1、GONPCGSM无线网络规划封面作者：PanHongliang仅供个人学习GSM无线网络规划第一章 网络规划流程概括& 知识点 本节概括了一个网络规划工程的完整流程。 一.1 网络规划流程网络规划包括根据运营商的标书要求，计算出满足覆盖要求和容量要求的基站数量和载频数量，供运营商做投资决策。简单规划通常不需要选定站址，基站按理想网孔布局。在确定网络最大站型时仅考虑频率资源是否足够，计划采用哪一种频率规划，除此之外还包括现网测试分析、站址选择、链路预算、覆盖预测、组网结构、频率规划、关键小区参数规划、模型校正工作。需要着重提醒的是，新建网络的规划与运营商的沟通十分重要。规划之前需要就覆盖范围、覆
2、盖电平、话务模型、频率资源等问题与运营商的技术负责人进行详细的沟通。对海外市场更要重视沟通，确保双方对标书的内容理解一致。一个合理完备的规划最终要做到根据客户的容量需求、覆盖需求、质量需求以及其他特殊需求，结合覆盖区域的地形地貌特征，设计合理可行的无线网络布局，以最小的投资满足客户需求。一个完整的规划方案需要完成下列各项工作：1资料收集与需求分析为了能设计出适应当地通信环境的具有最佳服务质量的GSM网络，在开始网络设计前开始全面的、详尽的调查研究，收集资料工作2 传播模型测试及校正根据当地地型、地物进行传播区域划分，每种传播环境按照选址原则选择测试站点，制定一定的测试路线进行路测，收集校正工作
3、需要的相关数据。传播模型校正指的是对大量有效测试数据，进行数据的筛选等操作，利用相关的校正工具和校正方法，得到能反映现有网络无线传播环境的传播模型，得到的模型用在仿真中，模拟规划网络在当前无线环境下的覆盖效果。3 网络覆盖和容量设计根据规划区域适用模型、链路预算、客户覆盖/容量要求等内容，估算网络设计规模，完成网络拓扑结构的设计。设计过程中根据客户要求优先利用客户可提供站点。至该阶段可以输出初步的设计报告。网络拓扑结构设计阶段综合考虑容量和覆盖因素，得到的网络拓扑结构能够满足客户对容量和覆盖的需求。4 规划站点勘查根据网络拓扑结构设计得到的规划站点信息，通过实地勘察得到实际的可用站址以及相关工
4、程参数。5 无线网络规划仿真根据勘查工程师勘查确定的基站站址，仿真和评估网络的覆盖效果、话务容量是否满足需求。6 网络参数规划根据最终确定的网络拓扑结构，规划无线参数、工程参数等数据信息。7输出网络规划报告根据网络拓扑结构设计、基站站址勘查设计、数据规划，给出最终的网络规划报告。第二章 资料收集与需求分析& 知识点 网络规划前资料收集、需求分析的重要性 网络资料收集内容、需求分析内容二.1 本阶段工作为了能设计出适应当地通信环境的具有最佳服务质量的GSM网络，在开始网络设计前开始全面的、详尽的调查研究，收集资料工作。二.2 资料收集需求分析是规划工作的基础，通过与客户的沟通和交流，确定并确认客
5、户对网络性能方面的要求，从客户处收集足够多的对网络规划起指导意义的信息。需要了解的信息具体如下：1 了解规划区域地形地貌和人口分布状况：（1） 地形地貌环境：包括规划区域地形起伏、地貌信息、稀疏程度、密集区分布等信息；对于郊区或乡村，还需要给出山地河流分布、公路铁路分布、厂矿分布、村镇分布等信息；这些信息对于无线传播模型的选取及覆盖规划有重要意义。这些信息可以通过各种途径得到，如果规划工程师对规划区域无线环境把握程度不高，需要对规划区域进行实地勘察。（2） 人口分布情况：为容量规划提供参考，要求提供人口分布情况，可以按区域为单位（乡村一般以乡镇为单位，城区以片区为单位，如XX街道办、XX社区等
6、，最好能够细化到大概一个站点的覆盖范围），要求同时给出大致的收入情况，以便估算潜在的用户；掌握高话务密度、中等话务密度、低话务密度区域分布情况。2 了解规划区域的无线传播环境；无线网络频点环境需求分析阶段应该收集当前工程准备所用频段范围信息，以及该频段当前占用情况，需要通过客户或其它途径了解。条件许可的话，应该了解该频段是否被传呼或专网等无线网络占用，如银行、公安、机场、火车站、有线电视、电力的专网。如果无法从客户处了解到相关信息且客户要求扫描，或者有网络规划合同且包含频谱扫描的内容，则需要在规程裁减阶段保留频谱扫描的内容，通过实地测试得到本工程频段是否被占用的信息。2 客户的网络建设战略客户
7、网络建设整体的思路对规划影响也比较大，需要了解现有网络/本期网络/下一期网络的容量和覆盖需求、现有网络存在的问题，以及各期网络建设的时间等信息，整个网络的建设应该作为一个整体考虑。根据得到的这些信息，我们可以确定大致的建网原则。比如：本期网络和下一期网络时间相差不大，则可以将两期网络一起规划，根据本期的容量从中抽取一部分作为本期的解决方案；又如，现有网络存在问题，则本期网络建设的原则是首先解决这些问题。3 网络设计参数要求包括每用户Erl容量、阻塞率、数据业务速率、覆盖率等参数，具体参数根据客户要求调整。这些参数对于系统设计非常重要，如每用户Erl容量和阻塞率，直接影响基站数的计算。数据业务方
8、面的需求可能影响站点的覆盖半径，如果满足数据业务要求的覆盖半径和话音业务的覆盖半径不一致，按照二者较小的一个进行设计。需要了解下面的参数要求：（1） 规划可用的频率范围及可能的限制使用的频点；（2） 业务量需求及系统容量（3） 规划区大小（4） 服务质量：网络的服务等级GoS、信号质量、覆盖区通信概率(覆盖区内或覆盖区边缘无线可通率)、覆盖干扰要求等（5） 话务模型(无线部分)：如每用户忙时平均话务量(如0.027Erlang)、 SDCCH信道特殊要求、移动台位置更新次数等（6） 短消息业务的要求（7） 其他要求。如：是否允许IMSI附着/分离；是否允许呼叫重建；是否允许紧急呼叫；是否允许定
9、向重试；是否要求非连续发射等4 覆盖需求网络规划的目的就是满足客户覆盖和容量要求，需要详细了解这方面的信息。覆盖需求包括覆盖区域范围和重点覆盖区域信息。对于扩容网络，覆盖范围包括现有网络覆盖范围、存在的问题、本期网络要求覆盖的范围等信息，对新建网络只有最后一项。重点覆盖区一般包括繁华商业区、重要办公区、重要住宅区、流动人口密集区等，具体类型可根据客户要求确定。5 获取现网站点信息网络规划要求以最小的投资满足客户的需求，客户可提供站点需要充分利用。客户可提供站点可用来作为网络拓朴结构设计的基础，也可以用作场强测试点，充分利用这些站点可以节省客户的投资，加快网络建设速度。尽量获取现网的下列信息：现
10、有无线网络站点分布和话务分布信息；现有无线网络话务分布可以为容量规划提供参考，现有网络站点分布可以为网络拓朴结构设计提供参考。现有移动用户数、年增长率；市区、郊区移动用户数比例；移动用户与固定用户比例；现有移动网MSC、BSC、BTS配置及分布情况移动网近期话务统计报表及路测报告；建设单位对现有网络的评价及对网络发展的建议。6 客户特殊需求除了覆盖和容量需求，客户可能还有一些特殊的需求，比如某些区域不能建塔（会影响天线挂高）、必须利用现有机房（影响站点选择）等。客户的特殊需求需要通过和各级领导交流沟通来了解，否则可能出现规划结果得不到客户认可，需要重新规划的情况。二.3 频谱扫描测试频谱扫描的
11、目的就是，通过路测和定点测试等手段，查找网络规划区域中准备采用频段范围是否存在干扰，如果存在干扰，需要找出干扰源，清除干扰，以便确保建成后网络的效果。频谱扫描的工作内容包括：确定的有关频谱扫描的信息，如扫频区域、频段范围等；1 确定的测试路线和定点测试点选用原则，选择测试路线和测试点，其中测试点的选择可能根据路测情况进行调整；2 根据任务及测试路线和测试点完成路测和定点测试；3 根据测试数据分析干扰情况，对于存在干扰的情况，找出干扰的大致方位、频点及强度，形成报告。4 如果合同中规定进行干扰源查找, 根据频谱扫描测试得到的干扰情况下达干扰定位测试任务，主要对影响比较大的干扰源进行查找。5 输出
12、： 频谱扫描报告为规划以及今后的优化做准备第三章 传播模型测试及校正& 知识点 本节介绍传播模型测试校正中的站址选择、站点参数、站点测试路线要求、对电子地图的要求，以及测试数据的处理。由于经验传播模型的传播环境与实际使用的传播环境不一定相似，因此，有必要在将要建设GSM网络的地区进行典型环境的电波传播测试，并利用测试数据修正传播模型，以提高传播预测的准确性。1 测试站址的选择尽可能选择服务区内具有代表性的传播环境，对不同的人为环境如密集城区、一般城区、郊区等等，能分别设测试站点；站址的选择原则是要使它能覆盖足够多的地物类型（电子地图提供）；测试站点的天线比周围（150200m）内的障碍物高出5
13、m以上；对每一种人为环境，最好有三个或三个以上的测试站点，以尽可能消除位置因素；2 确定测试站点相关参数（1） 采用全向天线，基站天线有效高度：430m（2） 最高建筑物顶层高度为15m左右（3） 移动台天线高度 ：12m另外，要记录测试站点经纬度，天线高度、天线类型（包括方向图、增益）、馈缆损耗、发射机的发射功率、接收机的增益、是否有人体损耗和车内损耗（如果使用场强测试车，则没有人体损耗和车内损耗）。确保测试频点的干净。3 确定测试路线测试前要预先设置好路线，测试路线直接关系到测试数据的准确性。设定测试路线必须考虑以下几个方面：（1） 能够得到不同距离不同方向的测试数据； （2） 在某一距离
14、上至少有45个测试数据，以消除位置影响；（3） 尽可能经过各种地物；（4） 尽量避免选择高速公路或较宽的公路，最好选择宽度不超过3M的狭窄公路。有两种方法：方法一：沿基站走“8”字路线；以保证距离基站的不同距离都有数据，最好能测试到距离基站110km的区域；方法二：螺旋测试路径，实际测试时，只要遵循这个原则，视实际的道路的分布而定。4 对电子地图要求电子地图（又称数字化地图），是进行传播模型修正必需的。移动通信所用的电子地图包括地形高度、地物、街道矢量、建筑物等对电波传播有影响的地理信息，是传播模型修正的重要基础数据。电子地图的精度要求：电子地图的精度要求与传播模型及规划的精度有关，一般50m
15、、100m精度用于农村，20m精度用于城市和郊区，5m精度用于微蜂窝；5 电波传播模型的修正方法将测试数据导入网络规划软件，软件可对测试数据进行处理，并修正相关模型。（1） 将无效的数据过滤掉考虑到接收机的接收灵敏度，一般认为接收功率在-105-50dBm或-105-30dBm的范围之外的数据是无效的，可以过滤掉；由于基站附近，接收功率的主要受基站附近的建筑物和街道走向的影响，因此离基站很近的测试数据不能用于修正传播模型。在宏模型修正时，需使用距离过滤器。C.Y.Lee认为，当d=4h1h2/时，属于近场距离，其中h1、h2分别为基站天线高度和移动台天线高度，为波长。因此，用作模型修正时，近场
16、数据需要过滤掉，远点的距离值的选取视覆盖范围而定。一般认为过滤器的设置可以为1km10km，此范围外的数据可以过滤掉。另外，有效距离的区域内，最好具有相似的人为环境，如此有利于模型的细分（如密集城区的模型、一般城区的模型等等）；（2） 将测试数据定位在实际路线上；由于GPS存在偏差，因此测试数据在显示的时候并不是总在测试路径上，因此需要进行数据定位以消除地理偏差；（3） 考虑街道“波导效应”对测试数据的影响由于电波传播测试一般是在街道上测试的，但对于街道，存在着“波导效应”，使得平行于传播方向的信号强度比垂直于传播方向的信号强度高出10dB左右。由于传播模型不是只为预测道路上的传播情况的应用，
17、因此与道路相关的因素应该去掉；否则会导致修正后的传播模型整体偏大或偏小（如果不做去掉街道因素的工作，则测试数据中纵向街道和横向街道的采样数据最好差不多，但这对测试的要求太高，且纵向街道和横向街道的效应难以完全抵消）。（4） 路测数据所处的地物类型处理 有些电子地图，城市街道的地物类型为“城市开阔地”，而路测一般是在路上做的。如此，对于通用模型的修正，如果只考虑测试数据本身所在的地物，则难以得到其它地物类型的修正值。因此，应考虑传播路径上靠近测试点的周围环境因素。即测试结果应该是周围环境综合影响的结果。第四章 网络覆盖容量设计& 知识点 本节介绍如何在满足覆盖和用户容量的基础上，估算网络所需的基
18、站个数。影响基站数量的控制信道和数据信道的默认配置，及如何进行基站初始布局。在对规划业务区无线传播环境了解的基础上，选择合适的传播模型，对覆盖距离进行合理的预测（即链路预算）；根据对人口分布以及客户对重点覆盖区域的要求，合理预测话务量的分布；再根据链路预算和话务量分布，参考已有站点和地形地物，决定满足覆盖和容量的站点分布。四.1 基站规模计算规模估算即根据运营商网络建设的要求，估算规划业务区的网络规模，包括站型配置以及相应的基站数量。规模估算必须综合考虑覆盖和容量两方面的因素，具体步骤如下：1 根据运营商对覆盖的要求，估算规划业务区需要的基站数量。首先将规划业务区按照不同的地形地貌特征划分成不
19、同类型的区域（例如密集城区，城区，郊区，农村等），得到不同类型区域的面积。同时根据传播模型和链路预算（参见附录B的计算表格），可以得出不同类型区域的基站覆盖半径，进而根据六边形蜂窝图计算得到基站覆盖面积。如图1所示。一个小区的覆盖面积：一个3小区定向站的覆盖面积：图 4.11小区半径和覆盖面积同理可得全向站的覆盖面积为根据基站覆盖面积和要求覆盖的区域面积，可以简单通过整除来计算要求的基站数量（向上取整）。这个结果是从无线覆盖的角度计算得出的。2. 根据运营商对容量的要求和用户分布，估算规划业务区需要的基站数量。首先根据运营商对网络容量的要求以及用户分布，得到不同类型区域的网络设计容量。其次根据
20、需求分析得出的不同类型区域的最大配置站型，查询ErlangB表得到相应的单站容量。根据单站容量和规划区域的网络设计容量，可以简单通过整除来计算要求的基站数量（向上取整）。这个结果是从网络容量的角度计算得出的。3. 综合覆盖和容量两方面的因素，最终确定规划区域需要的基站数量（二者取大）；进而根据不同类型区域的网络设计容量和计划采用的站型配置，计算得到不同类型区域的站型配置组合和相应的基站数量。公路覆盖站点数的计算比较简单，根据要求覆盖的公路长度和基站覆盖半径就可以得到，不过需要结合电子地图，考虑地形因素例如公路走向和山体阻挡等，而不能将公路简单视为一条直线。四.2 规模估算注意事项1. 在链路预
21、算时，除非无特别说明，手机接收灵敏度应以运营商要求的覆盖电平门限值为准，而不是取手机自身的接收灵敏度。2. 一般SDCCH/8的GOS按TCH的GOS的1/4计算，SDCCH/4的GOS按TCH的1/2计算。如果运营商未提供详细的话务模型计算SDCCH信道数，可以按照下述原则进行规划：当TCH不用于立即指派，SDCCH的GOS为TCH的GOS的1/4时，小区配置的SDCCH信道数应该大于所配置的TCH信道数的1/4。参见下表。表 4.22SDCCH默认配置载频数信道数SDCCH信道配置控制信道数TCH信道数18SDCCH/826216SDCCH/8214324SDCCH/82224322SDC
22、CH/83295402SDCCH/83376482SDCCH/83457563SDCCH/84528643SDCCH/84603. 计算单站容量时，如果有数据业务需求，那么除了SDCCH信道，还需要考虑保留若干数据业务信道，通常计算方法如下：（1） 根据GPRS用户的话务模型，计算每用户的平均吞吐量；（2） 根据GPRS数据结构，计算PDCH的承载效率和含开销的每用户业务量；（3） 计算忙时GPRS用户数；小区内的GPRS用户数小区内的GSM用户数GPRS渗透率忙时GPRS附着率忙时GPRS业务激活率（4） 根据GPRS用户数和每用户的平均吞吐量，计算出每小区的IP吞吐量：小区内忙时所有GPR
23、S用户的平均IP吞吐量GPRS用户数忙时平均每用户IP吞吐量（5） 根据每小区的IP吞吐量和每PDCH信道承载速率，计算系统需要提供的净PDCH数：小区内所需PDCH信道数量小区IP吞吐量/每个PDCH的IP承载速率（6） 根据PDCH的利用率，计算小区需要提供的静态和动态PDCH数。如果运营商未提供详细的数据业务话务模型计算PDCH信道数，可以按照下表中的默认配置进行规划：表 4.23PDCH默认配置载频数信道数SDCCH配置PDCH配置(静态+动态)TCH信道数1 (全向)8SDCCH/80+3618SDCCH/81+35216SDCCH/82+212324SDCCH/83+1214322
24、SDCCH/83+1265402SDCCH/83+1346482SDCCH/83+1427563SDCCH/84+1488643SDCCH/84+156四.3 基站初始布局规划在确定网络规模后，需要在规划业务区内确定站点的初始布局。这一过程完全是纸上作业，得到的只是站点的大致分布，不能作为建站依据，需要根据实地勘查、覆盖方针预测的结果反复调整，才能确定最终的站点位置。基站布局应符合蜂窝结构及蜂窝分裂要求，站址应尽量选择在规则蜂窝网孔中规定的理想位置，以便频率规划和以后的小区分裂。允许站址偏离范围为：a. 43复用方式、三叶草结构R/5(R-基站覆盖半径)； b. 33复用方式、三叶草结构R/1
25、0。基站布局的疏密要对应于话务密度分布情况，因此不同类型区域的站点间距是不一样的，可以参考链路预算时得到的不同类型区域的基站覆盖半径。第五章 规划站址勘查& 知识点 网络勘测工程师必须具备的知识 无线网络勘查内容 无线网络勘查流程五.1 规划站址勘查概述根据客户网络建设和发展的最新需求，结合无线网络、无线设备自身特点及客户要求主要性能指标，在网络规划基站初始布局方案基础上，经过现场详细勘测，了解现场地物地形、用户特点，初步估算用户数量及话务量，综合考虑场强覆盖、话务密度分布、建站条件、经济成本等几个方面，给出满足客户需求的站型、站址、基站分布及天线挂高、方位角、下倾角。一般来说，每一个基站需要
26、在原规划站址的一定范围内勘查并提供三个备选站。一个合格的网络勘测工程师必须具备以下的背景知识：1 掌握规划软件、勘察工具的使用2 掌握天线性能参数及选型方法3 具备无线传播等网络规划基础理论知识4 熟悉基站设备型号及运行指标五.2 无线网络勘测内容通过网络勘测将要收集如下信息：确定站址，包括经纬度和海拔高度结合工程勘察，获得站点所在地环境详细描述，如交通状况、电力状况、建筑物状况基站地理环境描述：主要描述站点周围的地理环境状况和大致地形， 对于插花站点，需要对周围已存在的站点进行描述(包括周围站点的大致位置、覆盖情况等)， 必要时以附图形式表达给出站型建议，包括全向、定向、小区数、宏蜂窝、微蜂
27、窝、直放站给出天线类型建议，主要是增益、水平及垂直波瓣角、极化方式、下倾方式（电子/机械）给出天线挂高、朝向及下倾角建议小区环境描述：拟定的各个小区朝向上的环境描述，包括特别的描述: 如地形阻挡，覆盖目标。必要时以附图或照片形式表达初步估计基站及小区的话务情况，周围是否存在热点话务地区，如是否有大型商场、写字楼、公园、学校五.3 无线网络勘测流程本指导书主要为移动通信系统售前和合同后网络规划提供基础数据，通常包括如下主要过程：图 4.31站点勘查工作流程第六章 无线网络规划仿真& 知识点 本节介绍无线网络规划仿真的作用和流程。无线网络规划仿真是基于电子地图和无线传播模型，利用计算机模拟信号在当
28、前环境下的传播情况，模拟当前站点覆盖效果。仿真有以下几个作用：1 验证规划方案的合理性；2 从多种方案中选择最能满足覆盖和容量要求的方案；3 检验站址合理性，从备选站点中选择合适站点，对不合适站点提出规划建议；仿真过程如下：1 输入各站点的站址、参数（包括发射功率、天线挂高、下倾角、天线类型等）等信息；2 输入电子地图，包括高度、地貌和矢量信息；3 每个站点根据所处环境选择合适的模型；4 运行仿真，仿真结果能够比较准确的反映各区域的覆盖情况；5 对于仿真结果中显示存在问题的区域，调整相关站点无线参数，如扇区朝向、下倾角、天线挂高、天线型号，不能满足要求再调整站点位置，直到满足覆盖和容量要求；第
29、七章 网络参数规划& 知识点 本节介绍工程参数和无线参数的规划七.1 工程参数规划基站工程参数主要包括：1 基站经纬度、2 天线方位角3 天线下倾角4 天线挂高5 天线增益工程参数决定了一个小区的覆盖方向、覆盖范围；在规划中一定要注意这些参数的规划，做出理想的规划结果。工程参数主要是在站点勘查过程中根据实际环境确定，经过仿真验证，根据覆盖预测的效果，对工程参数进行调整。七.2 无线参数规划作为移动通信系统，GSM网络中与无线设备和接口有关的参数对网络的服务性能的影响最为敏感。GSM网络中的无线参数是指与无线设备和无线资源有关的参数。这些参数对网络中小区的覆盖、信令流量的分布、网络的业务性能等具
30、有至关重要的影响，因此合理调整无线参数是GSM网络优化的重要组成部分。七.2.1 LAC位置区的规划原则为了确定移动台的位置，每个GSM PLMN的覆盖区都被划分成许多位置区。位置区的大小（即一个位置区码LAC所覆盖的范围大小）在系统中是一个非常关键的因素。在做网络规划时，对位置区的划分相当重要，在划分位置区过程中，应在保证不会产生寻呼负荷过高的前提下尽量使位置更新次数降低到最小。因为，作为网络运营商，如果系统出现频繁的位置更新只能导致浪费网络资源，而不会增加任何收入。 寻呼负荷确定了LA的最大范围，相应地，边缘小区的位置更新负荷决定了位置区的最小范围。其最重要的限定条件还是BTS的最大寻呼容量。位置区的规划遵循以下原则：1 位置区的划分不能过大或过小。如果LAC覆盖范围过小，则移动台发生位置更新的过程将增多，从而增加了系统中的信令流量；反之，位置区覆盖范围过大，则网络寻呼移动台的同一寻呼消息会在许多小区中发送，会导致PCH信道负荷过重，同时增加Abis接口上的信令流量。 位置区的计算跟不同厂家的寻呼策略相关，具体见下节“位置区的计算”。一般建议每个位置区内的TRX数目在300左右。在建网初期，话务量不高，一个LAC可容纳的TRX数可以大于这个数值；但是长期监测PCH负荷以及话务量增长是非常必要的。当然，增加一个
