CDMA2000 1x系统容量探讨

1、引言

450 MHz cdma2000 1x技术除具有频率低、覆盖广、室内穿透覆盖好、容量大、支持无线高速分组数据业务等特点外，另一个重要

的优势是在覆盖范围广、用户密度很低的情况下投资成本仍可以保持较低。因此，运营商引入了450 MHz cdma2000 1x无线接入系统建

设农村无线接入网络。

通常在提及450 MHz cdma2000 1x的容量时，谈论最多的是它的高频率利用率、软容量、语音激活技术等优点。但是，从无线资源

角度考虑，在为用户建立通信信道的过程中，影响系统容量的主要因素是信道单元（CE）、中继（CIC）、选择器/声码器单元（SVE/SDE）、

RF信道、Walsh码和帧偏置等，这些资源任何一个短缺都会造成系统拥塞。相对于信道单元、声码器等硬件设备而言，空中资源是有限

的，无法通过增加硬件设备来扩容。因此，下面重点从Walsh码容量和RF容量两个方面，对450 MHz cdma2000 1x系统的容量进行分

析。

2、Walsh码容量

设备制造商提供的设备容量指数是单载频承载的话务量，通常为55 Erl。但在网络性能统计中发现，很多基站话务量为20 Erl时就

出现过载现象，有的甚至在15 Erl时就出现过载。那么，所谓55 Erl的 [table=250]

图1 Erlang_B计算器

3、RF信道容量

在实际应用中发现，容量的瓶颈大多是在RF信道，而不是Walsh码。RF信道容量分为前向信道容量和反向信道容量。前向信道容

量是一种“功率容量”，取决于各信道对基站总发射功率的占用情况。要想提高前向信道容量，必须降低平均每话务信道占用的功率（PTC）

及平均每用户占用的扇区数（SPU）。反向信道容量是一种“噪声容量”，即用户间的相互干扰。干扰是限制反向信道容量的关键因素。

对于450 MHz cdma2000 1x系统来说，在容量方面应重点考虑前向功率过载，即基站已经没有功率资源分配给用户或用于提升前向

业务信道的功率。下面结合信道增益与信道功率公式来说明村通系统过载问题。

(1)

其中，P为信道对应的功率；cellpower为小区设计功率，用作前向功率的自动定标；gain为信道增益；10（gain-255）/40为该信

道占小区设计功率的百分比；信道功率为（gain-255）/40 dB。那么，只要知道该载频的小区设计功率和信道增益，就可算出该信道对应

的功率。

对于前向链路，由于各个码信道之间相互正交，因此干扰很小。前向链路的总发射功率为各个码信道发射功率之和：

(2)

由于村通系统没有数据业务和快速寻呼信道，因此上面的公式(2)可以简化为：

(3)

在实际应用中，为了保证基站能够正常工作，往往规定了基站的最大发射功率，也就是规定了Ptotal的最大值。由公式（3）可知，前向发射功率Ptotal为各前向码道功率之和，其中导频信道、同步信道和寻呼信道都是开销信道，设定增益以后就固定了，只有前向业务信道的功率是可变的。因此，前向链路的容量就是除去开销信道占用的功率，剩余的功率全部分配给前向业务信道时能承载的话务量。也就是说，前向链路的容量是一种功率容量。前向业务信道的平均发射功率越小，能够容纳的用户就越多。前向业务信道的平均发射功率与语音激活因子和前向功率控制有关，语音激活因子是不受基站控制的，因此前向链路的容量主要受前向功率控制的影响。 假如导频信道、同步信道和寻呼信道的增益分别是232、192和225，根据公式（1）和（3），把控制信道的增益代入，可得控制信道占总功率的47.05%，如果是30 W的功放（即Ptotal为30 W），则留给前向业务信道的功率为15.88 W；如果语音业务标称功率设置为169，语音业务变化范围设为80，则在前向功率控制中分配给用户的前向业务信道的功率变化范围是129～209，即fpcMingain为129，fpcMaxgain为209，则前向业务信道功率的变化范围为-31.5～-11.5 dB。

假如系统都以最小的功率分配给每个前向业务信道，且所有功率均用来呼叫，没有切换，则前向业务信道的增益取129，根据公式（1）可得到分配给前向业务信道的最小功率为0.021 w，则最多可容纳756（15.88÷0.021）个用户同时通话（假设其他资源足够，但实际情况当然不可能）。

假如系统都以最大的功率分配给每个前向业务信道，且所有功率均用来呼叫，没有切换，则前向业务信道增益取209。根据公式（1）可得到分配给前向业务信道的最大功率为2.1 W，则系统最多可容纳7（15.88÷2.1）个用户，即系统此时能承载的话务量只有7 Erl。

村通系统中的用户大多离基站比较远，再加上复杂的地形，电磁波可能经过多次折射和反射，为了克服路径的损耗，基站要以更大的发射功率发送才能保证正常的通话。这样看来，系统在15 Erl时过载就不足为怪了。 4、总结

450 MHz cdma2000 1x系统容量的瓶颈是前向功率。如果在做网络规划时没有考虑到这个因素，那么由于前向功率资源的限制，在其他资源都充裕的情况下，系统就已经功率过载了。因此，在做村通系统规划时，要特别关注前向容量，尽量在容量和覆盖间找到最佳的切合点，以减少因前向功率过载而引起用户投诉的情况，提高用户感知度