WCDMA系統(tǒng)覆蓋和容量的平衡規(guī)劃

　　WCDMA系統(tǒng)是一種同頻自干擾系統(tǒng)，這和GSM截然不同，兩者的規(guī)劃方法也存在很大的差異，GSM系統(tǒng)的容量和覆蓋一般可以分別實施規(guī)劃，而WCDMA系統(tǒng)在覆蓋和容量上是互相制約的關系，這決定了在WCDMA系統(tǒng)中需對覆蓋和容量實施平衡規(guī)劃的方法。

　　一、WCDMA系統(tǒng)的容量和覆蓋

　　WCDMA系統(tǒng)是一種自干擾系統(tǒng)，每一個移動臺的信號對于其他移動臺來說都是干擾信號，這種干擾主要來自兩部分，一是本小區(qū)的其他用戶的干擾，一是其他小區(qū)的用戶的干擾。

　　小區(qū)的干擾水平和移動臺的多少息息相關�？梢越尤氲囊苿优_數(shù)量越多，小區(qū)的容量則越大，信號干擾也越大。這種制約關系給網(wǎng)絡規(guī)劃帶來了難度。

　　1.小區(qū)負荷與噪聲增加量

　　在WCDMA系統(tǒng)中，隨著用戶的增加，小區(qū)的噪聲也隨之增加，基站的接收靈敏度降低，結果導致小區(qū)覆蓋的縮小，形成所謂的呼吸效應。圖1表述了在某種無線傳播環(huán)境下，小區(qū)負荷和覆蓋之間的關系，從圖中可以看到，當小區(qū)的負荷達到50%時，干擾提升3dB，覆蓋降為空載時的84%。

　　2.業(yè)務速率與處理增益

　　WCDMA系統(tǒng)是擴頻系統(tǒng)，在擴頻和解擴過程中會產(chǎn)生擴頻增益。業(yè)務速率越高處理增益越小，解調(diào)所需的CIR也越大，覆蓋范圍就越小。高速率的業(yè)務往往分布在基站附近，而低速率業(yè)務可以在距離基站較遠處接入。

　　3.容量和覆蓋的關系

　　圖2為WCDMA宏小區(qū)在144kbit/s情況下覆蓋和容量的關系。當小區(qū)負荷增加時，由于干擾的增加，不論是上行還是下行，小區(qū)所允許的最大路徑損耗都在減少，即小區(qū)的覆蓋縮小。當小區(qū)負荷比較低時，小區(qū)的上行覆蓋半徑小于下行覆蓋半徑，此時系統(tǒng)的覆蓋和容量均受限于上行，隨著負荷的增加，干擾增加，在上行方向覆蓋降低，在下行方向，由于功率共享的原因其覆蓋降低更快，以至于負荷達到一定程度后，小區(qū)的上行覆蓋半徑大于下行覆蓋半徑，此時系統(tǒng)的覆蓋和容量均受限于下行。



　　二、覆蓋和容量的平衡規(guī)劃

　　WCDMA系統(tǒng)的覆蓋和容量是密不可分的兩個關鍵因素，在規(guī)劃WCDMA無線網(wǎng)絡時，需要同時考慮到容量和覆蓋這兩個方面，既要滿足網(wǎng)絡覆蓋的要求，又要滿足網(wǎng)絡容量的需求。圖3為覆蓋和容量平衡規(guī)劃的一種方式。



　　在該圖中，隨著網(wǎng)絡負荷的增加，干擾增大，小區(qū)覆蓋減小，所需的基站數(shù)量增多；另一方面，負荷的增加致使單個小區(qū)能承載的話務量增加，所需要的基站數(shù)目減少。這樣，在某一個恰當?shù)呢摵蒐下，滿足覆蓋所需的基站數(shù)目與滿足容量所需要的基站數(shù)目相等，即圖中兩條曲線的交點(L，N)所示。如果在該地建設N個基站，則在初期負荷小于L時，小區(qū)的覆蓋會較大，這樣既能夠滿足覆蓋的需求，同時也可滿足容量的需求，但在后期當網(wǎng)絡承載大于L的負荷時，由于呼吸效應，就會使覆蓋出現(xiàn)萎縮。

　　一般認為WCDMA有以下兩種規(guī)劃方法。

　　1.低負荷小容量網(wǎng)絡規(guī)劃

　　該方法使用剛好能夠滿足覆蓋又能夠滿足容量需求的數(shù)目的基站，也就是采用圖3所指的兩條曲線的交點。采用這種方法規(guī)劃出的網(wǎng)絡一般能夠承載的負荷較低，當用戶增加時，小區(qū)超過設計負荷，出現(xiàn)覆蓋空洞，這時就需要增加基站。當然采用不改變網(wǎng)絡拓撲的其他擴容方式(如增加第二載波)也是可以的，但是由于網(wǎng)絡設計負荷較低，這會造成資源的浪費。

　　2.高負荷大容量網(wǎng)絡規(guī)劃

　　對于WCDMA網(wǎng)絡，當上行負荷超過50%或者下行負荷超過75%時，我們就認為是不穩(wěn)定系統(tǒng)。在規(guī)劃時可以在該負荷下只考慮覆蓋需求實施規(guī)劃。這樣，網(wǎng)絡既可滿足覆蓋又可以滿足上行最大50%和下行最大75%的負荷需求。在這種情況下，當網(wǎng)絡負荷達到涉及指標時就可以不采用增加基站的方式來擴容，而考慮其他的網(wǎng)絡擴容方案(比如增加第二載波等)。但是在網(wǎng)絡運行初期，系統(tǒng)設計負荷過大，會造成資源浪費。

　　網(wǎng)絡設計時，一般會通過系統(tǒng)仿真確定基站位置，以保證全網(wǎng)的性能。在這樣的網(wǎng)絡上增加基站，改變網(wǎng)絡拓撲，如果站址選擇不恰當，很容易增加整個系統(tǒng)的干擾水平，這對WCDMA這樣一個干擾敏感的系統(tǒng)來說是不利的，但在建設初期規(guī)劃大容量的網(wǎng)絡也是不合理的，在實際規(guī)劃設計中，采用何種規(guī)劃方法要根據(jù)投資力度合理選擇。本文認為，運營商宜規(guī)劃一張負荷高、容量大的網(wǎng)絡，免去今后加站造成干擾的問題，為優(yōu)異的網(wǎng)絡質量打下堅實的基礎打造，如果出于投入資金的考慮，可以采用一步規(guī)劃到位，分步實施建設的方法，就是考慮目前及今后一段時間內(nèi)容量增長的需求，網(wǎng)絡建設和基站部署分階段、分區(qū)域進行，但部分高話務、高價值的區(qū)域可以一步建設到位。