基于2G網(wǎng)絡的WCDMA建設探討分析

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中京郵電通信設計院 刁兆坤



  中國移動當前GSM網(wǎng)絡的建設已經相當成熟,具有良好的覆蓋性和穩(wěn)定性,所提供的業(yè)務也是主要以話音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務為主。目前中國移動通信市場的移動電話用戶還在高速增長,在未來很長的一段時間里話音業(yè)務仍將是中國移動網(wǎng)絡的主要收入來源。而3G網(wǎng)絡要想在移動通信業(yè)務中具有一定的競爭優(yōu)勢,必須提高其服務能力,尤其是高速數(shù)據(jù)的業(yè)務能力,所以中國移動3G網(wǎng)絡的定位應該是“面向數(shù)據(jù)兼顧話音的精品網(wǎng)絡”。為了能夠創(chuàng)造最大的市場、最多的用戶并對用戶有持續(xù)的吸引力,WCDMA移動通信網(wǎng)絡必須具備以下條件:高覆蓋率和穩(wěn)定的網(wǎng)絡信號;系統(tǒng)需要能夠具有一定的的容量來面對可能發(fā)生的高話務沖擊;網(wǎng)絡必須是持續(xù)可盈利的網(wǎng)絡。

  

  要在復雜的無線環(huán)境條件下創(chuàng)造優(yōu)良的網(wǎng)絡服務,3G移動通信網(wǎng)絡必須具有比2G更完備的網(wǎng)絡覆蓋的能力、支持更高速率要求的數(shù)據(jù)服務以及綜合話音、數(shù)據(jù)及其他各種實時的多媒體業(yè)務。無線網(wǎng)絡結構對將來的3G網(wǎng)絡性能具有決定性的作用,必須具體結合目前GSM900和GSM1800的實際情況來考慮,同時必須符合將來的業(yè)務發(fā)展策略。

  

  一、移動發(fā)展3G的內在驅動力

  

  1. 企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的需要

  

  根據(jù)中國移動的整體發(fā)展戰(zhàn)略,中國移動應努力為用戶提供多樣化、個性化的業(yè)務,突出差異性,保持服務優(yōu)勢,使業(yè)務始終處于市場的領先地位。但目前中國移動除了為用戶提供優(yōu)質的話音業(yè)務外,由于GPRS網(wǎng)絡的實際承載速率的限制,還不能為用戶提供優(yōu)質的移動數(shù)據(jù)業(yè)務,而3G網(wǎng)絡為中高速數(shù)據(jù)業(yè)務的實現(xiàn)和質量提供了保證,使得中國移動可以在移動數(shù)據(jù)業(yè)務市場保持優(yōu)勢地位。

  

  2. 開辟新的業(yè)務增長點的需要

  

  由于市場競爭日益激烈,而且以價格競爭為主要手段,加上新增用戶的低端化,使得近年來中國移動的用戶數(shù)雖仍在穩(wěn)步增長,但MOU和ARPU卻不斷下降,話音業(yè)務的利潤空間一再壓縮,中國移動的新業(yè)務收入比例僅為10%左右,而且其中絕大部分來自短消息和來電顯示。只有移動數(shù)據(jù)業(yè)務的大發(fā)展才能有效改善這種增量不增收的局面,實現(xiàn)運營收入的持續(xù)穩(wěn)定增長,而3G網(wǎng)絡的部署為中國移動提供了大力發(fā)展移動數(shù)據(jù)業(yè)務的機遇。

  

  二、網(wǎng)絡建設總體策略

  

  由于CDMA技術的自干擾特性,3G無線網(wǎng)絡在建設前應當做好整體規(guī)劃,具體建設可以分步實施,逐步達到規(guī)劃目標。

  

  WCDMA初期建網(wǎng)應當實現(xiàn)目標覆蓋區(qū)的連續(xù)覆蓋,以減小與GSM的系統(tǒng)間切換,提高3G網(wǎng)絡的服務質量。為加快建設進度,節(jié)約建設成本,中國移動的3G無線網(wǎng)絡建設應當充分利用2G網(wǎng)絡資源。3G基站在市區(qū),尤其是密集市區(qū)應當按照高負荷目標進行設置,保證站址相對穩(wěn)定,同時初期可以按小容量進行配置,隨用戶數(shù)上升對基站硬件逐步進行擴容。由于3G無線網(wǎng)絡承載的數(shù)據(jù)業(yè)務多發(fā)生在室內,因此3G無線網(wǎng)絡的建設要重視室內覆蓋,部署初期即應考慮建設室內分布系統(tǒng)。

  

  總之,一期工程建設在考慮話音業(yè)務的基礎上,應重點考慮數(shù)據(jù)業(yè)務的發(fā)展和建設,工程建設總體指導思想應強調數(shù)據(jù)業(yè)務中等速率覆蓋的連續(xù)性,給數(shù)據(jù)業(yè)務的發(fā)展創(chuàng)造契機,提升網(wǎng)絡的知名度和總體服務能力,創(chuàng)造出一個真正的精品網(wǎng)。

  

  三、2G和3G網(wǎng)絡協(xié)同發(fā)展

  

  中國移動現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡作為一種先進的移動通信網(wǎng)絡在全球已得到廣泛的使用,未來仍會是良好的話音業(yè)務承載網(wǎng),GSM具有一些模擬網(wǎng)當年所不具備的優(yōu)勢,包括業(yè)務的多樣性、資源利用率、保密性和容量等。GSM網(wǎng)絡正在向EDGE演進,在未來相當長的一段時間內GSM/EDGE和WCDMA網(wǎng)絡將處于共存狀態(tài),并實現(xiàn)互通和業(yè)務分擔,是一個可持續(xù)發(fā)展的移動通信網(wǎng)絡。無論從全球漫游和自身網(wǎng)絡投資保護的角度出發(fā),GSM網(wǎng)絡仍然具有存在價值。因此,在可以預見的將來,WCDMA網(wǎng)絡的建設不會重復當年GSM網(wǎng)絡替代模擬網(wǎng)絡那樣的情況,即用WCDMA網(wǎng)絡來完全替代現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡。

  

  四、WCDMA網(wǎng)絡一期工程覆蓋和承載業(yè)務目標

  

  一類地區(qū)密集市區(qū)和一般市區(qū)宜采用CS64K進行連續(xù)覆蓋;二類地區(qū)的密集市區(qū)宜采用CS64K進行連續(xù)覆蓋,一般市區(qū)可采用PS64K進行連續(xù)覆蓋;三類地區(qū)密集市區(qū)和一般市區(qū)均采用PS64K進行連續(xù)覆蓋;各類地區(qū)市郊和交通干線統(tǒng)一采用PS64K進行連續(xù)覆蓋。下表為不同區(qū)域類型覆蓋業(yè)務匯總表。

  

  

  區(qū)域類型密集市區(qū)一般市區(qū)市郊交通干線

  

  業(yè)務類型網(wǎng)絡負載業(yè)務類型網(wǎng)絡負載業(yè)務類型網(wǎng)絡負載業(yè)務類型網(wǎng)絡負載

  

  一類地區(qū)CS64K 50%CS64K 40%PS64K 30%PS64K 30%

  

  二類地區(qū)CS64K 40%PS64K 40%PS64K 30%PS64K 30%

  

  三類地區(qū)PS64K 40%PS64K 30%PS64K 30%PS64K 30%

  

  五、WCDMA系統(tǒng)與GSM網(wǎng)絡的共同規(guī)劃

  

  在無線接入部分,利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡資源的方式有如下幾種:在條件合適的情況下,與GSM基站共站,共享機房、傳輸、電源、天線、鐵塔等;通過對現(xiàn)有GSM系統(tǒng)的改造,與GSM共享室內分布系統(tǒng);利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡覆蓋,依托現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡保證話音業(yè)務的連續(xù)性。

  

  可見,3G接入網(wǎng)與2G接入網(wǎng)應該是互相補充、互相配合的關系,即使在廣域的連續(xù)覆蓋的網(wǎng)絡里依然很重要,對于擁有成熟GSM網(wǎng)絡的運營商來說,將GSM和WCDMA視為一個統(tǒng)一的無線資源來管理,為終端用戶提供最佳服務,才能獲得最大效益。

  

  下面為2G/3G雙模網(wǎng)在各時期的組網(wǎng)策略及切換、話務均衡原則:


  

  階段一:此時WCDMA用戶數(shù)少,網(wǎng)絡容量空間大,運營商應制定3G雙模終端用戶優(yōu)先選擇WCDMA網(wǎng)的原則,以保證WCDMA用戶盡可能享受到3G提供的新業(yè)務。具體的切換和話務均衡原則如下:當運營商在SIM卡設置開機時優(yōu)先選擇WCDMA網(wǎng)絡;當WCDMA小區(qū)信號強度低于一給定門限值時,雙模終端開始測量GSM小區(qū),當GSM小區(qū)的信號強度超過規(guī)定的門限值時才執(zhí)行3G到2G的切換;當WCDMA用戶處在GSM網(wǎng)時,為保證3G用戶盡可能享受3G服務,當它發(fā)現(xiàn)相鄰小區(qū)有WCDMA小區(qū)時,手機將啟動對WCDMA小區(qū)的測量,一旦信號強度達到門限值,并且GSM網(wǎng)絡負荷滿足一定要求,就切換回WCDMA網(wǎng)絡。

  

  階段二:此時WCDMA終端用戶上升,高速數(shù)據(jù)業(yè)務獲得發(fā)展,網(wǎng)絡規(guī)模進一步擴大,在市區(qū)熱點地區(qū)可能出現(xiàn)了話務擁塞,此時可考慮當WCDMA 負荷達到一定門限值時將新的語音呼叫業(yè)務建立分配在GSM網(wǎng)上,對于PS業(yè)務,由于GSM網(wǎng)不支持可以不必考慮;對于PS的Best effort 業(yè)務, 由于不保證其QoS,所以不必轉到GSM。

  

  階段三:隨著移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務日趨成熟,WCDMA終端用戶增長到較高比例,并且WCDMA網(wǎng)絡實現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋。GSM與WCDMA網(wǎng)絡均已發(fā)展成熟,網(wǎng)絡間需要進一步的平衡機制來優(yōu)化網(wǎng)絡負荷,實現(xiàn)雙網(wǎng)統(tǒng)一。此時的原則是通過在兩個網(wǎng)絡間提供基于不同內容的差異性服務及負荷控制,來平衡 GSM/WCDMA無線網(wǎng)絡負荷,提高網(wǎng)絡服務質量,例如WCDMA和GSM網(wǎng)絡根據(jù)各自網(wǎng)絡負荷做越區(qū)切換和小區(qū)重選。此外,也可根據(jù)負荷和業(yè)務種類來選擇網(wǎng)絡,如語音由GSM網(wǎng)承擔,高速數(shù)據(jù)業(yè)務由WCDMA網(wǎng)承擔。

  

  六、3G核心網(wǎng)、無線網(wǎng)利用現(xiàn)有2G網(wǎng)絡設備的可能性分析

  

  GSM CN設備能夠在WCDMA網(wǎng)絡中共用。從技術層面來看,主要分為以下幾種情況:僅須擴容(硬件、軟件都不用升級修改);僅須軟件升級,硬件無須修改 ;軟件、硬件都需要升級。具體到現(xiàn)網(wǎng)設備,不同廠家設備對于升級方案(共用)的支持程度也有差異 。此外,能否共用還要綜合考慮設備實裝率(擴容潛力)、對于GSM網(wǎng)絡質量(包括穩(wěn)定性)的影響、工程實施難度、設備成本等多方面因素?傊,需要統(tǒng)籌考慮各方面因素,針對各地、各個設備具體情況綜合決策。

  

  七、WCDMA一期工程建設總體規(guī)劃原則及流程指導

  

  綜合以上各點,我們認為在進行WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃時,可以按照以下流程開展:

  

  1. 充分的業(yè)務預測及評估,確定規(guī)劃目標

  

  進行業(yè)務預測,通過對確定地區(qū)經濟和用戶行為等的分析,確定規(guī)劃目標:包括對不同區(qū)域(密集市區(qū)、一般市區(qū)、郊區(qū)和農村等)覆蓋、容量和服務的要求(數(shù)據(jù)業(yè)務速率和QoS等)。

  

  2. 詳盡的覆蓋分析

  

  通過鏈路預算進行初步、粗略的覆蓋分析:進一步利用規(guī)劃軟件幫助進行比較精確的覆蓋分析,其中需要進行傳播模型參數(shù)校正,以獲得更加準確和可靠的覆蓋預測。

  

  3. 周到的容量分析

  

  分析CDMA系統(tǒng)軟容量的特性,從容量的角度分析小區(qū)范圍。將以上2、3步結果在規(guī)劃軟件上進行綜合分析調整,從而在CDMA系統(tǒng)的覆蓋和容量之間獲得平衡,達到良好的設計效果。

  

  4. 基站選擇及站址勘察

  

  根據(jù)規(guī)劃結果進行基站選擇及站址勘察,實地查勘考核與GSM基站共站的可能性。

  

  5. 將查勘后取得的基站數(shù)據(jù)(可能與原設計有所改變)導入規(guī)劃軟件,再次進行分析,考核其合理性,并取得系統(tǒng)參數(shù)設計值(如下行信道功率分配、多載波頻率規(guī)劃、擾碼規(guī)劃和切換算法參數(shù)設置等)。

  

  6. 對不滿意的部分再次進行查勘和系統(tǒng)分析,直至達到滿意的結果和預期的設計目標。




  
----《通信世界》


   

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