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問題答案
( 10 )
1、網(wǎng)絡規(guī)劃的主要內(nèi)容
移動通信是一項高投入的產(chǎn)業(yè),一旦選擇了某種移動電話技術,就必須投入巨大的成本。我國3G商用化的初期,各大移動業(yè)務運營商選擇哪個標準主要受技術驅動,甚至是政府驅動。但是,最后運營的成功與否,還是由市場決定。為了在競爭中求生存,移動業(yè)務的運營商必須擁有一定規(guī)模的用戶群,并盡量提高用戶的滿意度和ARPU值,得到最好的投入產(chǎn)出比。要解決這些問題,就要做好網(wǎng)絡建設前的整體規(guī)劃和網(wǎng)絡建設后的優(yōu)化工作。網(wǎng)絡規(guī)劃是無線網(wǎng)絡建設運營之前的關鍵步驟,主要從“覆蓋、容量、服務質(zhì)量(QoS)”三個網(wǎng)絡指標對網(wǎng)絡進行宏觀設置。
一個移動通信網(wǎng)絡的規(guī)劃由網(wǎng)絡規(guī)模預測、傳輸系統(tǒng)規(guī)劃設計、核心網(wǎng)絡規(guī)劃設計、電源配套規(guī)劃設計、無線系統(tǒng)規(guī)劃設計幾大部分組成。其中無線網(wǎng)絡規(guī)劃是移動通信系統(tǒng)規(guī)劃中最為關鍵的部分,其設計成敗關系著整個移動通信網(wǎng)絡建設的成敗。本文討論的網(wǎng)絡規(guī)劃主要是指無線網(wǎng)絡規(guī)劃。無線網(wǎng)絡規(guī)劃的目標并不是單純使覆蓋或者容量最大化,而是追求覆蓋、容量、服務質(zhì)量、設備利用率和經(jīng)濟性之間的平衡。但是,無線網(wǎng)絡規(guī)劃并不是萬能的。網(wǎng)絡規(guī)劃只是對移動網(wǎng)絡的宏觀設置,可以使網(wǎng)絡建設者對網(wǎng)絡的建設情況有一個大體的把握。無線環(huán)境是隨機的、動態(tài)的,有了這樣一個設計結果,還不足以保證一定能建設成一個品質(zhì)優(yōu)良的網(wǎng)絡,還需要在網(wǎng)絡的使用過程中不斷進行優(yōu)化。即使是最理想的網(wǎng)絡規(guī)劃方案也不能取代優(yōu)化,網(wǎng)絡的建設需求和性能指標最終需要通過不斷的優(yōu)化才能達到。實際上,網(wǎng)絡規(guī)劃也可以稱為預優(yōu)化,其設計質(zhì)量極大地制約著后期優(yōu)化的難度、最終性能和投資。
網(wǎng)絡規(guī)劃大致分為前期準備、預規(guī)劃和詳細規(guī)劃階段,內(nèi)容大致包括傳播模型校正、業(yè)務流量預測、站址規(guī)劃、天饋系統(tǒng)規(guī)劃、仿真分析等,如圖1所示。
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圖1
傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡規(guī)劃的第一步是進行傳播模型校正。因為無線網(wǎng)絡規(guī)劃的設計方案,需要通過規(guī)劃軟件來進行模擬預測,以提高規(guī)劃設計的合理性和精確度。而仿真分析的準確性很大程度上依賴于所使用的傳播模型是否能準確地反映當?shù)氐臒o線傳播環(huán)境。由于無線電波的傳播非常復雜,找不到一個可以全世界通用的傳播模型。因此在進行網(wǎng)絡規(guī)劃時,必須首先在當?shù)剡M行傳播模型校正。傳播模型校正時采用的測試數(shù)據(jù)多通過CW(連續(xù)波)測試來獲取,信號源為未調(diào)制連續(xù)波信號。這種獲取數(shù)據(jù)的方法需要專門的收、發(fā)設備,自行架設模擬發(fā)射機,測試工作量非常大,一般只能對有限個站點進行測試。而實際上,無線電波傳播的差異性很大,在規(guī)劃軟件中通常要為每個小區(qū)單獨設置傳播模型。根據(jù)地形(高山、丘陵、平原等)、建筑物數(shù)量、植被特征等因素的不同,可以分為多個傳播類型區(qū)域。而為了使預測更為準確,還要根據(jù)建筑物密度、區(qū)域內(nèi)各種地形的比例和遠近等對傳播區(qū)域類型進一步細化分類。這樣,一個地區(qū)或城市按電波傳播環(huán)境可以劃分成多達幾十個區(qū)域。要通過CW測試在這么多的區(qū)域內(nèi)采集足夠的數(shù)據(jù),工作量非常大,將嚴重影響工程進度,可行性不高。在2G網(wǎng)絡已經(jīng)成熟的前提下,測試數(shù)據(jù)可以通過測試已開通基站連續(xù)發(fā)射的具有固定功率值的公共信道(如cdma2000 1x的導頻信道)的功率來獲取。這種方法無需自行架設發(fā)射機,工作量要小得多。
無線網(wǎng)絡規(guī)劃的另一個重要方面是業(yè)務預測。以往的業(yè)務預測主要是收集現(xiàn)有資料,了解各地區(qū)的人口組成和分布、各運營商的用戶數(shù)量,運用統(tǒng)計學原理對業(yè)務量的增長趨勢和分布進行預測。然而,僅僅對業(yè)務的宏觀預測是不夠的,為了準確地進行仿真,還需要對微觀的業(yè)務模型和用戶行為進行準確預測,這在TD-SCDMA中尤為重要。3G的一個特點是數(shù)據(jù)業(yè)務的接入能力得到大大增強,能以更低的成本滿足種類更為豐富的業(yè)務。傳統(tǒng)的以電路型語音業(yè)務為主的網(wǎng)絡,將逐漸被以分組型數(shù)據(jù)業(yè)務為主的網(wǎng)絡所取代。在分組網(wǎng)絡里,最重要的是對業(yè)務微觀模型的預測。
網(wǎng)絡規(guī)劃的核心環(huán)節(jié)是進行仿真分析。但是仿真工具只能給出全網(wǎng)在統(tǒng)計意義上認為是準確的結果,不能保證地理上每一個具體位置的結果的絕對準確。進行仿真的目的,不應該是得到網(wǎng)絡建成后各地理位置的具體的覆蓋質(zhì)量,而是網(wǎng)絡的總體服務指標。
未來的移動通信網(wǎng)絡以其自身技術和業(yè)務的特點,給傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡規(guī)劃帶來了新的挑戰(zhàn),總的來說,可以從以下幾個方面概括:
●數(shù)據(jù)業(yè)務接入能力增強。未來的移動通信網(wǎng)絡是為多媒體通信而設計的,通過系統(tǒng)提供的高質(zhì)量圖像和視頻,使人與人之間的通信能力進一步增強。目前TD-SCDMA所支持的最高傳輸速率為384kbit/s,3GPP在Re15引入了HSDPA技術,單載波的峰值速率可以達到2.8Mbit/s。這樣高的傳輸速率使業(yè)務的接入能力大大增強了,支持類型更為廣泛的業(yè)務,包括各種視頻和音頻業(yè)務。為了滿足不同業(yè)務的QoS要求,傳統(tǒng)的電路交換方式逐漸被分組交換方式取代。這對業(yè)務模型的規(guī)劃帶來了挑戰(zhàn),對業(yè)務模型估計的準確度將影響網(wǎng)絡的性能。
●協(xié)議結構更復雜。傳統(tǒng)的移動網(wǎng)絡主要為實時的語音業(yè)務而設計,網(wǎng)絡的承載能力較差,協(xié)議相對比較簡單。未來的移動網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)承載能力大大提高,調(diào)制技術也更加復雜,必須適應各種業(yè)務不同的傳輸速率、時延、誤碼率等要求,協(xié)議棧設計更為復雜,信道類型更豐富,配置更靈活。
●更靈活的無線資源管理算法。針對分組數(shù)據(jù)業(yè)務的特點,借助于不同的承載信道,接納控制、負載控制、切換控制、分組調(diào)度等無線資源管理算法更加靈活,能適應各種業(yè)務的不同QoS要求。
●新的無線傳輸技術不斷涌現(xiàn),大大提高了頻譜效率。無線傳輸技術發(fā)展很快,幾乎每年都會有新的技術提出。無線通信技術的研究目的是提高頻譜效率,在有限的帶寬內(nèi)提供更大的容量、更高的速率、更好的通信質(zhì)量和更大的覆蓋范圍。目前屬于研究熱點的技術主要有:智能天線、多入多出(MIMO)系統(tǒng)、正交頻分復用(OFDM)、混合自動重傳請求(HARQ)、軟件無線電等。
●網(wǎng)絡規(guī)劃的自由度更大。未來移動通信系統(tǒng)的標準通常只是制定各模塊和各網(wǎng)元之間的接口,對模塊內(nèi)部的算法實現(xiàn)并未做統(tǒng)一規(guī)定。許多無線資源管理算法通常由設備商自行實現(xiàn)。未來移動通信系統(tǒng)的協(xié)議留給網(wǎng)絡規(guī)劃很大的自由度,實際網(wǎng)絡的頻譜效率很大程度上取決于規(guī)劃質(zhì)量的好壞。
2、FDD和TDD網(wǎng)絡規(guī)劃的比較
3G系統(tǒng)在空中接口方面都采用了碼分多址的方式,所有用戶共享同一頻率,容量較2G有了很大提高。但不同的3G系統(tǒng)之間,又有著各自不同的技術特點。與其他兩種3G系統(tǒng)相比,TD-SCDMA最根本的區(qū)別是雙工模式的不同。WCDMA和cdma2000都工作在FDD模式下,需要分配上下行對稱的頻譜;TD-SCDMA工作在TDD模式下,在同一載波上進行上下行鏈路傳輸,資源分配上更靈活。由于技術上的差異性,F(xiàn)DD和TDD在網(wǎng)絡規(guī)劃方面也存在著一些異同點。
FDD和TDD網(wǎng)絡規(guī)劃的相似之處包括以下幾個方面:
以傳播模型為基礎。在進行無線網(wǎng)絡規(guī)劃設計時,必須借助計算機軟件進行仿真預測。計算機仿真的方法對傳播模型的準確性要求很高,預測的精度和準確性受傳播模型使用的限制。一般來說,對某個地區(qū)進行網(wǎng)絡規(guī)劃時,必須首先進行傳播模型校正,使傳播模型能準確反映當?shù)氐膫鞑キh(huán)境。為保證傳播模型的正確性,進行校正時,要按各種地物比例、建筑物密度等情況將當?shù)丶毞譃槎鄠不同的子區(qū)域來測試。傳統(tǒng)的測試方法是用CW測試來進行的,這種方法工作量大,只能對少數(shù)區(qū)域進行測試。當測試區(qū)域的劃分數(shù)目較多時,龐大的工作量往往使CW測試的可行性不高。在已有2G網(wǎng)絡基站的情況下,可以利用現(xiàn)網(wǎng)站址進行測試,測試后的結果再用路徑損耗與頻率差的關系來校正。校正完傳播模型并不意味著所有問題都解決了,為每個小區(qū)分配合理的傳播模型也是保證仿真準確性的重要步驟。每個小區(qū)的無線環(huán)境是不同的,必須為不同環(huán)境的小區(qū)分配正確的傳播模型。實際上,由于無線電波的傳播是隨機的,即使是一個經(jīng)過完美校正的傳播模型,也不可能達到點對點預測的絕對無偏差。如果將傳播模型的預測值與某一次實際測試結果進行比較,在一定的地理區(qū)域內(nèi),如果誤差的均值接近0,標準差在8dB以下,那么這個傳播模型在工程上就可以認為是正確的。
建立準確的業(yè)務模型。網(wǎng)絡規(guī)劃的最終目的是使最終建成的網(wǎng)絡能夠滿足用戶的業(yè)務需求。無論是FDD系統(tǒng)還是TDD系統(tǒng),傳輸速率都較以往得到大大提升,業(yè)務種類繁多。從一定程度上可以說,對業(yè)務的支持程度,是網(wǎng)絡運營成敗的關鍵。網(wǎng)絡性能的不確定性是由所承載的多種業(yè)務的不確定性造成的。在網(wǎng)絡規(guī)劃階段,只有建立準確的業(yè)務統(tǒng)計概率模型,才能保證規(guī)劃設計方案的仿真結果的正確性,把握網(wǎng)絡性能的變化情況。
網(wǎng)絡規(guī)劃工具貫穿整個規(guī)劃過程的始終。隨著技術復雜性的增加,規(guī)劃的難度增大。3G系統(tǒng)提供多樣性的業(yè)務,碼分多址的空中接口又使系統(tǒng)的覆蓋、容量和質(zhì)量相互關聯(lián),許多因素的變化都會直接影響網(wǎng)絡規(guī)劃的結果。傳統(tǒng)的以經(jīng)驗為主的規(guī)劃方法已不能完全適用于新系統(tǒng),從需求階段到詳細設計階段,直至以后的優(yōu)化階段,都需要借助網(wǎng)絡規(guī)劃工具進行輔助設計。規(guī)劃設計結果對網(wǎng)絡規(guī)劃工具的依賴性很強。
與其他兩種系統(tǒng)相比,TD-SCDMA網(wǎng)絡規(guī)劃的差異之處在于:
鏈路預算的差異。與TD-SCDMA相比,WCDMA的碼速率更高,在擴頻和軟切換上能得到更大的增益。而TD-SCDMA的帶寬更窄,噪聲較低,并且在智能天線賦形和干擾余量等方面能得到更大的增益。
業(yè)務覆蓋半徑不同。WCDMA和cdma2000的各種覆蓋半徑差異比較明顯,越高的速率覆蓋半徑越小,在多種業(yè)務混合規(guī)劃的時候,要使高速業(yè)務無縫覆蓋,低速業(yè)務將受到較大的干擾。而從鏈路預算的結果來看,TD-SCDMA的各種業(yè)務覆蓋半徑差異不大,多業(yè)務的規(guī)劃更易于操作。
系統(tǒng)內(nèi)干擾不同。在FDD模式下,所有用戶在同一時刻發(fā)射,容量主要受限于系統(tǒng)內(nèi)部的干擾,是典型的自干擾系統(tǒng)。在TDD模式下,通過空分(智能天線的波束賦形)和時分(在不同的時隙分配信道)的方式,可以使系統(tǒng)的自干擾非常輕,系統(tǒng)容量主要受限于碼字。
小區(qū)呼吸現(xiàn)象。小區(qū)呼吸是FDD網(wǎng)絡的典型現(xiàn)象,當用戶數(shù)增加時,干擾加大,小區(qū)半徑收縮,小區(qū)邊緣的用戶有可能處于覆蓋盲區(qū)或弱區(qū)。這種現(xiàn)象使規(guī)劃變得非常困難,難以有效解決輕負載時的干擾和重負載時的小區(qū)邊緣無信號的矛盾。在TDD模式下,新增的用戶通過智能天線賦形和發(fā)射時隙的分隔,減輕對已激活用戶的干擾,小區(qū)呼吸作用不明顯。
切換區(qū)規(guī)劃。不中斷業(yè)務的軟切換給FDD系統(tǒng)帶來了軟切換增益,但軟切換區(qū)域需要仔細規(guī)劃,過大的軟切換浪費系統(tǒng)資源,過小的軟切換容易使小區(qū)邊緣的用戶掉話。FDD系統(tǒng)的軟切換區(qū)域隨系統(tǒng)負荷而變化,規(guī)劃時難以準確地確定軟切換區(qū)域。TD-SCDMA的小區(qū)覆蓋范圍比較穩(wěn)定,接力切換區(qū)域不易受系統(tǒng)負荷影響,一旦確定了切換區(qū)域不容易產(chǎn)生變化。
無線資源管理。與FDD相比,時分、空分、碼分方式使TD-SCDMA的無線資源模型發(fā)生了變化,無線資源管理更靈活、更復雜,傳統(tǒng)的無線資源管理算法并不完全適用于TD-SCDMA網(wǎng)絡。
頻譜規(guī)劃。FDD網(wǎng)絡需要上下行對稱的頻譜,規(guī)劃時必須找到符合要求的對稱頻段,而TDD網(wǎng)絡只需要一個載波,可以在任何空閑頻帶上部署,頻譜設置更簡單、靈活。
3、TD-SCDMA網(wǎng)絡規(guī)劃的難點與關鍵技術
TD-SCDMA網(wǎng)絡的技術特征決定了它的網(wǎng)絡規(guī)劃的特點,與其他兩種3G系統(tǒng)相比,在某些方面,它使網(wǎng)絡規(guī)劃變得更容易了。由于TD-SCDMA的干擾不易受用戶數(shù)影響,小區(qū)的覆蓋半徑、切換區(qū)規(guī)劃相對FDD網(wǎng)絡要變得容易許多。同時,TD-SCDMA主要是一個碼字受限的網(wǎng)絡,這也使得容量規(guī)劃簡單了。另外,根據(jù)理論分析,TD-SCDMA網(wǎng)絡對于各種業(yè)務的覆蓋半徑差別不大,這使得多業(yè)務規(guī)劃要更容易操作。但是,從另一些方面來看,TD-SCDMA的網(wǎng)絡規(guī)劃的難度仍然很大,表現(xiàn)為以下幾個方面:
●與FDD網(wǎng)絡不同,目前世界上沒有真正得到公認的TDD網(wǎng)絡規(guī)劃的成熟技術和工具,這給網(wǎng)絡規(guī)劃帶來了不小的難度。工具的缺乏將導致規(guī)劃設計方案得不到驗證,對一些TDD特有的規(guī)劃要求不能很好地把握。
●TDD方式成為國際標準的時間不長,因此把它從基本的技術原理上升為可以支持實際應用的實用技術需要時間。一個技術成熟的網(wǎng)絡轉變?yōu)橐粋實際運營成功的網(wǎng)絡是需要很長一段實踐期的。WCDMA和cdma2000在系統(tǒng)層方面,與2G的IS95有很多的相似之處,可以借鑒IS95的規(guī)劃經(jīng)驗,因此,在規(guī)劃設計上要容易許多。
●天線規(guī)劃難度加大。在網(wǎng)絡規(guī)劃中,天線的性能和作用要在系統(tǒng)級反映,天線的算法和參數(shù)是在物理層驗證和調(diào)整的,而目前采用的性能評估技術是物理層和系統(tǒng)級分離的,這對智能天線性能的評估帶來了不小的難度。
●擾碼規(guī)劃難度加大。WCDMA的擾碼和cdma2000的導頻碼的序列長度比較大,即使由于傳播時延產(chǎn)生了位移,其相關性能仍然可以保持得很好。而TD-SCDMA的擾碼長度只有16chip,碼序列比較短,當產(chǎn)生位移后,容易產(chǎn)生相關性能的惡化。因此,在擾碼規(guī)劃上,TD-SCDMA更容易出現(xiàn)問題。
●TD-SCDMA的一些具體技術在標準中并未明確規(guī)定,這也給網(wǎng)絡規(guī)劃增加了難度。例如,在設計時如何考慮不同的資源調(diào)度算法帶來的增益等。
要對TD-SCDMA無線網(wǎng)絡進行良好的規(guī)劃,應把握好以下幾個關鍵技術:
●資源調(diào)度技術。資源調(diào)度算法是標準和技術規(guī)范中沒有具體規(guī)定的內(nèi)容,TD-SCDMA的無線資源模型發(fā)生了變化,無線信道可以時分、空分、碼分、頻分,資源調(diào)度算法更加靈活,也更復雜。具體的資源調(diào)度算法通常由網(wǎng)絡設備商來實現(xiàn),在規(guī)劃時需要對各種算法進行正確的評估。
●上下行時隙分配。TD-SCDMA無線網(wǎng)絡的一個重要特點是支持上下行不對稱業(yè)務,通過調(diào)整具體的時隙分配,實現(xiàn)上下行不同的業(yè)務流量。但在時隙分配時,不能僅僅從業(yè)務流量的角度出發(fā),還要考慮小區(qū)之間的干擾。僅僅為了滿足各小區(qū)的上下行業(yè)務流量比例而進行的時隙規(guī)劃,有時會增加小區(qū)之間的干擾;而僅從干擾的角度出發(fā)統(tǒng)一全網(wǎng)的時隙分配,有時會犧牲容量。具體分配要從多方面綜合考慮,看主要矛盾是什么。
●干擾估計。由于智能天線的空分作用和TDD模式的時分作用,很多情況下,理論上系統(tǒng)的干擾接近0,干擾不是TDD網(wǎng)絡的主要矛盾。但是,隨著用戶數(shù)的增加,空分方式有時并不能完全隔離掉干擾。同時,由于傳播時延和上下行時隙分配問題,可能相鄰小區(qū)之間會產(chǎn)生比較大的干擾。有時,在某些特殊情況下,干擾也許會成為TDD網(wǎng)絡的主要矛盾之一。
●站址規(guī)劃。網(wǎng)絡建設初期,在資金相對較少的情況下,規(guī)劃的基站數(shù)目比較少。隨著用戶數(shù)的增加,擴容是不可避免的。在規(guī)劃初期,應利用TD-SCDMA覆蓋半徑比較穩(wěn)定的特點,充分考慮擴容加站的位置,來設計初期的站址和站型,使總的投資最少。在擴容的時候,由于我國分配給TD-SCDMA的頻率資源比較豐富,可以采用異頻加站的方式擴容,減小對原有網(wǎng)絡的干擾。
●業(yè)務模型。人們對數(shù)據(jù)業(yè)務的需求日益增長,提供豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務應用是運營商吸引用戶的重要因素,TD-SCDMA網(wǎng)絡在支持數(shù)據(jù)業(yè)務方面,比其他兩種3G系統(tǒng)更靈活。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡規(guī)劃中,對業(yè)務模型的準確性不太重視。在3G的網(wǎng)絡規(guī)劃中,應盡可能保證業(yè)務模型預測的準確性。對于實時性要求不高的業(yè)務,規(guī)劃的重點是提高網(wǎng)絡和單個用戶的吞吐量;對于實時性要求高的業(yè)務,規(guī)劃的重點是縮短信道重分配的時間。
4、TD-SCDMA網(wǎng)絡規(guī)劃工具的需求
目前,在規(guī)劃工具市場上,還沒有出現(xiàn)公認的比較成熟的TD-SCDMA規(guī)劃工具。而對于TD-SCDMA這樣一個技術性很強的通信系統(tǒng),沒有一個好的計算機軟件來輔助設計是無法做好的。與WCDMA和cdma2000相比,TD-SCDMA的規(guī)劃軟件工具的開發(fā)要更困難。
首先,規(guī)劃工具必須貫穿整個規(guī)劃設計過程的始終。在前期準備階段,規(guī)劃工具提供傳播模型校正、業(yè)務預測等功能;在預規(guī)劃階段,提供鏈路預算和容量估算等功能;在詳細規(guī)劃階段,提供仿真分析等功能。特別地,TD-SCDMA規(guī)劃工具還要提供上下行時隙規(guī)劃和擾碼規(guī)劃等功能。
其次,規(guī)劃工具必須適應大計算量的要求。在現(xiàn)實的網(wǎng)絡中,基站和用戶的數(shù)目是非常大的,這使得仿真分析的計算量很大,同時,輸出高精度分析圖的需求也使得規(guī)劃軟件必須面對海量計算的要求。另外,TD-SCDMA的智能天線賦形和分時隙規(guī)劃的要求,也給規(guī)劃軟件的計算量帶來了非常大的負擔。龐大的計算量對TD-SCDMA規(guī)劃工具的開發(fā)是一個巨大的挑戰(zhàn)。
天線模型的建立也是TD-SCDMA規(guī)劃工具的一個難點。傳統(tǒng)的天線,只需給出水平增益和垂直增益,即可近似算出空間任意一點的增益。所以天線模型比較簡單,不同廠家的天線只要給出水平增益圖和垂直增益圖即可為其建立天線模型。而智能天線是一種自適應的天線,其空間的增益與用戶的具體位置、天線的自適應調(diào)整算法等有關,是一個動態(tài)模型。不同廠家的實現(xiàn)方法可能會不一樣。規(guī)劃軟件應該建立一個智能天線的備品庫和算法庫,當一種新的智能天線推出時,必須將其相關信息錄入到規(guī)劃軟件中。
關于業(yè)務模型,根據(jù)QoS要求和數(shù)據(jù)流特征,目前標準建議分為四類:會話類、瀏覽類、流類、后臺類。TD-SCDMA的一個優(yōu)勢在于對數(shù)據(jù)業(yè)務的支持非常靈活。隨著應用的深入,新興的業(yè)務會不斷涌現(xiàn)。規(guī)劃工具除了能支持目前劃分的四類業(yè)務模型外,還應具有以下特點:良好的擴展性,使用戶在無需修改代碼的基礎上簡單、快捷地加入新的業(yè)務模型;靈活的配置性,提供方便地修改和定制新的業(yè)務模型的途徑;準確地反映具體業(yè)務的特征,要求對每個具體業(yè)務都能夠定義出與其實際情況相符的QoS和GoS需求及具體業(yè)務特征。
對規(guī)劃軟件工具的一個新要求是具有開放式的軟件結構。如前所述,對于TD-SCDMA移動通信系統(tǒng),一些技術和算法在標準中并未規(guī)定,具體的實現(xiàn)多由網(wǎng)絡設備商和運營商來決定。不同的技術實現(xiàn)方法直接影響最后的規(guī)劃結果。規(guī)劃軟件應該具有開放式的軟件結構,使用戶可以自己定制一些諸如無線資源管理等方面的算法模塊。
對規(guī)劃軟件工具的另外一個重要要求是要有友好的操作界面。規(guī)劃軟件的使用貫穿整個規(guī)劃過程,使用者眾多,水平不等,友好的操作界面是規(guī)劃軟件得以推廣的重要條件。目前,開發(fā)規(guī)劃軟件的廠家比較多,不同的規(guī)劃軟件使用方法不一樣。規(guī)劃是一個復雜的過程,規(guī)劃軟件的操作流程通常也比較復雜,沒有友好的操作界面和操作規(guī)范,很容易導致軟件操作不當,從而產(chǎn)生不正確的規(guī)劃結果。
移動通信是一項高投入的產(chǎn)業(yè),一旦選擇了某種移動電話技術,就必須投入巨大的成本。我國3G商用化的初期,各大移動業(yè)務運營商選擇哪個標準主要受技術驅動,甚至是政府驅動。但是,最后運營的成功與否,還是由市場決定。為了在競爭中求生存,移動業(yè)務的運營商必須擁有一定規(guī)模的用戶群,并盡量提高用戶的滿意度和ARPU值,得到最好的投入產(chǎn)出比。要解決這些問題,就要做好網(wǎng)絡建設前的整體規(guī)劃和網(wǎng)絡建設后的優(yōu)化工作。網(wǎng)絡規(guī)劃是無線網(wǎng)絡建設運營之前的關鍵步驟,主要從“覆蓋、容量、服務質(zhì)量(QoS)”三個網(wǎng)絡指標對網(wǎng)絡進行宏觀設置。
一個移動通信網(wǎng)絡的規(guī)劃由網(wǎng)絡規(guī)模預測、傳輸系統(tǒng)規(guī)劃設計、核心網(wǎng)絡規(guī)劃設計、電源配套規(guī)劃設計、無線系統(tǒng)規(guī)劃設計幾大部分組成。其中無線網(wǎng)絡規(guī)劃是移動通信系統(tǒng)規(guī)劃中最為關鍵的部分,其設計成敗關系著整個移動通信網(wǎng)絡建設的成敗。本文討論的網(wǎng)絡規(guī)劃主要是指無線網(wǎng)絡規(guī)劃。無線網(wǎng)絡規(guī)劃的目標并不是單純使覆蓋或者容量最大化,而是追求覆蓋、容量、服務質(zhì)量、設備利用率和經(jīng)濟性之間的平衡。但是,無線網(wǎng)絡規(guī)劃并不是萬能的。網(wǎng)絡規(guī)劃只是對移動網(wǎng)絡的宏觀設置,可以使網(wǎng)絡建設者對網(wǎng)絡的建設情況有一個大體的把握。無線環(huán)境是隨機的、動態(tài)的,有了這樣一個設計結果,還不足以保證一定能建設成一個品質(zhì)優(yōu)良的網(wǎng)絡,還需要在網(wǎng)絡的使用過程中不斷進行優(yōu)化。即使是最理想的網(wǎng)絡規(guī)劃方案也不能取代優(yōu)化,網(wǎng)絡的建設需求和性能指標最終需要通過不斷的優(yōu)化才能達到。實際上,網(wǎng)絡規(guī)劃也可以稱為預優(yōu)化,其設計質(zhì)量極大地制約著后期優(yōu)化的難度、最終性能和投資。
網(wǎng)絡規(guī)劃大致分為前期準備、預規(guī)劃和詳細規(guī)劃階段,內(nèi)容大致包括傳播模型校正、業(yè)務流量預測、站址規(guī)劃、天饋系統(tǒng)規(guī)劃、仿真分析等,如圖1所示。
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圖1
傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡規(guī)劃的第一步是進行傳播模型校正。因為無線網(wǎng)絡規(guī)劃的設計方案,需要通過規(guī)劃軟件來進行模擬預測,以提高規(guī)劃設計的合理性和精確度。而仿真分析的準確性很大程度上依賴于所使用的傳播模型是否能準確地反映當?shù)氐臒o線傳播環(huán)境。由于無線電波的傳播非常復雜,找不到一個可以全世界通用的傳播模型。因此在進行網(wǎng)絡規(guī)劃時,必須首先在當?shù)剡M行傳播模型校正。傳播模型校正時采用的測試數(shù)據(jù)多通過CW(連續(xù)波)測試來獲取,信號源為未調(diào)制連續(xù)波信號。這種獲取數(shù)據(jù)的方法需要專門的收、發(fā)設備,自行架設模擬發(fā)射機,測試工作量非常大,一般只能對有限個站點進行測試。而實際上,無線電波傳播的差異性很大,在規(guī)劃軟件中通常要為每個小區(qū)單獨設置傳播模型。根據(jù)地形(高山、丘陵、平原等)、建筑物數(shù)量、植被特征等因素的不同,可以分為多個傳播類型區(qū)域。而為了使預測更為準確,還要根據(jù)建筑物密度、區(qū)域內(nèi)各種地形的比例和遠近等對傳播區(qū)域類型進一步細化分類。這樣,一個地區(qū)或城市按電波傳播環(huán)境可以劃分成多達幾十個區(qū)域。要通過CW測試在這么多的區(qū)域內(nèi)采集足夠的數(shù)據(jù),工作量非常大,將嚴重影響工程進度,可行性不高。在2G網(wǎng)絡已經(jīng)成熟的前提下,測試數(shù)據(jù)可以通過測試已開通基站連續(xù)發(fā)射的具有固定功率值的公共信道(如cdma2000 1x的導頻信道)的功率來獲取。這種方法無需自行架設發(fā)射機,工作量要小得多。
無線網(wǎng)絡規(guī)劃的另一個重要方面是業(yè)務預測。以往的業(yè)務預測主要是收集現(xiàn)有資料,了解各地區(qū)的人口組成和分布、各運營商的用戶數(shù)量,運用統(tǒng)計學原理對業(yè)務量的增長趨勢和分布進行預測。然而,僅僅對業(yè)務的宏觀預測是不夠的,為了準確地進行仿真,還需要對微觀的業(yè)務模型和用戶行為進行準確預測,這在TD-SCDMA中尤為重要。3G的一個特點是數(shù)據(jù)業(yè)務的接入能力得到大大增強,能以更低的成本滿足種類更為豐富的業(yè)務。傳統(tǒng)的以電路型語音業(yè)務為主的網(wǎng)絡,將逐漸被以分組型數(shù)據(jù)業(yè)務為主的網(wǎng)絡所取代。在分組網(wǎng)絡里,最重要的是對業(yè)務微觀模型的預測。
網(wǎng)絡規(guī)劃的核心環(huán)節(jié)是進行仿真分析。但是仿真工具只能給出全網(wǎng)在統(tǒng)計意義上認為是準確的結果,不能保證地理上每一個具體位置的結果的絕對準確。進行仿真的目的,不應該是得到網(wǎng)絡建成后各地理位置的具體的覆蓋質(zhì)量,而是網(wǎng)絡的總體服務指標。
未來的移動通信網(wǎng)絡以其自身技術和業(yè)務的特點,給傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡規(guī)劃帶來了新的挑戰(zhàn),總的來說,可以從以下幾個方面概括:
●數(shù)據(jù)業(yè)務接入能力增強。未來的移動通信網(wǎng)絡是為多媒體通信而設計的,通過系統(tǒng)提供的高質(zhì)量圖像和視頻,使人與人之間的通信能力進一步增強。目前TD-SCDMA所支持的最高傳輸速率為384kbit/s,3GPP在Re15引入了HSDPA技術,單載波的峰值速率可以達到2.8Mbit/s。這樣高的傳輸速率使業(yè)務的接入能力大大增強了,支持類型更為廣泛的業(yè)務,包括各種視頻和音頻業(yè)務。為了滿足不同業(yè)務的QoS要求,傳統(tǒng)的電路交換方式逐漸被分組交換方式取代。這對業(yè)務模型的規(guī)劃帶來了挑戰(zhàn),對業(yè)務模型估計的準確度將影響網(wǎng)絡的性能。
●協(xié)議結構更復雜。傳統(tǒng)的移動網(wǎng)絡主要為實時的語音業(yè)務而設計,網(wǎng)絡的承載能力較差,協(xié)議相對比較簡單。未來的移動網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)承載能力大大提高,調(diào)制技術也更加復雜,必須適應各種業(yè)務不同的傳輸速率、時延、誤碼率等要求,協(xié)議棧設計更為復雜,信道類型更豐富,配置更靈活。
●更靈活的無線資源管理算法。針對分組數(shù)據(jù)業(yè)務的特點,借助于不同的承載信道,接納控制、負載控制、切換控制、分組調(diào)度等無線資源管理算法更加靈活,能適應各種業(yè)務的不同QoS要求。
●新的無線傳輸技術不斷涌現(xiàn),大大提高了頻譜效率。無線傳輸技術發(fā)展很快,幾乎每年都會有新的技術提出。無線通信技術的研究目的是提高頻譜效率,在有限的帶寬內(nèi)提供更大的容量、更高的速率、更好的通信質(zhì)量和更大的覆蓋范圍。目前屬于研究熱點的技術主要有:智能天線、多入多出(MIMO)系統(tǒng)、正交頻分復用(OFDM)、混合自動重傳請求(HARQ)、軟件無線電等。
●網(wǎng)絡規(guī)劃的自由度更大。未來移動通信系統(tǒng)的標準通常只是制定各模塊和各網(wǎng)元之間的接口,對模塊內(nèi)部的算法實現(xiàn)并未做統(tǒng)一規(guī)定。許多無線資源管理算法通常由設備商自行實現(xiàn)。未來移動通信系統(tǒng)的協(xié)議留給網(wǎng)絡規(guī)劃很大的自由度,實際網(wǎng)絡的頻譜效率很大程度上取決于規(guī)劃質(zhì)量的好壞。
2、FDD和TDD網(wǎng)絡規(guī)劃的比較
3G系統(tǒng)在空中接口方面都采用了碼分多址的方式,所有用戶共享同一頻率,容量較2G有了很大提高。但不同的3G系統(tǒng)之間,又有著各自不同的技術特點。與其他兩種3G系統(tǒng)相比,TD-SCDMA最根本的區(qū)別是雙工模式的不同。WCDMA和cdma2000都工作在FDD模式下,需要分配上下行對稱的頻譜;TD-SCDMA工作在TDD模式下,在同一載波上進行上下行鏈路傳輸,資源分配上更靈活。由于技術上的差異性,F(xiàn)DD和TDD在網(wǎng)絡規(guī)劃方面也存在著一些異同點。
FDD和TDD網(wǎng)絡規(guī)劃的相似之處包括以下幾個方面:
以傳播模型為基礎。在進行無線網(wǎng)絡規(guī)劃設計時,必須借助計算機軟件進行仿真預測。計算機仿真的方法對傳播模型的準確性要求很高,預測的精度和準確性受傳播模型使用的限制。一般來說,對某個地區(qū)進行網(wǎng)絡規(guī)劃時,必須首先進行傳播模型校正,使傳播模型能準確反映當?shù)氐膫鞑キh(huán)境。為保證傳播模型的正確性,進行校正時,要按各種地物比例、建筑物密度等情況將當?shù)丶毞譃槎鄠不同的子區(qū)域來測試。傳統(tǒng)的測試方法是用CW測試來進行的,這種方法工作量大,只能對少數(shù)區(qū)域進行測試。當測試區(qū)域的劃分數(shù)目較多時,龐大的工作量往往使CW測試的可行性不高。在已有2G網(wǎng)絡基站的情況下,可以利用現(xiàn)網(wǎng)站址進行測試,測試后的結果再用路徑損耗與頻率差的關系來校正。校正完傳播模型并不意味著所有問題都解決了,為每個小區(qū)分配合理的傳播模型也是保證仿真準確性的重要步驟。每個小區(qū)的無線環(huán)境是不同的,必須為不同環(huán)境的小區(qū)分配正確的傳播模型。實際上,由于無線電波的傳播是隨機的,即使是一個經(jīng)過完美校正的傳播模型,也不可能達到點對點預測的絕對無偏差。如果將傳播模型的預測值與某一次實際測試結果進行比較,在一定的地理區(qū)域內(nèi),如果誤差的均值接近0,標準差在8dB以下,那么這個傳播模型在工程上就可以認為是正確的。
建立準確的業(yè)務模型。網(wǎng)絡規(guī)劃的最終目的是使最終建成的網(wǎng)絡能夠滿足用戶的業(yè)務需求。無論是FDD系統(tǒng)還是TDD系統(tǒng),傳輸速率都較以往得到大大提升,業(yè)務種類繁多。從一定程度上可以說,對業(yè)務的支持程度,是網(wǎng)絡運營成敗的關鍵。網(wǎng)絡性能的不確定性是由所承載的多種業(yè)務的不確定性造成的。在網(wǎng)絡規(guī)劃階段,只有建立準確的業(yè)務統(tǒng)計概率模型,才能保證規(guī)劃設計方案的仿真結果的正確性,把握網(wǎng)絡性能的變化情況。
網(wǎng)絡規(guī)劃工具貫穿整個規(guī)劃過程的始終。隨著技術復雜性的增加,規(guī)劃的難度增大。3G系統(tǒng)提供多樣性的業(yè)務,碼分多址的空中接口又使系統(tǒng)的覆蓋、容量和質(zhì)量相互關聯(lián),許多因素的變化都會直接影響網(wǎng)絡規(guī)劃的結果。傳統(tǒng)的以經(jīng)驗為主的規(guī)劃方法已不能完全適用于新系統(tǒng),從需求階段到詳細設計階段,直至以后的優(yōu)化階段,都需要借助網(wǎng)絡規(guī)劃工具進行輔助設計。規(guī)劃設計結果對網(wǎng)絡規(guī)劃工具的依賴性很強。
與其他兩種系統(tǒng)相比,TD-SCDMA網(wǎng)絡規(guī)劃的差異之處在于:
鏈路預算的差異。與TD-SCDMA相比,WCDMA的碼速率更高,在擴頻和軟切換上能得到更大的增益。而TD-SCDMA的帶寬更窄,噪聲較低,并且在智能天線賦形和干擾余量等方面能得到更大的增益。
業(yè)務覆蓋半徑不同。WCDMA和cdma2000的各種覆蓋半徑差異比較明顯,越高的速率覆蓋半徑越小,在多種業(yè)務混合規(guī)劃的時候,要使高速業(yè)務無縫覆蓋,低速業(yè)務將受到較大的干擾。而從鏈路預算的結果來看,TD-SCDMA的各種業(yè)務覆蓋半徑差異不大,多業(yè)務的規(guī)劃更易于操作。
系統(tǒng)內(nèi)干擾不同。在FDD模式下,所有用戶在同一時刻發(fā)射,容量主要受限于系統(tǒng)內(nèi)部的干擾,是典型的自干擾系統(tǒng)。在TDD模式下,通過空分(智能天線的波束賦形)和時分(在不同的時隙分配信道)的方式,可以使系統(tǒng)的自干擾非常輕,系統(tǒng)容量主要受限于碼字。
小區(qū)呼吸現(xiàn)象。小區(qū)呼吸是FDD網(wǎng)絡的典型現(xiàn)象,當用戶數(shù)增加時,干擾加大,小區(qū)半徑收縮,小區(qū)邊緣的用戶有可能處于覆蓋盲區(qū)或弱區(qū)。這種現(xiàn)象使規(guī)劃變得非常困難,難以有效解決輕負載時的干擾和重負載時的小區(qū)邊緣無信號的矛盾。在TDD模式下,新增的用戶通過智能天線賦形和發(fā)射時隙的分隔,減輕對已激活用戶的干擾,小區(qū)呼吸作用不明顯。
切換區(qū)規(guī)劃。不中斷業(yè)務的軟切換給FDD系統(tǒng)帶來了軟切換增益,但軟切換區(qū)域需要仔細規(guī)劃,過大的軟切換浪費系統(tǒng)資源,過小的軟切換容易使小區(qū)邊緣的用戶掉話。FDD系統(tǒng)的軟切換區(qū)域隨系統(tǒng)負荷而變化,規(guī)劃時難以準確地確定軟切換區(qū)域。TD-SCDMA的小區(qū)覆蓋范圍比較穩(wěn)定,接力切換區(qū)域不易受系統(tǒng)負荷影響,一旦確定了切換區(qū)域不容易產(chǎn)生變化。
無線資源管理。與FDD相比,時分、空分、碼分方式使TD-SCDMA的無線資源模型發(fā)生了變化,無線資源管理更靈活、更復雜,傳統(tǒng)的無線資源管理算法并不完全適用于TD-SCDMA網(wǎng)絡。
頻譜規(guī)劃。FDD網(wǎng)絡需要上下行對稱的頻譜,規(guī)劃時必須找到符合要求的對稱頻段,而TDD網(wǎng)絡只需要一個載波,可以在任何空閑頻帶上部署,頻譜設置更簡單、靈活。
3、TD-SCDMA網(wǎng)絡規(guī)劃的難點與關鍵技術
TD-SCDMA網(wǎng)絡的技術特征決定了它的網(wǎng)絡規(guī)劃的特點,與其他兩種3G系統(tǒng)相比,在某些方面,它使網(wǎng)絡規(guī)劃變得更容易了。由于TD-SCDMA的干擾不易受用戶數(shù)影響,小區(qū)的覆蓋半徑、切換區(qū)規(guī)劃相對FDD網(wǎng)絡要變得容易許多。同時,TD-SCDMA主要是一個碼字受限的網(wǎng)絡,這也使得容量規(guī)劃簡單了。另外,根據(jù)理論分析,TD-SCDMA網(wǎng)絡對于各種業(yè)務的覆蓋半徑差別不大,這使得多業(yè)務規(guī)劃要更容易操作。但是,從另一些方面來看,TD-SCDMA的網(wǎng)絡規(guī)劃的難度仍然很大,表現(xiàn)為以下幾個方面:
●與FDD網(wǎng)絡不同,目前世界上沒有真正得到公認的TDD網(wǎng)絡規(guī)劃的成熟技術和工具,這給網(wǎng)絡規(guī)劃帶來了不小的難度。工具的缺乏將導致規(guī)劃設計方案得不到驗證,對一些TDD特有的規(guī)劃要求不能很好地把握。
●TDD方式成為國際標準的時間不長,因此把它從基本的技術原理上升為可以支持實際應用的實用技術需要時間。一個技術成熟的網(wǎng)絡轉變?yōu)橐粋實際運營成功的網(wǎng)絡是需要很長一段實踐期的。WCDMA和cdma2000在系統(tǒng)層方面,與2G的IS95有很多的相似之處,可以借鑒IS95的規(guī)劃經(jīng)驗,因此,在規(guī)劃設計上要容易許多。
●天線規(guī)劃難度加大。在網(wǎng)絡規(guī)劃中,天線的性能和作用要在系統(tǒng)級反映,天線的算法和參數(shù)是在物理層驗證和調(diào)整的,而目前采用的性能評估技術是物理層和系統(tǒng)級分離的,這對智能天線性能的評估帶來了不小的難度。
●擾碼規(guī)劃難度加大。WCDMA的擾碼和cdma2000的導頻碼的序列長度比較大,即使由于傳播時延產(chǎn)生了位移,其相關性能仍然可以保持得很好。而TD-SCDMA的擾碼長度只有16chip,碼序列比較短,當產(chǎn)生位移后,容易產(chǎn)生相關性能的惡化。因此,在擾碼規(guī)劃上,TD-SCDMA更容易出現(xiàn)問題。
●TD-SCDMA的一些具體技術在標準中并未明確規(guī)定,這也給網(wǎng)絡規(guī)劃增加了難度。例如,在設計時如何考慮不同的資源調(diào)度算法帶來的增益等。
要對TD-SCDMA無線網(wǎng)絡進行良好的規(guī)劃,應把握好以下幾個關鍵技術:
●資源調(diào)度技術。資源調(diào)度算法是標準和技術規(guī)范中沒有具體規(guī)定的內(nèi)容,TD-SCDMA的無線資源模型發(fā)生了變化,無線信道可以時分、空分、碼分、頻分,資源調(diào)度算法更加靈活,也更復雜。具體的資源調(diào)度算法通常由網(wǎng)絡設備商來實現(xiàn),在規(guī)劃時需要對各種算法進行正確的評估。
●上下行時隙分配。TD-SCDMA無線網(wǎng)絡的一個重要特點是支持上下行不對稱業(yè)務,通過調(diào)整具體的時隙分配,實現(xiàn)上下行不同的業(yè)務流量。但在時隙分配時,不能僅僅從業(yè)務流量的角度出發(fā),還要考慮小區(qū)之間的干擾。僅僅為了滿足各小區(qū)的上下行業(yè)務流量比例而進行的時隙規(guī)劃,有時會增加小區(qū)之間的干擾;而僅從干擾的角度出發(fā)統(tǒng)一全網(wǎng)的時隙分配,有時會犧牲容量。具體分配要從多方面綜合考慮,看主要矛盾是什么。
●干擾估計。由于智能天線的空分作用和TDD模式的時分作用,很多情況下,理論上系統(tǒng)的干擾接近0,干擾不是TDD網(wǎng)絡的主要矛盾。但是,隨著用戶數(shù)的增加,空分方式有時并不能完全隔離掉干擾。同時,由于傳播時延和上下行時隙分配問題,可能相鄰小區(qū)之間會產(chǎn)生比較大的干擾。有時,在某些特殊情況下,干擾也許會成為TDD網(wǎng)絡的主要矛盾之一。
●站址規(guī)劃。網(wǎng)絡建設初期,在資金相對較少的情況下,規(guī)劃的基站數(shù)目比較少。隨著用戶數(shù)的增加,擴容是不可避免的。在規(guī)劃初期,應利用TD-SCDMA覆蓋半徑比較穩(wěn)定的特點,充分考慮擴容加站的位置,來設計初期的站址和站型,使總的投資最少。在擴容的時候,由于我國分配給TD-SCDMA的頻率資源比較豐富,可以采用異頻加站的方式擴容,減小對原有網(wǎng)絡的干擾。
●業(yè)務模型。人們對數(shù)據(jù)業(yè)務的需求日益增長,提供豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務應用是運營商吸引用戶的重要因素,TD-SCDMA網(wǎng)絡在支持數(shù)據(jù)業(yè)務方面,比其他兩種3G系統(tǒng)更靈活。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡規(guī)劃中,對業(yè)務模型的準確性不太重視。在3G的網(wǎng)絡規(guī)劃中,應盡可能保證業(yè)務模型預測的準確性。對于實時性要求不高的業(yè)務,規(guī)劃的重點是提高網(wǎng)絡和單個用戶的吞吐量;對于實時性要求高的業(yè)務,規(guī)劃的重點是縮短信道重分配的時間。
4、TD-SCDMA網(wǎng)絡規(guī)劃工具的需求
目前,在規(guī)劃工具市場上,還沒有出現(xiàn)公認的比較成熟的TD-SCDMA規(guī)劃工具。而對于TD-SCDMA這樣一個技術性很強的通信系統(tǒng),沒有一個好的計算機軟件來輔助設計是無法做好的。與WCDMA和cdma2000相比,TD-SCDMA的規(guī)劃軟件工具的開發(fā)要更困難。
首先,規(guī)劃工具必須貫穿整個規(guī)劃設計過程的始終。在前期準備階段,規(guī)劃工具提供傳播模型校正、業(yè)務預測等功能;在預規(guī)劃階段,提供鏈路預算和容量估算等功能;在詳細規(guī)劃階段,提供仿真分析等功能。特別地,TD-SCDMA規(guī)劃工具還要提供上下行時隙規(guī)劃和擾碼規(guī)劃等功能。
其次,規(guī)劃工具必須適應大計算量的要求。在現(xiàn)實的網(wǎng)絡中,基站和用戶的數(shù)目是非常大的,這使得仿真分析的計算量很大,同時,輸出高精度分析圖的需求也使得規(guī)劃軟件必須面對海量計算的要求。另外,TD-SCDMA的智能天線賦形和分時隙規(guī)劃的要求,也給規(guī)劃軟件的計算量帶來了非常大的負擔。龐大的計算量對TD-SCDMA規(guī)劃工具的開發(fā)是一個巨大的挑戰(zhàn)。
天線模型的建立也是TD-SCDMA規(guī)劃工具的一個難點。傳統(tǒng)的天線,只需給出水平增益和垂直增益,即可近似算出空間任意一點的增益。所以天線模型比較簡單,不同廠家的天線只要給出水平增益圖和垂直增益圖即可為其建立天線模型。而智能天線是一種自適應的天線,其空間的增益與用戶的具體位置、天線的自適應調(diào)整算法等有關,是一個動態(tài)模型。不同廠家的實現(xiàn)方法可能會不一樣。規(guī)劃軟件應該建立一個智能天線的備品庫和算法庫,當一種新的智能天線推出時,必須將其相關信息錄入到規(guī)劃軟件中。
關于業(yè)務模型,根據(jù)QoS要求和數(shù)據(jù)流特征,目前標準建議分為四類:會話類、瀏覽類、流類、后臺類。TD-SCDMA的一個優(yōu)勢在于對數(shù)據(jù)業(yè)務的支持非常靈活。隨著應用的深入,新興的業(yè)務會不斷涌現(xiàn)。規(guī)劃工具除了能支持目前劃分的四類業(yè)務模型外,還應具有以下特點:良好的擴展性,使用戶在無需修改代碼的基礎上簡單、快捷地加入新的業(yè)務模型;靈活的配置性,提供方便地修改和定制新的業(yè)務模型的途徑;準確地反映具體業(yè)務的特征,要求對每個具體業(yè)務都能夠定義出與其實際情況相符的QoS和GoS需求及具體業(yè)務特征。
對規(guī)劃軟件工具的一個新要求是具有開放式的軟件結構。如前所述,對于TD-SCDMA移動通信系統(tǒng),一些技術和算法在標準中并未規(guī)定,具體的實現(xiàn)多由網(wǎng)絡設備商和運營商來決定。不同的技術實現(xiàn)方法直接影響最后的規(guī)劃結果。規(guī)劃軟件應該具有開放式的軟件結構,使用戶可以自己定制一些諸如無線資源管理等方面的算法模塊。
對規(guī)劃軟件工具的另外一個重要要求是要有友好的操作界面。規(guī)劃軟件的使用貫穿整個規(guī)劃過程,使用者眾多,水平不等,友好的操作界面是規(guī)劃軟件得以推廣的重要條件。目前,開發(fā)規(guī)劃軟件的廠家比較多,不同的規(guī)劃軟件使用方法不一樣。規(guī)劃是一個復雜的過程,規(guī)劃軟件的操作流程通常也比較復雜,沒有友好的操作界面和操作規(guī)范,很容易導致軟件操作不當,從而產(chǎn)生不正確的規(guī)劃結果。
回答者:
zhangqing822
回答時間:2012-06-06 19:38
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TD規(guī)劃主要包括:覆蓋規(guī)劃、容量規(guī)劃(無線、傳輸)、頻率擾碼規(guī)劃、鄰區(qū)規(guī)劃;最后輸出的實際上就是站址、傳輸配置、小區(qū)載頻數(shù)、頻率擾碼、鄰區(qū)關系這些內(nèi)容。
回答者:
batili
回答時間:2012-06-07 08:45
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頻點規(guī)劃,擾碼規(guī)劃,鄰區(qū)規(guī)劃等等。
回答者:
zhangshiqin
回答時間:2012-06-07 08:54
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頻點,擾碼,鄰區(qū)規(guī)劃最重要嗎,
首先進行鄰區(qū)規(guī)劃
根據(jù)鄰區(qū)進行擾碼和頻點規(guī)劃,要考慮頻點擾碼的復用,及相關約束條件;
首先進行鄰區(qū)規(guī)劃
根據(jù)鄰區(qū)進行擾碼和頻點規(guī)劃,要考慮頻點擾碼的復用,及相關約束條件;
回答者:
yangh
回答時間:2012-06-07 09:08
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路過學習的,頻點、擾碼、鄰區(qū)、載頻數(shù)規(guī)劃必不可少的吧。
回答者:
朱小龍AA
回答時間:2012-06-07 10:09
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1樓強悍,學習!
回答者:
bjld04
回答時間:2012-06-07 10:11
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頻點、擾碼、鄰區(qū)、載頻數(shù)規(guī)劃必
回答者:
caoyudi003
回答時間:2012-06-07 12:48
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頻點規(guī)劃主要為減少同頻對打,合理規(guī)劃R4頻點和H業(yè)務頻點,較少頻點帶來的干擾。
擾碼規(guī)劃選擇復用相關性最小的擾碼作為鄰區(qū),
時隙一般都是固定的2:4時隙,很少規(guī)劃
擾碼規(guī)劃選擇復用相關性最小的擾碼作為鄰區(qū),
時隙一般都是固定的2:4時隙,很少規(guī)劃
回答者:
吳昊
回答時間:2012-06-07 15:24
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為了推動TD-SCDMA技術標準在即將到來的3G商業(yè)化高潮中的廣泛應用,急需建立一個能夠與其他2個3G技術標準抗衡的完整的TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)鏈。TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)鏈應該包括上、中、下游3個部分,上游的基本內(nèi)容為技術標準的確立和基礎技術內(nèi)容的研究,中游的基本內(nèi)容為網(wǎng)絡及終端設備的研究開發(fā)和生產(chǎn)制造,下游的基本內(nèi)容為網(wǎng)絡的建設和業(yè)務的運營。經(jīng)過幾年的發(fā)展,TD-SCDMA在產(chǎn)業(yè)化方面取得了令人鼓舞的重大進展,從芯片、終端到網(wǎng)絡設備等各方面均達到了商用化的要求。網(wǎng)絡建設的各個環(huán)節(jié)已經(jīng)成為必須考慮的問題。2005年由信產(chǎn)部相關研究院負責的在全國范圍內(nèi)進行的外場測試表明,3G網(wǎng)絡設計規(guī)劃和優(yōu)化將作為未來3G的第一挑戰(zhàn),網(wǎng)絡規(guī)劃、系統(tǒng)仿真和網(wǎng)絡優(yōu)化在3G的發(fā)展中具有十分重要的意義。
移動通信系統(tǒng)的基礎設施的成本非常巨大,尤其是無線接入網(wǎng)部分。3G網(wǎng)絡規(guī)劃要以競爭優(yōu)勢和效益為導向,其中成本是一個非常重要的要素。未來圍繞3G的競爭非常激烈,設法降低成本應該成為保持競爭優(yōu)勢的一個重要目標。TD-SCDMA成為國際標準的時間還不長,目前還沒有真正的商用網(wǎng),任何規(guī)劃技術仍然是紙上談兵,把它從基本的技術原理上升為可以支持實際應用的實用技術還有待實踐檢驗。從無線接入的特點來看,TD-SCDMA的組網(wǎng)和規(guī)劃技術將在以下幾個方面發(fā)生重要改變。
1 傳播模型
在無線網(wǎng)絡規(guī)劃中,無線傳播損耗是一個非常關鍵的參數(shù),它決定著規(guī)劃結果的正確性。由于實際應用中的無線傳播環(huán)境是非常復雜的,需要通過理論研究與實際測試的方法歸納出無線傳播損耗與頻率、距離、天線高度等參量的數(shù)學關系式,稱之為傳播模型。常用的傳播模型可分為3類:經(jīng)驗模型、半經(jīng)驗(或半確定性)模型、確定性模型。其中,經(jīng)驗模型是根據(jù)大量的測量結果統(tǒng)計分析后歸納導出的公式;確定性模型則是對具體現(xiàn)場環(huán)境直接應用電磁理論計算的方法得到的公式;半經(jīng)驗(或半確定性)模型是基于把確定性方法應用于一般的市區(qū)或室內(nèi)環(huán)境中導出的公式。鑒于無線網(wǎng)絡規(guī)劃的復雜性,目前,仍然只能使用經(jīng)驗或半經(jīng)驗模型。
然而,經(jīng)驗模型和半經(jīng)驗模型通常具有預測誤差大、適應性差的缺點。為了提高預測的準確性,通常采用分段傳播模型和進行傳播模型的校準的方法來減小預測的誤差。
1)分段傳播模型
對于不同的傳播距離,電磁波在空中傳播的特性也是不同的。企圖用單一的傳播模型進行大范圍的預測將會造成很大的誤差。為此,對不同的傳播距離應調(diào)整不同的模型系數(shù)或采用不同的模型,這對于WCDMA和cdma2000來說尤其重要。因為FDD模式的CDMA系統(tǒng)是一個自干擾系統(tǒng),網(wǎng)絡的覆蓋、容量和服務質(zhì)量主要受系統(tǒng)內(nèi)的干擾限制。一個用戶受到的干擾可以來自距離幾百米到幾公里不等的基站。為了對干擾進行準確的預測,必須對8~10km以內(nèi)的傳播損耗進行準確預測,因此必須采用分段模型。
對于TD-SCDMA系統(tǒng)來說,它的時分特性和智能天線帶來的空分特性,使得干擾源與有用信號在時間上或空間上錯開。干擾在TD-SCDMA系統(tǒng)中顯得并不太重要,更重要的是對有用信號的預測。而有用信號通常來自距離很近的宿主基站,因此,在TD-SCDMA系統(tǒng)中,短距傳播模型對規(guī)劃結果的正確性影響將更為重要。
2)傳播模型的校準
傳播模型的校準是提高預測準確度的另一個重要手段。由于每個地方的傳播環(huán)境是不一樣的,需要對傳播模型進行本地校準,然后再進行無線傳播損耗的預測。然而,在實際工程中,每對一個地區(qū)進行規(guī)劃,就進行大量的CW測試是不可行的。這樣不僅使規(guī)劃成本提高了很多,而且耽誤了工程進度。為了減少校準的工作量,在工程中,常常在某些地方進行校準,得到1~2個傳播模型,然后應用于幾乎所有的地區(qū)和基站。這樣的規(guī)劃模式仍然給規(guī)劃帶來了很大的誤差。
一般來說,模型的準確性和適用范圍是一對矛盾,模型越準確,其適用范圍就越小?梢赃x取若干典型區(qū)域進行校準,得到一系列適用于這些區(qū)域的傳播模型。這些傳播模型對于各自的典型區(qū)域來說,是比較準確的。但因為準確度提高了,其適用范圍就變小了。如果應用的傳播環(huán)境不匹配,就會帶來很大的誤差。因此,在實際使用時,應該以小區(qū)為單位,通過數(shù)字電子地圖,依據(jù)小區(qū)的傳播環(huán)境選擇相匹配的傳播模型,從而提高預測的準確度。
2 業(yè)務模型
第一代和第二代移動通信系統(tǒng)是為話音業(yè)務設計的,而3G系統(tǒng)則是為多媒體通信而設計的,通過該系統(tǒng)提供的高質(zhì)量圖像和視頻,使人與人之間的通信能力進一步增強。目前TD-SCDMA所支持的最高傳輸速率為384kit/s,3GPP在R5引入了HSDPA技術,單載波的峰值速率可以達到2.8Mbit/s。這樣高的傳輸速率使得業(yè)務的接入能力大大增強了,支持更為廣泛的業(yè)務類型,包括各種視頻和音頻業(yè)務。因此,業(yè)務模型的預測將是3G網(wǎng)絡規(guī)劃的一個重點和難點。
眾所周知,TD-SCDMA系統(tǒng)的一個很大特點是它的時分雙工模式。它的優(yōu)點是可以為上下行時隙分配不同的比例,從而更好地支持不對稱業(yè)務。這個優(yōu)點使得TD-SCDMA更適合承載非對稱的數(shù)據(jù)業(yè)務。然而,如果組網(wǎng)和規(guī)劃不合理,這一優(yōu)點非但不能夠得到體現(xiàn),相反還可能出現(xiàn)反作用。
首先,上下行時隙比例的規(guī)劃必須建立在一個準確的業(yè)務模型的基礎上。這在現(xiàn)階段仍然很困難。由于經(jīng)濟水平和技術水平的制約,用戶還不習慣于利用無線接入的方式上網(wǎng),目前還沒有現(xiàn)成的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡可供統(tǒng)計分析,許多無線數(shù)據(jù)業(yè)務模型是參考互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型而建立的。這樣,很難得到準確的無線數(shù)據(jù)業(yè)務模型。隨著經(jīng)濟水平的提高和TD-SCDMA商用網(wǎng)的建立,用戶的行為習慣可能會發(fā)生改變。我們應該對無線數(shù)據(jù)業(yè)務始終進行跟蹤分析,及時修正時隙比例規(guī)劃。
其次,目前的時隙比例規(guī)劃大多依據(jù)上下行的業(yè)務流量來制定。僅僅這樣是不夠的,必須考慮業(yè)務的優(yōu)先級。如一個話音業(yè)務的流量為12.2kbit/s,一個視頻點播業(yè)務的流量為幾十或幾百kbit/s。話音業(yè)務是上下行對稱的,而視頻點播業(yè)務則是以下行業(yè)務為主的。如果完全按照流量進行規(guī)劃,則視頻點播業(yè)務的大流量會導致時隙比例規(guī)劃的不平衡,從而使許多話音業(yè)務沒有足夠的信道資源。由于話音業(yè)務的容量必須首先保證,建議在建網(wǎng)初期先采用對稱的時隙比例,同時跟蹤業(yè)務流量變化,逐步調(diào)整上下行時隙。
另外,在依據(jù)業(yè)務模型制定時隙方案時,要同時考慮系統(tǒng)的干擾。數(shù)據(jù)業(yè)務在地理上分布的不均勻性容易使我們傾向于不同的小區(qū)采用不同的時隙方案。但是,相鄰小區(qū)的上下行時隙不一致會產(chǎn)生干擾,而如果所有小區(qū)都采用統(tǒng)一的時隙方案則會犧牲容量。相應的也有一些方法來解決這個問題,比如犧牲某些邊緣小區(qū)的交叉時隙。這些方法有待在應用中驗證。
3 干擾分析
基于CDMA的系統(tǒng)有一個典型的特征,就是網(wǎng)絡容量和服務質(zhì)量由干擾水平?jīng)Q定。在已經(jīng)得到廣泛應用的cdma20001x網(wǎng)絡中,常?梢钥吹竭@樣的現(xiàn)象:某些區(qū)域的無線信號電平值比較高,掉話仍有可能發(fā)生;而某些地區(qū)的電平值比較低,通話質(zhì)量卻很好。可見,碼分多址的無線網(wǎng)絡的服務質(zhì)量主要取決于干擾水平。無線網(wǎng)絡規(guī)劃的重要任務就是預測網(wǎng)絡的干擾,并盡可能控制干擾,使網(wǎng)絡的性能得到充分發(fā)揮。
TD-SCDMA系統(tǒng)由于具有時分和空分的特點,在干擾方面與其他2種3G系統(tǒng)(WCDMA和cdma2000)并不完全相同。在TDD模式下,通過空分(智能天線的波束賦形)和時分(在不同的時隙分配信道)方式,可以使系統(tǒng)的自干擾非常輕,系統(tǒng)容量不再受限于干擾,而是主要受限于碼字。另外,對于FDD系統(tǒng)來說,當用戶數(shù)增加時,干擾加大,小區(qū)半徑收縮,小區(qū)邊緣的用戶可能處于覆蓋盲區(qū)或弱區(qū),小區(qū)呼吸現(xiàn)象非常明顯。在TDD模式下,新增的用戶通過智能天線賦形和發(fā)射時隙的分隔,減輕對已激活用戶的干擾,小區(qū)呼吸作用不明顯。這樣,TD-SCDMA的小區(qū)覆蓋范圍比較穩(wěn)定,切換區(qū)域不易受系統(tǒng)負荷影響。因此,在TD-SCDMA的網(wǎng)絡規(guī)劃中,干擾比較容易估計,可以認為接近于0,只在某些特殊情況下需要考慮。
4 擾碼規(guī)劃
依據(jù)協(xié)議規(guī)定,cdma2000的導頻相位共有512個,相鄰2個導頻相位相差64chip。WCDMA有8192個擾碼,分為512個集合,每個集合包含1個主擾碼和15個輔擾碼?梢钥吹剑琧dma2000和WCDMA的擾碼資源是比較豐富的。另外,cdma2000和WCDMA的導頻/擾碼之間具有比較好的相關性,需要產(chǎn)生很大的位移才會發(fā)生混淆。而產(chǎn)生足夠大的位移需要信號在空中傳播很長的距離,這時,信號的電平通常已經(jīng)弱到不足以產(chǎn)生混淆。因此,cdma2000和WCDMA的導頻/擾碼規(guī)劃是相對比較容易的。
TD-SCDMA系統(tǒng)共有128個長16chip的基本擾碼序列,這128個基本擾碼按編號順序分為32個組,每組4個,每個基本擾碼用于下行UE區(qū)分不同的小區(qū)。TD-SCDMA的擾碼是PN碼,具有很好的相關性。但是由于碼序列比較短,當碼經(jīng)過位移后,碼之間的相關性會隨之不同。實驗可得,擾碼移位后,碼字之間的相關性會發(fā)生變化,并且不同的碼,其變化的程度也不同。
可以看到,TD-SCDMA系統(tǒng)中的擾碼具有擾碼資源少、碼長度短、經(jīng)過位移后碼之間的互相關性變差等特點。這些特點在很大程度上增加了系統(tǒng)擾碼分配的難度。在規(guī)劃時,應該考慮位移導致相關性能惡化的影響,在鄰近的小區(qū)中應該盡量選用相關性比較好的擾碼,并且應為新小區(qū)預留一定的擾碼。
5 規(guī)劃工具
目前,在規(guī)劃工具市場上,還沒有出現(xiàn)公認的比較成熟的TD-SCDMA規(guī)劃工具。而對于TD-SCDMA這樣一個技術性很強的通信系統(tǒng),沒有一個好的計算機軟件來輔助設計是無法做好的。與WCDMA和cdma2000相比,TD-SCDMA的規(guī)劃軟件工具的開發(fā)和選擇要更困難。
首先,規(guī)劃工具必須貫穿整個規(guī)劃設計過程的始終。在前期準備階段,規(guī)劃工具提供傳播模型校正、業(yè)務預測等功能;在預規(guī)劃階段,提供鏈路預算和容量估算等功能;在詳細規(guī)劃階段,提供仿真分析等功能。另外,TD-SCDMA規(guī)劃工具還要提供上下行時隙規(guī)劃和擾碼規(guī)劃等功能。
其次,規(guī)劃工具必須適應大計算量的要求。在現(xiàn)實的網(wǎng)絡中,基站和模擬用戶的數(shù)目是非常大的,這使得仿真分析的計算量很大,同時,輸出高精度分析圖也使得規(guī)劃軟件必須面對海量計算的要求。另外,TD-SCDMA的智能天線賦形和分時隙規(guī)劃,也給規(guī)劃軟件的計算帶來了非常大的負擔。龐大的計算量對TD-SCDMA規(guī)劃工具的開發(fā)是一個巨大的挑戰(zhàn)。
天線模型的建立也是TD-SCDMA規(guī)劃工具的一個難點。傳統(tǒng)的天線只需給出360°的水平增益和垂直增益,即可近似算出空間任意一點的增益。天線模型比較簡單,不同廠家的天線只要給出水平增益圖和垂直增益圖即可為其建立天線模型。而智能天線是一種自適應的天線,其空間的增益與用戶的具體位置、天線的自適應調(diào)整算法等有關,是一個動態(tài)模型。不同廠家的實現(xiàn)方法可能會不一樣,規(guī)劃軟件應該建立一個智能天線的備品庫和算法庫。當一種新的智能天線生產(chǎn)出來時,還必須能以某種手段錄入到規(guī)劃軟件中。
關于業(yè)務模型,根據(jù)QoS要求和數(shù)據(jù)流特征,目前標準里建議分為4類,即會話類、瀏覽類、流類和后臺類。TD-SCDMA的一個優(yōu)勢在于對數(shù)據(jù)業(yè)務的支持非常靈活。隨著應用的深入,新興的業(yè)務會不斷涌現(xiàn)。規(guī)劃工具除了支持目前劃分的4類業(yè)務模型外,對業(yè)務建模還應提出如下要求:
a)良好的擴展性,使用戶在無需修改代碼的基礎上簡單快捷地加入新的業(yè)務模型;
b)靈活的配置性,提供方便的修改和定制新的業(yè)務模型的途徑;
c)準確地反映具體業(yè)務的特征,要求對每個具體業(yè)務都能夠定義與實際情況符合的該業(yè)務的QoS和GoS需求及具體業(yè)務特征。
另外,對規(guī)劃軟件的另一個重要要求是要有友好的操作界面。規(guī)劃軟件的使用貫穿整個規(guī)劃過程,使用者眾多,水平不等,友好的操作界面是規(guī)劃軟件得以推廣的重要條件。目前,開發(fā)規(guī)劃軟件的廠家比較多,不同規(guī)劃軟件的使用方法也不一樣。規(guī)劃是一個復雜的過程,規(guī)劃軟件的操作流程通常也比較復雜,沒有友好的操作界面和操作規(guī)范,很容易導致軟件操作不當,從而產(chǎn)生不正確的規(guī)劃結果。
2、TD-SCDMA碼資源規(guī)劃主要包括什么和什么?其基本原則是什么? http://bbs.mscbsc.com/thread-136000-1-1.html
移動通信系統(tǒng)的基礎設施的成本非常巨大,尤其是無線接入網(wǎng)部分。3G網(wǎng)絡規(guī)劃要以競爭優(yōu)勢和效益為導向,其中成本是一個非常重要的要素。未來圍繞3G的競爭非常激烈,設法降低成本應該成為保持競爭優(yōu)勢的一個重要目標。TD-SCDMA成為國際標準的時間還不長,目前還沒有真正的商用網(wǎng),任何規(guī)劃技術仍然是紙上談兵,把它從基本的技術原理上升為可以支持實際應用的實用技術還有待實踐檢驗。從無線接入的特點來看,TD-SCDMA的組網(wǎng)和規(guī)劃技術將在以下幾個方面發(fā)生重要改變。
1 傳播模型
在無線網(wǎng)絡規(guī)劃中,無線傳播損耗是一個非常關鍵的參數(shù),它決定著規(guī)劃結果的正確性。由于實際應用中的無線傳播環(huán)境是非常復雜的,需要通過理論研究與實際測試的方法歸納出無線傳播損耗與頻率、距離、天線高度等參量的數(shù)學關系式,稱之為傳播模型。常用的傳播模型可分為3類:經(jīng)驗模型、半經(jīng)驗(或半確定性)模型、確定性模型。其中,經(jīng)驗模型是根據(jù)大量的測量結果統(tǒng)計分析后歸納導出的公式;確定性模型則是對具體現(xiàn)場環(huán)境直接應用電磁理論計算的方法得到的公式;半經(jīng)驗(或半確定性)模型是基于把確定性方法應用于一般的市區(qū)或室內(nèi)環(huán)境中導出的公式。鑒于無線網(wǎng)絡規(guī)劃的復雜性,目前,仍然只能使用經(jīng)驗或半經(jīng)驗模型。
然而,經(jīng)驗模型和半經(jīng)驗模型通常具有預測誤差大、適應性差的缺點。為了提高預測的準確性,通常采用分段傳播模型和進行傳播模型的校準的方法來減小預測的誤差。
1)分段傳播模型
對于不同的傳播距離,電磁波在空中傳播的特性也是不同的。企圖用單一的傳播模型進行大范圍的預測將會造成很大的誤差。為此,對不同的傳播距離應調(diào)整不同的模型系數(shù)或采用不同的模型,這對于WCDMA和cdma2000來說尤其重要。因為FDD模式的CDMA系統(tǒng)是一個自干擾系統(tǒng),網(wǎng)絡的覆蓋、容量和服務質(zhì)量主要受系統(tǒng)內(nèi)的干擾限制。一個用戶受到的干擾可以來自距離幾百米到幾公里不等的基站。為了對干擾進行準確的預測,必須對8~10km以內(nèi)的傳播損耗進行準確預測,因此必須采用分段模型。
對于TD-SCDMA系統(tǒng)來說,它的時分特性和智能天線帶來的空分特性,使得干擾源與有用信號在時間上或空間上錯開。干擾在TD-SCDMA系統(tǒng)中顯得并不太重要,更重要的是對有用信號的預測。而有用信號通常來自距離很近的宿主基站,因此,在TD-SCDMA系統(tǒng)中,短距傳播模型對規(guī)劃結果的正確性影響將更為重要。
2)傳播模型的校準
傳播模型的校準是提高預測準確度的另一個重要手段。由于每個地方的傳播環(huán)境是不一樣的,需要對傳播模型進行本地校準,然后再進行無線傳播損耗的預測。然而,在實際工程中,每對一個地區(qū)進行規(guī)劃,就進行大量的CW測試是不可行的。這樣不僅使規(guī)劃成本提高了很多,而且耽誤了工程進度。為了減少校準的工作量,在工程中,常常在某些地方進行校準,得到1~2個傳播模型,然后應用于幾乎所有的地區(qū)和基站。這樣的規(guī)劃模式仍然給規(guī)劃帶來了很大的誤差。
一般來說,模型的準確性和適用范圍是一對矛盾,模型越準確,其適用范圍就越小?梢赃x取若干典型區(qū)域進行校準,得到一系列適用于這些區(qū)域的傳播模型。這些傳播模型對于各自的典型區(qū)域來說,是比較準確的。但因為準確度提高了,其適用范圍就變小了。如果應用的傳播環(huán)境不匹配,就會帶來很大的誤差。因此,在實際使用時,應該以小區(qū)為單位,通過數(shù)字電子地圖,依據(jù)小區(qū)的傳播環(huán)境選擇相匹配的傳播模型,從而提高預測的準確度。
2 業(yè)務模型
第一代和第二代移動通信系統(tǒng)是為話音業(yè)務設計的,而3G系統(tǒng)則是為多媒體通信而設計的,通過該系統(tǒng)提供的高質(zhì)量圖像和視頻,使人與人之間的通信能力進一步增強。目前TD-SCDMA所支持的最高傳輸速率為384kit/s,3GPP在R5引入了HSDPA技術,單載波的峰值速率可以達到2.8Mbit/s。這樣高的傳輸速率使得業(yè)務的接入能力大大增強了,支持更為廣泛的業(yè)務類型,包括各種視頻和音頻業(yè)務。因此,業(yè)務模型的預測將是3G網(wǎng)絡規(guī)劃的一個重點和難點。
眾所周知,TD-SCDMA系統(tǒng)的一個很大特點是它的時分雙工模式。它的優(yōu)點是可以為上下行時隙分配不同的比例,從而更好地支持不對稱業(yè)務。這個優(yōu)點使得TD-SCDMA更適合承載非對稱的數(shù)據(jù)業(yè)務。然而,如果組網(wǎng)和規(guī)劃不合理,這一優(yōu)點非但不能夠得到體現(xiàn),相反還可能出現(xiàn)反作用。
首先,上下行時隙比例的規(guī)劃必須建立在一個準確的業(yè)務模型的基礎上。這在現(xiàn)階段仍然很困難。由于經(jīng)濟水平和技術水平的制約,用戶還不習慣于利用無線接入的方式上網(wǎng),目前還沒有現(xiàn)成的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡可供統(tǒng)計分析,許多無線數(shù)據(jù)業(yè)務模型是參考互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型而建立的。這樣,很難得到準確的無線數(shù)據(jù)業(yè)務模型。隨著經(jīng)濟水平的提高和TD-SCDMA商用網(wǎng)的建立,用戶的行為習慣可能會發(fā)生改變。我們應該對無線數(shù)據(jù)業(yè)務始終進行跟蹤分析,及時修正時隙比例規(guī)劃。
其次,目前的時隙比例規(guī)劃大多依據(jù)上下行的業(yè)務流量來制定。僅僅這樣是不夠的,必須考慮業(yè)務的優(yōu)先級。如一個話音業(yè)務的流量為12.2kbit/s,一個視頻點播業(yè)務的流量為幾十或幾百kbit/s。話音業(yè)務是上下行對稱的,而視頻點播業(yè)務則是以下行業(yè)務為主的。如果完全按照流量進行規(guī)劃,則視頻點播業(yè)務的大流量會導致時隙比例規(guī)劃的不平衡,從而使許多話音業(yè)務沒有足夠的信道資源。由于話音業(yè)務的容量必須首先保證,建議在建網(wǎng)初期先采用對稱的時隙比例,同時跟蹤業(yè)務流量變化,逐步調(diào)整上下行時隙。
另外,在依據(jù)業(yè)務模型制定時隙方案時,要同時考慮系統(tǒng)的干擾。數(shù)據(jù)業(yè)務在地理上分布的不均勻性容易使我們傾向于不同的小區(qū)采用不同的時隙方案。但是,相鄰小區(qū)的上下行時隙不一致會產(chǎn)生干擾,而如果所有小區(qū)都采用統(tǒng)一的時隙方案則會犧牲容量。相應的也有一些方法來解決這個問題,比如犧牲某些邊緣小區(qū)的交叉時隙。這些方法有待在應用中驗證。
3 干擾分析
基于CDMA的系統(tǒng)有一個典型的特征,就是網(wǎng)絡容量和服務質(zhì)量由干擾水平?jīng)Q定。在已經(jīng)得到廣泛應用的cdma20001x網(wǎng)絡中,常?梢钥吹竭@樣的現(xiàn)象:某些區(qū)域的無線信號電平值比較高,掉話仍有可能發(fā)生;而某些地區(qū)的電平值比較低,通話質(zhì)量卻很好。可見,碼分多址的無線網(wǎng)絡的服務質(zhì)量主要取決于干擾水平。無線網(wǎng)絡規(guī)劃的重要任務就是預測網(wǎng)絡的干擾,并盡可能控制干擾,使網(wǎng)絡的性能得到充分發(fā)揮。
TD-SCDMA系統(tǒng)由于具有時分和空分的特點,在干擾方面與其他2種3G系統(tǒng)(WCDMA和cdma2000)并不完全相同。在TDD模式下,通過空分(智能天線的波束賦形)和時分(在不同的時隙分配信道)方式,可以使系統(tǒng)的自干擾非常輕,系統(tǒng)容量不再受限于干擾,而是主要受限于碼字。另外,對于FDD系統(tǒng)來說,當用戶數(shù)增加時,干擾加大,小區(qū)半徑收縮,小區(qū)邊緣的用戶可能處于覆蓋盲區(qū)或弱區(qū),小區(qū)呼吸現(xiàn)象非常明顯。在TDD模式下,新增的用戶通過智能天線賦形和發(fā)射時隙的分隔,減輕對已激活用戶的干擾,小區(qū)呼吸作用不明顯。這樣,TD-SCDMA的小區(qū)覆蓋范圍比較穩(wěn)定,切換區(qū)域不易受系統(tǒng)負荷影響。因此,在TD-SCDMA的網(wǎng)絡規(guī)劃中,干擾比較容易估計,可以認為接近于0,只在某些特殊情況下需要考慮。
4 擾碼規(guī)劃
依據(jù)協(xié)議規(guī)定,cdma2000的導頻相位共有512個,相鄰2個導頻相位相差64chip。WCDMA有8192個擾碼,分為512個集合,每個集合包含1個主擾碼和15個輔擾碼?梢钥吹剑琧dma2000和WCDMA的擾碼資源是比較豐富的。另外,cdma2000和WCDMA的導頻/擾碼之間具有比較好的相關性,需要產(chǎn)生很大的位移才會發(fā)生混淆。而產(chǎn)生足夠大的位移需要信號在空中傳播很長的距離,這時,信號的電平通常已經(jīng)弱到不足以產(chǎn)生混淆。因此,cdma2000和WCDMA的導頻/擾碼規(guī)劃是相對比較容易的。
TD-SCDMA系統(tǒng)共有128個長16chip的基本擾碼序列,這128個基本擾碼按編號順序分為32個組,每組4個,每個基本擾碼用于下行UE區(qū)分不同的小區(qū)。TD-SCDMA的擾碼是PN碼,具有很好的相關性。但是由于碼序列比較短,當碼經(jīng)過位移后,碼之間的相關性會隨之不同。實驗可得,擾碼移位后,碼字之間的相關性會發(fā)生變化,并且不同的碼,其變化的程度也不同。
可以看到,TD-SCDMA系統(tǒng)中的擾碼具有擾碼資源少、碼長度短、經(jīng)過位移后碼之間的互相關性變差等特點。這些特點在很大程度上增加了系統(tǒng)擾碼分配的難度。在規(guī)劃時,應該考慮位移導致相關性能惡化的影響,在鄰近的小區(qū)中應該盡量選用相關性比較好的擾碼,并且應為新小區(qū)預留一定的擾碼。
5 規(guī)劃工具
目前,在規(guī)劃工具市場上,還沒有出現(xiàn)公認的比較成熟的TD-SCDMA規(guī)劃工具。而對于TD-SCDMA這樣一個技術性很強的通信系統(tǒng),沒有一個好的計算機軟件來輔助設計是無法做好的。與WCDMA和cdma2000相比,TD-SCDMA的規(guī)劃軟件工具的開發(fā)和選擇要更困難。
首先,規(guī)劃工具必須貫穿整個規(guī)劃設計過程的始終。在前期準備階段,規(guī)劃工具提供傳播模型校正、業(yè)務預測等功能;在預規(guī)劃階段,提供鏈路預算和容量估算等功能;在詳細規(guī)劃階段,提供仿真分析等功能。另外,TD-SCDMA規(guī)劃工具還要提供上下行時隙規(guī)劃和擾碼規(guī)劃等功能。
其次,規(guī)劃工具必須適應大計算量的要求。在現(xiàn)實的網(wǎng)絡中,基站和模擬用戶的數(shù)目是非常大的,這使得仿真分析的計算量很大,同時,輸出高精度分析圖也使得規(guī)劃軟件必須面對海量計算的要求。另外,TD-SCDMA的智能天線賦形和分時隙規(guī)劃,也給規(guī)劃軟件的計算帶來了非常大的負擔。龐大的計算量對TD-SCDMA規(guī)劃工具的開發(fā)是一個巨大的挑戰(zhàn)。
天線模型的建立也是TD-SCDMA規(guī)劃工具的一個難點。傳統(tǒng)的天線只需給出360°的水平增益和垂直增益,即可近似算出空間任意一點的增益。天線模型比較簡單,不同廠家的天線只要給出水平增益圖和垂直增益圖即可為其建立天線模型。而智能天線是一種自適應的天線,其空間的增益與用戶的具體位置、天線的自適應調(diào)整算法等有關,是一個動態(tài)模型。不同廠家的實現(xiàn)方法可能會不一樣,規(guī)劃軟件應該建立一個智能天線的備品庫和算法庫。當一種新的智能天線生產(chǎn)出來時,還必須能以某種手段錄入到規(guī)劃軟件中。
關于業(yè)務模型,根據(jù)QoS要求和數(shù)據(jù)流特征,目前標準里建議分為4類,即會話類、瀏覽類、流類和后臺類。TD-SCDMA的一個優(yōu)勢在于對數(shù)據(jù)業(yè)務的支持非常靈活。隨著應用的深入,新興的業(yè)務會不斷涌現(xiàn)。規(guī)劃工具除了支持目前劃分的4類業(yè)務模型外,對業(yè)務建模還應提出如下要求:
a)良好的擴展性,使用戶在無需修改代碼的基礎上簡單快捷地加入新的業(yè)務模型;
b)靈活的配置性,提供方便的修改和定制新的業(yè)務模型的途徑;
c)準確地反映具體業(yè)務的特征,要求對每個具體業(yè)務都能夠定義與實際情況符合的該業(yè)務的QoS和GoS需求及具體業(yè)務特征。
另外,對規(guī)劃軟件的另一個重要要求是要有友好的操作界面。規(guī)劃軟件的使用貫穿整個規(guī)劃過程,使用者眾多,水平不等,友好的操作界面是規(guī)劃軟件得以推廣的重要條件。目前,開發(fā)規(guī)劃軟件的廠家比較多,不同規(guī)劃軟件的使用方法也不一樣。規(guī)劃是一個復雜的過程,規(guī)劃軟件的操作流程通常也比較復雜,沒有友好的操作界面和操作規(guī)范,很容易導致軟件操作不當,從而產(chǎn)生不正確的規(guī)劃結果。
2、TD-SCDMA碼資源規(guī)劃主要包括什么和什么?其基本原則是什么? http://bbs.mscbsc.com/thread-136000-1-1.html
回答者:
xhy1331
回答時間:2012-06-07 16:33
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學習了,學習了。
回答者:
藍培清
回答時間:2012-06-07 16:40
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