UMTS900M網絡部署探討

【摘要】由于2.1GHz頻段電磁波的傳播特性，造成WCDMA網絡深度覆蓋和廣度覆蓋不足，本文通過對UMTS900M的技術介紹、網絡覆蓋能力分析、干擾分析以及對現有移動網絡的影響，探討UMTS900M網絡部署場景和建議。

【關鍵詞】UMTS900干擾網絡部署

目前中國聯通WCDMA網絡采用2.1GHz頻段，電磁波傳播損耗大，單站覆蓋能力差，如何采用較低的建設成本建設3G網絡，滿足WCDMA網絡的深度覆蓋和廣度覆蓋要求，是工程規劃建設面臨的重要難題。

本文通過對UMTS900M的技術介紹、網絡覆蓋能力分析、干擾分析以及對現有移動網絡的影響，探討UMTS900M網絡部署場景和建議。

一、UMTS900技術簡介

UMTS900（以下簡稱U900）是指工作在900M頻段上的WCDMA網絡，較目前的UMTS2100網絡空間損耗小，傳播特性優，較GSM900系統，具有更高的頻譜利用率。

1.1頻率資源分配

目前我國800/900M頻段主要供2G移動通信系統使用，中國聯通、中國移動及中國電信都在使用該頻段。該頻段具有良好的傳播特性，是全球通用的移動通信頻段，廣泛應用于GSM和CDMA移動通信系統。但該頻段較為擁擠，需協調的業務干擾情況較為復雜。

目前我國800/900M頻段的使用情況如圖1所示：

由圖1可知，聯通GSM頻率低端緊鄰移動的GSM頻率，高端不屬于移動通信頻段，所以，聯通在900MHz頻段的擴展可能性很小。

聯通900MHz頻段為909-915MHz（上行）、954-960MHz（下行），去掉95號保護頻點，可用頻點為29個，其中可用于U900中心頻點的頻點有7個，從107-113。

1.2UMTS900覆蓋優勢

U900系統工作于900MHz頻段，U900系統與U2100系統和G900系統相比，具有如下特點：（1）900M頻段相對于2100M頻段，空間損耗更小、具有更優的傳播特性；（2）UMTS系統與GSM系統相比，具有更高的頻譜效率，由于擴頻等技術的采用，可以做到更高的靈敏度。

由于以上特性，從理論上講，U900系統的覆蓋距離要遠于U2100與G900系統，根據鏈路預算可以計算出U900系統的覆蓋距離約為U2100系統的1.7～2.2倍，約為G900系統的1.1～1.2倍，自由空間傳播中傳播損耗L=32.44+20lg f（MHz）+20lg d（km），對應可以計算到900M較2100M有6.9dB的增益。

按COST231-HATA傳播模型，900M較2100M有11.4～14.4dB的增益。

建筑物穿透損耗（BPL）U900也有明確優勢，根據測試結果，U900較U2100建筑物穿透損耗小3.3dB。

U900系統在饋線損耗方面也有較大的優勢，U900系統的1/2”饋線和7/8”饋線的30米饋線損耗較UMTS2100系統減少1.08dB和0.63dB。

此外，U900在室內傳播也有較大的優勢，最大有5.5dB。

綜合來說，下行接收電平U900較UMTS2100提高約16dB，對應上行發射功率也相應降低，小區覆蓋半徑增加約70%。根據全球第一個部署U900的運營商芬蘭Elisa的建網經驗，在郊區部署U900較U2100可以節省50%—70%網絡投資。

1.3U900對頻譜的要求

WCDMA載波帶寬5M中實際信號占用頻譜為3.84M，其余為干擾保護頻帶，在共享站址情況下鄰道干擾水平保護頻帶可以以單位步長200Khz縮小，對應占用載波帶寬可以減少為4.8M、4.6M、4.4M等，對應因為鄰頻干擾帶來容量損失約為3%。對于GSM900M頻率緊缺運營商，可以進一步減少載波帶寬。

二、UMTS900產業成熟度

2009年，歐盟通過了關于在允許900MHz頻段上部署UMTS900的法律。同時頒布有關GSM/UMTS共用此頻段的技術規范。截止到2013年5月9日，已經有68個國家批準UMTS900的使用。UMTS900在全球47個國家已經部署69個商用網絡。

目前國內主流設備廠家均有產品支持U900系統。

U900終端產業鏈已經成熟，預計2015年所有終端均支持U900。

三、U900和GSM干擾情況

當U900和GSM兩種系統同頻覆蓋時，一個系統的基站或終端的信號會落在另一個系統的終端或基站的接收帶內，而且這種干擾不能通過接收濾波器來抑制，只能在兩個同頻系統間留出適當的隔離距離，增加干擾信號的衰減，以保證兩個系統都能正常的工作。因此，U900和GSM兩種系統同頻覆蓋時的相互干擾是需要重點考慮的問題。

四、UMTS900組網策略

目前U900系統的組網策略主要有以下三種：（1）獨立天饋：該模式下U900系統需要新增一套天饋系統與一臺基站設備；（2）合路器共天饋：該模式下U900系統僅需增加一臺基站設備，天饋系統通過合路器與G900系統共用；（3）多模基站共基站：SDR（軟件無線電）多模基站在硬件設備無需改動的情況下，通過軟件配置射頻單元即可實現多種系統共用同一平臺。在該模式下無需新增天饋系統與基站設備，在U900設備與G900設備同廠家情況下，僅需更換基帶處理單元即可，射頻單元U900系統與G900系統可共用。

五、UMTS900MHz部署建議

5.1應用場景建議

根據U900和GSM干擾分析，結合U900的傳播特性，建議U900在如下場景應用：（1）行政村覆蓋方面。在行政村覆蓋方面，WCDMA網絡與GSM網絡有較大差距，結合行政村分布，U900可在山區、丘陵等特殊地形區域建設。（2）道路線覆蓋方面。在道路覆蓋方面，建議結合道路分布情況，U900可在地形復雜（丘陵或山區），業務量少，沿線G900基站少的路段進行部署。（3）特殊場景覆蓋方面。U900還可用于以下特殊場景的覆蓋，如相對獨立的區域，如旅游景區、礦山等的全面覆蓋，該區域G900站點少，可采用U900覆蓋；相對封閉區域，如隧道、地下商場和地下停車場。

5.2頻點使用建議

（1）在U900實施初期，或GSM900頻率使用較多區域，可以采用U900 3.8MHz帶寬組網；GSM與U900系統間保留200KHz保護帶寬，G網可用頻點數為8個；（2）在GSM900頻率使用較少區域，建議采用U900 4.2MHz帶寬組網，GSM與U900系統間鄰頻點設置為TCH使用，G網可用頻點數為8個，其中BCCH信道可用頻點為6個；（3）GSM與U900同頻保護帶建議至少為6圈基站，確保同頻引起的底噪抬升不超過3dB。

六、結束語

U900網絡的部署，需要充分考慮GSM網絡負荷以及與GSM網絡的干擾情況，在部署前一定要經過GSM網絡翻頻和排除其他干擾，以確保GSM網絡和U900網絡的網絡質量。

參考文獻

[1] UMTS900 Overview Deployment Gvuidelines，Qualcomm，2006.11，http：//www.docin.com/p-78844776.html

[2] Harri Holma，Antti Toskala UMTS中的WCDMA-HSPA演進及LTE，機械工業出版社，2012.03