WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃的關(guān)鍵點

摘要　本文聯(lián)系實際對WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃的關(guān)鍵點進行了針對性分析，并提出在實際工作中需注意的要點。

　　由于WCDMA系統(tǒng)是一個自干擾系統(tǒng)，對于WCDMA無線網(wǎng)絡的建設需要遵循統(tǒng)一規(guī)劃、分布實施這個大原則，這一點與GSM網(wǎng)絡建設相比有較大的區(qū)別，因為GSM網(wǎng)絡可以通過小區(qū)分裂來不斷擴容其網(wǎng)絡容量。在提供WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃解決方案時，準確把握好WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃的幾個關(guān)鍵點對于建設一個合理、有效、高質(zhì)量的網(wǎng)絡至關(guān)重要，以下從幾個方面做一個相關(guān)分析。

1、業(yè)務預測

　　1.1　UMTS QoS類型

　　在UMTS中，定義了4種業(yè)務類型：會話類型、流類型、互動類型、后臺類型。這些類型之間的主要區(qū)別在于電信業(yè)務對時延的敏感程度，具體如表1所示。

表1　類型特征

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　　在UMTS初期，會話類型和數(shù)據(jù)流類型將通過實時連接方式傳送，互動類型和后臺類型的業(yè)務將使用分組時序安排的非實時分組數(shù)據(jù)來傳送。

　　1.2　業(yè)務模型

　　WCDMA網(wǎng)絡可提供的業(yè)務分已有業(yè)務和3G特有業(yè)務，已有業(yè)務包括語音、短消息、多媒體消息、WAP瀏覽、Java下載、位置服務、數(shù)據(jù)接入，3G特有業(yè)務包括可視電話、流媒體、PTT、Presence/IM。需要從以下幾個方面進行分析。

　　（1）用戶總數(shù)；

　?。?）用戶分布（需參考現(xiàn)網(wǎng)用戶分布情況）；

　?。?）各種業(yè)務的平均呼叫頻率、持續(xù)時間（需參考現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務流量分布情況）；

　?。?）上下行數(shù)據(jù)速率、質(zhì)量要求；

　　（5）各種業(yè)務的比例分布。

　　在對以上幾個方面進行分析時還需結(jié)合不同業(yè)務的相應策略、不同業(yè)務的生命周期、現(xiàn)有3G運營商業(yè)務情況綜合分析。

2、WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃

　　由于WCDMA系統(tǒng)是一個自干擾系統(tǒng)這個特點，對于WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃需依據(jù)連續(xù)覆蓋和一次規(guī)劃、分步實施這兩個主要原則。

　　2.1　WCDMA無線網(wǎng)絡預規(guī)劃

　　2.1.1　覆蓋區(qū)域分類

　　為更好地規(guī)劃好網(wǎng)絡，需要對覆蓋區(qū)域進行合理地分類，不同類型的區(qū)域予以不同的覆蓋目標（CS12.2k/64k、PS64k/128k/384k等），通常覆蓋區(qū)域可分為密集城區(qū)、普通城區(qū)、市郊、縣城、高速公路等。每個地區(qū)可根據(jù)自己的特點進行針對性地分類。同時覆蓋區(qū)域的物理位置劃分需結(jié)合地理特征、現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務流量分布綜合確定。

　　2.1.2　模型校準

　　傳播模型反映的是在某種特定環(huán)境或傳播路徑下電波的傳播損耗情況。在傳播模型應用方面較多的是基于大量測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計模型，統(tǒng)計模型的研究歷史悠久，是一種比較成熟的技術(shù)，它得到了包括國際電聯(lián)（ITU）、歐洲電信標準協(xié)會（ETSI）以及許多著名通信廠商的認可和采用。統(tǒng)計模型適用于宏蜂窩信號的預測，對微蜂窩以及更小的蜂窩小區(qū)及室內(nèi)信號的覆蓋預測有較大的偏差。

　　傳播模型有COST231-HATA傳播模型（適宜于宏小區(qū)傳播模型）、標準傳播模型（Standard Propagation Model）（適宜于宏小區(qū)傳播模型）、COST231-Walfisch-1Kegami模型（適宜于有建筑物高度的城市微小區(qū)）等多種，例如標準傳播模型（Standard Propagation Model）：

　?。?）Lpath：路徑損耗（dB）；

　　（2）K1：常量偏移。與頻率相關(guān)的常數(shù)；

　?。?）K2：距離衰減系數(shù)；

　?。?）K3：基站天線高度修正系數(shù)；

　　（5）K4：與衍射損耗相關(guān)的系數(shù)，必須大于0；

　?。?）K5：基站天線高度及距離修正系數(shù)；

　　（7）K6：與移動臺高度相關(guān)的系數(shù)；

　?。?）K7：繞射修正系數(shù)；

　?。?）f（clutter）：地物衰減修正系數(shù)；

　?。?0）d：基站與移動臺間的距離（km）；

　?。?1）HTxeff、HRxff：基站天線和移動臺天線的有效高度（m）。

　　由于傳播模型的結(jié)果在網(wǎng)絡預規(guī)劃以及系統(tǒng)仿真中都會用到，因此傳播模型校準是無線網(wǎng)絡規(guī)劃中一項基礎性工作。根據(jù)無線電波的傳播理論，信號在幾十個波長的距離上經(jīng)歷慢的隨機變化，其統(tǒng)計規(guī)律服從對數(shù)正態(tài)分布。當我們在40個波長的空間距離上取平均的話，就可以得到其均值包絡，這個量通常稱作本地均值，其和特定地點上的平均值相對應。模型校正的CW測試就是要取得特定長度上的本地均值，從而利用這些本地均值來對該區(qū)域的傳播模型校正。在傳播模型校準中需要掌握好以下關(guān)鍵點。

　?。?）盡可能選擇服務區(qū)內(nèi)具有代表性的傳播環(huán)境。例如密集城區(qū)、一般城區(qū)、郊區(qū)、開闊帶等；

　?。?）測試站點條件必須能代表典型基站條件。這里的條件包括天線掛高、周圍地物地貌類型等；

　?。?）站址選擇的原則是要使它能夠覆蓋足夠多的地物類型（這些地物類型來自數(shù)字地圖），一般需要保證每一個地物模型至少有1個最佳測試站點；

　?。?）路線選擇上要求盡可能經(jīng)過各種地物、測試數(shù)據(jù)分布盡量均勻、測試距離主要由信號的場強來決定，對于GPS難以定位，路面高度落差過大的路線不宜選擇。

　　2.1.3　鏈路預算

　　鏈路預算是覆蓋規(guī)劃的重要組成部分，具體流程如圖1所示。

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圖1　流程圖

　　WCDMA網(wǎng)絡建設初期一般都可以認為系統(tǒng)覆蓋上行鏈路受限，因此主要對上行鏈路進行計算。鏈路計算公式：

　　最大允許路徑損耗=最大UE發(fā)射功率-身體損耗-陰影衰落+軟切換增益-穿透損耗-快衰落余量-干擾余量+天線增益-饋線損耗-接收機靈敏度

　　根據(jù)鏈路計算可以從覆蓋角度得到基站站距從而初步得到所需基站大致數(shù)量，在上面公式中，對于不同速率的業(yè)務其接收機靈敏度是不同的。因此，對于相同面積的區(qū)域進行不同業(yè)務的連續(xù)覆蓋，所需基站數(shù)量差別非常大，所以前文所敘“不同類型的區(qū)域予以不同的覆蓋目標”對于網(wǎng)絡規(guī)劃來說非常重要，做準合理的區(qū)域分類可以有效提高規(guī)劃的準確性及控制和投資。

　　2.2　站址選擇

　　根據(jù)鏈路預算可以得到不同覆蓋區(qū)域的WCDMA基站數(shù)量和站距要求。在此基礎上進行站址選擇，一個基站站址選擇的合理與否不僅關(guān)系到自身的效果，而且直接關(guān)系到附近其他基站的位置和效果，關(guān)系到全網(wǎng)的通信質(zhì)量，因此進行站址選擇需要考慮好以下因素。

　?。?）充分考慮基站的有效覆蓋范圍使系統(tǒng)滿足覆蓋目標的要求；

　?。?）對具備共站址條件、站址分布合理的可用站點，3G系統(tǒng)應盡量利用現(xiàn)有的可用機房和天面、鐵塔資源，以節(jié)省建設投資。對具備共站條件，但站址分布不合理的GSM基站應予以放棄；

　　（3）充分考慮數(shù)據(jù)業(yè)務需求，在數(shù)據(jù)業(yè)務高密度區(qū)應保證WCDMA系統(tǒng)基站覆蓋的連續(xù)性；

　?。?）應考慮其它系統(tǒng)干擾因素，保證必要的空間隔離。與GSM基站共址時要滿足系統(tǒng)間隔離度要求；

　?。?）避免在雷達站附近設站，如果設站應采取措施防止相互干擾和保障安全；

　?。?）不宜選擇在易燃、易爆建筑物場所附近。

　　2.3　系統(tǒng)仿真

　　在網(wǎng)絡規(guī)劃階段，通過計算機仿真對各種場景下網(wǎng)絡的覆蓋、容量和服務質(zhì)量進行評估，通過對一定電波傳播環(huán)境和用戶分布下的用戶通信行為進行足夠多次的迭代式模擬，得到其統(tǒng)計平均作為仿真的可信結(jié)論。Monto Carlo仿真是靜態(tài)仿真中的一種，是網(wǎng)絡規(guī)劃階段的通用仿真方法，其主要步驟如下。

　?。?）導入實際排查后具備條件的候選站址信息和業(yè)務模型；

　?。?）在地圖上逐塊進行仿真調(diào)整，根據(jù)仿真統(tǒng)計分析結(jié)果進行站址、站高、功率、方向角、下傾角的調(diào)整，優(yōu)化仿真結(jié)果；

　?。?）根據(jù)需要刪減和增加一些基站；

　　（4）調(diào)整完畢后，在更大范圍內(nèi)進行仿真試驗，然后再來進行調(diào)整，直到全網(wǎng)的仿真結(jié)果完全符合設計要求。

　　輸出主要包括如下方面。

　?。?）導頻覆蓋情況；

　?。?）各種業(yè)務的覆蓋區(qū)域和通信概率；

　?。?）各種業(yè)務的容量；

　?。?）各種業(yè)務的服務質(zhì)量和阻塞原因；

　?。?）軟切換區(qū)和軟切換率；

　?。?）導頻污染。

　　在進行系統(tǒng)仿真時，對于電子地圖要求包括如下。

　　（1）電子地圖包括的信息：

　　*地形高度；

　　*地物覆蓋；

　　*矢量；

　　*建筑物的平面和高度數(shù)據(jù)；

　　*文本標注。

　?。?）電子地圖的精度要求：

　　*5m：密集城區(qū)；

　　*20m：一般城區(qū)；

　　*50m：郊區(qū)；

　　*100m：農(nóng)村。

　　根據(jù)一次仿真的結(jié)果，對于基站設置有變化的站址需進行再次排查，并進行二次仿真。

　　2.4　室內(nèi)覆蓋

　　在城市市區(qū)的室內(nèi)，特別是高層建筑（大型商場、購物中心、賓館等），由于建筑結(jié)構(gòu)對信號的屏蔽衰減嚴重，加之高層可能收到很遠距離基站的信號，致使手機接收不到信號或收到的信號雜亂、不穩(wěn)定，很容易造成掉話、通話質(zhì)量差等現(xiàn)象。改變這種狀況的普遍做法就是增加室內(nèi)分布系統(tǒng)，使室內(nèi)信號強度和質(zhì)量得到改善。

　　在需要建3G室內(nèi)分布系統(tǒng)的場所，如果已有2G室內(nèi)分布系統(tǒng)，則優(yōu)先考慮共用2G室內(nèi)分布系統(tǒng)。對3G室內(nèi)分布系統(tǒng)來講，與2G共用是簡單、有效而且經(jīng)濟、快速的建設方案。

　　3G與2G共室內(nèi)分布系統(tǒng)，對原有系統(tǒng)的改動主要包括兩方面的工作：一是更換室內(nèi)窄帶天線為寬帶天線，使之能同時服務于3G和2G系統(tǒng)。二是在基站設備接入端，增加雙工合路器來保證系統(tǒng)間隔離度要求。在少數(shù)情況下原系統(tǒng)中存在干線放大器，則需要增加雙工分路器、干放和雙工合路器。

3、結(jié)束語

　　做好WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃需要做的工作很多，以上對幾個關(guān)鍵點做了相關(guān)分析，在實際工作中，需要有針對性把握好關(guān)鍵點的工作，就能為后期建設一個理想的WCDMA無線網(wǎng)絡奠定良好的基礎。