慧聪网首页 > 通信行业 > 移动通信
WCDMA网络规划、优化及仿真
 
慧聪网   2005年9月19日11时38分   信息来源:通信世界    

  随着第三代移动通信技术的兴起,3G的商用已经迫在眉睫,而在网络建设的初期,网络规划尤为重要,对于运营商而言,从客户的满意度中提高ARPU(Average Revenue Per User),前期的网络规划是关键竞争因素。在全球范围内,人们正紧锣密鼓地开发和研制新的规划工具和计算方法。而作为三大标准之一的WCDMA已经开始在欧洲和亚洲的一些国家和地区进行商用,并取得了良好的效果。WCDMA与传统的GSM网络有着本质的不同,由此对网络规划便提出了更高的要求,规划的好坏将直接影响到网络性能和建设成本。本文旨在对WCDMA网络规划的特点和步骤做一阐述。

 一、WCDMA无线网络规划的关键特点

  1.功率控制是关键

  WCDMA的规划和目前的GSM网络规划有着本质的不同,比GSM规划更复杂,因WCDMA是一个自干扰系统,单一地提高发射功率只能改善某一小区的接收信号(当网络的发射功率提高一倍时,小区的容量只增加10%),反而增加了对所有相邻小区的干扰,从而影响了整个网络的通信质量。网络的容量越大,容纳的用户越多,就越容易产生背景噪音,每个用户都对其他用户构成干扰,每个小区都对其他小区构成干扰,过多的干扰势必影响解调的效果。所以采用合理的功率控制方法,降低干扰便是WCDMA无线网络规划的关键, 链路性能和系统容量都取决于干扰功率的控制结果。简要的讲,既要保证一定的通话效果和服务质量,又要把干扰降低到最小。

  2.业务模型为导向

  3G系统将不局限于提供语音业务和低速电路型数据业务,而且支持包括高速分组数据业务在内的多种业务接入。各种业务对质量要求(QoS)的不同将直接影响信噪比参数的设定和最终网络设计结果。对通信质量要求不高的业务,WCDMA小区有着较大的覆盖范围;反之,对一些通信质量要求很高的业务,其小区覆盖范围就很小。网络规划工程师在实际工作中必须依据混合业务模型,从中级业务的小区半径着手进行规划。在小区中均匀覆盖区域提供高速率业务,在小区边缘提供低速率业务。覆盖区域设计成连续覆盖,并对热点覆盖区域进行优化。否则,业务密集区域干扰增加,使质量变差;另一方面,质量可能过剩,造成资源的浪费。

  3.非对称的上下行链路

  3G网络业务的另一个显著特点是上下行链路的非对称性:下行带宽的需求往往大于上行带宽需求。上行链路跟覆盖范围有关,而下行链路是受容量限制的。上行链路发射功率由手机提供;下行链路发射功率由基站供给。理论分析与仿真表明:上行链路的容量是下行链路容量的2~2.5倍,除了基站采用了天线分集技术外,主要是因为上行链路用了多用户信号检测技术。与一般接收机比较,几乎提供了两倍的容量,但在下行链路两个基站向同一移动台发射信号而它们并不正交,只能起到多径分集的作用。

  4. 软切换不同于GSM的切换方式

  GSM是硬切换,存在乒乓切换等弊端,而WCDMA是软切换,更有利于基站的分级接收,提高了小区的容量,也降低了对EB/N0门限的要求。一个手机用户可以同时分派给多个基站。软切换解决了网络信号的波动,却加大了网络的业务量。对于WCDMA的规划者来说,此时面对的是一个动态变化的环境,负载、小区的边界、归属的小区都在动态变化,各种因素相互制约。软切换虽然能够改善上行链路的容量和网络的运行质量,但却影响了下行链路的容量,因此需要将软切换区域控制在一个合理的范围内。

 二、WCDMA网络规划程序

  以上对WCDMA无线网络的特点做了一些说明,下面着重谈一下如何进行实际的网络规划。规划的程序主要涉及以下几个步骤:覆盖和容量规划,链路预算,系统仿真和优化。

  1.覆盖和容量规划

  在进行网络规划之前,先要确定设计目标,主要包括所要覆盖的区域、每个区域所支持的业务类型、每个区域内每种业务所要达到的覆盖概率等。此外,还要收集各种业务量的密度分布图、地形地貌数据资料和网络增长规划等信息。设计目标应综合考虑市场需求和成本因素。例如决定是否需要在乡村实现各种高速数据业务的无缝覆盖。这些因素将极大地影响所需要的基站数目和配置。

  如前所述,一个小区的业务量越大,就意味着干扰的增大,小区面积就要相对减少,这种小区面积动态变化的效应称为“小区呼吸”,所以覆盖和容量是息息相关的。在经过一系列工作,得到无线网络环境特性、确定控制信道分配、规划切换参数后,接下来进行详细的覆盖预测和分析。WCDMA网络规划的复杂性,要求我们在各个层面都具备新技术和新知识,在网络建设初期就能洞悉WCDMA网络的扩容条件和成本。网络规划工程师不可能像规划GSM网络那样,扩容时简单地给相应的小区增配频率,分配新的信道。网络规划初期就必须考虑到可持续性发展的要求,通过小区覆盖规划,确定大概的小区需求的数量,进一步确定投资,CDMA初期应该以一个合理的负荷,而不是低负荷来建网,网络扩容以增加载频为主,增加新站为辅。

  2.链路预算

  简单地说链路预算是对一条通信链路中各种衰耗和增益的核算,链路预算和覆盖及容量规划是结合在一起的,根据各区域的具体情况制订出相应的业务量规划和链路运算(不同的信道类型有各自的链路预算),分别从容量和覆盖的角度估算基站数量,对两者进行平衡,并结合客户提供的初选站址信息得出基站的初始布局。基站的数量主要取决于两个因素:小区的覆盖范围和支持的容量。

  在乡村、公路沿线等低话务密度地区,覆盖是主要问题,由于移动台的发射功率有限,网络覆盖范围受限于上行链路(基站需有功率足够大的功放),而上行链路的小区边界又受上行负载因子的影响;在市区等高话务密度地区,系统容量取决于下行链路的可分配功率,通过分配不同的导频功率,可以控制下行链路的覆盖范围。需要特别指出的是,在WCDMA中,多径传播已不再成为消极因素,而是理想的结果。因为接收机能将时延为1Chip (WCDMA网络数据传输率为3.84Mbit/s,即1Chip=0.26微秒,相当于78米)的信号组合成有效信号。表1为上行链路预算所得的部分结果示例。

 3.系统仿真

  在仿真之前要做的工作是传播模型的校正(MODEL TUNING),无线传播模型用于提供对于无线传播环境的模拟和计算,它是移动通信网小区规划中重要的一个部分,是整个网络规划工作的基础。传播模型的准确与否关系到小区规划是否合理。由于现实环境的复杂性,目前常用CW波测试得到的数据,对传播模型参数进行修正,获得符合本地区实际环境的无线传播模型。根据这些修正模型进行计算,再加上由地形地物参数引入的修正因子,得到较正确的预测结果。

  利用GIS数据以及现网的相关数据(经纬度、扇区配置、天线倾角等)就可以借助专业化规划设计软件进行无线网络的仿真。图2所示为Ec/Io的强度图[注:码片能量与其他小区干扰之比,单位dB]。在系统分析时,导频覆盖图是较为重要的一个环节,通过分析Ec/Io的强度,可以粗略的预计某种服务可能的覆盖范围。如图2所示,大于-14dB的区域在进行语音呼叫的时候可以保证优良品质的,小于-14dB的区域可能还是可以通话,只不过服务可靠性比较差。

  4.系统优化

  通过分析导频覆盖、Ec/Io值、反向功率和切换状况等输出结果评估设计方案,如果预算所得到的覆盖质量未能满足要求,须进行站点优化。常用的优化措施包括调整基站位置、数量、发射功率、导频功率、天线方位角和倾角等,然后重新进行仿真运算。这是一个循环往复的过程,直至满足各项指标需求。

  系统仿真的结果可用于系统实施和系统优化,从而加速网络建设进度,保证了系统建设质量。在站点位置最终确定并进行了站址勘测后,根据实际数据对此前的设计方案进行修正和优化,生成对网络覆盖、干扰及软切换性能的最终预测,确定系统的参数,完成最终的网络设计和基站配置。

  三、总 结

  WCDMA网络的规划是一个系统工程,需要依靠丰富的无线网络规划和运营经验的积累。虽然有一些CDMA网络规划的经验可以借鉴,但要复杂的多。总之,要充分利用现有2G网络条件和运营经验进行3G的规划和实施,平衡好覆盖、容量和服务质量的关系。


 

 
作者:南京邮电大学 邱 真 
 
 
评论    【推荐】 【打印】 【论坛
 
 
[热门关键词]:WCDMA 网络规划 优化及仿真 
特别推荐: 
· [专题]拍照手机将蚕食数码相机市场?
· [专题]科健爆特大财务丑闻9月1日被迫退市
更多精彩:
· [专题]熊猫马志平被捕 10亿黑洞三大悬疑
· [专题]中移动海外扩张 收购路线图初现
 相关文章 更多 
·WCDMA系统的核心网测试的若干问题  (8.11 11:32)
·浅谈WCDMA发射频段无源互调失真测量  (7.6 14:16)
·3G的三大标准 WCDMA中的HSDPA技术  (6.27 17:6)
·WCDMA的高速引擎——细解HSDPA技术  (5.20 14:30)
·WCDMA无线网络规划方法  (4.21 14:31)
·改善PHS杂散发射对近频WCDMA接收机影响  (4.8 14:14)
·WCDMA R4测试情况探讨  (3.8 15:50)
 我来评两句〖查看最新评论〗 
请您注意:
·遵守中华人民共和国的各项有关法律法规
·承担一切因您的行为而导致的法律责任
·本网留言板管理人员有权删除其管辖留言内容
·您在本网的留言,本网有权在网站内转载或引用
·参与本留言即表明您已经阅读并接受上述条款
昵称:匿名
 
分类广告  
产品交易市场
[求购] 接续子
[求购] ST/PC散件
[求购] 网络分析仪
[求购] 安全带
[招标] 多媒体语言实验室
[招标] 公共广播系统招标
[招标] 深圳光纤光缆招标
热点专题
解读全球定位系统GPS
泉州IPTV受阻全面调查
手机游戏 SP下一个金矿
通信投诉热点追踪
谁是手机浏览器之王?
3.8数字生活演绎美丽女性
娄勤俭 加快电信业转型