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1、,第6章 CDMA2000无线网络规划,6.1 无线网络规划概述 6.2 无线网络详细规划 6.3 无线网络规划实施流程 小结,学习提示 CDMA2000网络规划包含无线、传输和核心网三大部分，其中以无线网络规划最为困难和重要，无线网络规划的结果将直接影响传输和核心网的规划。 无线网络规划的目的是按照需求为移动通信系统中的各小区单元分配合理的资源(频率资源、收发信机资源等)，以适当的覆盖、容量提供满足各业务质量要求的无线网络服务，并可以满足未来一段时间内的发展需求，而设计确定建设方案，用以指导工程建设施工。,前期的无线网络规划在很大程度上决定了网络的基本结构，对后期网络建设和服务质量起着决定性
2、的作用，也是将来网络发展的基础。CDMA2000发展的如何，网络的质量是关键。没有一个质量良好的网络做支撑，再好的业务也无法实现或无法更好地实现。CDMA2000无线网络规划可以说是实现高质量移动网络的重要手段之一。,学习目的和要求 了解无线网络规划目标和指导原则。 了解规划模型。 掌握基站站址的选择原则以及站点勘察与选择。 掌握容量规划和覆盖规划。 了解频率使用规划方案。 掌握PN码偏置规划、无线资源管理算法规划。 熟悉无线网路规划实施流程。,网络规划，就是根据建网目标和网络演进需要，结合成本要求，选择合适的网元设备进行规划，最终输出网元数目、网元配置，确定网元间的连接方式，为下一步的工程实
3、施提供依据。网络规划在移动网络建设过程中的位置如图6-1所示。,6.1 无线网络规划概述,该过程是一个螺旋循环过程。网络规划包含无线接入、传输和核心网三大部分，其中以无线网络规划(侧重BSS/RAN网元数目和配置规划)最为困难和重要，无线网络规划的结果将直接影响传输网和核心网的规划。无线网络规划是指按照实际需求为移动通信系统中的各小区单元分配合理的资源(频率资源、收发信机资源等)，以适当的覆盖、容量提供满足各业务质量要求的无线网络服务，并可以满足未来一段时间内的发展需求，而设计确定建设方案，用以指导工程建设施工。简单的说，就是根据网络建设的整体要求，设计无线覆盖目标，以及为实现该目标所进行的基
4、站位置和配置的设计，以指导工程建设。,图6-1 移动网络建设过程示意图,与2G移动通信相比，CDMA2000具有以下特点： (1) CDMA2000系统的频率复用系数为1，通过扰码以及正交码字来区分小区和用户。 (2) CDMA2000系统是干扰受限系统，其覆盖不仅取决于最大发射功率，而且与系统负荷有关。 (3) CDMA2000系统中，发射机发射功率和小区容量之间的对应关系是渐近式的。 (4) CDMA2000系统的覆盖和容量之间存在动态平衡关系，其明显的特征就是存在“呼吸效应”。因此，必须要综合考虑，在两者之间取得平衡。,(5) CDMA2000系统中，功率资源是非常有限的。在CDMA20
5、00系统中，导频污染也是影响网络性能的一项重要因素。 (6) CDMA2000系统的上下行链路需要独立分析，因为它们具有不同的链路特性。 (7) CDMA2000系统需要支持多种平台的用户终端，在不同的服务等级质量要求下，可以支持可变速率的数据业务。,显然，现在2G移动通信的无线网络规划方法不能很好地处理CDMA2000系统的无线网络规划。由于CDMA2000的固定网(即核心网)部分与GSM固定网的规划策略相似，可以借鉴已有的GSM核心网规划策略，所以在此主要阐述无线接入网方面的规划工作。,6.1.1 无线网络规划目标 在移动通信网络建设中，成本主要来自于设备投资。网络的三大组成部分(无线接入
6、、传输和核心网)中，无线接入网络的投资占据整个移动通信网络投资的70%以上。该部分投资的规模主要取决于网络中的站点数目和站型配置，这是由无线网络规划所确定的。在CDMA系统中，覆盖、容量、质量不是孤立的，而是彼此关联的，特别是对于3G系统更加明显： (1) 设计负载增加，容量增大，干扰增加，覆盖减小(应用实例：小区呼吸)。,(2) 通过降低部分连接的质量要求，可以提高系统容量(应用实例：目标BER/FER(Bit Error Rate/Frame Error Rate)值的改变，可以改变系统容量)。 (3) 通过降低部分连接的质量要求，可以增加覆盖能力(应用实例：通过AMRC降低数据速率，可以
7、提高AMR(Adaptive Multi-Rate)语音用户的覆盖范围)。 (4) 通过降低系统的干扰，系统的容量、质量和覆盖都可以得到提升。因此，在无线网络规划中我们需要关注的如图6-2所示。,图6-2 无线网络规划的关注点,我们把这四个关注点：覆盖(Coverage)、容量(Capacity)、成本(Cost)和质量(Quality)简称为3C1Q。其中，首先要关注的是覆盖，其次才是容量、成本和质量。所以，无线网络规划的目标就是在满足运营商基本要求的前提下，达到容量、覆盖、质量以及成本的平衡，实现最优化设计。 无线规划目标包含覆盖目标、容量目标、成本目标和质量目标四个方面内容。,1. 覆盖
8、目标 覆盖目标就是在服务区内，最大程度地达到在时间和地点上的无线覆盖。同时，3G无线网络是多业务的网络。网络资源需要在业务之间进行分配。需要确定谁是盈利业务及其覆盖质量的要求，进行小区半径和覆盖方案的规划。例如，在网络初期，以高速数据业务作为目标进行规划，会导致大量资源，比如过多的站点，由于没有足够的业务而浪费。 用于描述覆盖目标的指标主要有业务质量、通信成功概率和软切换率。,2容量目标 容量目标描述的是在系统建成后所能满足的语音用户数和数据用户数。该指标主要结合网络规模预测所提出的网络建设要求而得出的。无线网络的容量主要受干扰和频率资源的限制。通过合理的参数规划(切换、功控、资源管理算法等)
9、、频率规划，尽量减少小区内和小区间的干扰，提升小区容量，最大程度地利用有限的资源。,3质量目标 质量目标可以通过优化设置无线参数，最大发挥系统服务质量。同时，保证核心业务的服务质量是一项重要指标，核心业务是指对网络发展有长远影响的业务。可能短期内不能够盈利，但是对用户和业务发展有牵引作用，例如高速数据业务。因此，在提供核心业务覆盖的地区，要保证其质量达到最优，从而展示无线网络在业务和性能上的优越，提升运营商的品牌。,4成本目标 节约开支是网络建设的重要目标之一。网络规划中，在保证满足覆盖、容量和质量目标的基础上，尽量减少系统设备单元，降低建设投资成本。设定合理的成本目标，并在设计实施过程中实现
10、它，这需要网络规划人员和工程实施人员为之不懈努力。 另外，对网络建设所在区域的话务分布做出科学的预测，确定最佳网络结构，对上述网络规划目标的实现也起着举足轻重的作用。,6.1.2 无线网络规划的指导原则 从网络规划的观点来看，3G移动通信系统与2G移动通信相比，主要特征是能够提供不同速率和不同QoS要求的业务。第三代系统的规划和优化策略需要考虑将来通信运营商由于引入新而灵活的无线接口、更复杂的小区结构(分层小区结构)、动态资源分配策略(对多种业务要求进行灵活的资源分配)和提高容量方法的选择(如自适应天线)等所能获得的额外的自由程度。,网络规划还具有如下特征：技术密集、计算度密集和经验密集。CD
11、MA2000网络将要面对各种不同需求的用户群体，对网络服务质量衡量的标准将包括：对语音业务方面的覆盖(室内、车内、室外等)、呼叫成功率(掉话率、拥塞率、成功率等)、通话质量(FER，MOS(Mean Opinion Score)等)；对数据业务方面提供可靠的网络覆盖、BER(Bit Error Rate)、吞吐量和时延等。这些都对CDMA2000无线网络规划提出了更高、更严格的要求。所以，进行CDMA2000无线网络规划的指导原则可以简单归纳以下几个方面：,(1) 保证可盈利的核心业务覆盖情况最好。从市场的角度出发，合理地安排网络布局，在日益激烈的移动通信市场竞争中获得最佳的效益。优秀的网络规
12、划，是建设优秀网络的基础，可以提高市场竞争能力，提高运营商的信誉。 (2) 尽量确保资源分布合理，使网络的有效容量最大化。CDMA2000网络的预期话务容量将比GSM更大，提供的业务更加多样化，技术也更复杂，基于一般技术的信号强度分析已经不能满足需求。不经过细致的规划，无法发挥CDMA2000网络的优势。,(3) 做到网络提供的业务质量最优。使网络可提供的各项业务质量达到最好，使用户的主观感觉最好，保持在移动通信市场对用户长久的吸引力。 (4) 控制综合建网成本最低。以最小的成本获得最佳的性能，最大限度地发挥网络的效用。通常CDMA2000系统的无线网络部分的投资占总投资的70%以上，因此对C
13、DMA2000的无线网络部分进行合理的规划和优化可以大大减少投资。,无线网络详细规划将确定用于所实施建设网络的基站数量选择、站址布置和无线网络参数设置以及算法的配置等。无线网络详细规划将通过计算机仿真，依据建网目标，分析评估规划方案对系统性能的影响，从而确定一种既能满足覆盖范围的需求，又能实现最大化的系统容量，以达到覆盖与容量的平衡，并且能够尽可能地兼顾建设成本最低的最佳方案。,6.2 无线网络详细规划,覆盖和容量规划对于整个CDMA2000无线网络规划来说是至关重要的，覆盖规划确定了服务业务的范围，而容量规划确定了需要使用的基站数量以及每个基站支持的通信用户数，它们将影响无线网络运行的性能，
14、以会对用户提供的服务质量产生影响。 无线网络详细规划是网络规划的主要阶段，处在核心地位，它和预规划阶段、调整优化阶段存在关联关系，尤其和调整阶段存在迭代关系，具体如图6-3所示。,图6-3 无线网络规划3个阶段示意图,6.2.1 规划模型 在无线网络详细规划阶段，基站的站址规划是至关重要的，它直接影响到无线网络的覆盖和容量，最终关系到整个无线网络的运营及所提供业务的服务质量，同时它也是非常复杂的，必须考虑众多因素的影响，这些都使得网络规划变得非常困难。有关站址规划，可以采用如下规划模型： (6-1),其中，n表示整个规划网络内进行测试的通信链路数；i表示第i条测试通信链路；m表示规划网络覆盖区
15、域内的基站数；j表示基站j；ui表示第i条测试通信链路使用的码资源数；gij是与基站j通信的第i条通信链路的传播损耗；Ptar是基站要求的每个码道最小接收功率大小；当第i条通信链路的服务基站为j时，则xij为1，否则为0；参数表征造价和系统性能的权重；cj表征安装基站j的成本。上式的规划目标函数第一项表征为了减小能量损耗和电磁辐射，要尽量保证整个网络的总传输功率最小，而第二项表征尽量使整个网络的造价尽量小。,CDMA2000系统是干扰受限系统，其覆盖不仅取决于最大发射功率，而且与系统负荷有关。覆盖和容量之间存在动态平衡关系，比如，设计负载增加，容量增大，干扰增加，覆盖减小(应用实例：小区呼吸)
16、。所以基站的覆盖与容量是两个相互矛盾的指标。一方面，希望每个基站能覆盖尽可能大的区域，使小区的半径尽量地大；另一方面，又同时希望每个小区能为更多的用户提供服务，使容量尽可能地大。但往往事与愿违，当小区的半径增大时，其容量往往会降低。因此，在无线网络规划中，必须要综合考虑，在两者之间取得平衡。具体需要考虑的因素如图6-4所示。,图6-4 小区覆盖与容量平衡的关系,6.2.2 站址选择 站址选择是无线通信网络规划的重要内容。不合理的基站位置，不仅使网络建设的成本大大增加，还会使用户的通信产生许多问题。例如：没有充分考虑地形的影响，会导致某些区域出现覆盖盲区；若局部地区基站过密，则会出现导频污染问题，使通话过程容易出现掉话。因此，如何做出正确的站址选择成为网络建设和运营成败的关键所在。,1站址选择原则 站址选择对网络的性能和运维有很大的影响，正确的站点选址是无线网络规划的关键。不当的站点选址，不仅可能会造成某些地方出现覆盖盲区或
