WCDMA网络规划方法的探讨

WCDMA无线网络规划方法
童晓涛杨谦
(中国联通云南分公司650051 )
摘要本文在实际规划工作的基础上,根据WCDMA网络规划的核心要求和技术特点归纳、总结出WCDMA无线网络规划的基本方法,为WCDMA无线网络规划技术人员提供了有益的参考和帮助。
关键词WCDMA 网络规划
一、前言
与第一代和第二代移动通信系统相比,第三代移动通信系统采用了CDMA技术,基于全IP网络,具有支持更多的用户数量、系统容量,支持多媒体等高速数据业务等特点。基于WCDMA技术标准的第三代移动通信系统已在许多国家得到商用,并取得了良好的效果。可以预见在不久的将来,WCDMA将在中国移动市场上将会占有重要的地位。WCDMA网络是一个全新的网络,因此对于现有的移动通信运营商而言,WCDMA无线网络规划将是我们所要面临的一个新课题和新挑战。
二、WCDMA无线网络规划的基本方法
WCDMA是一个宽带直扩码分多址(DS-CDMA)系统,即将用户数据同由CDMA扩频得来的伪随机比特(称为码片)相乘从而把用户信息比特扩展到很宽的带宽上去。为支持高的比特速率(最高可达2Mbps),还须具备扩频因子可变和多码连接的功能。因此作为一种属于第3代移动通信的无线宽带技术,其网络规划特点与2G网络的规划不同,不能简单地完全继承2G网络规划方法。WCDMA无线网络规划的核心是:在控制干扰的前提下对覆盖、容量、网络质量进行平衡的过程。我们在这个核心的基础上总结出了WCDMA无线网络规划的基本方法。本文将WCDMA无线网络规划的基本方法分为8个阶段,具体流程见图1:
图1 无线网络规划的基本流程
1、确定规划区域,对目标覆盖区域分类板凳筋
由于无线传播环境及人口密度的差异,规划之前首先要对目标覆盖区域进行分类。目标覆盖区域的划分主要根据一定的原则,把目标覆盖区域划分为密集城区、普通城区、郊区、农村及公路。有些地方还会对覆盖区域再进行细分。比如根据大中小城市及经济发展水平,划分为一类地区、二类地区等等。在每类区域下面又会分为密集城区、普通城区、郊区、农村及公路。不同的地区在链路预算中的穿透损耗以及估算中的单用户话务量取值方面都会有所差异。
2、收集规划区内2G网络信息,确定目标覆盖区域内的3G用户分布
(1)根据2G网络信息,预测3G网络总体用户数和话务量
对于已有2G网络的运营商,在建设3G网络时,都尽可能与2G共站址以降低建网成本。
所以获得已有2G站点的相关信息是非常必要的。主要应该关注2G站点的工程参数、2G的小区参数、2G的话务统计以及2G的室内分布系统信息等。2G的话务统计主要包括GSM900和GSM1800站点的话务数据,包括各小区语音业务的话务量、数据业务(GPRS)的吞吐量。根据上述信息可进行3G用户数和业务量的预测。
(2)根据预测的3G总用户数和话务量,进行目标覆盖区域的用户分布划分
目标覆盖区域用户的分布主要关注不同类型覆盖区域下用户的行为,主要关注总用户数(总业务量)、用户分类以及用户的行为等。目标覆盖区对不同的业务,有不同的渗透率,再结合本区域的用户密度,就可以得到目标覆盖区域的用户分布密度。目标区域用户的分布主要影响网络估算的输出,在取得覆盖和容量平衡的过程中,如果是覆盖受限,则没有什么影响;如果出现容量受限,就要采取扩容策略,比如加载频、加站等手段。目标覆盖区域用户的行为主要指得是与一些话务模型相关的数据,比如说CS业务单用户平均话务量以及PS 业务单用户平均吞吐量。
3、确定无线网络规划的目标
(1)容量目标
无线网络容量目标要满足未来网络发展的预测规模,要包括电话用户数、数据用户数、用户话务量、用户数据流量、用户分布、话务分布、流量分布。为了保持网络的稳定运行,网络一般都不运行在满负荷情况下,特别是对于3G来说,由于存在着小区呼吸效应,网络负荷的增加会使网络的覆盖收缩,所以,进行网络估算时,必须预先设定不同目标覆盖区的网络的最大负荷。另外还需要考虑各类业务的承载速率及各类业务单用户的平均话务量(Erl)和平均吞吐量(Kbyte)。网络的负荷要求见表1。
表1 网络的负荷要求
(2)业务质量
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质量要求从两方面考虑:阻塞率(GoS)和误块率(BLER)。GoS指的是呼叫建立时候所
需要保证的质量(call setup quality );因此,GoS 的指标主要是呼损,呼叫排队时可接受的时延和覆盖概率指标等。QoS 主要指呼叫建立后的连接质量(call quality ),主要对应各种业务的误块率(BLER )的要求。
规划的时延与阻塞概率的要求如表2所示:
表2 阻塞概率的要求夜尿停
规划的
BLER 的要求如表3所示:
表3 各业务BLER 要求
(3)覆盖目标
对不同的目标覆盖区域要确定连续覆盖业务类型,连续覆盖业务类型的选取直接影响到覆盖半径的确
定及建站的规模。一般通常认为密集城区和普通城区要实现CS64k 业务连续覆盖、郊区及农村只用实现CS12.2k 语音连续覆盖即可。目标业务类型确定之后,需要明确目标连续覆盖业务的覆盖概率要求,要求说明什么目标业务类型在什么场景下(在室内、室外还是车内),是区域覆盖概率还是边缘覆盖概率。覆盖概率要求主要影响慢衰落余量的选取,相同条件下,覆盖概率要求越高,所需要的慢衰落余量就越大,相应的数目就越大。覆盖概率的取值要根据实际情况确定。一般情况下规划市区区域覆盖率要求CS12.2K,CS64业务在拥塞率:<2%的条件下,达到90%以上。对于PS384业务,在有业务需求的热点区域要求进行覆盖。各类业务区域覆盖率要求如表4
表4 区域覆盖率要求
(4)无线传播模型的确定
在移动通信无线网络的规划设计中,预测无线信号的覆盖水平是首先需要考虑的问
题。而准确预测信号覆盖的关键便在于选用经过精确校正的传播模型。在3G系统的2.1G核心频段上,通常使用的经典模型有Cost231、射线跟踪等。从精确程度看,射线跟踪是最接近实际情况的,但由于它对数字地图的高精度要求,无法大规模普及。本文建议选用标准传播模型(SPM)。SPM作为无线网络规划工具的传播模型,建立在Cost231-Hata经验模型的基础上。SPM标准传播模型公式如下:
PathLoss = K1 + K2log(d) + K3(Hms) + K4log(Hms) + K5log(Heff) + K6log(Heff)log(d) + K7diffn + Clutter_Loss
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其中:
d是到移动台之间的距离(km)
Hms是移动台地面上的高度(m)。
Heff是天线的有效高度(m)。
K1为传播损耗常数。
K2为相对距离d的log值的传播损耗系数。单水合肼
K3为移动天线高度的系数;通过该系数来考虑移动台天线高度对路径损耗的直接影响。
K4为Log(Hms)值的系数;通过该系数来考虑移动台天线高度的log值对路径损耗的影响。
K5为有效天线高度的系数;通过该系数来考虑有效天线高度对路径损耗的直接影响。
K6为Log (Heff)Log(d)值的系数;此系数用来综合考虑有效天线高度和距离d对传播损耗的影响。
K7为衍射系数;用户可以选择衍射计算的方法。
led镜前灯Clutter_Loss=地物衰减修正系数;此参数用来考虑不同的地物类型对路径损耗的影响。
针对不同的传播环境,我们要选择不同的传播模型参数。
4、无线网络估算
无线网络估算是整个无线网络规划的重要环节,网络估算阶段根据1—3阶段获得的相关信息(主要有:目标覆盖区域大小及目标连续覆盖业务要求、目标覆盖区域的用户分布及用户行为、估算所需要考虑的业务及承载、业务的质量要求、估算所选用的传播模型等),通过链路预算结合覆盖容量的迭代运算,获得对未来网络的一个定性分析,得出网络的建设规模(大致数目和配置情况)。由此得到建设周期,以及经济成本和人力成本预算等信息。因此1—3阶段的信息越全面越准确,对网络规模的估计就越具有参考价值。链路预算计算将根据每种业务及对其最苛刻的要求,来决定允许的最大路径损耗。在最大允许路

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