帶通濾波器對帶通外的信號進行極好的隔離，將濾波的信號經(jīng)功放放大后再次發(fā)射到待覆蓋區(qū)域。在上行鏈接路徑中，覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動臺手機的信號以同樣的工作方式由上行放大鏈路處理后發(fā)射到相應(yīng)基站，從而達到基地站與手機的信號傳遞。

移動通信直放站有以下幾類：

（1）從傳輸信號分有GSM直放站和CDMA直放站；

（2）從安裝場所來分有室外型機和室內(nèi)型機；

（3）從傳輸帶寬來分有寬帶直放站和選頻（選信道）直放站；

（4）從傳輸方式來分有直放式直放站、光纖傳輸直放站和移頻傳輸直放站。

采用CDMA直放站可以擴大CDMA系統(tǒng)基站的覆蓋范圍，大大節(jié)省CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資（一個CDMA直放站的投資約為一個CDMA基站的1／10）。特別是在地下（如地鐵）、盲區(qū)等特殊環(huán)境下，CDMA直放站能夠充分發(fā)揮他的優(yōu)勢。

CDMA移動通信直放站的顯著特點是采用超線性功放，保證多信道工作無雜波，雙向中繼無線信號延伸無線覆蓋區(qū)，實現(xiàn)對特殊地形覆蓋消除覆蓋盲區(qū)，調(diào)配小區(qū)業(yè)務(wù)，平衡各小區(qū)的話務(wù)量等，以達到低成本擴大無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的目的。

2．1 光纖直放站

由于各地環(huán)境和條件的要求不同，所需的CDMA直放站的類型也不同。對于用戶數(shù)不多的邊遠(yuǎn)城鎮(zhèn)，要架設(shè)基站成本太高，基礎(chǔ)設(shè)施也較復(fù)雜，而具有小型基站功能的經(jīng)濟有效的設(shè)備--CDMA光纖直放站可以很好地解決此類問題。使用光纖直放站作為實現(xiàn)“小容量、大覆蓋”目標(biāo)的必要手段之一，主要是由于在不增加基站數(shù)量的前提下保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋，而且其造價遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于有同樣效果的微蜂窩系統(tǒng)。因此，光纖直放站是解決邊遠(yuǎn)城鎮(zhèn)區(qū)移動通信的最經(jīng)濟有效的手段，他能最大限度地滿足用戶對于通話服務(wù)的要求。

光纖中繼移動通信直放站由靠近基站側(cè)的近端機及覆蓋區(qū)側(cè)的遠(yuǎn)端機兩部分組成，適用于在基站擬建直放站區(qū)有慣山阻擋或兩者相距甚遠(yuǎn)，同時基站和覆蓋區(qū)之間具備光纜情況下建站。光纖直放站兼?zhèn)鋵拵?、選帶、選頻等功能。傳輸距離可達20km，由于空間隔離度好，不產(chǎn)生同頻干擾，重發(fā)方向可采用全向天線覆蓋，以提高覆蓋效果。

光纖直放站通過光纖進行傳輸，采用光信號接收器和轉(zhuǎn)換器連接偏遠(yuǎn)的區(qū)域。他具有工作穩(wěn)定，覆蓋效果好、設(shè)計和施工更為靈活、避免了同頻干擾，可全向覆蓋，干擾少、單級傳輸距離長達50km以上、可提高增益而不會自激，及有利于加大下行信號發(fā)射功率等特點，因此，其信號傳輸不受地理條件限制，擴大了覆蓋范圍，特別適合邊遠(yuǎn)城鎮(zhèn)或地形復(fù)雜的山區(qū)。

2．2 光纖直放站的工作原理

光纖直放站的原理圖如圖2所示，主要由光近端機、光纖、光遠(yuǎn)端機（覆蓋單元）幾個部分組成。

光近端機和光遠(yuǎn)端機都包括射頻單元（RF單元）和光單元。無線信號從基站中耦合出來后，進入光近端機，通過電光轉(zhuǎn)換，電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，從光近端機輸入至光纖，經(jīng)過光纖傳輸?shù)焦膺h(yuǎn)端機，光遠(yuǎn)端機把光信號轉(zhuǎn)為電信號，進入RF單元進行放大，信號經(jīng)過放大后送人發(fā)射天線，覆蓋目標(biāo)區(qū)域。上行鏈路的工作原理一樣，手機發(fā)射的信號通過接收天線至光遠(yuǎn)端機，再到近端機，回到基站。

2．3 光纖直放站工程設(shè)計原理

在設(shè)置一個光纖直放站的覆蓋區(qū)域時，要掌握1個基本原則和3個相互制約的要素。

原則：設(shè)法使上行和下行信道的系統(tǒng)余量相等，從而保證上、下行信道的通信距離、話音質(zhì)量和通信概率大體相同。 要素：覆蓋半徑、話音質(zhì)量、通信概率（可靠性）。

除上述三要素外，還應(yīng)考慮傳播環(huán)境，地形地物特征，使用頻段以及可利用的系統(tǒng)參數(shù)等因素，因此有以下設(shè)計方程。

SM=SG－SL （1）

SG=Pt+Gt+Gr－Pmin （2）

SL=La+Lt+Lr （3）

Pmin=Pr+d （4）

其中：SM為系統(tǒng)余量（dB）；

SG為系統(tǒng)增益（dB）；

SL為系統(tǒng)衰耗（dB）；

Pt為發(fā)射機輸出功率（dBW）；

Gt為發(fā)射天線增益（dB）；

Gr為接收天線增益（dB）；

d為惡化量；

Pmin為接收機輸入端最低保護功率電子（dBm）；

La為實際路徑衰耗中值（dB）；

Lt為發(fā)射端附加衰耗（dB）；

Lr為接收端附加衰耗（dB）；

Pr為接收機的噪聲門限電平。

對于移動通信的電波傳播，其衰落特性由下列已知公式及圖3來表征。

自由空間的傳播衰耗：

Lbs＝32．45+201gd（km）+201gf（MHz） （5）

準(zhǔn)平滑地形市區(qū)路徑傳播衰耗中值：

Ltt＝Lbs +Am（f，d）一Hb（hb，d）一Hm（hm，f） （6）

Am（f，d），Hb（hb，d），Hm（hm，f）為相應(yīng)的修正因子。

其中：Am（f，d）為基本衰耗中值；

Hb（hb，d）為基站天線高度增益因子；

Hm（hm，f）為移動天線高度增益因子。

3 光纖直放站的應(yīng)用實例

某一距基站40km遠(yuǎn)處有一小鎮(zhèn)（5km的覆蓋半徑），其地形為準(zhǔn)平滑地形，由于小鎮(zhèn)覆蓋區(qū)域距離基站較遠(yuǎn)，信號衰減較大，在該地?zé)o法取得基站無線覆蓋的信號，因而無法保證通信質(zhì)量。

經(jīng)設(shè)計，確定在此建一光纖直放站，利用地形特征，將直放站所架天線放于15m高的房頂上一個20m的鐵塔頂部，饋線選SDY-50-22的低損耗（0．05dB／m）電纜40m，此處，要保證5km以上邊緣通信概率為50％。

所建直放站可以確定信道輸出功率為1W（0dBW），發(fā)射全向天線增益為8dB，移動臺接收靈敏度（A）為一110dBm（0．7μV），保證50％的通信概率。

則由設(shè)計方程式可求出覆蓋半徑d＝9．3km，因此，半徑9．3km的覆蓋范圍可以滿足邊緣通信概率為50％的盲區(qū)。

除覆蓋半徑及邊緣通信概率外，還需確定直放站與施主基站的距離；引入直放站設(shè)備，給手機和基站之間的信號增加了熱噪聲，增加熱噪聲的直接后果是降低了基站的接收靈敏度。因此要注意直放站增益和基站發(fā)射機至直放站的路徑損耗的影響，以及正確計算光纖直放站的下行增益與直放站與手機之間上下行平衡的問題。

4 結(jié) 語

實例表明，利用光纖直放站對邊遠(yuǎn)城鎮(zhèn)的CDMA網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化，效果良好，該地區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量有了一定程度的改善。

CDMA移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是一項長期、艱巨、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，貫穿于規(guī)劃、設(shè)計、工程建設(shè)和維護管理的全過程，各個方面的調(diào)整相互牽連、影響。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的方法很多，還有待于我們進一步的探討和完善，以便全面提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，爭取更大的經(jīng)濟效益和社會效益。

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