3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)策略分析

 
摘要　從網(wǎng)絡(luò)KPI以及業(yè)務(wù)模型的角度分析了3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)的策略，并結(jié)合建網(wǎng)成本問(wèn)題介紹了3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中幾個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。

1  引言

隨著技術(shù)成熟，3G網(wǎng)絡(luò)全面部署將進(jìn)入實(shí)施階段。3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作，即合理、經(jīng)濟(jì)地建設(shè)一個(gè)3G網(wǎng)絡(luò)已成為業(yè)界亟需重視的問(wèn)題之一，本文重點(diǎn)討論3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的目標(biāo)、流程和若干重點(diǎn)。

2  從容量覆蓋與業(yè)務(wù)角度出發(fā)的流程

流程設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量和以業(yè)務(wù)模型為主要依據(jù)。結(jié)合到3G實(shí)際規(guī)劃工作，兩個(gè)出發(fā)點(diǎn)應(yīng)融入到統(tǒng)一的規(guī)劃流程，在此提供一套3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的一般流程（見(jiàn)圖1）。

（1）Data Preparation（數(shù)據(jù)準(zhǔn)備）

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作的前提條件，主要指客戶需求分析、電子地圖數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備及可提供站點(diǎn)勘察，關(guān)鍵點(diǎn)是獲取當(dāng)?shù)責(zé)o線環(huán)境相關(guān)信息。3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在需求分析中，需把各項(xiàng)業(yè)務(wù)的具體指標(biāo)確定下來(lái)，以保證后面的仿真的準(zhǔn)確性。

（2）Link Budget Analysis（鏈路預(yù)算分析）

3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的鏈路預(yù)算分析，是通過(guò)合理的基站配置和天饋配置，為上下行鏈路所能承擔(dān)的路徑損耗盡可能寬裕（最大覆蓋半徑），同時(shí)在不同速率業(yè)務(wù)的承載前提下的鏈路平衡提供保障。

顯然，這與2G鏈路預(yù)算分析存在差異——多媒體業(yè)務(wù)的介入導(dǎo)致的建網(wǎng)成本的權(quán)衡。在3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，由于業(yè)務(wù)量呈現(xiàn)非對(duì)稱(chēng)特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃如果僅考慮“保證通信質(zhì)量要求最高”的小區(qū)半徑，無(wú)疑將大大提高建網(wǎng)成本，而僅考慮“保證通信質(zhì)量要求最低”的小區(qū)半徑”又將使網(wǎng)絡(luò)KPI無(wú)法實(shí)現(xiàn)，從而必須結(jié)合熱點(diǎn)和冷點(diǎn)，合理、經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行“權(quán)衡”建網(wǎng)。這是3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的重要一環(huán)，也為下一步網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

（3）Design for coverage（以覆蓋為依據(jù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）

在“權(quán)衡”建網(wǎng)的基礎(chǔ)上，得到不同小區(qū)半徑，此時(shí)可通過(guò)專(zhuān)業(yè)軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并結(jié)合可提供站點(diǎn)信息，控制建網(wǎng)成本，在這一步流程里面，對(duì)業(yè)務(wù)的考慮已充分體現(xiàn)在“鏈路預(yù)算分析”里面。這一步還需要完成所有規(guī)劃站點(diǎn)的網(wǎng)規(guī)勘察，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示。

（4）Network Capacity Dimensioning（網(wǎng)絡(luò)容量計(jì)算）

上面步驟重點(diǎn)考慮了覆蓋和業(yè)務(wù)，而3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃將需要對(duì)其容量進(jìn)行計(jì)算與評(píng)估。3G容量規(guī)劃更側(cè)重于載波以及其他手段的擴(kuò)容，而非站點(diǎn)數(shù)目的擴(kuò)容——上一步的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果不能僅僅因?yàn)槿萘渴芟薅�在這一步增加站點(diǎn)，而應(yīng)盡可能保證拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果，這主要是因?yàn)樽愿蓴_系統(tǒng)大大約束了增加站點(diǎn)擴(kuò)容的余地。

3G規(guī)劃需求分析中，往往給出覆蓋和容量?jī)蓷l線要求，而事實(shí)上兩者密切相關(guān)，即規(guī)劃一定覆蓋面積的區(qū)域，其容量往往也是一定的，這里有著強(qiáng)烈的對(duì)應(yīng)關(guān)系——在網(wǎng)絡(luò)容量計(jì)算里，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃師的工作重點(diǎn)限于“Dimensioning”或在分組域（PCF）、傳輸域（Packet Pipe）、基站容量（CE）局部調(diào)整。在這一步中，需完成網(wǎng)絡(luò)仿真，輸出KPI。

（5）Design deliverables（規(guī)劃結(jié)果交付）

提交網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃結(jié)果。

3  從KPI角度出發(fā)的目標(biāo)

3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的目標(biāo)，是保證站點(diǎn)分布、天饋設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)置、業(yè)務(wù)規(guī)劃的工作質(zhì)量，從這個(gè)角度出發(fā)，我們可以“以終為始”闡述規(guī)劃目標(biāo)，即網(wǎng)絡(luò)KPI。它可分為MSC和無(wú)線兩大體系，比如針對(duì)EV-DO網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線KPI應(yīng)包含Data Established Call Rate(數(shù)據(jù)呼叫建立成功率)，Data Call Drop Rate（數(shù)據(jù)呼叫掉話率），DateBurst Rate forward（前向突發(fā)速率），Date Burst Rate reverse（反向突發(fā)速率），PPP Connection Successful Rate（PPP連接成功率）。

對(duì)于WCDMA網(wǎng)絡(luò)，KPI應(yīng)包含RRC建立和接入成功率，RAB建立和接入成功率，平均RACH吞吐量，平均FACH吞吐量，平均PCH吞吐量。與此同時(shí)，作為3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的目標(biāo)，3G容量規(guī)劃也是其主要目標(biāo)之一，即容量評(píng)估包含的分組域（PCF）、傳輸域（Packet Pipe）、基站容量（CE）等。

綜上所述，3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的目標(biāo)，可以從3G網(wǎng)絡(luò)的KPI（運(yùn)行評(píng)估關(guān)鍵指標(biāo)和容量評(píng)估關(guān)鍵指標(biāo)）入手，只有規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)仿真等技術(shù)手段后能夠達(dá)到KPI要求，才可以說(shuō)實(shí)現(xiàn)3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃目標(biāo)。

4  規(guī)劃重點(diǎn)

4.1  業(yè)務(wù)模型

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的豐富性體現(xiàn)在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供了不同的應(yīng)用，如HTTP瀏覽，E-Mail，F(xiàn)TP，POS Terminal等，這些業(yè)務(wù)的豐富性帶來(lái)了地域分布的不均衡性和用戶需求的變化特性，于是在3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，必須考慮各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有特定的資源占用模型。

不同的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的模型不一樣。無(wú)論是用戶所使用的業(yè)務(wù)類(lèi)型、用戶行為、移動(dòng)性、終端（未來(lái)的3G終端不但有語(yǔ)音、數(shù)據(jù)傳輸和多媒體功能，還具有PDA功能）以及話務(wù)分布等，都與傳統(tǒng)的2G語(yǔ)音業(yè)務(wù)模型有著質(zhì)的區(qū)別。在2G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中傳播模型的校正，在3G規(guī)劃階段，就需增加業(yè)務(wù)模型的校正。

結(jié)合上述的規(guī)劃流程中的“鏈路預(yù)算分析”，我們可以細(xì)化一些參數(shù)，如整理得到3G（以EVDO為例）與2G鏈路預(yù)算差異（見(jiàn)表1）。

解調(diào)門(mén)限的設(shè)置，與業(yè)務(wù)模型密切相關(guān)。如反向鏈路預(yù)算中，系統(tǒng)未帶負(fù)載時(shí)要求的解調(diào)信噪比值Eb/No，在實(shí)際3G系統(tǒng)中，影響因素包含頻段、編碼方式、業(yè)務(wù)速率、FER等。

4.2  室內(nèi)規(guī)劃

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)生的區(qū)域往往都是在室內(nèi)。根據(jù)NTT DoCoMo統(tǒng)計(jì)，在日本移動(dòng)電話業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)的比例為69.7%，這就對(duì)室內(nèi)覆蓋規(guī)劃提出了優(yōu)質(zhì)覆蓋的要求，因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)的話務(wù)熱點(diǎn)，往往在酒店、大型超市、辦公樓和公寓，甚至地鐵等。

根據(jù)2003年Lucent在國(guó)內(nèi)的統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)密集城區(qū)的CDMA基站平均間距在0.45～0.8km之間，城區(qū)的基站間距平均在0.75～1.26km之間，這說(shuō)明核心城區(qū)通過(guò)增加宏基站的改善室內(nèi)覆蓋的空間已經(jīng)不大，需加大3G室內(nèi)覆蓋規(guī)劃的研究。

室內(nèi)分布系統(tǒng)是解決3G網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)覆蓋，尤其是高層樓宇室內(nèi)覆蓋優(yōu)化的較出色的解決方案，同時(shí)HSDPA技術(shù)對(duì)于室內(nèi)覆蓋也有著較好的解決方法。室內(nèi)分布系統(tǒng)大大提高室內(nèi)射頻性能，在室內(nèi)任何地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)3G的高速率傳輸。其原理是利用室內(nèi)天線分布系統(tǒng)將基站信號(hào)均勻分布在室內(nèi)每個(gè)角落，從而保證室內(nèi)擁有理想的覆蓋。

4.3  成本之道

根據(jù)聯(lián)通CDMA建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，覆蓋全國(guó)的網(wǎng)絡(luò)至少需要5000萬(wàn)線容量，以2000元/線計(jì)算，設(shè)備投資高達(dá)1000億元（不包括軟件、基建等成本），所以必須考慮成本原則：多媒體業(yè)務(wù)介入導(dǎo)致的建網(wǎng)成本的權(quán)衡、以平滑升級(jí)降低建網(wǎng)成本。

cdma2000 EV-DO 基站可以較好地融合到現(xiàn)有CDMA 1X網(wǎng)絡(luò)中，即：共享部分射頻模塊和天饋系統(tǒng)，共享時(shí)鐘系統(tǒng)，共享機(jī)房、電源、傳輸?shù)扰涮踪Y源，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理、降低運(yùn)維成本。

（1）1X EV-DO升級(jí)原則

●充分利用現(xiàn)有的1X網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)有站點(diǎn)，根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，點(diǎn)、線、面結(jié)合，分階段，分熱點(diǎn)區(qū)域地進(jìn)行平滑升級(jí)。

●數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求少的區(qū)域，用1X系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力來(lái)滿足用戶需求。

●數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域首先進(jìn)行1X EV-DO網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，在站址選擇中盡量遵循與原1X 站點(diǎn)共站原則。

●終端移動(dòng)性弱，面積和用戶很少的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域，選用1X EV-DO點(diǎn)組網(wǎng)方式。

●對(duì)于需要連續(xù)覆蓋的道路以及道路兩邊的區(qū)域，選用1X EV-DO線組網(wǎng)方式。

●終端移動(dòng)性強(qiáng)，需要連續(xù)覆蓋的成片數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域，選用1X EV-DO面組網(wǎng)方式。

（2）3G升級(jí)1X EV-DO和1X天饋共用方法

中興通訊的1X業(yè)務(wù)區(qū)進(jìn)行共站同頻段的EV-DO升級(jí)，不需增加或更換天饋，也不需要外置合路器和功分器即可平滑升級(jí)。

（3）1X EV-DO和1X室內(nèi)分布系統(tǒng)共用實(shí)現(xiàn)方法

如果是在1X 系統(tǒng)上增加EV-DO系統(tǒng)，現(xiàn)有的室內(nèi)分布系統(tǒng)可繼續(xù)使用，具體措施需要根據(jù)不同的情況：

●如果信號(hào)源是基站，可以通過(guò)合路器將EV-DO和1X合路后送到現(xiàn)有的室內(nèi)分布系統(tǒng)；

●如果信號(hào)源是直放站，則與直放站信號(hào)有關(guān)，根據(jù)原直放站設(shè)計(jì)的不同的情況，可以不做任何改動(dòng)、更換窄帶雙工器、更換為選頻直放站等解決方案。

5  結(jié)束語(yǔ)

3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃既有與2G相同的地方，又有自身特點(diǎn)。準(zhǔn)確、全面的3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃策略及流程有助于運(yùn)營(yíng)商、通信設(shè)計(jì)院以及設(shè)備提供商提高工作效率，規(guī)劃、建設(shè)一個(gè)符合規(guī)劃KPI要求、優(yōu)質(zhì)運(yùn)營(yíng)的3G網(wǎng)絡(luò)。