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關(guān)鍵詞 WCDMA 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 小區(qū)呼吸效應(yīng) 覆蓋率 容量
0、引言
隨著中國3G的逐漸啟動，各大運營商都在進行網(wǎng)絡(luò)前期規(guī)劃，以便在牌照發(fā)放后即可開展網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，從而取得市場先機贏得主動并獲取最大的市場份額。為了能夠創(chuàng)造最大市場、贏得最多用戶并對用戶有持續(xù)的吸引力，3G移動通信網(wǎng)絡(luò)必須具備高覆蓋率和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)信號，系統(tǒng)需要具備相當大的容量以面對可能發(fā)生的高話務(wù)沖擊，網(wǎng)絡(luò)必須是持續(xù)可贏利的。目前2G無線接入網(wǎng)已相當成熟，網(wǎng)絡(luò)覆蓋和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量都達到了比較高的用戶滿意度，在進行3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時，如何充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源、提高用戶滿意程度、節(jié)約建網(wǎng)投資成了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中需重點考慮的問題。
作為3G標準之一的WCDMA系統(tǒng)，除了可以提供比第二代系統(tǒng)更高的頻譜利用率外，最主要的是可以為移動用戶提供非對稱多媒體業(yè)務(wù)。另外，由于采用寬帶碼分多址(CDMA)接入方式，WCDMA系統(tǒng)在無線接口設(shè)計方面有許多新的特點，例如可以在上下行鏈路上支持頻率為1.5kHz的快速功率控制，軟/更軟切換和正交下行鏈路信道等。在WCDMA系統(tǒng)中，干擾分析特別重要，基站靈敏度要視特定小區(qū)和業(yè)務(wù)而定。這些都使得在規(guī)劃WCDMA系統(tǒng)時需考慮更多因素。目前，具體規(guī)劃優(yōu)良的WCDMA網(wǎng)絡(luò)已成為研究熱點之一。
1、WCDMA系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的關(guān)鍵點
WCDMA系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中有許多非常重要的關(guān)鍵點，包括小區(qū)呼吸效應(yīng)(cell breathing)、小區(qū)覆蓋與容量相互依賴關(guān)系、導頻功率分配等。
1.1 小區(qū)呼吸效應(yīng)
如果假定移動臺的發(fā)射功率固定，那么可以認為改變基站接收功率相當于改變了移動臺與基站間的路徑損耗，這也就意味著基站覆蓋的有效范圍——小區(qū)大小是隨著小區(qū)中激活的用戶數(shù)N、用戶數(shù)據(jù)速率Rb、激活因子v在不斷變化的。這種變化就被稱為“小區(qū)呼吸”，這也是CDMA系統(tǒng)特有的特點。
1.2 WCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的軟容量和軟覆蓋
WCDMA系統(tǒng)是一個干擾受限系統(tǒng)，由上面的小區(qū)呼吸效應(yīng)也知道在進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的時候，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)劃時容量和覆蓋是分開來考慮的。這主要是由于小區(qū)的負荷會對小區(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，同時小區(qū)負荷又是小區(qū)容量的決定因素。當負荷較小時，WCDMA系統(tǒng)是上行鏈路覆蓋受限；當負荷比較大時，下行鏈路容量受限。因此，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時，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，所以準確地規(guī)劃覆蓋和容量就更為重要。
1.3 導頻功率分配
在WCDMA系統(tǒng)中，公共導頻信道(CPICH)信號強度與系統(tǒng)性能有很大關(guān)系，這主要表現(xiàn)在：
a)導頻信號的大小確定了小區(qū)的服務(wù)區(qū)域，每個移動臺通過導頻信號決定自己的服務(wù)小區(qū)；
b)基站根據(jù)導頻信號大小的比較決定哪個小區(qū)可以進入激活集內(nèi)進行軟切換；
c)移動臺使用導頻信號獲得系統(tǒng)消息和進行信道估計。
分配過多的導頻信號功率將會減少用于業(yè)務(wù)信道的功率。當導頻信號功率過大時，此小區(qū)所能接納的移動臺數(shù)量必然會超出此小區(qū)業(yè)務(wù)信號強度所能服務(wù)的移動臺數(shù)量；相反，如果導頻信號功率分配過小的話，導頻信號服務(wù)的小區(qū)范圍必然會減小，所能接納的移動臺數(shù)量必然小于此小區(qū)業(yè)務(wù)信號強度所能服務(wù)的移動臺數(shù)量。因此可以看出在進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時，導頻信道功率的分配是非常重要的，最優(yōu)的導頻信號功率可以在保證小區(qū)覆蓋基礎(chǔ)上對鄰小區(qū)產(chǎn)生最小的干擾，從而達到最大系統(tǒng)容量。
2、WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃
2.1 覆蓋與容量的關(guān)系
WCDMA系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)完全不同，它采用碼分多址接入方式，小區(qū)內(nèi)的用戶共享同一頻帶，這樣由于“呼吸效應(yīng)”在做網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時不能像規(guī)劃GSM系統(tǒng)那樣把覆蓋與容量分開來考慮，而必須把兩者結(jié)合起來規(guī)劃。
2.2 網(wǎng)絡(luò)擴容性
在規(guī)劃WCDMA網(wǎng)絡(luò)時，首先必須考慮網(wǎng)絡(luò)擴容性。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師不可能像規(guī)劃GSM網(wǎng)絡(luò)那樣，簡單地給相關(guān)小區(qū)增配頻率。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃初期就必須考慮確定的信號余量，在計算小區(qū)面積時作為因業(yè)務(wù)量增多而產(chǎn)生干擾的補償。這表明，從一開始，就需要用較小的小區(qū)或者更多的基站建網(wǎng)，這樣會提高投資成本。如果業(yè)務(wù)量信號余量定得太小，那么一旦將來業(yè)務(wù)量大量增加，就必須建造更多的基站。
2.3 綜合多媒體業(yè)務(wù)
實際上，WCDMA網(wǎng)絡(luò)必須同時滿足各種不同業(yè)務(wù)的需求。所以，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師要綜合考慮各種業(yè)務(wù)。對通信質(zhì)量要求不高的業(yè)務(wù)，WCDMA小區(qū)有較大的覆蓋范圍；反之，對一些通信質(zhì)量要求很高的業(yè)務(wù)，其小區(qū)覆蓋范圍就很小。這樣，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師在實際工作中不可能只考慮單一的WCDMA小區(qū)半徑，因為不同的業(yè)務(wù)對應(yīng)于不同的小區(qū)半徑。如果把最小小區(qū)半徑，也就是說把通信質(zhì)量要求最高的業(yè)務(wù)作為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的標準，那么建網(wǎng)成本是極其昂貴的，也是不現(xiàn)實的。未來的WCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師應(yīng)從中級業(yè)務(wù)的小區(qū)半徑著手，這樣，小區(qū)實際有效范圍只能部分滿足高級業(yè)務(wù)的需求。
目前，各大網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件公司已經(jīng)著手開發(fā)和研制針對這種新的WCDMA網(wǎng)絡(luò)綜合多媒體業(yè)務(wù)的有效算法。實際上，由于WCDMA網(wǎng)絡(luò)本身的特點，例如快速功率控制、軟切換、下行鏈路正交碼并非完全“正交”等，WCDMA的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃比GSM網(wǎng)絡(luò)復雜得多，所需規(guī)劃的參數(shù)也非常多，這時往往借助于仿真器實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。
3、WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程
在WCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，為保證覆蓋，在進行鏈路預算是要留有足夠的余量；為保證容量和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，在規(guī)劃階段應(yīng)該充分考慮對干擾的控制。WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的過程如圖1所示。
a)在確定的業(yè)務(wù)模型條件下選擇合適的站址；
b)選擇用于規(guī)劃的仿真工具，確定仿真需要的相關(guān)參數(shù)，包括傳播模型、天線參數(shù)、基站站距、容量和覆蓋要求以及鏈路預算參數(shù)等；
c)根據(jù)所擁有或預測的業(yè)務(wù)話務(wù)分布數(shù)據(jù)，細化話務(wù)分布區(qū)域，并進一步確定WCDMA話務(wù)分布密度然后帶入仿真工具進行仿真，得到初步的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃仿真結(jié)果；
d)根據(jù)仿真結(jié)果分析進行模型核對，并進一步對站址進行篩選和重選，確定合理的布網(wǎng)方案，并根據(jù)合理的布網(wǎng)方案，調(diào)校相關(guān)參數(shù)，進行再一次的仿真，以達到最終設(shè)計要求。
4、WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化
網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是改善移動用戶所享有的整個網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量且確保有效利用網(wǎng)絡(luò)資源的過程。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時，有很多問題很難精確定義，這給網(wǎng)絡(luò)留下了一定的問題，這些問題的解決要通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化來解決：
a)業(yè)務(wù)量估計。在規(guī)劃階段業(yè)務(wù)量很難估計準確。這是因為3G可以提供多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，新的業(yè)務(wù)模型沒有經(jīng)驗數(shù)據(jù)，這給規(guī)劃帶來了不準確性。
b)地理信息問題。在規(guī)劃階段，由于地理環(huán)境時刻在變化，尤其是城市，很難得到非常精確的地理信息。
由此可見，由于這些問題的存在，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是一項非常重要的工作。
5、結(jié)束語
WCDMA系統(tǒng)是一個先進的系統(tǒng)，但是對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化方面提出了新的挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的性能直接影響到未來網(wǎng)絡(luò)的性能，所以在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中要精心考慮和安排。
