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 無線網規(guī)劃方法
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專業(yè)方向  網優(yōu)，規(guī)劃
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發(fā)表于 2012-02-07 17:53:34  只看樓主 
當前移動通信行業(yè)進入理性發(fā)展時期，可競爭的網絡是有著較高性價比的網絡，需要著眼于完善的服務和一流的網絡質量，要用良好的網絡設計保護投資。對于一個良好運行和可監(jiān)控的無線網絡而言，無線網絡規(guī)劃和優(yōu)化占據了很重要的位置。在頻譜資源一定的情況下，如何提高網絡覆蓋率、增加網絡容量，如何滿足網絡未來發(fā)展的需求都需要網絡規(guī)劃和優(yōu)化來解決，通過網絡規(guī)劃和優(yōu)化實現(xiàn)各方面的良好平衡。
1． 無線網絡規(guī)劃原則無線網絡規(guī)劃的基本原則是：在一定的成本下，在滿足網絡服務質量的前提下，建設一個容量和覆蓋范圍都盡可能大的無線網絡，并適應未來網絡發(fā)展和擴容的要求。
從無線網絡演進的過程中，有如下的基本策略：
Ø
在網絡建設初期，考慮先覆蓋、后容量。
Ø
在網絡建設中后期，應全方位打造精品網絡，提高QOS質量，關注容量需求，兼顧邊際覆蓋，提高覆蓋率和系統(tǒng)資源利用率。同時關注業(yè)務的可持續(xù)發(fā)展性，簡單靈活地進行網絡擴容和新業(yè)務展開。
無線網絡規(guī)劃的主要內容體現(xiàn)在覆蓋和容量的規(guī)劃，覆蓋規(guī)劃涉及到無線傳播的路損模型、功放硬件選型等；而容量規(guī)劃涉及到兩個方面：網絡規(guī)劃（主要包括位置區(qū)的規(guī)劃、天線類型等）；另一方面是無線資源管理算法（主要包括信道配置、功率控制、干擾抑制等技術）。
無線網絡規(guī)劃分覆蓋規(guī)劃和容量規(guī)劃，相互之間既獨立又存在相互關聯(lián)，如下圖所示：

圖1 無線網絡規(guī)劃方法

在實際網絡規(guī)劃中應從覆蓋和容量兩個方面考慮如何設定系統(tǒng)負荷的平衡點，合理配置無線網絡容量。
2． 無線網絡規(guī)劃基本方法無線網絡規(guī)劃可按以下步驟進行：
1）由市場業(yè)務預測、網絡規(guī)模預測、話務需求預測分析網絡對覆蓋區(qū)和容量的要求；
2）按照蜂窩結構勾劃理想的站址位置；
3）分析并確定網絡和基站結構；
4）計算各基站小區(qū)的信道數：
Ø
根據各小區(qū)的地理位置預測其話務量，然后按照呼損率得出各小區(qū)需要配置的信道數資源；
Ø
根據建設單位提供的頻率帶寬估算可配置的最大基站站型，如不能滿足局部區(qū)域的容量要求，則需要根據實際情況按小區(qū)分裂原則增加小區(qū)數目，重新在地圖上選擇理想的站址位置并重新估算基站的信道數。
5）預測覆蓋區(qū)，確定工程數據，進行仿真分析：
Ø
選定設計指標：選擇最小接收功率及覆蓋區(qū)邊緣接通率KPI指標；
Ø
選擇設計參數：天線掛高、方位角、增益、下傾角；基站類型；天饋系統(tǒng)損耗；發(fā)射機最大輸出功率、接收機靈敏度；根據基站分集接收/發(fā)送方式獲得的分集增益等；當地無線環(huán)境的路損傳播模型等；
Ø
按照不同地區(qū)的傳播模型對各基站小區(qū)的覆蓋范圍進行預測，根據可能存在的盲區(qū)、弱覆蓋區(qū)對基站站址、天線方向、下傾角、高度以及公共信道的發(fā)射功率等進行調整，最終得出實際符合網絡KPI指標的工程參數。
6）選擇實際站址，確定站型：
Ø
按照理想站址實地查勘，根據各種建站條件（包括電源、傳輸、電磁背景、征地情況等）將可能的站址記錄下來，再綜合其偏離理想站址的范圍、對將來小區(qū)分裂的影響、建設成本、覆蓋區(qū)預測等各方面進行考慮，推薦合適的站址方案；
Ø
站址選定后，根據基站的信道數確定實際站型；
Ø
確定站型后，需要制定合理的天饋配置方案。
7）各類參數規(guī)劃：包括頻點配置、切換、功控、PN規(guī)劃等。
3． GSM網絡規(guī)劃關鍵技術支撐GSM體制下無線通信系統(tǒng)的關鍵技術有很多，如功率控制、切換算法、DTX、跳頻等。對于GSM的網絡規(guī)劃和優(yōu)化而言，主要的關鍵技術是：頻率規(guī)劃和切換規(guī)劃。
3.1 頻率規(guī)劃在GSM系統(tǒng)中，由于頻率資源是有限的，頻率的重復使用是提高頻率利用率，提高系統(tǒng)容量的有效手段。在GSM系統(tǒng)中，主要的干擾來自同鄰頻干擾，這是由系統(tǒng)的載干比C/I決定的，必須滿足條件：同頻C/I>＝9dB，第一鄰頻C/I>-9dB，第二鄰頻C/I>-41dB，通常考慮同頻和第一鄰頻的情況。頻率計劃的核心內容就是如何進行有效的規(guī)劃設計，從而保證整個網絡各個扇區(qū)載頻的頻點都能夠滿足同鄰頻載干比的要求，保證通話質量，提高系統(tǒng)承載容量。
傳統(tǒng)的頻率復用方式是4×3，由于通信頻帶有限，隨著網絡需求容量和業(yè)務的增加，各種高復用度的頻率復用方式也應運而生，比如：多層緊密復用（MRP），1×3，1×1，同心圓等。隨著復用距離和復用度的提高，各種相應的抗干擾機制也大量地使用，用以降低系統(tǒng)干擾水平，比如：DTX、跳頻、功率控制等。
在無線網絡規(guī)劃和優(yōu)化中，最為重要和關鍵的技術就是針對不同的地理環(huán)境，網絡配置和用戶承載，進行上述頻率規(guī)劃的精細設計。
3.2 切換規(guī)劃切換是從移動通信的大區(qū)制轉向蜂窩體制最為重要的無線鏈路控制手段，能夠保持移動臺MS在穿越不同的蜂窩小區(qū)時通話的連續(xù)性，減小掉話率，并能提供更好的通信質量。
另外，在切換規(guī)劃中需要注意以下幾點：
1）市區(qū)內切換帶避開高話務區(qū)域；
2）市區(qū)內切換帶盡量避開十字路口；
3）覆蓋不好的區(qū)域的切換次數可以考慮降低；
4）覆蓋良好的區(qū)域更多考慮更好小區(qū)切換。
4． CDMA網絡規(guī)劃關鍵技術CDMA是3G發(fā)展的一種先進的通信體制，涉及了很多更為復雜的技術，例如：前反向快速功控、軟切換、準入控制、負荷控制等。對于無線網絡規(guī)劃而言，CDMA規(guī)劃的關鍵技術主要有：前向功率規(guī)劃、容量規(guī)劃、PN規(guī)劃、切換規(guī)劃、功率控制等。
4.1 功率規(guī)劃在CDMA 系統(tǒng)中，基站的功率無線資源是是首先受限的資源，因此是最寶貴的系統(tǒng)資源，它直接決定了小區(qū)覆蓋、系統(tǒng)支持的容量以及相應的業(yè)務類型和速率。因此在CDMA網絡規(guī)劃和優(yōu)化中，基站的總功率和對應的前向各信道的功率資源配比是極為重要的。
小區(qū)最大發(fā)射功率一般都是確定的，而前向各個信道的功率配比決定了前向的覆蓋范圍，這里的前向覆蓋是指：導頻信道、同步信道、尋呼信道和業(yè)務信道達到一致的覆蓋半徑，這也是前向功率配比規(guī)劃的基本原則。需要注意的是：進行全網規(guī)劃時，還要考慮小區(qū)間的平衡和協(xié)調。
如果個別地區(qū)的室內穿透損耗過大，需要斟酌考慮加大前向的導頻功率比例。
另外，需要注意的是：對于一些非常特殊的地形（比如：隧道、海平面等），前向功率的配比也可以靈活考慮，不拘泥于上述的建議。
4.2 容量規(guī)劃在CDMA系統(tǒng)中，所有小區(qū)可共用相同頻譜，這一點對提高CDMA系統(tǒng)容量非常有利。但也正是同頻復用的原因，系統(tǒng)存在多用戶間的干擾，這種多址干擾則又限制系統(tǒng)的容量。
容量大小隨用戶分布、用戶行為、系統(tǒng)解調門限等的改變而變化。CDMA的前反向容量也是有所差別的，在進行容量規(guī)劃時，需要從前反向鏈路兩個方面來考慮。
前向鏈路容量受限于基站總的發(fā)射功率、CDMA同信道干擾和手機接收機的Eb/Nt門限。在前向鏈路，需要額外的業(yè)務信道用于軟切換。這個數量與所設計的切換區(qū)域的大小有關。軟切換增加了反向鏈路的容量，但降低了前向鏈路的容量。軟切換分布和比例對前向鏈路的容量有非常大的影響。
在容量規(guī)劃中，由于CDMA系統(tǒng)反向覆蓋容量比較易于量化，故一般可根據反向初步估算整個系統(tǒng)，然后通過仿真方式來最終得到整個系統(tǒng)的前反向規(guī)劃容量。
在實際應用中，反向容量一般是通過計算得到，而前向容量因為計算非常復雜，必須考慮前向鏈路功率損耗、用戶分布情況、鏈路信號衰減、系統(tǒng)解調門限、功率控制精度。多數情況下，前向容量通過仿真得到。
4.3 PN規(guī)劃CDMA需進行相鄰小區(qū)導頻PN序列的時間偏置規(guī)劃�？蓪⑷舾蓚�基站組成一簇無線區(qū)，在簇里每個基站被分配不同的PN碼偏置值，在簇外可進行同PN碼偏置值的復用。
導頻PN序列的時間偏置常用偏置指數（PN OFFSET）來區(qū)別，偏置指數的取值范圍為0～511。在工程實踐中，為了保證不同導頻PN之間具有足夠的相位差，工程上設置了一個系統(tǒng)參數PILOT-INC，表示實際使用的導頻PN的最小序號差。
規(guī)劃PN碼偏置的步驟如下：
1）設置合適的PILOT-INC，利用512/PILOT-INC確定可用的導頻PN及其數目；
2）為各基站的扇區(qū)設置合適的導頻PN，達到導頻分配的目標。
PN碼偏置規(guī)劃時應依據以下原則：
1）相鄰扇區(qū)不能分配鄰近相位偏置的PN碼，必須保證鄰近扇區(qū)的導頻PN之間有足夠的相位差；
2）同相位偏置PN碼復用時，復用的基站間要有足夠的地理隔離；
3）要預留一定數目的PN碼，以備擴容使用；
4）對于省內不同廠家以及省際之間的基站，規(guī)劃PN碼時需注意協(xié)調，以保證手機的平滑切換。
4.4 切換規(guī)劃軟切換是CDMA系統(tǒng)中最有特色的，也是最為廣泛的切換類型。與GSM系統(tǒng)的硬切換不同的是，軟切換是一種狀態(tài)：當終端移動到切換帶時，可同時和多個小區(qū)建立連接，保證業(yè)務移動時不中斷。CDMA的移動臺經常在相當長的呼叫時間里處于軟切換狀態(tài)。而GSM中的硬切換是時間離散的短暫事件，當呼叫從一個小區(qū)交換到另外一個小區(qū)或者從一個載頻交換到另一個載頻時發(fā)生。CDMA中的軟切換機制更能夠保證呼叫的完整性，降低同頻干擾，降低掉話，均衡話務負荷。
在CDMA的無線網絡規(guī)劃中，切換規(guī)劃的關鍵點是：選取合理的切換帶位置，盡量避免切換帶在密集話務區(qū)；規(guī)劃合理的切換帶寬度，保證合理的軟切換比例，一般軟切換帶（不含更軟切換）比例要控制在40％以內；確定合理的切換參數（T-ADD、T-DROP、TT-DROP等）；制定有效合理的鄰區(qū)關系和鄰區(qū)優(yōu)先級。
4.5 功率控制CDMA功控的目的是即維持高質量通信，又不對占用同一信道的其他用戶產生不應有的干擾，使得每個移動臺到達基站時都達到最小所需的信噪比。CDMA中功率控制很大的好處是降低了平均發(fā)射功率。在一般的通信鏈路情況下，發(fā)射功率較低；在無線衰落較大的鏈路情況下，功控會自動升高功率，以抵抗衰落。
由于CDMA的自干擾性，隨著小區(qū)用戶的增加，為了維持各自業(yè)務的QOS質量，業(yè)務所需的功率會發(fā)生“競攀”現(xiàn)象，導致小區(qū)功率耗盡。因此需要有效的功控技術（包括開環(huán)功控、內環(huán)功控和外環(huán)功控）互相配合，保證小區(qū)符合穩(wěn)定的同時，能維持業(yè)務的QOS質量。在無線網絡功控規(guī)劃中，關鍵的參數有：誤塊率BLER、解調門限Eb/Nt、初始發(fā)射功率、功控步長等，規(guī)劃中需要注意各參數配合規(guī)劃的收斂性。
5. GSM與CDMA網絡規(guī)劃方法比較GSM和CDMA系統(tǒng)作為蜂窩移動通信網絡，在進行網絡規(guī)劃和優(yōu)化中都有很多非常類似的方法可以相互借鑒；同時由于體制的不同，也有很多具體實施的方法存在差異，下面分別說明。
無線網絡規(guī)劃技術中，考慮了GSM和CDMA體制的不同，方法上有所異同。列表比較總結如下：

表1 CDMA與GSM網絡規(guī)劃方法比較

CDMA

GSM

規(guī)劃方法

預測和仿真

預測

覆蓋規(guī)劃

動態(tài)覆蓋，與容量和干擾有關

靜態(tài)覆蓋

頻率規(guī)劃

簡單，N=1

復雜，關鍵技術

容量規(guī)劃

干擾受限，動態(tài)容量

靜態(tài)容量

數據業(yè)務規(guī)劃

多業(yè)務、高速率

語音業(yè)務為主


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