WCDMA無線網絡的規劃及部署原則

2019-11-03 09:15:43

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愛立信(中國)有限公司標準化總監彭俊江

　　目前，無線網絡的規劃一般來說包括6個步驟：規劃目標的定義、傳播模型校正、名義小區規劃、站址勘察、無線網絡設計及初始網絡優化。　　其中規劃目標的定義是整個網絡規劃的前提，它包括覆蓋目標、容量目標和質量目標3個方面。初始網絡的覆蓋和質量的要求雖然也比較復雜，但根據現有網絡經驗、通過實地考察等手段還是可以比較合理地確定。但是容量目標的定義卻非常復雜，所謂容量目標的定義也就是話務模型的確定。直到目前為止，可以說我們僅僅對語音業務在網絡中的行為方式能有一個比較清楚的認識，而對于數據業務的需求情況、數據業務在移動網絡中的行為方式則知之甚少。在這種情況下如果我們一開始就進入到細節之中，定義一個所謂的話務模型，然而在這個模型的基礎上來整理無線網絡的一些組網原則和思路，往往會只見樹木不見森林。但這并不是說這種做法不合理。只是話務模型的定義對于初始網絡規劃來講其商務上的意義遠遠高于網絡部署的原則和思路的確定。

WCDMA網絡規劃特點

WCDMA網絡具有小區呼吸效應，隨著小區負載的增加，覆蓋會逐漸收縮。這種效應大大增加了網絡規劃的復雜性。

　　GSM初期建網的時候基本上是“摸著石頭過河”，根據覆蓋建一層薄薄的網，然后哪里有容量需求就在哪里增加載頻或者增加新基站。直到現在的網絡擴容，其中2/3以上還是以增加新基站來增加容量。CDMA技術本身決定了其初期建網不能采取GSM早期所采取的方案。如果CDMA初期基于覆蓋建一層薄薄的網(低負荷)，隨著容量的增加，基站間就會普遍地出現覆蓋漏洞。這時我們就不得不通過建一些新站來彌補這些漏洞。但由于CDMA是一干擾受限的系統，新基站增加的同時會對周圍基站帶來干擾，因此周圍基站的容量也就相應降低。因此，CDMA網絡中由于容量需求而增加新基站，并不能使網絡容量像GSM網絡一樣線性增長，尤其是在城市密集區，基站間距本身就很小，這種現象就更嚴重。因此，CDMA初期應該以一個合理的負荷，而不是低負荷來建網，網絡擴容以增加載頻為主，增加新站為輔。

WCDMA總體組網原則

　　1.連續覆蓋而不是熱點覆蓋

　　無論是現有運營商還是新運營商，保持業務的連續性是業務推廣的必要條件。WCDMA系統初期應該以一個合理的負荷來建網，以宏蜂窩三扇區單載頻為主，同時對一些重點建筑考慮室內分布系統。后期擴容應以增加載頻為主。

　　2.初期網絡部署原則

　　在初期網絡部署時，即要考慮投資，使用盡量少的基站，又要考慮長遠的發展，盡量大的網絡容量潛力。在網絡覆蓋和質量要求確定的情況下，影響基站數量的因素主要有兩個，TMA的使用與網絡設計負荷。這樣有4種方案：TMA+低負荷、TMA+高負荷、無TMA+低負荷、無TMA+高負荷。

　　顯然，“無TMA+低負荷”方案是最差方案，使用的基站數量很多，但網絡容量潛力卻很小。“無TMA+高負荷”方案使用的基站數量最多，初期投資很大。除非運營商對網絡容量有過高的需求，否則不易采用。“TMA+低負荷”方案使用的基站數量最少，初期投資也最少。但是網絡的容量潛力也非常低。因為我們對3G網絡移動用戶的話務需求，尤其是數據業務，沒有一個清晰的認識。采用這種方案風險很大。“TMA+高負荷”是我們建議采用的方案，它使用的基站數量較少(僅比最低高20%)，而且網絡容量潛力很大(高2倍以上)。

WCDMA市區及郊區組網原則　　在市區方案的研究中主要存在兩種思路。思路一：初始以較低的基站負荷(Loading)設計網絡；思路二：初始基于較高的基站負荷和一定的站間距設計網絡。

　　兩種思路的區別主要體現在一期是建“薄薄”的還是“較厚”的無線網。這里的“薄薄”和“較厚”都是指網絡建立的容量潛力，而不是網絡初期的“合同”容量。這里我們通過一個例子對上述兩種思路進行分析。我們選取了400km2的一個地區，對以20%負荷建網和以45%負荷建網所需要的基站數和其網絡的容量潛力進行了比較。我們發現，當設計負荷由20%增加到45%時，所用基站數增加22%，而網絡的容量潛力增加244%。除非極特殊的情況，從長遠的發展來看思路二更符合運營商的利益：擴容平穩、網絡容量潛力大。針對不同的時期，組網方案所考慮的重點應有所不同：

　　·初期布網：以單載波三扇區宏蜂窩基站為主設計網絡，根據較高基站負荷設計站間距，考慮特定地區的室內覆蓋；

　　·后期擴容：在容量不足時增加第二個載波，適量引入微蜂窩和增加室內覆蓋；

　　·未來：繼續增加載波，利用傳統方式(微蜂窩、室內覆蓋)并結合新技術解決容量需求。

　　在郊區話務密度比較低，而且話務增長較市區緩慢的區域，可以較低的Loading進行初始設計，由于郊區站間距比較大，即使某些特殊區域的容量上升超過預期，基站調整也容易。

　　組網中其他因素

　　1.上、下行容量與覆蓋

　　雖然上、下行的覆蓋都隨負荷的增加而收縮，但其變化的趨勢有所不同。在低負荷的情況下，網絡一般上行覆蓋受限；隨著負荷的增加會逐漸變為下行容量受限。因此在WCDMA網絡中使用TMA可以改善上行的覆蓋，從而增加小區的覆蓋范圍，這在網絡建設初期網絡負荷較小時非常有效。隨著用戶業務的增長，尤其是不對稱業務的增加，下行容量就會成為瓶頸。這時，可以通過使用大功率MCPA、使用發射分集技術以及HSDPA來提高下行的容量。畢竟容量的瓶頸只有在后期頻率資源緊缺時才會出現。

　　2.TMA的考慮

　　高增益塔放的應用在WCDMA系統中非常重要。一來它改善系統的噪聲系數，提高上行覆蓋，二來在同樣的話務容量下可減少基站數目。我們同樣以400km2的市區為例，來比較有/無TMA對基站數量的影響。在話務量低于120Erl/km2/載頻的地區，使用TMA可以大大降低所需基站數量；而當話務量高于160Erl/km2每載頻時改善不很明顯，原因是這時網絡已經容量受限，上行覆蓋已經不是瓶頸。即使是這樣，使用TMA也可以降低手機終端的發射功率，因而可以大大增加電池通話時長、減少輻射。

　　3.大功率MCPA的考慮

　　一般來說，高功率既可用于提高覆蓋又可用于增加容量！其主要的作用為：

　　(1)增加下行覆蓋：增加市區和郊區的覆蓋：郊區—大范圍覆蓋，市區—更好的室內覆蓋；增加下行業務覆蓋。

　　(2)增加下行容量：增加下行業務信道的容量；單小區可服務更多的用戶。

----《通信產業報》