Requirements for third generation WCDMA base station related to the extended cell concept

Abstract

Tämän diplomityön tarkoituksena on tutkia ja ohjeistaa mahdollisuudesta toteuttaa laajennettu solukoko olemassa olevissa WCDMA matkapuhelinverkoissa. Työn alussa pyritään luomaan yleiskäsitys WCDMA teknologiaan ja sen tarjoamiin mahdollisuuksiin sekä rajoituksiin. Tämän jälkeen tutkitaan ja luonnostellaan laajennetun solukoon toteuttamisen mahdollisuuksia käyttäen lähtökohtina radioaaltojen etenemismalleja ja erilaisia radioverkon suunnitteluun vaikuttavia tekijöitä. Erityistä huomiota kiinnitetään myös 3GPP:n WCDMA määrityksiin ja niiden synnyttämiin ongelmakohtiin.

Lähdeaineistona diplomityön tutkimusosuudessa käytettiin kirjoitushetkellä julkisesti saatavilla olevaa materiaalia, joka koski WCDMA verkkosuunnittelua yleisesti. Tämän lisäksi käytössä oli myös 3GPP organisaation julkaisemat kolmannen sukupolven matkaviestinverkkoja koskevat määritykset.

Tutkimus osoitti, että mikäli laajennettu solukoko halutaan ottaa käyttöön WCDMA ympäristössä, on tämänhetkisiin 3GPP määrityksiin tehtävä joitain muutoksia. Nämä muutokset koskevat ensisijaisesti kahta parametria: kierrosaikaa (RTT) sekä etenemisviivettä. Tällä hetkellä nämä kaksi parametria rajoittavat solun suurimman mahdollisen säteen noin 60 kilometriin. Näiden parametrien maksimiarvoa on kasvatettava, jotta se olisi riittävä suurille solusäteille. Näin meneteltäessä 3GPP määritykset eivät aiheuta rajoitusta solusäteelle, vaan rajoitus tulee radioaaltojen vaimenemisesta pitkillä etäisyyksillä. Optimaalisissa olosuhteissa voidaan suoritettujen laskelmien perusteella saavuttaa noin 100 kilometrin solusäde. Tällöin on kuitenkin myös varmistuttava, että paikallinen lainsäädäntö ei rajoita korkeiden antennimastojen käyttöönottoa. 3GPP- määrityksiin tehtävien muutosten voidaan katsoa olevan pakollisia, koska näin meneteltäessä voidaan varmistaa eri valmistajien laitteiden keskinäinen yhteensopivuus myös tulevaisuudessa.

Tässä diplomityössä esiteltyjä ratkaisuluonnoksia voidaan käyttää apuna, kun suunnitellaan suuria solusäteitä sisältävää WCDMA radioverkkoa. Loppukäyttäjälle verkko-operaattorin päätös ottaa laajennettu solukoko käyttöön tietää ennen kaikkea peittoalueen parantumista tietyillä alueilla, joilla kuuluvuus on ollut heikko tai sitä ei ole ollut lainkaan.