1、WCDMA无线网络规划的分析WCDMA无线网络规划的分析南京邮电学院 陈郧 王妹一WCDMA无线网络规划的原则 目前，WCDMA无线网络的规划一般来说包括6个步骤：规划目标的定义、传播模型校正、名义小区规划、站址勘察、无线网络设计及初始网络优化。其中规划目标的定义是整个网络规划的前提，它包括覆盖目标、容量目标和质量目标3个方面。初始网络的覆盖和质量的要求虽然也比较复杂，但根据现有网络经验、通过实地考察等手段还是可以比较合理地确定。但是容量目标的定义却非常复杂，所谓容量目标的定义也就是话务模型的确定。WCDMA网络具有小区呼吸效应，随着小区负载的增加，覆盖会逐渐收缩。这种效应大大增加了网络规划的
2、复杂性。所以，传统的网络规划优化方法有可能导致低效的网络设计。所以在WCDMA系统规划过程中，要遵循以下总体组网原则： 1.连续覆盖而不是热点覆盖 WCDMA系统初期应该以一个合理的负荷来建网，以宏蜂窝三扇区单载频为主，同时对一些重点建筑考虑室内分布系统。后期扩容应以增加载频为主。 2.初期网络部署原则 在初期网络部署时，即要考虑投资，使用尽量少的基站，又要考虑长远的发展，尽量大的网络容量潜力。在网络覆盖和质量要求确定的情况下，影响基站数量的因素主要有两个：TMA的使用与网络设计负荷。这样有4种方案：TMA+低负荷、TMA+高负荷、无TMA+低负荷、无TMA+高负荷。TMA+高负荷是我们建议采
3、用的方案，它使用的基站数量较少，而且网络容量潜力很大。 在WCDMA市区及郊区组网原则方案的研究中主要存在两种思路。一是初始以较低的基站负荷(Loading)设计网络；二是初始基于较高的基站负荷和一定的站间距设计网络。两种思路的区别主要体现在一期建网的厚薄程度上。这里的厚薄是指网络建立的容量潜力，而不是网络初期的合同容量。从长远的发展来看思路二更符合运营商的利益：扩容平稳、网络容量潜力大。 二WCDMA无线网络规划的过程 无线工程设计通常包括确定设计目标及信息收集、初步设计、站址勘察和最终设计等几个阶段。 在进行网络规划前，先要确定设计目标。主要包括所要覆盖的区域、每个区域所支持的业务类型、每
4、个区域内每种业务所要达到的覆盖率等。此外，还要收集各种业务量的密度分布图、地形地貌数据资料、客户初选的站址信息和网络增长规划等信息。设计目标应综合考虑市场需求和成本因素。然后，根据所收集的信息进行初步设计。包括建立传播模型和制定链路预算表，评估客户站点并建议新站点，以及计算机辅助的网络覆盖及干扰分析等。初步设计要根据各区域的具体情况制定出相应的业务量规划和链路预算，分别从容量和覆盖的角度估算基站数量，将两者平衡，并结合客户提供的初选站址信息，得出基站的初始布局。 在进行小区规划时要借助专门的覆盖仿真工具，通过Monte Carlo方法仿真移动话务量分布，对上行链路及下行链路进行分析。整个预测过
5、程要迭代进行，直到发射功率达到稳定值后，在多次系统模拟的基础上进行统计平均。通过分析导频覆盖、Eb/I0值、反向功率和切换状况等输出结果，评估设计方案。如果覆盖质量等未能满足要求，则需进行站点优化。然后重新进行仿真运算，这是一个循环往复的过程，直至满足各项需求。这种方法提供的小区覆盖预测结果比用在设计之初的基于区域的链路计算更为精确。 当站点位置最终确定并进行了站址勘测后，应根据实际数据对此前的设计方案进行修正和优化，生成对网络覆盖、干扰及软切换性能的最终预测，确定系统参数，完成最终的网络设计和基站配置。 三、WCDMA无线网络规划的内容 WCDMA无线网络规划可分为无线资源规划、切换规划、功
6、控规划、容量规划、覆盖规划等众多方面，容量规划和覆盖规划是其核心内容。 1 WCDMA覆盖规划 WCDMA覆盖规划起始于链路预算和实测获得无线传播模型的校正。WCDMA链路预算要考虑基站的设备配置和天线配置。链路预算中还包含了一些GSM链路预算中不包含的新参数。 链路预算的主要目的是在对当前系统模型参数合理取值基础上，分析小区的最大允许路径损耗，从而得出各种情况下的覆盖半径。WCDMA系统的链路预算不是一个单纯的线性过程，它和小区的负荷估算是结合进行的。首先，必须根据在不同移动台速度下每种业务的质量要求，获得相应的上、下行的Eb/N0指标值(一般由设备厂家给出)，由此计算出各种业务的参考接收灵
7、敏度。参考接收灵敏度与系统热噪声、业务速率和Eb/N0有关。然后，在设定或者已知小区负荷的情况下，上行最大允许路径损耗的计算就变成一个简单的与GSM系统上行链路预算相似的计算过程。而下行链路的预算问题要复杂些，面对的是如何把有限的总发射功率分配给各个活动终端的问题。鉴于终端位置分布、终端软切换状态等不确定性，必须建立一个模型，作一些简化性的假设，然后才能计算出一个统计性的结果。 2 WCDMA容量规划 WCDMA的频率复用系数是1， 该系统是干扰受限系统，所以容量的实质是对干扰量的估计。对于下行负荷的估计，一个重要方面是对于基站发信功率的估计。对于每个用户所要求的最小功率，由基站到移动台平均衰
8、耗及移动台灵敏度决定，条件是不存在多接入引起干扰（包括小区内和小区外）。干扰引起的噪声提升使得移动台所需最少功率比原来有了提高，最后使得系统能接入的用户数得以减少。 WCDMA的频谱效率与链路性能有关，理论分析与仿真表明，上行链路的容量是下行链路容量的22.5倍。除了基站采用天线分集外，高容量主要是因为上行链路用了多用户信号检测技术，与一般接收机比较几乎提供了2倍的容量。但在下行链路，两个基站向同一移动台发射信号，而它们并不正交，只能起到多径分集的作用。 四GSM和WCDMA无线网络规划的比较 移动网络规划技术中，考虑了GSM和WCDMA体制的不同，方法上有所异同。列表比较如下： 表1：GSM
9、与WCDMA比较 从上表可以看出，CDMA和GSM由于体制差异，在规划方法上，CDMA的覆盖和容量紧密相关，两者都是动态变化的，需要大型仿真；而GSM覆盖容量基本上是分离和静态，预测方法即可。 GSM、WCDMA差异分析北电网络(中国)有限公司高级RF顾问 张长钢WCDMA小区覆盖是上行受限的，在设计中考虑手机上行功率分布非常重要，因为它可以反映上行链路的覆盖水平。通过设置不同的上行功率要求门限值可以反映不同的覆盖区域室内、车载、室外、无覆盖等。这些门限值的设置通过用手机的最大发射功率(21dBm)减去阴影余量，减去穿透损耗余量。覆盖举例以下是一个密集市区各环境的上行功率门限值的举例，请注意这
10、里只考虑不同覆盖要求所需的穿透损耗平均值。室内：21dBm-20dB=1dBm车载：21dBm-7dB=14dBm室外：21dBm-0dB=21dBm以上的门限值表示：如果手机所需发射功率小于1dBm的区域表示可以达到室内覆盖。手机所需发射功率大于1dBm，但小于14dBm的区域表示可以达到车载覆盖。同样，手机所需发射功率大于14dBm，但小于21dBm的区域表示可以达到室外覆盖。而手机所需发射功率大于21dBm的区域表示可能存在覆盖盲区。作为第三代无线网络的WCDMA系统不仅仅支持传统的话音业务，而且支持高速率的数据业务。链路预算必须考虑数据业务的覆盖要求。由于数据业务往往在上行链路和下行链
11、路有着十分显著的速率不对称性，这一特性应在系统的设计中得到充分体现。比如说，上行覆盖的目标可以设计成64比特每秒连续覆盖，而在该覆盖区内支持更高的(12.8384万比特每秒)下行数据传输速率。北电网络45W功放的基站设计正是把这种业务的不对称性融入其中，基于这种基站所做的无线网络设计便能有效地支持非对称性业务。覆盖与容量GSM系统中同一频点的复用必须满足一定的空间隔离要求。空间隔离要求取决于载干比(C/I)。也就是说，来自同一频点的有用信号要高于干扰信号一定的比值。GSM系统小区的覆盖上一节已谈过，其容量则取决于载干比及硬件配置，上、下行容量是对称的。而WCDMA采用编码扩频技术，频率复用为一
12、，干扰信号来自本小区及所有邻近小区，因而是自干扰系统。干扰信号经扩频后形成许多微弱噪声的叠加。噪声累加会造成系统容量损耗。正因为这种同频率的干扰特性，WCDMA系统的容量和覆盖是相关的。上行容量和下行容量是独立的，设计时最受限链路决定系统容量。因为基站功率在每一扇区由所有用户及信令共享，增加干扰或覆盖均会导致系统容量下降。在规划设计WCDMA网络时，按最受限上行链路确定覆盖，按最受限下行功率确定容量。WCDMA系统在下行用导频信号强度与系统总干扰的比值来衡量覆盖水平，显然它与系统的干扰水平相关。总之，WCDMA系统上下行容量均与覆盖相关。WCDMA系统设计是覆盖与容量的平衡过程。北电网络在这方
13、面也积累了大量的经验。软切换GSM系统使用频率分割，小区之间的移动采用不同频点的硬切换。GSM规划设计时要留出足够的切换区，也就是说，足够的小区重叠以确保硬切换的成功率。而WCDMA系统则采用软切换，即终端同时跟多个小区保持无线连接，软切换是WCDMA(CDMA)系统所独有的，软切换增益可以提高小区边界的通话质量，或增加覆盖区域。软切换增益可以减小小区间重叠，扩展小区覆盖。因而在链路预算中要加入软切换增益。这是GSM系统设计中没有的。另一方面软切换使得多链路下行功率发射，影响系统容量。WCDMA网络规划设计强调控制主服务小区的有效覆盖，减少不必要的切换区。由于其自干扰系统，WCDMA系统设计中
14、天线的选择直接影响到相邻小区或扇区间的干扰控制的好坏，采用65水平波瓣宽的天线做三扇区覆盖要明显好于GSM系统设计中常采用的90水平波瓣宽的天线。其原因仍然是软切换与硬切换的差别。WCDMA的软切更换不需要过大的扇区间重叠。另外天线高度在同一范围内应与周围天线高度相当，天线过高，容易造成越区覆盖，造成导频污染，影响系统的容量和质量。这是WCDMA系统设计中特有的，同样是北电网络大量CDMA网络的经验总结。综上所述，依据北电网络在网络建设上的丰富经验，可以从无线网络规划设计角度阐述GSM、WCDMA系统的一些主要不同点及其对系统的影响。正确理解了这些要点将会有利于指导系统的规划设计，在一开始便确
15、立一个良好的无线网络结构，从而避免后期不必要的优化调整，节约投资，降低网络运维成本，在保证高质量的服务前提下，使网络的容量和性能得到最充分发挥。 频率分配对第三代移动通信发展重要性中国电信股份有限公司研究院 孙震强 摘要：第三代移动通信（）的频率划分与频率分配工作对于我国的发展至关重要，通过分析国外频率划分与频率分配的现状，结合我国的频率划分政策，本文为我国未来的频率分配提出了一些建议。 引言 从无线电管理角度，任何无线电系统的使用都会经过频率划分（）、频率分配（）、频率指配（）等阶段，它们分别代表了对业务、部门、电台的频率使用方案。目前，国际上已经基本完成了第三代移动通信系统（）的频率划分工作。在许多发达国家和地区，在无线电管理部门的主持下，经过对移动运营商的选美或移动运营商的竞拍，频率分配工作已经完成；通过网络规划和建设，许多运营商的实际系统的频率指配也在进行。在我国，的频率划分工作已经在年完成了，频率分配工作也即将开始。频率分配工作对于我国移动通信的良性发展非常重要，它既需要与已有的国家频率划分方案相吻合，也需要对未来实际系统的频率指配有利。本文首先对国内外的频率划分进行回顾，通过对国外已有的频率分配方案进行分析，结合我国的频率划分政策
