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京移通信設(shè)計(jì)院有限公司 刁兆坤
為了能夠創(chuàng)造最大的市場(chǎng)、最多的用戶并對(duì)用戶有持續(xù)的吸引力，3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)必須具備：高覆蓋率和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)；系統(tǒng)需要能夠具有一定的的容量以面對(duì)可能發(fā)生的高話務(wù)沖擊；網(wǎng)絡(luò)必須是持續(xù)可盈利的。
目前2G無(wú)線接入網(wǎng)已相當(dāng)成熟，網(wǎng)絡(luò)覆蓋和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量都達(dá)到了比較高的用戶滿意度，在進(jìn)行3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)，如何充分地利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，提高用戶滿意程度、節(jié)約建網(wǎng)投資，也是我們進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過(guò)程中需重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。
一、3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的核心問(wèn)題
小區(qū)內(nèi)和小區(qū)間的干擾對(duì)CDMA網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和容量都會(huì)產(chǎn)生影響。在CDMA系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和容量設(shè)計(jì)需考慮以下幾個(gè)問(wèn)題。
1.無(wú)線鏈路預(yù)算問(wèn)題
鏈路預(yù)算只能提供粗略的路徑損耗值，在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，只能作為參考值，而不能用來(lái)指導(dǎo)工程建設(shè)。
根據(jù)我們的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，要得到精確的、可以用來(lái)指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的路徑損耗值，必須采用合適的傳播模型，并且在不同的地形條件中進(jìn)行模型參數(shù)的修正，得到反映不同地區(qū)實(shí)際無(wú)線環(huán)境對(duì)無(wú)線電信號(hào)影響情況的模型修正系數(shù)。這樣才能夠比較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出小區(qū)的覆蓋范圍，進(jìn)行進(jìn)一步的鏈路級(jí)仿真計(jì)算，控制導(dǎo)頻污染等問(wèn)題。
2.容量與干擾問(wèn)題
CDMA系統(tǒng)的QoS及容量受干擾影響較大，干擾使得覆蓋和容量都同時(shí)發(fā)生變化。也就是說(shuō)，在設(shè)計(jì)的初期就需要確定網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷極限以避免因承載話務(wù)量的增大而導(dǎo)致的嚴(yán)重干擾。
實(shí)際容量與干擾規(guī)劃時(shí)需注意如下幾個(gè)方面。
(1)NodeB端發(fā)射功率對(duì)容量和干擾的影響
NodeB端發(fā)射功率會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍及網(wǎng)絡(luò)容量；每用戶的話務(wù)量會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)容量，同時(shí)，NodeB端發(fā)射功率過(guò)大也會(huì)對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生不可忽視的影響；
(2)軟切換對(duì)容量和干擾的影響
影響網(wǎng)絡(luò)容量的另一個(gè)因素是軟切換及其所需的額外開銷，此時(shí)基站需增加額外的CE單元；Abis接口需增加額外的傳輸鏈路；移動(dòng)臺(tái)需增加額外的RAKE解調(diào)器；基站內(nèi)不同扇區(qū)間需增加額外的鏈路等。同時(shí)軟切換被選鏈路過(guò)多會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生額外的干擾，即使激活集中不把額外的鏈路納入其中，但仍會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成額外的干擾。
為了克服軟切換區(qū)域過(guò)多地給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)負(fù)面影響，在3G工程設(shè)計(jì)階段就需要采取相應(yīng)的方法控制過(guò)多的軟切換區(qū)。
�、� 按照網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的要求選擇站址
在考慮共站址的NodeB基站時(shí)，對(duì)原GSM基站位置不理想、高度不適宜(過(guò)高或過(guò)低)、天線安裝位置受限、周圍建筑物阻擋等站址盡量避免使用。以免系統(tǒng)軟切換的范圍控制不當(dāng)，無(wú)形中浪費(fèi)了系統(tǒng)后期的CE資源。
�、� 合理設(shè)置鄰居列表
鄰居列表設(shè)置應(yīng)加以定期調(diào)整，初期系統(tǒng)承載用戶量不多時(shí)，為提高系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，鄰居列表應(yīng)設(shè)置多一些，隨著網(wǎng)上用戶數(shù)量的增加，基站覆蓋區(qū)域縮小，鄰居列表應(yīng)相應(yīng)縮短，以減小系統(tǒng)軟切換的區(qū)域和系統(tǒng)搜索時(shí)間。此外合理調(diào)整軟切換參數(shù)也可在一定程度上降低過(guò)多的軟切換。
(3)混合業(yè)務(wù)對(duì)容量和干擾的影響
更多地考慮用戶行為及用戶終端服務(wù)特性的多變性、對(duì)多種混合業(yè)務(wù)進(jìn)行合乎實(shí)際的業(yè)務(wù)容量估算是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中具有挑戰(zhàn)性的工作。
不連續(xù)的(或間斷突發(fā)性的)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求給網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線接口端帶來(lái)了動(dòng)態(tài)性的話務(wù)負(fù)荷，同時(shí)，在多業(yè)務(wù)混合的網(wǎng)絡(luò)中，給各種實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)提供符合嚴(yán)格時(shí)延要求的服務(wù)也相對(duì)困難。這種動(dòng)態(tài)速率選擇需針對(duì)不同的業(yè)務(wù)需求分配相應(yīng)的無(wú)線鏈路資源。這也是在3G網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中使容量和覆蓋取得平衡必須要考慮的話務(wù)因素。
在CDMA網(wǎng)絡(luò)中決定手機(jī)能否接入網(wǎng)絡(luò)的指標(biāo)不是RSSI(接收端電平)而是Ec/Io。也就是說(shuō)，當(dāng)某區(qū)域的干擾信號(hào)強(qiáng)度比較強(qiáng)時(shí)，雖然手機(jī)的接收電平很高，而手機(jī)卻無(wú)法正常接入網(wǎng)絡(luò)。為了避免干擾的產(chǎn)生，在3G設(shè)計(jì)規(guī)劃階段需要注意以下幾個(gè)方面。
(1)合理規(guī)劃站址、天線、發(fā)射功率等，控制越區(qū)覆蓋區(qū)域。
(2)在低話務(wù)地區(qū)為解決覆蓋而利用直放站延伸網(wǎng)絡(luò)信號(hào)時(shí)，要進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)前的查勘、合理設(shè)計(jì)、嚴(yán)格施工及審核。避免草率施工而產(chǎn)生的后期難以解決的對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的沖擊。
(3)室內(nèi)覆蓋主要是為了吸收話務(wù)量、解決室內(nèi)信號(hào)盲區(qū)，而室內(nèi)話務(wù)量是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)話務(wù)的主要來(lái)源，因此，在解決室內(nèi)覆蓋時(shí)，首先要考慮的問(wèn)題是優(yōu)先利用現(xiàn)有的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)，同時(shí)采取合適的手段以降低可能帶來(lái)的干擾。
3.“遠(yuǎn)近效應(yīng)問(wèn)題”對(duì)選址的影響
由于CDMA網(wǎng)絡(luò)對(duì)干擾的敏感度較高，用戶通話時(shí)在上行鏈路產(chǎn)生的干擾表現(xiàn)為整個(gè)小區(qū)的噪聲被抬高。當(dāng)用戶距離NodeB比較遠(yuǎn)時(shí)，為了保持一定的通話質(zhì)量，NodeB會(huì)提高發(fā)射功率，這樣就造成了對(duì)其他小區(qū)的干擾。這也就是CDMA中的“遠(yuǎn)近效應(yīng)問(wèn)題”。
同時(shí)，在3G網(wǎng)絡(luò)中，在高話務(wù)量、高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)地區(qū)，NodeB的數(shù)目將遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于2G網(wǎng)絡(luò)中基站的數(shù)目，合理選擇站址就顯得更加重要。因此，在建網(wǎng)中，將NodeB站址選擇在靠近用戶多的地方將會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)的干擾，反之，則會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)干擾。在選擇站址時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人員一般需要遵循以下原則：NodeB位置盡量定在熱點(diǎn)話務(wù)地區(qū)；切換或軟切換的區(qū)域話務(wù)應(yīng)盡量低。
4.導(dǎo)頻污染的問(wèn)題
導(dǎo)頻污染是指在同一區(qū)域有過(guò)多(數(shù)目超過(guò)Rake接收機(jī)的指峰數(shù)，即相干接收機(jī)的數(shù)目)強(qiáng)度接近的信號(hào)。有時(shí)由于站址布局不合理或受地形地貌的影響，有過(guò)多無(wú)線信號(hào)越區(qū)覆蓋到相鄰小區(qū)，從而產(chǎn)生了導(dǎo)頻污染。導(dǎo)頻污染的直接影響就是容易產(chǎn)生掉話。并且問(wèn)題一旦出現(xiàn)，就很難消除。因此在3G設(shè)計(jì)階段就應(yīng)努力克服導(dǎo)頻污染問(wèn)題，便于以后的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。
(1)采用可靠的軟件仿真設(shè)計(jì)，進(jìn)行模型修正以準(zhǔn)確地確定小區(qū)覆蓋，控制越區(qū)覆蓋范圍。
(2)選擇合適的站址。
(3)選擇合適的NodeB發(fā)射功率。
(4)充分估計(jì)預(yù)期發(fā)展的用戶數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的影響等。
5.配套及其輔助設(shè)施對(duì)建網(wǎng)投資的影響
配套及其他輔助性投資約占建網(wǎng)成本的50%，為了節(jié)約投資、加快建設(shè)速度，如何充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施也是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中需要考慮的重要內(nèi)容。
3G的NodeB與現(xiàn)有的GSM基站共站可以節(jié)約大量的配套及輔助性資金，但考慮選擇共站需要從總體出發(fā)。共站的前提首先是需要有足夠的空間放置設(shè)備及天線并要滿足一定的隔離度要求，其次還要考慮到總體網(wǎng)絡(luò)的上述干擾、容量等因素，需選擇性地加以利用。
二、3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重要方法和建議
1. “一步規(guī)劃、分步實(shí)施”的原則和方法
3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需要按照“一步規(guī)劃、分步實(shí)施”的原則進(jìn)行，其中“一步規(guī)劃”需要將三年內(nèi)的業(yè)務(wù)發(fā)展作為系統(tǒng)目標(biāo)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)；“分步實(shí)施”需要根據(jù)具體環(huán)境情況、業(yè)務(wù)發(fā)展?fàn)顩r、業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)結(jié)果、競(jìng)爭(zhēng)和市場(chǎng)策略決定所采用的分步方法與步驟。
2. “容量、覆蓋和服務(wù)質(zhì)量”的綜合考慮
在3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過(guò)程中要始終對(duì)容量、覆蓋和服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行綜合考慮，重點(diǎn)分析建設(shè)投資、覆蓋、容量、服務(wù)質(zhì)量、系統(tǒng)可升級(jí)性和競(jìng)爭(zhēng)能力，3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期覆蓋目標(biāo)至少應(yīng)做到全國(guó)范圍內(nèi)重點(diǎn)地區(qū)的成片連續(xù)覆蓋。
3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃必須進(jìn)行需求分析，判斷系統(tǒng)覆蓋受限還是容量受限。通過(guò)保證鏈路預(yù)算中的各種余量以滿足必要的區(qū)域覆蓋率、通信概率和容量要求，建議不同建設(shè)階段和不同地區(qū)采用不同的區(qū)域覆蓋率和通信概率。
3. “多速率、混和網(wǎng)”的建設(shè)目標(biāo)
從未來(lái)網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)性發(fā)展即網(wǎng)絡(luò)可升級(jí)性的角度考慮，混合網(wǎng)是未來(lái)3G的發(fā)展趨勢(shì)。3G系統(tǒng)邊界連續(xù)承載速率選擇，即基本業(yè)務(wù)選取，需要綜合考慮容量、覆蓋和工程實(shí)現(xiàn)等因素，一般可按照CS64/PS64K承載速率進(jìn)行建設(shè)，重點(diǎn)區(qū)域可以選擇更高速率。
4. 使用具有“蒙特卡洛仿真”等功能的規(guī)劃工具
在3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過(guò)程中必須使用具有蒙特卡洛仿真等功能的規(guī)劃工具進(jìn)行預(yù)規(guī)劃、詳細(xì)規(guī)劃和優(yōu)化仿真。3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基站數(shù)量應(yīng)當(dāng)根據(jù)覆蓋規(guī)劃和容量規(guī)劃的結(jié)果進(jìn)行綜合考慮獲得，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行仿真驗(yàn)證與方案修改的多次反復(fù)迭代，其中傳播模型必須進(jìn)行校正。
5. 科學(xué)靈活地選用2G網(wǎng)絡(luò)站址和資源
必須根據(jù)話務(wù)分布和現(xiàn)有GSM站機(jī)房等資源情況，盡可能保證3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)符合標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩布局結(jié)構(gòu)，而完全照搬現(xiàn)有非蜂窩結(jié)構(gòu)的GSM站址建設(shè)3G，將不可避免地出現(xiàn)干擾，增加后期維護(hù)和優(yōu)化費(fèi)用。
建議盡量使用滿足理想蜂窩結(jié)構(gòu)的2G站點(diǎn)，實(shí)際站址與規(guī)劃站址偏差不超過(guò)25%，同類區(qū)域的天線高度盡量一致，天線高度偏差不超過(guò)15%，投資允許下盡量使用有網(wǎng)管監(jiān)控和統(tǒng)一調(diào)整功能的電調(diào)天線。
6. 有效地采用3G與2G互操作方法
新增3G用戶應(yīng)當(dāng)優(yōu)選3G網(wǎng)絡(luò)，在建設(shè)初期，電路域支持3G到2G的切換，不支持2G到3G的切換，而分組域支持3G到2.5G的小區(qū)重選，支持2.5G到3G的小區(qū)重選。
7. 修正“坎貝爾模型”的使用
3G業(yè)務(wù)資源占用分析有完全不同于GSM網(wǎng)絡(luò)的考慮。用呼損率和愛(ài)爾蘭公式來(lái)表征傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)是沒(méi)有問(wèn)題的，但對(duì)3G中有不同Qos要求的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)則不完全適用，推薦使用修正坎貝爾模型 。
8. 必須重點(diǎn)考慮“室內(nèi)覆蓋”
初期進(jìn)行3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)就必須考慮室內(nèi)覆蓋。根據(jù)投資和室內(nèi)話務(wù)的分析，建議初期在重點(diǎn)區(qū)域建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)，而其他區(qū)域可以在以后的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中分期考慮；室內(nèi)覆蓋的頻率選擇問(wèn)題要根據(jù)具體干擾情況進(jìn)行分析，室外干擾小的地方建議使用同頻。
9. 與2G網(wǎng)絡(luò)不同的“無(wú)線資源規(guī)劃”
WCDMA的特征碼只需要對(duì)下行鏈路擾碼進(jìn)行簡(jiǎn)單規(guī)劃，擴(kuò)頻碼不需要規(guī)劃。WCDMA系統(tǒng)下行鏈路導(dǎo)頻信道和話音業(yè)務(wù)接收信號(hào)門限為-110dBm，不同業(yè)務(wù)、不同參數(shù)設(shè)置下接收信號(hào)門限有所差別；下行鏈路導(dǎo)頻接收信號(hào)Ec/Io為-15.6dB，不同環(huán)境有所差別；上行鏈路需要的手機(jī)等效全向輻射功率EIRP需要通過(guò)規(guī)劃工具仿真確定；初始建設(shè)期配置導(dǎo)頻信道功率為總功率的10%，其他信令信道的功率配置以導(dǎo)頻功率為基準(zhǔn)。一般用于公共信道傳輸?shù)目偣β室圆怀^(guò)基站發(fā)射總功率的20%為宜。在信令信道數(shù)量配置方面，在初始建設(shè)期配置一條SCCPCH用于承載兩條FACH(信令FACH和數(shù)據(jù)FACH)和一條PCH。
10. 靈活選擇，避免“干擾”
WCDMA系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)之間的干擾在30dB以內(nèi)，天線間隔也只需15m的水平距離或者0.175m的垂直隔離，而無(wú)需額外的濾波隔離設(shè)備；共用后大多都符合國(guó)家有關(guān)電磁輻射規(guī)定。
11. 科學(xué)選擇其它“覆蓋”方式
直放站的使用應(yīng)當(dāng)是有限制的使用，直放站應(yīng)當(dāng)具備網(wǎng)管監(jiān)控和自激保護(hù)功能，室內(nèi)分布系統(tǒng)可以考慮小功率直放站的使用，邊際網(wǎng)的建設(shè)可以使用比較多的直放站以減少投資。RRU的使用應(yīng)當(dāng)具備建設(shè)裸纖傳輸和滿足電源要求。
三、3G網(wǎng)絡(luò)與 GSM網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同規(guī)劃
1. 3G 與2G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法的不同
在任何類型的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)期，都要綜合考慮覆蓋、容量、質(zhì)量間的關(guān)系，從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的側(cè)重點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)。
在基于GSM技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的掌控可以通過(guò)鏈路預(yù)算的計(jì)算結(jié)果及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具來(lái)分析網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和容量。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和容量可以作為相互獨(dú)立的元素進(jìn)行考慮。而在CDMA為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)中，覆蓋、容量之間密不可分、相互影響，在進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，就需要在兩者之間進(jìn)行控制，取得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的平衡。
2. 3G系統(tǒng)與GSM網(wǎng)絡(luò)的共同規(guī)劃
(1)在條件合適的情況下，與GSM基站共站，共享機(jī)房、傳輸、電源、天線、鐵塔等。
(2)通過(guò)對(duì)現(xiàn)有GSM系統(tǒng)的改造，與GSM共享室內(nèi)分布系統(tǒng)。
(3)利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋，依托現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)保證話音業(yè)務(wù)的連續(xù)性。
3G接入網(wǎng)與2G接入網(wǎng)是互相補(bǔ)充、互相配合的關(guān)系，即使在廣域的連續(xù)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)里依然如此。對(duì)于擁有成熟GSM網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，將GSM和3G網(wǎng)絡(luò)視為一個(gè)統(tǒng)一的無(wú)線資源來(lái)管理，為終端用戶提供最佳服務(wù)，才能獲得最大效益。
----《通信世界》
