王金川1，杨大成1
1北京邮电大学电信工程学院，北京 (100876)
E-mail：wjcfan@gmail
摘要：本文介绍了在开发CDMA无线网络规划软件过程中如何设计网络性能分析，从而用规划软件指导建网的问题。网络性能分析是CDMA无线网络规划中非常重要的一部分，提出了网络性能分析的仿真方法、覆盖预测指标以及各指标的意义、算法和使用方法。通过CDMA无线网络规划软件中的网络性能分析功能在实际网络规划中的应用，表明这些理论有着很好的实用和商用价值，能够满足实际网络规划的需求。
关键词：CDMA 网络规划性能分析覆盖预测指标
中图分类号：TN929.533文献标志码：A
1引言
3G系统现今得到了越来越广泛的应用，很多国家和地区的通信网络正在或已经从2G 向3G过渡，其网络规划也成为一个备受关注的问题。无线网络规划就是根据欲规划的无线网络特性以及网络规划需求，设定相应的工程参数和无线资源参数，并在满足一定信号覆盖、系统容量和业务质量要求的前提下，使网络的工程成本最低。规划的结果不仅决定了建网的工程成本，同时也影响着网络建成后的使用效果。
目前，3G系统网络广泛使用的主流技术基于CDMA。CDMA系统是一个干扰受限的系统。同时，CDMA系统具有的软容量、混合业务、覆盖和容量相互影响等特点，使得其无线网络规划变得更加复杂。鉴于CDMA网络规划的上述特点和其衍生的复杂性，一般在网络规划分析或评估时引入模拟仿真分析过程（如蒙特卡罗分析），通过随机统计方法，获得对网络性能的估计。这是CDMA无线系统特点决定的特殊分析方法[1]。
但是，各运营商对CDMA网络建设的思路存在差别，目前各方面在具体参数设定和规划思路方面还存在很多差异和分歧。为此本文分析研究CDMA无线网络规划软件中所使用的仿真方法的基础上，归纳和总结了一些对网络性能影响比较关键的问题，并对其进行了阐述。最后，举例简单的说明了在网络规划中一些性能指标的使用情况。
2规划软件简介
目前的网络规划软件一般可以分成三部分：地理信息、网络信息和网络规划算法。
其中，地理信息包括地物信息，高度信息和矢量（街道、河流等）信息等。地图一般被格式化为大小相同的点（bin点），根据地图上bin点精度的不同，网络分析得到的结果精度也会不同。而网络信息则包含了网络分析所需要的网络系统参数、参数等数据。网络规划算法就是进行网络分析所采用的分析计算方法。
规划软件就是这三部分的有机结合，可以生成用户需要的网络性能分析结果数据，用来指导实际的网络工程实施。网络规划软件基本流程图举例如下[1]：
图 1 网络规划软件基本流程图
Fig. 1 Flow chart of network planning software
目前市面上正式商用的网络规划软件有很多，比如：Atoll、ASSET（Aircom）、Plannet、SATURN等
3网络性能分析方法
网络性能分析在整个网络规划过程中占有举足轻重的地位，它是建网和优化网络的重要依据。
网络性能分析通过仿真的方法，对网络实际建成以后的运行进行预测，从而评价一个设计方案是否达到预期的设计要求。目前网络性能分析仿真方法主要有四种：静态分析、静态仿真、动态仿真、事件仿真。静态分析使用确定的算法得到网络性能的简单估计；静态仿真采用分析多幅网络“快照”的方法，可以反映网络的平均性能；时序的动态仿真可以提供完整的容量如覆盖分析；事件仿真折中了静态仿真与动态仿真的方法，采用事件驱动方式。基于时间与算法复杂性的考虑，现在商用网络规划软件基本上是采用静态仿真，即蒙特卡洛快
照仿真。流程图举例如下[1]：
图 2 Monte Carlo仿真设计流程
tdcFig. 2 Flow chart of Monte Carlo simulation design
网络性能分析以规划区的业务信息、电子地图为基础信息，通过蒙特卡罗仿真方法进行网络模拟，最后得到网络稳定后的平均发射和接收功率值，通过地物类型得到阴影衰落的方差。由此两项和规划软件数据库中的网络信息参数得到规划区域内每点（bin点）的移动台接收功率和发送功率，各点的主服务小区及其Ec/Io，合并导频强度、上下行最高速率，软切换区域、软切换比例等性能参数，用以分析现有设计方案是否满足了覆盖目标和容量目标。
网络性能分析流程设计举例如下[2]：
Fig. 3 Flow chart of network performance analyzing
结构设计举例如下[2]：
图 4 网络性能分析结构设计图
Fig. 4 Network performance analyzing structure
在网络性能分析的过程中，假设在地图某点有一个测试移动台或虚拟终端（以下简称为终端），因为分析采用的是静态仿真方法，所以认为这个测试移动台并不会改变已有的网络状态，即假设干扰是不变的。这就意味着假设了一定的业务分配，并且详细的上行和下行链路的迭代是收敛的。在所研究的区域中测试移动台通过每一个像素点，同时其他所有可以服务的对其产生了干扰，测试模型对干扰的环境没有什么影响，因此，其他小区对本小区的干扰比例不会改变。正在服务的的发射总功率和干扰分析迭代后的值是同样的。这样就可以得到整个规划区域内所有位置上的性能参数指标结果。下面一节将对一些常用的重用指标作介绍。
4主要网络性能指标
信道功率配置一旦确定，那么导频信道发射功率就是一个恒定不变的值，导频信号不具有功率控制功能，因此其小区覆盖范围是一定的。而且，导频信号电平是各业务信道的参考电平值，无线如果想要在某小区提供某种业务，必须首先满足导频信号的要求，否则业务信道电平再好也无济于事。由于导频信号的这种特殊性，使得网络规划设计时许多性能参数与导频信号有密切关系[3]。
文章中的符号说明：
J：第J个扇区
j：第j个终端
↑↓：上行和下行。
x y。
x y：bin点(,)
(,)
文章中用到的公式中的参数说明：
(,)J x y L ↓：扇区J 在bin 点(,)x y 处下行链路损耗，无量纲； (,)
J x y L
↑ ：bin 点(,)x y 到扇区J 上行链路损耗，无量纲；
(,)
pathloss J x y L ：基于传播预测得到的扇区J 到bin 点(,)x y 的路径损耗，无量纲；
cable J
L ：扇区J 的馈线损耗，无量纲；
(,)
pathloss J x y L ：基于传播预测得到的扇区J 到bin 点(,)x y 的路径损耗(直接从路损文件中
取得），无量纲；
(,)
other x y L ：bin 点(,)x y 处其他损耗（包括移动台馈线损耗、人体损耗等），无量纲。（考
虑理想终端，值为1）
； (,)
antenna J x y G ：扇区J 对bin 点(,)x y 处的天线增益，无量纲；
(,)
antenna x y G ：bin 点(,)x y 处的移动台的天线增益，无量纲。（考虑理想终端，值为1）；
(,)
x y G
↓：bin 点(,)x y 处下行处理增益，扩频码速率除以数据速率，无量纲； (,)
x y G
↑：bin 点(,)x y 处上行处理增益，扩频码速率除以数据速率，无量纲；
G ：处理增益；
(,)
total x y R
王坤和蔡慧近况：bin 点(,)x y 处移动台接收干扰总功率均值； (,)total x y J
R ：bin 点(,)x y 处接收到的来自J 的总功率；
total J
R
：扇区J 总接收功率均值，从快照后得到的扇区参数中得到；
0(,)
I x y ：bin 点(,)x y 处接收的来自周围的总功率；
(,)
or x y I ：bin 点(,)x y 处小区内干扰； (,)
oc x y I ：bin 点(,)x y 处小区间干扰；
()o fa cto r
8663部队张扣扣I ：几何因子；
total J P ：快照后得到的扇区J 总发射功率均值，单位mw ，在cdma 2000 1x EV-DO 系
统中为固定值（可从数据库中读出），前向满功率发射；
pilot J P ：扇区J 导频信道发射功率；
(,)
x y P
：bin 点(,)x y 处移动台发射功率均值；
心身疾病发病机制(,)traffic x y J P
：扇区J 对bin 点(,)x y 处的下行业务信道发射功率均值；
sync J
P
：扇区J 同步信道发射功率均值；
ul P ：某承载的目标发射功率；
int erference
Rpwr P ：Monte Carlo 快照结果给出的接受功率；
↓Traffic Tx P ：满足目标Eb/No 需要的下行链路发射功率；
↓Traffic TxMax P ：下行链路DPCH 信道最大发射功率，从扇区参数中得到；
↑Traffic Tx P ：满足目标Eb/No 需要的上行链路发射功率；
↑Traffic TxMax P ：上行链路DPCH 信道最大发射功率，从终端参数中得到；
()
(,)b
o x y J N E ↑
：上行链路目标/b o E N ，根据数据速率、信道类型和目标FER 得到；
()
(,)
b
o J x y N E ↓
5-氯-2-戊酮
：下行链路目标
/b o E N ，根据数据速率、信道类型和目标FER 得到；
(,)x y α↓
：bin 点(,)x y 处下行业务激活因子，无量纲； (,)x y α
↑
：bin 点(,)x y 处上行业务激活因子，无量纲；
(,)x y β↓
：
bin 点(,)x y 处下行承载控制开销因子（由于DPCCH 的影响），无量纲； (,)
x y β↑
：bin 点(,)x y 处上行承载控制开销因子（由于DPCCH 的影响），无量纲；
J
ε
：扇区J 的小区正交因子，可设为0.6，无量纲；
(,)(/)c o x y J
E I ：扇区J 在bin 点(,)x y 处的导频强度均值； _(/)c o PP Thresh
E I ：导频重叠门限，由用户在界面输入； (,)(/)c o x y Dif
乙酸乙酯实验装置E I ：最强导频与合并导频的差值； (,)(/)c o x y best
E I ：最强导频值；
(,)(/)c o x y combined
E I ：合并导频值；
arg (/)t et Eb No ：目标Eb/No 值；
PL ：路损值，无量纲；
j
PL 为该bin 点的路径损耗（包括扇区天线增益和扇区馈线损耗）；
min PL 为所有覆盖范围包含该bin 点的扇区到该点的路径损耗的最小值；
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