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1、MF000502 网络规划概论 ISSUE1.4 无线产品课程开发室 引入 l网络规划是建设一个网络的基础 l良好的网络规划能满足用户的需求、节省投 资 l网络规划是决定网络质量的最根本因素 学习目标 掌握无线通信的特点,电磁波 传播的相关知识,服务区电平设 计,天线概念。 掌握网络规划的主要工作: 基站布局 ,信道分配,小区数 据规划等。 学习完本课程,您将能够: 课程内容 第一章 GSM技术概述 第二章 网络规划内容介绍 第一章 GSM技术概述 l无线通信特点 l电磁波传播途径、多径和衰 落 l传播预测模型 l服务区电平设计 l天线知识 l分集技术 1.1 无线通信特点 l用户移动性 l无
2、线传播的复杂 性 l频谱效率 1.2 电磁波传播途径 直射波及地面反射波 (最一般的传播形式 ) 对流层反射波 (传播具有很大的随机性 ) 山体绕射波 (阴影区域信号来源 ) 电离层反射波 (超视距通讯途径 ) 1.2 电磁波传播途径 距离(m) 接收功率(dBm) 102030 -20 -40 -60 慢衰落 快衰落 1.2 电磁波传播途径 信号衰落 1.3 电磁波的传播损耗 l自由空间的传播损耗 L(dB)=32.4+20lg(fMHz)+20lg(Dkm ) l不平坦地面的散射损耗 l障碍物引起的绕射损耗 l传播介质损耗 l穿透损耗 l室内传播损耗 u覆盖预测模型 1.3 电磁波的传播损
3、耗 lOkumura/Hata模型 适用于900M宏蜂窝预测 l COST231-Hata模型 适用于1800M宏蜂窝预测 l COST231 Walfish-Ikegami模型 适用于900M和1800M的微蜂 窝 l 实地校正的传播模型如ASSET中模 型 适用于900M和1800M的宏蜂 窝 1.3 电磁波的传播损耗 规划软件ASSET使用传播模型公式 1.3 电磁波的传播损耗 规划软件ASSET使用传播模型中参 数 1.4 服务区电平设计 u服务区电平设计 1.5 天线知识 l 按波束宽度 60、90、120、全向 。 l 按频段 900,1800,双频天 线。 l 按极化方式 单极化
4、、双极化。 天线分类 l极化方式 l半功率角 l下倾角精度 l前后向比 l杂散 1.5 天线知识 l增益和方向图 l频率范围 l下倾角 l回波损耗 l阻抗 l最大输入功率 天线指标 u 泄漏电缆 典型衰耗: 4 . 40 dB/100m coupling loss: 60 dB (at 1m dist.) 50 Ohm u分布式天线 1.5 天线知识 分布式系统 时间 时间 时间 信号强度 信号强度 信号强度 信号1 信号2 合成信号 1.6 分集接收 l空间分 集 l时间分 集 l频率分 集 l极化分 集 问题 l无线电波传播的主要特点是什么? l典型服务区环境下电平设计为多少? l天线主要
5、指标有哪些? 解答 l无线电波传播的特点是多径效应和衰落 现象。 l若要求覆盖高大建筑室内、一般建筑室 内、室外,分别要求-70dBm、-80dBm 、 -90dBm。 l天线的主要指标有:增益、驻波比、方 向图、前后比等。 小结 l本章介绍无线网络规划所需的一般知识,包括电波传播 特点、传播预测、服务区电平设计、天线的指标 l通过本章的学习,对于规划所需的基本知识有一定了解 ,为下面章节的规划内容做了知识准备 课程内容 第一章 GSM技术概述 第二章 网络规划内容介绍 本章内容介绍 l网络规划简介 l覆盖规划 l天线选型、参数设计 l 容量规划 l 基站勘测 lASSET规划软件 l 频率计
6、划 l 参数设计 l 文档制作 HLR/AUCEIR IWF MSC/VLR BTS BTS BTS BSC MS A接口Um接口Abis接口 PSTN BSS系统NSS系统 2.1网络规划简介 无线网络 规划关注 的环节! ! 参数设计 网络规划 工程实施 网络优化 网络规划工作伴随着GSM网络的发展循环进行 频率计划 基站勘测 干扰分析 覆盖规划 容量规划 性能评估 优化调整 2.1网络规划简介 工程建设 设备安装 邻区规划 干扰分析 频率计划 覆盖预测 基站勘测基站勘测 传播模型 位置区规划位置区规划 覆盖设计覆盖设计 容量设计容量设计 三维数字地图 信道配置信道配置 参数设计参数设计
7、2.1网络规划简介 2.1网络规划简介 l规划工作内容主要包括:基站布局、信 道分配、小区数据规划。其重点在于对 网络建设提供一个完整的设计,这个方 案与最终工程建设的方案可能不一致。 u规划工作内容 2.1网络规划简介 l 准确进行覆盖预测 l 基站布局对网络覆盖和容量的综合影 响 l 理想站址与实际工程的差别 l网络发展的长期性和整体性规划 关键点 2.2 覆盖规划 l覆盖要求 覆盖区域的计划 l覆盖区域分析 城市、乡镇、农村,平原、山 区等 l边缘场强和覆盖率 灵敏度、衰落保护、损耗、频 段差异 l功率预算 对上下行链路进行估计 l特殊区域分析 高层,地下,隧道等 是上述区域的连接部,有
8、一定的话务需求交通干道 人口密度小,经济有待发展,话务较少乡村 人口较多,经济发展有潜力,话务适中地区,中心地带楼群较密,商 业区具备一定规模,有发展前景 小城镇 人口相对密集、经济发达、话务量较大;其中心市较区楼群密集,商 业区有较大发展前景 中等城市 人口密集、经济发达、话务量巨大;其中心市区高楼林立,商业区人 气旺盛 大城市 描述 区域类型 2.2 覆盖规划 u覆盖要求 2.2 覆盖规划 l 宏蜂窝 覆盖半径1km 10km,最常用的一种蜂窝。 l 微蜂窝 覆盖半径5001000m,可以兼顾容量和覆盖。 l 微微蜂窝 覆盖半径200m以内,用于解决热点地区容量和室内 覆盖。 l 扩展蜂窝
9、 覆盖半径突破35km,主要用于话务少且空旷地区, 如海面,草原等。 2.2 覆盖规划 链路预算 2.2 覆盖规划 l隧道、地铁、地下车 库 l工业及商业大厦 l覆盖盲区 高层建筑采用分布式天线 链路预算特殊区域覆盖 u天线选择 u下倾角和安装 2.3 天馈设计 u天线选择 2.3 天馈设计 l天线的选择是决定网络质量的一个很重要部分; l应根据基站服务区内的覆盖、服务质量要求、话 务分布、地形地貌等条件,并综合考虑整网的覆 盖、干扰情况来选择天线; l根据地形或话务分布情况可以把天线使用的环境 分为以下几种类型: 市区、郊区、农村、公路、山区、近海、 隧道、室内等。 2.3 天馈设计 l市区
10、基站天线选择 a、通常选用水平半功率角6065的定向天线; b、一般选择15dBi左右的中等增益天线; c、最好选择带有一定电下倾角(36)的天线; d、建议选择双极化天线。 l郊区基站天线选择 a、根据实际情况选择水平半功率角65或90的定向天 线; b、一般选择1518dBi的中、高增益天线; c、根据具体情况决定是否采用预置下倾角; d、双极化和垂直极化天线均可选用。 2.3 天馈设计 l农村基站天线选择 a、根据具体情况和要求选择90、120定向天线或 全向天线; b、所选的定向天线增益一般比较高(1618dBi) ; c、一般不选预置下倾天线,高站可优先选择零点填 充天线; d、建议
11、选择垂直极化天线。 l公路基站天线选择 a、一般选择窄波束、高增益的定向天线,也可以根 据实际情况选择8字型天线、全向或变形全向天线; b、公路基站对覆盖距离要求高,因此一般不选预置 下倾角天线; c、建议选择垂直极化天线; d、所选定向天线的前后比不宜太高。 2.3 天馈设计 l同一基站不同小区的天线允许有不同的高度。这可能是受限 于某个方向上的安装空间;也可能是小区规划的需要; l对于地势较平坦的市区,一般天线的有效高度为25m左右; l对于郊县基站,天线高度可适当提高,一般在40m左右。 l天线高度过高会降低天线附近的覆盖电平(俗称“塔下黑”), 特别是全向天线该现象更为明显; l天线高
12、度过高容易造成严重的越 区覆盖、同/邻频干扰等问题,影 响网络质量。 u天线高度设计原则 u天线方位角设计原则 2.3 天馈设计 l天线方位角的设计应从整个网络的角度考虑,在满足覆盖的 基础上,尽可能保证市区各基站的三扇区方位角一致,局部 微调;城郊结合部、交通干道、郊区孤站等可根据重点覆盖 目标对天线方位角进行调整。 l天线的主瓣方向指向高话务密度区,可以加强该地区信号强 度,提高通话质量; l天线的主瓣方向偏离同频小区,可以有效地控制干扰; l市区相邻扇区天线交叉覆盖深度不宜超过10%; l郊区、乡镇等地相邻小区之间的交叉覆盖深度不能太深,同 基站相邻扇区天线方向夹角不宜小于90; l为防
13、止越区覆盖,密集市区应避免天线主瓣正对较直的街道 。 u天线下倾角设计原则 2.3 天馈设计 l天线的波束倾斜是提高频率复用能力的基本技术; l运用天线下倾技术可有效控制覆盖范围,减小系统内 干扰; l天线下倾角度必须根据具体情况确定,达到既能够减 少同频小区之间的干扰,又能够保证满足覆盖要求的 目的; l下倾角设计需要综合考虑基站发射功率、天线高度、 小区覆盖范围、无线传播环境等因素; 2.3 天馈设计 l天线波束倾斜可以采用电气和机械两种方式:电气下倾的角 度与选择的天线型号相关,一般是固定的;机械下倾角度可 调,但是受安装配件和无线信号传播特性限制,一般不超过 15; l电下倾和机械下倾
14、方法,产生不同的表面辐射,下倾角度较 小时,区别不大;但随着下倾角度的加大,区别较为明显: u安装天线时需要注意: 2.3 天馈设计 la、安装环境 安装环境分为天线附近环境和基站附近环境。对于天 线附近环境主要考虑天线之间的隔离度和天线受铁塔、楼 面等的影响;对于基站附近环境则主要考虑500米以内高层 建筑物对无线信号传播的影响。 210 1210 0.502 GSM 1800M 3.530 31030 2110 0.501 GSM 900M h(m)D(m)FREQ 2.3 天馈设计 l基站天线在安装时还应该注意其在覆盖区是否会产生较大的 阴影,安装时应尽量避开阻挡物,如:安装在楼顶的天线
15、须 注意楼顶天面对无线信号的阻挡,应尽量靠近边沿安装。 2.3 天馈设计 lb、天线隔离度 基站的收、发信机必须有一定的隔离; 天线之间的隔离度:为天线在实际安装的情况下 ,信号从一个天线的端口到另一个天线端口之间的衰减 ; GSM系统:两发射天线之间以及发射和接收天线 之间,隔离度至少30dB; 天线垂直布置:Lv=28+40lg(k/)(dB) 天线水平布置:Lv=22+20lg(d/)-(G1+G2)- (S1+S2)(dB) lc、满足空间分集增益的间距要求 空间分集时,两根接收天线的距离要求为1218; 天线安装越高其分集天线的水平间距越大,一般取分集天 线水平间隔等于天线有效高度的
16、0.11倍; 要达到同样的分集效果,垂直分集距离必须是采用水平分 集时的56倍; 为了减少两副天线的 相互影响,分集天线 水平间距在任何天线 有效高度情况下都应 大于3m。 2.3 天馈设计 2.4 容量规划 l 话务模型 服务等级GOS、平均用户忙时话务量、用 户密度 l 基站载频数 覆盖范围、爱尔兰数、基站载频数 l 基站总数 总覆盖面积、平均每个基站覆盖范围 l 信道配置 每扇区控制信道与业务信道的比例 高层站 中层站 中层站 室内站 室内站 室内站 低层站 低层站 低层站 低层站 室内站 2.4 容量规划 小区分层设计 2.5 基站勘测 l确定基站的理论位置 l对选定基站的详细勘 测 l基站工程参数设计 u了解相