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第二代移動通信系統(tǒng)GSM主要采用時(shí)分/頻分多址的無線接入方式，它的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃一般可以分為兩步。第一步主要是無線路徑衰耗的預(yù)測，以便保證所需業(yè)務(wù)區(qū)域的無線覆蓋。第二步是根據(jù)對業(yè)務(wù)區(qū)業(yè)務(wù)量的估計(jì)進(jìn)行頻率規(guī)劃，以便確定系統(tǒng)的容量。通常在對GSM系統(tǒng)的無線規(guī)劃中，主要考慮的是話音業(yè)務(wù)和少量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（例如SMS業(yè)務(wù)），這樣對于給定的信道數(shù)量，小區(qū)的容量是一個(gè)常數(shù)。因此在GSM的無線規(guī)劃中，覆蓋和容量的規(guī)劃可以分別獨(dú)立地進(jìn)行。
而在WCDMA系統(tǒng)中，引入了多媒體業(yè)務(wù)和每種業(yè)務(wù)所具有的不同的QoS的概念。多業(yè)務(wù)環(huán)境和WCDMA系統(tǒng)本身的特點(diǎn)使得在規(guī)劃WCDMA系統(tǒng)時(shí)有許多不同于GSM系統(tǒng)規(guī)劃的地方。其中特別要注意的是在規(guī)劃WCDMA系統(tǒng)時(shí)，小區(qū)的覆蓋和負(fù)荷要相互結(jié)合起來考慮。由于限制了移動臺的最大發(fā)射功率，這樣在上行鏈路限制了小區(qū)的覆蓋范圍；而在下行鏈路由于干擾而限制了小區(qū)的容量。另外在WCDMA系統(tǒng)中，功率控制（TPC）、由于軟切換和更軟切換產(chǎn)生的增益、上下行鏈路的功率預(yù)算不同等因素在做規(guī)劃時(shí)都要加以考慮。
總之,GSM系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是在小區(qū)的容量和覆蓋兩者間求得最佳點(diǎn)，而WCDMA系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要在容量、覆蓋、不同服務(wù)質(zhì)量三者間尋求最佳點(diǎn)，這就相應(yīng)地增加了WCDMA系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的復(fù)雜度。
一、WCDMA系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的容量和覆蓋關(guān)系
WCDMA系統(tǒng)本身是一個(gè)干擾受限系統(tǒng)，在對其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的時(shí)候，容量和覆蓋的規(guī)劃要聯(lián)合起來考慮，不像GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)容量和覆蓋是分開來考慮的。這主要是由于小區(qū)的負(fù)荷會對小區(qū)允許的最大傳播損耗產(chǎn)生影響，也就是對覆蓋產(chǎn)生影響，同時(shí)小區(qū)負(fù)荷又是小區(qū)容量的決定因素。當(dāng)負(fù)荷比較小時(shí)WCDMA系統(tǒng)是上行鏈路覆蓋受限，當(dāng)負(fù)荷比較大時(shí)下行鏈路容量受限。因此在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)覆蓋和容量的規(guī)劃對于上、下行鏈路是不同的。特別是3G系統(tǒng)提供多媒體業(yè)務(wù)，每種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）不同，所以準(zhǔn)確地規(guī)劃覆蓋和容量就更為重要。
1.上行鏈路覆蓋
在WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的初始化布局階段，上行鏈路功率預(yù)算一般基于鏈路質(zhì)量方程。
當(dāng)上行鏈路負(fù)荷因子趨于1時(shí),小區(qū)達(dá)到它的極點(diǎn)容量，或者漸進(jìn)小區(qū)容量。當(dāng)用戶的數(shù)據(jù)速率不太高的時(shí)候（此時(shí)處理增益W/Ri比較高）,上行鏈路小區(qū)的負(fù)荷因子和小區(qū)的覆蓋幾乎呈線性關(guān)系。
2.下行鏈路覆蓋
WCDMA下行鏈路和上行鏈路具有明顯的不同，主要表現(xiàn)在：
(1)基站的發(fā)射功率是由它所服務(wù)的所有移動臺共享；
(2)不同移動臺是否會遭受到相鄰小區(qū)的干擾，取決于移動臺在小區(qū)中的位置；
(3)下行鏈路的負(fù)荷因子與正交系數(shù)有很大關(guān)系。
同上行鏈路一樣，當(dāng)下行鏈路負(fù)荷因子趨于1時(shí)，下行鏈路容量也達(dá)到它的最大值，即極點(diǎn)容量，此時(shí)所需的基站功率達(dá)到無限。所以在做網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，小區(qū)的負(fù)荷一般不能太大，負(fù)荷因子應(yīng)該保持在一個(gè)比1小的值，以便使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
3.上、下鏈路間比較
由上述論述,我們可以得到WCDMA系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)的上、下行鏈路覆蓋和容量之間關(guān)系，如圖1所示。從圖中可以看出下行鏈路覆蓋范圍隨小區(qū)負(fù)荷因子的增加迅速減小，而上行鏈路僅當(dāng)小區(qū)的負(fù)荷因子接近1時(shí)，小區(qū)的覆蓋范圍才減小得比較明顯，由此可見下行鏈路的覆蓋比上行鏈路的覆蓋更依賴于負(fù)荷。其原因是：在下行鏈路中不管用戶數(shù)為多少，最大發(fā)射功率同樣為40dBm，它被下行鏈路的所有用戶共享；而在上行鏈路中每個(gè)額外用戶有自己的功率放大器。因此，在下行鏈路中，即使下行鏈路的負(fù)荷很低時(shí)，作為用戶函數(shù)的覆蓋仍然隨負(fù)荷的增加在減少。
由此我們可以知道：當(dāng)負(fù)荷較低時(shí)，覆蓋明顯受限于上行鏈路，而容量受限于下行鏈路。因此我們在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，對覆蓋規(guī)劃時(shí)集中于上行鏈路，采用成熟技術(shù)來提高上行鏈路的覆蓋，如通過增加天線增益，減小基站射頻部分的基站噪聲系數(shù)，減小天線和基站低噪聲放大器間的電纜損耗（使用塔頂放大器MHA）等方式來實(shí)現(xiàn)。而對容量規(guī)劃時(shí)主要針對下行鏈路，這可以通過使用更多的載頻，發(fā)射分集和基站扇區(qū)化等方式來實(shí)現(xiàn)。
二、軟容量和軟容量的規(guī)劃
在進(jìn)行WCDMA系統(tǒng)的容量和覆蓋規(guī)劃時(shí)，兩種情況可能出現(xiàn)：
容量受限情況這種情況一般是由于根據(jù)規(guī)劃區(qū)域用戶的業(yè)務(wù)特征所確定的系統(tǒng)負(fù)荷因子大于系統(tǒng)實(shí)際允許的最大負(fù)荷因子所導(dǎo)致。對于容量受限情況可分為兩種，一種情況是上行鏈路容量受限，例如在農(nóng)村，規(guī)劃的小區(qū)服務(wù)范圍比較大而負(fù)荷因子��；而在城市，由于用戶比較多，小區(qū)的負(fù)荷一般規(guī)劃為比較大，基站的發(fā)射功率限定了小區(qū)服務(wù)的最大用戶數(shù)，所以常常是下行鏈路容量受限。
覆蓋受限情況根據(jù)規(guī)劃區(qū)域用戶的業(yè)務(wù)特征所確定的系統(tǒng)負(fù)荷因子小于系統(tǒng)實(shí)際允許的最大負(fù)荷因子。同容量受限情況一樣也存在上、下行鏈路覆蓋受限。
由于存在以上兩種情況，并且在進(jìn)行WCDMA系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)必須同時(shí)考慮軟容量和軟覆蓋的情況，所以我們首先假設(shè)所規(guī)劃的小區(qū)為覆蓋受限情況,以說明如何確定小區(qū)的軟容量和軟覆蓋。
首先根據(jù)小區(qū)允許的最大負(fù)荷因子、鏈路預(yù)算方程和場強(qiáng)預(yù)測模型計(jì)算出小區(qū)的覆蓋范圍，然后根據(jù)小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)用戶的業(yè)務(wù)特征（如用戶的移動速度，所使用的業(yè)務(wù)類型和所要滿足的覆蓋概率等）計(jì)算出小區(qū)的負(fù)荷因子。對于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)類型經(jīng)常用Erlangs來表示，而對于非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)類型則用kbps來表示。計(jì)算出小區(qū)的負(fù)荷因子后，比較系統(tǒng)最大允許的負(fù)荷因子，則可能存在下面容量和覆蓋受限兩種情況。
(1)覆蓋受限情況系統(tǒng)允許的最大負(fù)荷小于計(jì)算小區(qū)覆蓋范圍時(shí)的小區(qū)負(fù)荷。這意味著在計(jì)算小區(qū)覆蓋范圍時(shí)所取的小區(qū)負(fù)荷因子太大。為了使兩者相等，則必須取一個(gè)更小的負(fù)荷因子重新計(jì)算小區(qū)覆蓋范圍。減小負(fù)荷因子意味著系統(tǒng)的干擾減小，小區(qū)覆蓋范圍增大。小區(qū)覆蓋范圍增大則可以吸收更多的用戶，這也同時(shí)增加了小區(qū)的干擾和負(fù)荷。這個(gè)過程一直重復(fù)進(jìn)行，直到最后小區(qū)的負(fù)荷因子大小和根據(jù)小區(qū)范圍內(nèi)用戶業(yè)務(wù)特征所得到的負(fù)荷因子大小相等，則此時(shí)的小區(qū)范圍和負(fù)荷因子為最終規(guī)劃的小區(qū)范圍和容量。
(2)容量受限情況 這種情況和上一種正好相反，系統(tǒng)允許的最大負(fù)荷大于計(jì)算小區(qū)覆蓋范圍時(shí)的小區(qū)負(fù)荷。這意味著要減小小區(qū)的覆蓋范圍，這樣就減小了小區(qū)服務(wù)的用戶數(shù)。由于小區(qū)的覆蓋范圍減小，小區(qū)的負(fù)荷因子也就要重新計(jì)算，整個(gè)過程是一個(gè)迭代過程，直到根據(jù)小區(qū)內(nèi)用戶業(yè)務(wù)特征所計(jì)算出的小區(qū)負(fù)荷因子和系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)荷因子相等，則可以最終確定小區(qū)的覆蓋范圍。
三、結(jié)束語
由于WCDMA系統(tǒng)中引入了新的業(yè)務(wù)需求以及在系統(tǒng)無線接口等方面不同于第二代GSM系統(tǒng)，所以在無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)方面也就不同于GSM系統(tǒng)。本文對WCDMA系統(tǒng)中軟容量和軟覆蓋問題做了詳細(xì)的探討，從中可以看出在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)容量和覆蓋要同時(shí)考慮，并且兩者對上下行鏈路也具有不同的影響。另外本文對在規(guī)劃初始階段如何確定小區(qū)的范圍和容量作了比較詳細(xì)的論述。所有這些結(jié)論對于WCDMA系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師具有較好的指導(dǎo)意義。
----《通信世界》
