3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計策略分析

 
摘要　從網(wǎng)絡(luò)KPI以及業(yè)務(wù)模型的角度分析了3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計的策略，并結(jié)合建網(wǎng)成本問題介紹了3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中幾個重點內(nèi)容。

1  引言

隨著技術(shù)成熟，3G網(wǎng)絡(luò)全面部署將進入實施階段。3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作，即合理、經(jīng)濟地建設(shè)一個3G網(wǎng)絡(luò)已成為業(yè)界亟需重視的問題之一，本文重點討論3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的目標、流程和若干重點。

2  從容量覆蓋與業(yè)務(wù)角度出發(fā)的流程

流程設(shè)計的出發(fā)點是以無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量和以業(yè)務(wù)模型為主要依據(jù)。結(jié)合到3G實際規(guī)劃工作，兩個出發(fā)點應(yīng)融入到統(tǒng)一的規(guī)劃流程，在此提供一套3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的一般流程（見圖1）。

（1）Data Preparation（數(shù)據(jù)準備）

數(shù)據(jù)準備是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作的前提條件，主要指客戶需求分析、電子地圖數(shù)據(jù)的準備及可提供站點勘察，關(guān)鍵點是獲取當?shù)責o線環(huán)境相關(guān)信息。3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在需求分析中，需把各項業(yè)務(wù)的具體指標確定下來，以保證后面的仿真的準確性。

（2）Link Budget Analysis（鏈路預算分析）

3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的鏈路預算分析，是通過合理的基站配置和天饋配置，為上下行鏈路所能承擔的路徑損耗盡可能寬裕（最大覆蓋半徑），同時在不同速率業(yè)務(wù)的承載前提下的鏈路平衡提供保障。

顯然，這與2G鏈路預算分析存在差異——多媒體業(yè)務(wù)的介入導致的建網(wǎng)成本的權(quán)衡。在3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，由于業(yè)務(wù)量呈現(xiàn)非對稱特點，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃如果僅考慮“保證通信質(zhì)量要求最高”的小區(qū)半徑，無疑將大大提高建網(wǎng)成本，而僅考慮“保證通信質(zhì)量要求最低”的小區(qū)半徑”又將使網(wǎng)絡(luò)KPI無法實現(xiàn)，從而必須結(jié)合熱點和冷點，合理、經(jīng)濟地進行“權(quán)衡”建網(wǎng)。這是3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的重要一環(huán)，也為下一步網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

（3）Design for coverage（以覆蓋為依據(jù)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計）

在“權(quán)衡”建網(wǎng)的基礎(chǔ)上，得到不同小區(qū)半徑，此時可通過專業(yè)軟件進行網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計，并結(jié)合可提供站點信息，控制建網(wǎng)成本，在這一步流程里面，對業(yè)務(wù)的考慮已充分體現(xiàn)在“鏈路預算分析”里面。這一步還需要完成所有規(guī)劃站點的網(wǎng)規(guī)勘察，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖2所示。

（4）Network Capacity Dimensioning（網(wǎng)絡(luò)容量計算）

上面步驟重點考慮了覆蓋和業(yè)務(wù)，而3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃將需要對其容量進行計算與評估。3G容量規(guī)劃更側(cè)重于載波以及其他手段的擴容，而非站點數(shù)目的擴容——上一步的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果不能僅僅因為容量受限而在這一步增加站點，而應(yīng)盡可能保證拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)果，這主要是因為自干擾系統(tǒng)大大約束了增加站點擴容的余地。

3G規(guī)劃需求分析中，往往給出覆蓋和容量兩條線要求，而事實上兩者密切相關(guān)，即規(guī)劃一定覆蓋面積的區(qū)域，其容量往往也是一定的，這里有著強烈的對應(yīng)關(guān)系——在網(wǎng)絡(luò)容量計算里，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃師的工作重點限于“Dimensioning”或在分組域（PCF）、傳輸域（Packet Pipe）、基站容量（CE）局部調(diào)整。在這一步中，需完成網(wǎng)絡(luò)仿真，輸出KPI。

（5）Design deliverables（規(guī)劃結(jié)果交付）

提交網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃結(jié)果。

3  從KPI角度出發(fā)的目標

3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的目標，是保證站點分布、天饋設(shè)計、參數(shù)設(shè)置、業(yè)務(wù)規(guī)劃的工作質(zhì)量，從這個角度出發(fā)，我們可以“以終為始”闡述規(guī)劃目標，即網(wǎng)絡(luò)KPI。它可分為MSC和無線兩大體系，比如針對EV-DO網(wǎng)絡(luò)，無線KPI應(yīng)包含Data Established Call Rate(數(shù)據(jù)呼叫建立成功率)，Data Call Drop Rate（數(shù)據(jù)呼叫掉話率），DateBurst Rate forward（前向突發(fā)速率），Date Burst Rate reverse（反向突發(fā)速率），PPP Connection Successful Rate（PPP連接成功率）。

對于WCDMA網(wǎng)絡(luò)，KPI應(yīng)包含RRC建立和接入成功率，RAB建立和接入成功率，平均RACH吞吐量，平均FACH吞吐量，平均PCH吞吐量。與此同時，作為3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的目標，3G容量規(guī)劃也是其主要目標之一，即容量評估包含的分組域（PCF）、傳輸域（Packet Pipe）、基站容量（CE）等。

綜上所述，3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的目標，可以從3G網(wǎng)絡(luò)的KPI（運行評估關(guān)鍵指標和容量評估關(guān)鍵指標）入手，只有規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)仿真等技術(shù)手段后能夠達到KPI要求，才可以說實現(xiàn)3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃目標。

4  規(guī)劃重點

4.1  業(yè)務(wù)模型

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的豐富性體現(xiàn)在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供了不同的應(yīng)用，如HTTP瀏覽，E-Mail，F(xiàn)TP，POS Terminal等，這些業(yè)務(wù)的豐富性帶來了地域分布的不均衡性和用戶需求的變化特性，于是在3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，必須考慮各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有特定的資源占用模型。

不同的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的模型不一樣。無論是用戶所使用的業(yè)務(wù)類型、用戶行為、移動性、終端（未來的3G終端不但有語音、數(shù)據(jù)傳輸和多媒體功能，還具有PDA功能）以及話務(wù)分布等，都與傳統(tǒng)的2G語音業(yè)務(wù)模型有著質(zhì)的區(qū)別。在2G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中傳播模型的校正，在3G規(guī)劃階段，就需增加業(yè)務(wù)模型的校正。

結(jié)合上述的規(guī)劃流程中的“鏈路預算分析”，我們可以細化一些參數(shù)，如整理得到3G（以EVDO為例）與2G鏈路預算差異（見表1）。

解調(diào)門限的設(shè)置，與業(yè)務(wù)模型密切相關(guān)。如反向鏈路預算中，系統(tǒng)未帶負載時要求的解調(diào)信噪比值Eb/No，在實際3G系統(tǒng)中，影響因素包含頻段、編碼方式、業(yè)務(wù)速率、FER等。

4.2  室內(nèi)規(guī)劃

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)生的區(qū)域往往都是在室內(nèi)。根據(jù)NTT DoCoMo統(tǒng)計，在日本移動電話業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)的比例為69.7%，這就對室內(nèi)覆蓋規(guī)劃提出了優(yōu)質(zhì)覆蓋的要求，因為3G網(wǎng)絡(luò)的話務(wù)熱點，往往在酒店、大型超市、辦公樓和公寓，甚至地鐵等。

根據(jù)2003年Lucent在國內(nèi)的統(tǒng)計，國內(nèi)密集城區(qū)的CDMA基站平均間距在0.45～0.8km之間，城區(qū)的基站間距平均在0.75～1.26km之間，這說明核心城區(qū)通過增加宏基站的改善室內(nèi)覆蓋的空間已經(jīng)不大，需加大3G室內(nèi)覆蓋規(guī)劃的研究。

室內(nèi)分布系統(tǒng)是解決3G網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)覆蓋，尤其是高層樓宇室內(nèi)覆蓋優(yōu)化的較出色的解決方案，同時HSDPA技術(shù)對于室內(nèi)覆蓋也有著較好的解決方法。室內(nèi)分布系統(tǒng)大大提高室內(nèi)射頻性能，在室內(nèi)任何地點實現(xiàn)3G的高速率傳輸。其原理是利用室內(nèi)天線分布系統(tǒng)將基站信號均勻分布在室內(nèi)每個角落，從而保證室內(nèi)擁有理想的覆蓋。

4.3  成本之道

根據(jù)聯(lián)通CDMA建設(shè)經(jīng)驗，覆蓋全國的網(wǎng)絡(luò)至少需要5000萬線容量，以2000元/線計算，設(shè)備投資高達1000億元（不包括軟件、基建等成本），所以必須考慮成本原則：多媒體業(yè)務(wù)介入導致的建網(wǎng)成本的權(quán)衡、以平滑升級降低建網(wǎng)成本。

cdma2000 EV-DO 基站可以較好地融合到現(xiàn)有CDMA 1X網(wǎng)絡(luò)中，即：共享部分射頻模塊和天饋系統(tǒng)，共享時鐘系統(tǒng)，共享機房、電源、傳輸?shù)扰涮踪Y源，簡化網(wǎng)絡(luò)管理、降低運維成本。

（1）1X EV-DO升級原則

●充分利用現(xiàn)有的1X網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)有站點，根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，點、線、面結(jié)合，分階段，分熱點區(qū)域地進行平滑升級。

●數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求少的區(qū)域，用1X系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力來滿足用戶需求。

●數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點區(qū)域首先進行1X EV-DO網(wǎng)絡(luò)升級，在站址選擇中盡量遵循與原1X 站點共站原則。

●終端移動性弱，面積和用戶很少的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點區(qū)域，選用1X EV-DO點組網(wǎng)方式。

●對于需要連續(xù)覆蓋的道路以及道路兩邊的區(qū)域，選用1X EV-DO線組網(wǎng)方式。

●終端移動性強，需要連續(xù)覆蓋的成片數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點區(qū)域，選用1X EV-DO面組網(wǎng)方式。

（2）3G升級1X EV-DO和1X天饋共用方法

中興通訊的1X業(yè)務(wù)區(qū)進行共站同頻段的EV-DO升級，不需增加或更換天饋，也不需要外置合路器和功分器即可平滑升級。

（3）1X EV-DO和1X室內(nèi)分布系統(tǒng)共用實現(xiàn)方法

如果是在1X 系統(tǒng)上增加EV-DO系統(tǒng)，現(xiàn)有的室內(nèi)分布系統(tǒng)可繼續(xù)使用，具體措施需要根據(jù)不同的情況：

●如果信號源是基站，可以通過合路器將EV-DO和1X合路后送到現(xiàn)有的室內(nèi)分布系統(tǒng)；

●如果信號源是直放站，則與直放站信號有關(guān)，根據(jù)原直放站設(shè)計的不同的情況，可以不做任何改動、更換窄帶雙工器、更換為選頻直放站等解決方案。

5  結(jié)束語

3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃既有與2G相同的地方，又有自身特點。準確、全面的3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃策略及流程有助于運營商、通信設(shè)計院以及設(shè)備提供商提高工作效率，規(guī)劃、建設(shè)一個符合規(guī)劃KPI要求、優(yōu)質(zhì)運營的3G網(wǎng)絡(luò)。