无线网络规划流程与站址选择方法

无线网络规划流程与站址选择方法2014年12月2讲师介绍陈浩林，高级工程师。现就职于广东省电信规划设计院有限公司，主要从事移动通信网络咨询、规划、工程设计与网优工作，在无线网络规划与室内覆盖分布系统工程设计方面具备丰富经验，中国铁塔集团技术专家。主持和主要负责的咨询、设计项目多次获奖，荣获国家级优秀咨询成果三等奖2项，部级优秀咨询成果三等奖1项，部级优秀设计一等奖1项，二等奖2项，三等奖1项，省级优秀设计奖若干项。曾长期负责中国电信广东省无线网规划设计项目、中国移动广东公司无线网规划设计项目，主持负责的广州国际会展中心室内分布系统总体设计（荣获中国通信协会优秀咨询成果三等奖）、武广高铁三家运营商多系统室内分布共建项目、广深港高铁三家运营商室内分布共建项目、大连地铁一二号线室内分布系统总体设计等多个大型室内分布系统工程项目。3主要内容2各运营商网络规划思路1无线网络规划一般流程3无线基站选址思路4无线基站配套建设思路4主要内容2各运营商网络规划思路1无线网络规划一般流程3无线基站选址思路4无线基站配套建设思路规划流程及关键指标覆盖、容量及参数规划5网络规划目标需求分析网络规划工程建设网络优化网络规划目标是在一定的成本下，在满足网络服务质量的前提下，建设一个容量和覆盖范围都尽可能大的无线网络，并能适应未来网络发展和扩容的要求。质量成本覆盖容量可扩展性6各方需求调研及分析无线环境分析及传播模型调校网络规模估算站点选择及调研方案调整仿真分析方案调整规划结果输出商业计划市场因素政策因素网络规划是一个逐步精确化的过程，从开始规模匡算到最后基站站址及配置确定。受政策环境、市场因素等多方面影响.网络规划过程7无线网络规划流程:制式不同，流程基本相同理论作业—实际作业•覆盖规划•容量规划•站址规划•参数规划•仿真验证规划重点预规划详细规划8不同制式网络规划的差异(举例)规划项目决定因素GSMTD-SCDMAR4TD-SCDMAHSDPATD-LTE覆盖规划干扰同邻频干扰同频内码间干扰、MAI干扰、交错时隙干扰同频内码间干扰、MAI干扰、交错时隙干扰子载波间干扰、邻小区干扰、异系统干扰影响因素与容量无关与干扰、容量存在一定关系与干扰、容量存在一定关系与边缘目标速率、干扰消除技术、资源分配、天线配置、特殊时隙配置等有关业务速率固定业务速率已知各种典型业务信道速率需确定覆盖边缘目标速率需确定覆盖边缘目标速率天线类型传统单/双计划天线智能天线智能天线多种天线技术，需确定天线配置信道配置固定配置确定的信道资源配置信道配置不确定需确定用户频率带宽资源业务解调门限固定门限确定的目标SINR需根据信道质量，确定调制编码方式，得到目标SINR需根据信道质量，确定调制编码方式，得到目标SINR容量规划影响因素硬容量，载波配置决定通常为硬容量，类似GSM载波配置用户分布情况、调度算法等用户分布情况，频率配置、时隙配置、调度算法、干扰抑制技术等承载方式固定固定随信道质量可变随信道质量可变天线技术传统单/双计划天线智能天线智能天线MIMO或BF等多种传输方式资源分配固定信道固定RU数固定RU数可变RB数功率控制不支持上、下行都支持仅上行支持，下行发射功率固定仅上行支持，下行发射功率固定AMC算法无不支持支持支持调度算法无不支持支持支持干扰抑制技术支持支持支持支持频率带宽固定固定固定支持多种带宽参数规划码资源规划无扰码资源较多，但有严格分组要求扰码资源较多，但有严格分组要求PCI数量较为充足，但存在模3干扰，规划工作量较大频率规划频点较多，频点复用优化工作较为复杂当前9个频点，需优化，需与码规划、时隙比例规划结合当前9个频点，需优化，需与码规划、时隙比例规划结合同频组网，频率规划难度降低9需求分析网络规模估算站址规划网络仿真无线参数规划建网策略网络指标地理环境业务需求现网数据传播模型覆盖估算时隙配置站型配置容量估算站点布局站点筛选（可用性分析）覆盖仿真容量仿真小区基本参数邻区规划频率规划PCI规划TA规划在需求分析阶段，应该首先明确建网策略，提出相应的建网指标，并搜集到准确而丰富的现网基站数据、地理信息数据、业务需求数据，这些数据都是LTE无线网络规划的重要输入。网络规模估算主要是通过覆盖和容量估算来确定网络建设的基本规模。综合了覆盖和容量估算的结果，就可以确定目标覆盖区域需要的网络规模。在站址规划阶段，主要工作是依据链路预算的建议值，结合目前网络站址资源情况，进行站址布局工作，并在确定站点初步布局后，结合现有资料或现场勘测来进行站点可用性分析，确定目前覆盖区域可用的共址站点和需新建的站点。得到初步的站址规划结果后，需要将站址规划方案输入到LTE规划仿真软件中进行覆盖及容量仿真分析，通过仿真分析输出结果，可以进一步评估目前规划方案是否可以满足覆盖及容量目标，如存在部分区域不能满足要求，则需要对规划方案进行调整修改，使得规划方案最终满足规划目标。在利用规划软件进行详细规划评估之后，可以输出详细的无线参数，这些参数最终将做为规划方案输出参数提交给后续的工程设计及优化使用。LTE无线网络规划流程10网络规划关键指标——以LTE为例公共参考信号接收功率（RSRP）反映信号场强情况，综合考虑终端接收机灵敏度、穿透损耗、人体损耗、干扰余量等因素；公共参考信号信干噪比（RS-SINR）反映了用户信道环境，和用户速率存在一定相关性，RS-SINR值越高，传输效率就越高，规划时应保证RS-SINR达到基本接入要求，并尽量提高该指标；LTE规划指标体系主要包括覆盖和容量两大类指标：覆盖指标除关注场强指标RSRP外还应重点关注信干噪比RS-SINR指标容量指标应重点关注边缘用户速率以及小区平均吞吐量指标。规划指标体系RSRPRS-SINR边缘用户速率小区平均吞吐量边缘用户速率指标主要关注用户在信道环境差时的感受是否能够满足业务需求，目前通常定义为95%用户可达到的速率。小区平均吞吐量反映了一定网络负荷和用户分布情况下的基站承载效率，是网络规划重要的容量评价指标。11LTE网络规划关键指标RSRP边缘用户速率小区平均吞吐量覆盖规划场强值要求和每个系统的技术特点如接收机灵敏度、人体损耗、干扰余量、环境噪声余量、穿透损耗等因素有关，同时也和运营商对网络承载业务目标也相关。LTE按照高速数据业务需求进行规划，宏蜂窝基站覆盖室内场景主要满足一般建筑物墙体的穿透覆盖需求。在覆盖区域的边缘，要求用户的数据业务满足某一特定速率的要求，只要不超过LTE系统的实际峰值速率，LTE系统通过系统资源分配满足不同业务下的边缘速率要求。SINR和系统吞吐量之间有着紧密关系，且LTE网络和2G/3G相比对信号质量更为敏感，规划应从传统注重场强的思路向更注重信号质量转变。测试表明，50%加载情况下的SINR值和空载相比有明显下降，在规划时应该按照“以终为始”的原则，初期就应考虑到今后负荷达到50%的网络质量指标仍能满足要求。规模试验网外场测试结果：TD-LTE下行小区平均吞吐量加扰时可达26.8Mbps；上行小区平均吞吐量加扰时可达15.2Mbps。LTEFDD下行小区平均吞吐量加扰时可达33Mbps；上行小区平均吞吐量加扰时可达14Mbps。SINR12主要内容2各运营商网络规划思路1无线网络规划一般流程3无线基站选址思路4无线基站配套建设思路规划流程及关键指标覆盖、容量及参数规划13覆盖规划容量规划站址规划参数规划仿真验证业务定位用户预测LTE速率需求分析覆盖场景RB及MCS选择SINR需求传播模型频率规划、干扰协调、天线方式链路预算规划站间距满足覆盖需求的站点数链路预算是覆盖规划中最关键的一环！覆盖规划流程14链路预算方法系统参数及指标确定路径损耗计算小区半径平衡各项增益设定各项余量设定计算DL小区半径计算UL小区半径DL与UL覆盖半径的最小值！上行链路下行链路移动台基站馈线损耗天线增益路径损耗天线增益馈线损耗余量建筑余量：衰落+穿透损耗+...覆盖规划容量规划站址规划参数规划仿真验证15覆盖规划容量规划站址规划参数规划仿真验证链路预算方法-以LTE为例LTE链路预算关键因素频段带宽和功率干扰和负荷MCS和RB数边缘速率其他不同频段传播模型存在差异,不同频段路径损耗不同当下行总功率相同时，带宽越大，总RB数越多，单个RB分配的功率越小，覆盖半径越小；当下行总功率相同时，带宽越大，下行吞吐量越高，相同覆盖距离，可以达到的下行边缘速率越大LTE本小区各个用户分配的RB不同，LTE基本不考虑本小区干扰，仅考虑邻区干扰本小区负荷越低，已占用的RB数越少，可分配的RB数越多，能达到的覆盖越远；而邻区负荷越高，干扰越大，覆盖半径越小网络负荷中期取50%RB数：RB表征其无线资源，采用越大的带宽，意味着更多的RB数和更高的速率。MCS：调制编码方案，LTE配置了0-28阶MCS，根据SINR的变化配置不同的MCS，提高频谱利用率。上行边缘速率是单用户边缘能达到的最大速率，但是在边缘可同时支持多个用户达到该速率下行边缘速率是指所有RB分配给一个边缘用户所能达到的最大速率，考虑多个用户时，边缘用户不能占用所有的RB资源，此时将不能达到该边缘速率要求噪声系数、天线增益、阴影衰落余量、馈线损耗、穿透损耗16覆盖规划容量规划站址规划参数规划仿真验证链路预算方法-以LTE为例LTEFDD链路预算表(2.1GHz/15MHz/256kbpsUL/4MbpsDL/2X2MIMO)序号系统参数密集市区一般市区备注1链路方向上行下行下行上行下行下行2小区边缘用户速率(kbps)2561024409625610244096A3使用带宽(KHz)7201800432072018004320D4RB数4102441024E5基站和终端参数6最大发射功率(dBm)234646234646F基站：46dBm，2x2，每路43dBm7发射天线增益(dBi)0181801818G8噪声系数（dB）2.3772.377J9接收基底噪声(dBm)-113.0-104.3-100.5-113.0-104.3-100.5KK10SINR(dB)-0.4-0.66.8-0.4-0.66.8L含MIMO增益、TTI绑定增益、IRC增益11接收机灵敏度(dBm)-113.4-104.9-93.74-113.4-104.9-93.74MM=K+L12增益13接收天线增益18001800N14损耗15馈线和接头损耗2.32.32.32.32.32.3Q16穿透损耗202020181818R17余量18面积覆盖率95.%95.%95%95.%95.%95.%19阴影衰落标准差（dB）888888U20阴影衰落余量（dB）8.38.38.38.38.38.3V21干扰余量(dB)1.5331.533W22最大路径损耗(dB)122.32135.34124.14124.32137.34126.14YY=H+P-M-T-X17覆盖半径、站间距及小区面积关系小区覆盖半径R，站间距D=1.5R，单站覆盖面积S=1.949R2小区覆盖半径R，站间距D=1.732R，单站覆盖面积S=2.598R2三扇区定向站全向站覆盖规划容量规划站址规划参数规划仿真验证18仿真案例覆盖规划容量规划站址规划参数规划仿真验证不同频段仿真情况700MHz1900MHz2600MHz仿真区域面积（km2）63仿真站点数62230302小区半径（m）722375327平均站距（m）1083562491RSRP-110dBm比例99.8%94.7%94.6%站点比例基准3.74.9700MHz仿真站点分布图1900MHz仿真站点分布图2600MHz仿真站点分布图13.74.9700MHz1900MHz2600MHz不同频段站点数量比通过仿真分析，同一片覆盖区域，1900MHz频段需要230个站点达到95%的覆盖率水平，2600MHz频段则需要302个站点，而700MHz频段只需要62个站点就可以达到99.8%的覆盖率，在站点需求方面远少于其他两个频段，且覆