中國聯(lián)合網(wǎng)絡通信有限公司清遠市分公司 趙 斌

WCDMA無線網(wǎng)絡的規(guī)劃方法

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一、WCDMA無線網(wǎng)絡與2G無線網(wǎng)絡的區(qū)別

WCDMA（第二代無線通信技術(shù)）無線網(wǎng)絡同2G（GSM，全球移動通信系統(tǒng)，以下簡稱2G）無線網(wǎng)絡在本質(zhì)上就是有區(qū)別的，2G無線網(wǎng)絡主要的業(yè)務范圍是語音服務，所承擔的數(shù)據(jù)形式單一，提供的服務項目有限，所以2G無線網(wǎng)絡的規(guī)劃方法相比WCDMA網(wǎng)絡規(guī)劃要簡單得多；WCDMA無線網(wǎng)絡所提供的內(nèi)容不僅包含語音數(shù)據(jù)還包括更加豐富多樣的數(shù)據(jù)種類和業(yè)務，這也為我們提供了更加豐富多彩的生活。即WCDMA無線網(wǎng)絡要比2G無線網(wǎng)絡更加精彩，其規(guī)劃也比2G無線網(wǎng)絡復雜很多。

一般在2G無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的無線規(guī)劃中，主要考慮的是通話語音業(yè)務范圍、業(yè)務數(shù)量和少量的數(shù)據(jù)業(yè)務，譬如SMS業(yè)務等，經(jīng)過規(guī)劃可以確定分配給定信道的數(shù)量多少，通常在小區(qū)的通信容量是一個定數(shù)。所以，在2G無線網(wǎng)絡的無線規(guī)劃中，網(wǎng)絡的覆蓋和數(shù)據(jù)的容量規(guī)劃可以獨立地進行規(guī)劃。

WCDMA無線網(wǎng)絡系統(tǒng)中，不僅僅是有語音數(shù)據(jù)的規(guī)劃，還包含了多種不同速率、不同QoS（Quality of Service）服務質(zhì)量需求的業(yè)務、多種業(yè)務聯(lián)合的環(huán)境和WCDMA無線網(wǎng)絡系統(tǒng)本身的特點，這都表現(xiàn)了WCDMA無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的規(guī)劃內(nèi)容要相比2G無線網(wǎng)絡系統(tǒng)規(guī)劃內(nèi)容豐富得多。在這里要特別注意的是，在規(guī)劃WCDMA無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的時候，小區(qū)的網(wǎng)絡覆蓋和數(shù)據(jù)容量需求需要相互結(jié)合起來考慮規(guī)劃。WCDMA無線系統(tǒng)覆蓋的能力同網(wǎng)絡系統(tǒng)負載情況相互關聯(lián)，當網(wǎng)絡系統(tǒng)負載增加時就會導致無線網(wǎng)絡覆蓋范圍縮小，WCDMA無線網(wǎng)絡每載波的容量同其所處自然環(huán)境、使用用戶和業(yè)務情況一同發(fā)生變化，網(wǎng)絡使用也相繼發(fā)生相應的變化，臨區(qū)干擾等因素也是相互關聯(lián)的，所以它具有小區(qū)呼吸效應，即“軟”特性。所以在WCDMA網(wǎng)絡系統(tǒng)中，功率控制（TPC）、軟切換和更軟切換產(chǎn)生的增益、上下行鏈路的功率預算等因素都是在進行WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃時需要認真分析和考慮的。

2G無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡規(guī)劃是在小區(qū)的數(shù)據(jù)容量和覆蓋范圍兩者間求得最佳平衡點，然而WCDMA無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡規(guī)劃主要是在數(shù)據(jù)容量、覆蓋范圍、服務質(zhì)量之間尋求最佳平衡點。

二、WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃方案設計步驟及原則

WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃的具體要求是可以根據(jù)規(guī)劃出的方法使得WCDMA無線網(wǎng)絡的使用特性和網(wǎng)絡覆蓋規(guī)劃滿足規(guī)劃需求，同時設定相應的工程參數(shù)和無線資源參數(shù)，并要求可以滿足信號覆蓋面積、系統(tǒng)數(shù)據(jù)容量和服務質(zhì)量需求的業(yè)務，使無線網(wǎng)絡的工程造價成本最低,滿足設計需求。

1.WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃方案設計步驟。

（1）就需要根據(jù)無線網(wǎng)絡自身特點進行分析，譬如WCDMA無線網(wǎng)絡具有的小區(qū)呼吸效應（使用用戶和業(yè)務情況發(fā)生變化，網(wǎng)絡使用也相繼發(fā)生相應的變化），隨著小區(qū)網(wǎng)絡負載的增加，覆蓋面積會逐漸縮小。

（2）需要了解網(wǎng)絡運營商對無線網(wǎng)絡運行環(huán)境、無線業(yè)務的需求等要求，在不同的網(wǎng)絡運行環(huán)境下，不同的業(yè)務需求就決定了不同的網(wǎng)絡所需要達到的性能指標。

（3）再對以上兩個條件進行分析，把其納入無線網(wǎng)絡規(guī)劃中。

2.WCDMA無線網(wǎng)絡系統(tǒng)規(guī)劃原則如下。

（1）WCDMA無線網(wǎng)絡建設采用全國統(tǒng)一規(guī)劃，分步實施的網(wǎng)絡規(guī)劃建議方案，即確保網(wǎng)絡規(guī)模可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃原則。

（2）規(guī)劃前對所規(guī)劃環(huán)境進行分析，根據(jù)覆蓋范圍的廣度和深度，覆蓋區(qū)域的基礎設施狀況實現(xiàn)全覆蓋（重要城市和中等發(fā)達地區(qū)，人口稠密的地級市和縣級市地區(qū)等）、部分覆蓋（地區(qū)面積廣、人口稀少地區(qū)等）。隨著網(wǎng)絡覆蓋面積的不斷擴大和發(fā)展，網(wǎng)絡覆蓋從現(xiàn)在的經(jīng)濟發(fā)達省市到經(jīng)濟中等發(fā)達地區(qū)大鄉(xiāng)鎮(zhèn)村屯的網(wǎng)絡覆蓋，再到經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的網(wǎng)絡覆蓋，最終實現(xiàn)全國范圍內(nèi)的網(wǎng)絡覆蓋。

（3）無線網(wǎng)絡規(guī)劃中要對所覆蓋網(wǎng)絡現(xiàn)有的通信基礎設施，包含通信信號塔、通信傳送線路、通信機房、通信站等進行調(diào)查與了解，并運用合理的工程施工技術(shù)，對其加以利用，從而避免重復建設浪費資源，這也為網(wǎng)絡建設降低了建設成本。

（4）無線網(wǎng)絡規(guī)劃內(nèi)容要對所建設的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)容量、覆蓋范圍、網(wǎng)絡質(zhì)量和投資效益進行綜合分析，通過合理的技術(shù)手段使其可以相互協(xié)調(diào)工作，從而達到優(yōu)化的無線網(wǎng)絡服務。

（5）網(wǎng)絡的規(guī)劃要確保其可持續(xù)發(fā)展性能可以滿足用戶的數(shù)量增長需求，網(wǎng)絡可升級擴充，可達到遠期預計發(fā)展目標的擴展性。

（6）無線網(wǎng)絡規(guī)劃要將網(wǎng)絡覆蓋與所提供的業(yè)務范圍規(guī)劃結(jié)合起來，根據(jù)所需設計規(guī)劃網(wǎng)絡使用功能，對于外圍網(wǎng)絡和內(nèi)部網(wǎng)絡并重的建設進行充分考慮，使得無線網(wǎng)絡規(guī)劃和實際應用相互協(xié)調(diào)。

（7）WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃需要做好無線支撐系統(tǒng)的規(guī)劃建設，可以使所提供的服務滿足不同用戶的QoS服務質(zhì)量等級要求。

三、WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃的流程

WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃流程包括：規(guī)劃目標（現(xiàn)網(wǎng)資源分析、市場調(diào)研、運營商需求分析、業(yè)務模型分析）、預規(guī)劃（CW測試、模型校正、鏈路運算、基站勘察、網(wǎng)絡估算）、初始布局（基站規(guī)則、站址調(diào)整，傳輸、電源、配套需求、預測仿真）、滿足需求、做出最終規(guī)劃。WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃流程見圖1。

圖1 WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃流程

通過對所覆蓋的小區(qū)進行市場調(diào)研，了解現(xiàn)在已有網(wǎng)絡資源、通信信號塔、通信傳送線路、通信機房、通信站等和小區(qū)內(nèi)每個區(qū)域所需業(yè)務支持的類型和流量。另外還要收集各種區(qū)域所需業(yè)務種類數(shù)量的密度分布圖、區(qū)域地形狀況地貌特征數(shù)據(jù)資料、運營商所初步確定站址數(shù)據(jù)信息和無線網(wǎng)絡可持續(xù)發(fā)展使用的長期規(guī)劃等信息。規(guī)劃方法的目標確定要從綜合性能考慮其市場氛圍的需求和造價成本的因素。

預規(guī)劃進程是把規(guī)劃目標前所收集到的信息資料進行綜合考慮，對網(wǎng)絡的覆蓋、網(wǎng)絡的容量、服務的質(zhì)量等加以分析、歸納和總結(jié)，得到理論上的網(wǎng)絡覆蓋、網(wǎng)絡容量規(guī)劃和服務質(zhì)量、業(yè)務范圍的初步設計方案。其中包括建立傳播模型、創(chuàng)建鏈路預算表、對站點的評估、新站點的建立，并進行計算機輔助模擬的網(wǎng)絡覆蓋和周圍環(huán)境所帶來的干擾分析等。初步布局按照各區(qū)域的具體情況分析制訂出相應的基站勘察、業(yè)務量、網(wǎng)絡估算和鏈路預算，分別從網(wǎng)絡容量和網(wǎng)絡覆蓋的方面估算出需要基站的數(shù)量，權(quán)衡網(wǎng)絡容量和網(wǎng)絡覆蓋的搭配，結(jié)合初選站址的目標信息，做出基站建設的初始布局。對站址進行實地勘測（站址周圍環(huán)境、通信基礎設施、信號塔、通信傳送線路、通信機房、通信站等）綜合研究，并且對站址進行可行性研究、結(jié)構(gòu)核算，估算出站址成本。其中需要各方面規(guī)劃人員的協(xié)調(diào)配合，涉及無線規(guī)劃、傳輸規(guī)劃、施工、土建工程等。通過實際勘測，多次調(diào)整初始布局的站址信息，使其成為最終站址，并整理最終站址的地理環(huán)境、建筑物、坐標系、天線的位置、天線的傾斜角度、方位角、高度、基站數(shù)量、基站位置等信息，做出詳細的站址信息報告。確定好站址，進行碼字和頻率的系統(tǒng)分配，做出最終的規(guī)劃方案。其規(guī)劃內(nèi)容包括網(wǎng)絡覆蓋規(guī)劃、網(wǎng)絡容量評估、環(huán)境干擾規(guī)劃、站址分布、碼字規(guī)劃、頻率規(guī)劃、計算功率預算、參數(shù)集規(guī)劃等多種部分綜合的整體的設計方案。

四、WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃的內(nèi)容

WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃內(nèi)容可被分為網(wǎng)絡覆蓋規(guī)劃、網(wǎng)絡容量規(guī)劃、碼片和頻率規(guī)劃、無線資源規(guī)劃、切換規(guī)劃、功控規(guī)劃、計算功率預算、參數(shù)集規(guī)劃、頻率規(guī)劃等多方面，其中挽留過覆蓋規(guī)劃和網(wǎng)絡容量規(guī)劃是核心內(nèi)容。在WCDMA無線網(wǎng)絡系統(tǒng)中該區(qū)域的所有用戶都是在空中接入共享接口，所以具有相同環(huán)境下的相互干擾資源，每個用戶影響其他用戶的同時，引起用戶的使用發(fā)射功率發(fā)生變化，所以在進行WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃時，網(wǎng)絡覆蓋和網(wǎng)絡容量是息息相關的，相互聯(lián)系，相互制約，所以規(guī)劃中必須進行迭代計算。下面是CDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃的幾點規(guī)劃內(nèi)容。

1. WCDMA無線網(wǎng)絡覆蓋的方式取決于所覆蓋的區(qū)域、區(qū)域類型和傳播條件。WCDMA無線網(wǎng)絡覆蓋范圍的計算通過對鏈路預算和實地勘測所獲得的無線網(wǎng)絡傳播模型校正。WCDMA無線網(wǎng)絡鏈路預算中包含干擾余量、快衰落余量、軟切換增益等參數(shù)，這些參數(shù)是在GSM鏈路預算中不采用的新參數(shù)。WCDMA無線網(wǎng)絡鏈路預算的主要目的是預算出在各種環(huán)境情況下所覆蓋的網(wǎng)絡半徑，這需要對當前系統(tǒng)模型參數(shù)合理取值，并分析小區(qū)的最大允許的路徑損耗等。WCDMA無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的鏈路預算不是一個單純的線性過程，它需要和小區(qū)的負荷估算相結(jié)合進行綜合預算。首先，必須根據(jù)在不同移動臺速度下每種業(yè)務的質(zhì)量要求，獲得相應的上、下行的Eb/N0指標值，由此計算出各種業(yè)務的參考接收的靈敏度。參考接收靈敏度與系統(tǒng)熱噪聲、業(yè)務速率和Eb/N0有關。然后，在設定或者已知小區(qū)負荷的情況下，上行最大允許路徑損耗的計算就變成一個簡單地與GSM系統(tǒng)上行鏈路預算相似的計算過程。而下行鏈路的預算問題要復雜些，面對的是如何把有限的總發(fā)射功率分配給各個活動終端的問題。鑒于終端位置分布、終端軟切換狀態(tài)等不確定性，必須建立一個模型，做一些簡化性的假設，然后才能計算出一個統(tǒng)計性的結(jié)果。

2. WCDMA無線網(wǎng)絡容量與GSM無線網(wǎng)絡相比，WCDMA無線挽留過系統(tǒng)容量規(guī)劃更依賴于覆蓋，容量直接和功率預算有關。功率預算針對的是一種典型的業(yè)務，然而WCDMA無線網(wǎng)絡在實際中可能同時存在著多種不同的業(yè)務類型，包括通話語音業(yè)務和數(shù)據(jù)傳送業(yè)務。這就需要使不同的使用用戶、無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的容量在上行鏈路和下行鏈路不相同。通過理論上的分析和結(jié)合仿真效果分析可以看出來，上行鏈路的網(wǎng)絡容量是下行鏈路網(wǎng)絡容量的2～2.5倍。由于WCDMA無線網(wǎng)絡系統(tǒng)是干擾受限網(wǎng)絡系統(tǒng)，網(wǎng)絡容量的規(guī)劃本質(zhì)上是要對環(huán)境干擾量的估計要充分地考慮。對于下行負荷載量的估計，主要是通過對網(wǎng)絡基站發(fā)射功率進行估計。按照每個用戶所需求的最小功率，以基站到移動臺平均衰耗及移動臺靈敏度來確定。頻率干擾所引起的噪聲提升使得移動臺所需最小功率比原來有所提高，最后會導致網(wǎng)絡系統(tǒng)能接入的用戶數(shù)量減少，所以基站需要具有一定的抗干擾能力。

3. 碼片和頻率。從網(wǎng)絡規(guī)劃的角度看，WCDMA無線網(wǎng)絡系統(tǒng)中的碼片和頻率規(guī)劃相對比較簡單，其主要任務是為下行鏈路分配擾碼。擾碼組的碼序列限制在512個，擾碼在網(wǎng)絡規(guī)劃中被分配給扇區(qū)，因為擾碼的數(shù)目太多，擾碼分配這一繁瑣的工作通常由網(wǎng)絡規(guī)劃工具自動完成。WCDMA無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的頻率復用因子為1，是典型的空中接口干擾受限系統(tǒng)。如果運營商有兩個或三個以上的載頻，那么WCDMA無線網(wǎng)絡系統(tǒng)頻率規(guī)劃時要考慮到這些載頻分別用于宏蜂窩、微蜂窩、室內(nèi)覆蓋等，同時還要考慮到本運營商內(nèi)部寬帶系統(tǒng)和窄帶系統(tǒng)間的干擾和運營商運營網(wǎng)絡之間的干擾。

五、WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃方法

WCDMA無線網(wǎng)絡的網(wǎng)絡覆蓋、網(wǎng)絡容量和網(wǎng)絡性能之間的關系之間是相互影響、相互制約的。網(wǎng)絡用戶的分布、用戶的移動速度和用戶所使用的業(yè)務模型都直接影響到無線網(wǎng)絡的覆蓋、網(wǎng)絡的容量和網(wǎng)絡的性能。所以要準確地描述出未來網(wǎng)絡規(guī)劃的實際情況，不僅需要通過鏈路預算、網(wǎng)絡容量推算等方法估算出WCDMA無線網(wǎng)絡的大概建設規(guī)模以及基本建設方案，而且還需要采用專用的網(wǎng)絡規(guī)劃和仿真工具，采集準確的地理環(huán)境、建筑物、坐標系、天線位置、天線傾斜角度、方位角、高度、基站數(shù)量、基站位置等信息，做出詳細的站址信息報告，制訂規(guī)劃方案。

六、結(jié)論

合理優(yōu)秀的規(guī)劃方案在WCDMA網(wǎng)絡建設中可以帶來最佳的網(wǎng)絡運營效益。因此，規(guī)劃WCDMA無線網(wǎng)絡時，要盡量提高高頻譜效率，合理利用已有無線網(wǎng)絡設施，為更多的用戶提供多種業(yè)務內(nèi)容，降低運營成本。