WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的關(guān)鍵點(diǎn)

摘要　本文聯(lián)系實(shí)際對(duì)WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了針對(duì)性分析，并提出在實(shí)際工作中需注意的要點(diǎn)。

　　由于WCDMA系統(tǒng)是一個(gè)自干擾系統(tǒng)，對(duì)于WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要遵循統(tǒng)一規(guī)劃、分布實(shí)施這個(gè)大原則，這一點(diǎn)與GSM網(wǎng)絡(luò)建設(shè)相比有較大的區(qū)別，因?yàn)镚SM網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)小區(qū)分裂來(lái)不斷擴(kuò)容其網(wǎng)絡(luò)容量。在提供WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃解決方案時(shí)，準(zhǔn)確把握好WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)于建設(shè)一個(gè)合理、有效、高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要，以下從幾個(gè)方面做一個(gè)相關(guān)分析。

1、業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)

　　1.1　UMTS QoS類型

　　在UMTS中，定義了4種業(yè)務(wù)類型：會(huì)話類型、流類型、互動(dòng)類型、后臺(tái)類型。這些類型之間的主要區(qū)別在于電信業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)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(huì)話類型和數(shù)據(jù)流類型將通過(guò)實(shí)時(shí)連接方式傳送，互動(dòng)類型和后臺(tái)類型的業(yè)務(wù)將使用分組時(shí)序安排的非實(shí)時(shí)分組數(shù)據(jù)來(lái)傳送。

　　1.2　業(yè)務(wù)模型

　　WCDMA網(wǎng)絡(luò)可提供的業(yè)務(wù)分已有業(yè)務(wù)和3G特有業(yè)務(wù)，已有業(yè)務(wù)包括語(yǔ)音、短消息、多媒體消息、WAP瀏覽、Java下載、位置服務(wù)、數(shù)據(jù)接入，3G特有業(yè)務(wù)包括可視電話、流媒體、PTT、Presence/IM。需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)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）；

　　（3）各種業(yè)務(wù)的平均呼叫頻率、持續(xù)時(shí)間（需參考現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)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(wù)的比例分布。

　　在對(duì)以上幾個(gè)方面進(jìn)行分析時(shí)還需結(jié)合不同業(yè)務(wù)的相應(yīng)策略、不同業(yè)務(wù)的生命周期、現(xiàn)有3G運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)情況綜合分析。

2、WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

　　由于WCDMA系統(tǒng)是一個(gè)自干擾系統(tǒng)這個(gè)特點(diǎn)，對(duì)于WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需依據(jù)連續(xù)覆蓋和一次規(guī)劃、分步實(shí)施這兩個(gè)主要原則。

　　2.1　WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)預(yù)規(guī)劃

　　2.1.1　覆蓋區(qū)域分類

　　為更好地規(guī)劃好網(wǎng)絡(luò)，需要對(duì)覆蓋區(qū)域進(jìn)行合理地分類，不同類型的區(qū)域予以不同的覆蓋目標(biāo)（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(gè)地區(qū)可根據(jù)自己的特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性地分類。同時(shí)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(wù)流量分布綜合確定。

　　2.1.2　模型校準(zhǔn)

　　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(yīng)用方面較多的是基于大量測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)模型，統(tǒng)計(jì)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(guó)際電聯(lián)（ITU）、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）以及許多著名通信廠商的認(rèn)可和采用。統(tǒng)計(jì)模型適用于宏蜂窩信號(hào)的預(yù)測(cè)，對(duì)微蜂窩以及更小的蜂窩小區(qū)及室內(nèi)信號(hào)的覆蓋預(yù)測(cè)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)傳播模型（Standard Propagation Model）：

　?。?）Lpath：路徑損耗（dB）；

　?。?）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)；

　?。?）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)；

　?。?）K6：與移動(dòng)臺(tái)高度相關(guān)的系數(shù)；

　?。?）K7：繞射修正系數(shù)；

　　（9）f（clutter）：地物衰減修正系數(shù)；

　　（10）d：基站與移動(dòng)臺(tái)間的距離（km）；

　　（11）HTxeff、HRxff：基站天線和移動(dòng)臺(tái)天線的有效高度（m）。

　　由于傳播模型的結(jié)果在網(wǎng)絡(luò)預(yù)規(guī)劃以及系統(tǒng)仿真中都會(huì)用到，因此傳播模型校準(zhǔn)是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。根據(jù)無(wú)線電波的傳播理論，信號(hào)在幾十個(gè)波長(zhǎng)的距離上經(jīng)歷慢的隨機(jī)變化，其統(tǒng)計(jì)規(guī)律服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。當(dāng)我們?cè)?0個(gè)波長(zhǎng)的空間距離上取平均的話，就可以得到其均值包絡(luò)，這個(gè)量通常稱作本地均值，其和特定地點(diǎn)上的平均值相對(duì)應(yīng)。模型校正的CW測(cè)試就是要取得特定長(zhǎng)度上的本地均值，從而利用這些本地均值來(lái)對(duì)該區(qū)域的傳播模型校正。在傳播模型校準(zhǔn)中需要掌握好以下關(guān)鍵點(diǎn)。

　　（1）盡可能選擇服務(wù)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(cè)試站點(diǎn)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；

　　（3）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(lái)自數(shù)字地圖），一般需要保證每一個(gè)地物模型至少有1個(gè)最佳測(cè)試站點(diǎn)；

　?。?）路線選擇上要求盡可能經(jīng)過(guò)各種地物、測(cè)試數(shù)據(jù)分布盡量均勻、測(cè)試距離主要由信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)來(lái)決定，對(duì)于GPS難以定位，路面高度落差過(guò)大的路線不宜選擇。

　　2.1.3　鏈路預(yù)算

　　鏈路預(yù)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(luò)建設(shè)初期一般都可以認(rèn)為系統(tǒng)覆蓋上行鏈路受限，因此主要對(duì)上行鏈路進(jìn)行計(jì)算。鏈路計(jì)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(jī)靈敏度

　　根據(jù)鏈路計(jì)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(duì)于不同速率的業(yè)務(wù)其接收機(jī)靈敏度是不同的。因此，對(duì)于相同面積的區(qū)域進(jìn)行不同業(yè)務(wù)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(biāo)”對(duì)于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃來(lái)說(shuō)非常重要，做準(zhǔn)合理的區(qū)域分類可以有效提高規(guī)劃的準(zhǔn)確性及控制和投資。

　　2.2　站址選擇

　　根據(jù)鏈路預(yù)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(chǔ)上進(jìn)行站址選擇，一個(gè)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(jìn)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(biāo)的要求；

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

　?。?）充分考慮數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高密度區(qū)應(yīng)保證WCDMA系統(tǒng)基站覆蓋的連續(xù)性；

　　（4）應(yīng)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(shí)要滿足系統(tǒng)間隔離度要求；

　?。?）避免在雷達(dá)站附近設(shè)站，如果設(shè)站應(yīng)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(chǎng)所附近。

　　2.3　系統(tǒng)仿真

　　在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃階段，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真對(duì)各種場(chǎng)景下網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、容量和服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，通過(guò)對(duì)一定電波傳播環(huán)境和用戶分布下的用戶通信行為進(jìn)行足夠多次的迭代式模擬，得到其統(tǒng)計(jì)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(luò)規(guī)劃階段的通用仿真方法，其主要步驟如下。

　?。?）導(dǎo)入實(shí)際排查后具備條件的候選站址信息和業(yè)務(wù)模型；

　?。?）在地圖上逐塊進(jìn)行仿真調(diào)整，根據(jù)仿真統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果進(jìn)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?jiǎng)h減和增加一些基站；

　　（4）調(diào)整完畢后，在更大范圍內(nèi)進(jìn)行仿真試驗(yàn)，然后再來(lái)進(jìn)行調(diào)整，直到全網(wǎng)的仿真結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)要求。

　　輸出主要包括如下方面。

　?。?）導(dǎo)頻覆蓋情況；

　?。?）各種業(yè)務(wù)的覆蓋區(qū)域和通信概率；

　?。?）各種業(yè)務(wù)的容量；

　?。?）各種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量和阻塞原因；

　?。?）軟切換區(qū)和軟切換率；

　　（6）導(dǎo)頻污染。

　　在進(jìn)行系統(tǒng)仿真時(shí)，對(duì)于電子地圖要求包括如下。

　?。?）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(biāo)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(duì)于基站設(shè)置有變化的站址需進(jìn)行再次排查，并進(jìn)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(chǎng)、購(gòu)物中心、賓館等），由于建筑結(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)的屏蔽衰減嚴(yán)重，加之高層可能收到很遠(yuǎn)距離基站的信號(hào)，致使手機(jī)接收不到信號(hào)或收到的信號(hào)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(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量得到改善。

　　在需要建3G室內(nèi)分布系統(tǒng)的場(chǎng)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(duì)3G室內(nèi)分布系統(tǒng)來(lái)講，與2G共用是簡(jiǎn)單、有效而且經(jīng)濟(jì)、快速的建設(shè)方案。

　　3G與2G共室內(nèi)分布系統(tǒng)，對(duì)原有系統(tǒng)的改動(dòng)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(shí)服務(wù)于3G和2G系統(tǒng)。二是在基站設(shè)備接入端，增加雙工合路器來(lái)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(yǔ)

　　做好WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需要做的工作很多，以上對(duì)幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)做了相關(guān)分析，在實(shí)際工作中，需要有針對(duì)性把握好關(guān)鍵點(diǎn)的工作，就能為后期建設(shè)一個(gè)理想的WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)奠定良好的基礎(chǔ)。