GSM无线网络规划

GSM无线网络规划浙江南天邮电通讯技术有限公司网络优化部目录网络规划简介无线网络规划无线网络规划的任务无线网络规划的目的无线网络规划的流程小区规划网络规划简介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工程建设设备安装网络规划简介邻区规划干扰分析频率计划覆盖预测传播模型位置区规划信道配置参数设计基站勘测覆盖设计容量设计无线网络规划GSM无线网络规划与优化流程系统需求分析系统容量极限网络优化调整系统增长工程优化调整工程实施频率规划与干扰预测覆盖预测与规划勘察与站点初始布局容量规划无线网络规划的任务（目标）在保证近期容量需求和远期扩容灵活的前提下，要使规划的网络在各规划期内能做到：1、在整个规划区内提供良好的覆盖和可靠的服务质量2、无线系统容量满足话务需求3、可用频带的有效利用4、经济合理提供满足一定条件（容量、覆盖、干扰）的网络建设方案以指导工程的实施。无线网络规划的内容1、确定规划区内所需的基站数和相应的站址2、确定小区参数：天线类型、天线高度、方向角、下倾角、有效辐射功率等RF参数3、确定小区应配置的TRX数4、确定小区频率配置5、确定小区相关无线资源参数无线网络规划的具体工作过程1、资料收集与需求分析2、现场勘察与基站初始布局3、电波传播测试4、业务量预测与容量规划5、小区规划6、场强预测与覆盖分析7、频率规划与干扰分析8、参数规划9、无线资源参数设计资料收集与需求分析为了能设计出适应当地通信环境的、符合设计要求的网络，需要对当地进行全面详尽的调查；明确设计要求。1、资料收集收集移动业务预测资料城市规划资料现有移动网设备及运行资料2、调查、核实和分析电波传播环境调查干扰调查(频点使用情况)现有移动网服务区域、服务质量调查与评估话务密度分布调查资料收集与需求分析3、需求分析(设计要求)(1)规划可用的频率范围及可能的限制使用的频点(2)业务量需求及系统容量(3)规划区大小(4)服务质量：网络的服务等级GoS、信号质量、覆盖区通信概率(覆盖区内或覆盖区边缘无线可通率)、覆盖干扰要求等(5)话务模型(无线部分)：如每用户忙时平均话务量(如0.027Erlang)、SDCCH信道特殊要求、移动台位置更新次数等(6)短消息业务的要求(7)其他要求。如：是否允许IMSI附着/分离；是否允许呼叫重建；是否允许紧急呼叫；是否允许定向重试；是否要求非连续发射等。资料收集与需求分析(8)电子地图格式地图格式决定数据存放的形式：格式不同，数据的存放形式就有可能不同。格式变化了，所有针对此格式的软件都得重新设计。决定某格式地图各类数据地理坐标值的特征量有两个：一是地球模型，一是投影方式。现场勘查与基站初始布局1、基站布局制约因素：场强覆盖、话务密度分布、建站条件、经济考虑2、站点选择与勘察要点：(1)交通方便、市电可靠、环境安全及占地面积小。(2)在建网初期设站较少时，选择的站址应保证重要用户和用户密度大的市区有良好的覆盖。(3)在不影响基站布局的前提下，应尽量选择现有电信枢纽楼、邮电局或微波站作为站址，并利用其机房、电源及铁塔等设施。(4)避免在UHFTV台设站。如果一定要设站，应核实是否存在相互干扰或是否可采取措施避免干扰。(5)避免在雷达站附近设站，如要设站应采取措施防止相互干扰和保障安全。现场勘查与基站初始布局(6)避免在高山上设站。高站干扰范围大，影响频率复用。在农村高山设站往往对处于小盆地的乡镇覆盖不好。(7)避免在树林中设站。如要设站，应保持天线高于树顶。(8)市区基站中，对于小蜂窝区(R=1～3km)基站宜选高于建筑物平均高度但低于最高建筑物的楼房作为站址，对于微蜂窝区基站则选低于建筑物平均高度的楼房设站且四周建筑物屏蔽较好。(9)避免选择今后可能有新建筑物影响覆盖区或同频干扰的站址。(10)市区两个系统的基站尽量共址或靠近选址。(11)有必要的建站条件:a.楼内有可用的市电及防雷接地系统b.楼面负荷能满足工艺要求。c.楼顶有安装天线的场地。电波传播测试场强预测(即计算电磁场中某点的场强)是整个网络规划工作的基础，其准确性直接影响网络规划结果，并最终影响网络建成后的运行质量。在实际工程中，由于电波传播的复杂性，得到准确的解析解事实上是不可能的，因此一般都是采用传播模型进行有误差的场强预测。无线通信的传播环境在不同的区域是完全不同的，不同的无线通信系统其服务区的大小也是不同的，目前还没有一种模型能适用于各种环境和不同的区域大小。如直接使用经验传播模型进行预测，可能会有较大的偏差，因此应结合扫频测试及可靠的电子地图，利用网络规划软件进行相应的数据分析和传播模型的参数校正，最终得到适合目标区域环境特征的电波传播模型。业务量预测与容量规划1、话务量及忙时话务量所谓话务量是指一组线路或中继线上电话呼叫的总和。而忙时话务量A则指系统或线路最忙时的最大话务负荷。A=a*b*t其中，a为每用户每天呼叫次数(来话及去话),b为忙时集中系数(忙时话务量/全天话务量)，t为每用户每次通话平均时长。假定某用户每天通话6次，每次通话2分钟，忙时集中系数为0.15，则A=0.03Erl2、爱尔兰（Erlang）一个Erl是指一条通话电路被100％连续占用1个小时的话务负荷。3、呼损率指全部话音信道被占用而不能成功接续的呼叫次数占总呼叫次数的百分比。注意：不含由于覆盖区内的无线可通率小于1而造成的呼损业务量预测与容量规划4、ErlangB表定义了呼损、信道数及话务量的关系5、BHCA交换机具有的平均用户忙时试呼次数6、话务模型(1)定义了影响系统容量的各个重要参数的取值(如每用户平均忙时话务量、移动用户主叫次数、移动用户被叫次数、移动台位置更新等)，是有线、无线网络设计的重要依据。业务量预测与容量规划(3)控制信道和业务信道的分配TRX1234567控制信道1222333TCH信道7142230374553话务量2.938.214.9222835.5432％呼损附加：在实际使用中，不可能所有用户每时每刻都在同时打电话，所以还有个概率问题，这个概率跟进爱尔兰B表来进行计算，考虑可接受的拥塞率。业务量预测与容量规划话务量和用户数的计算假设某区域有3个站，1个2/2/2的站，1个4/4/4的站，1个3/3/3的站。基站站型小区载频数话务量用户数site12/2/2site1-128.2328site12/2/2site1-228.2328site12/2/2site1-328.2328site24/4/4site2-1422880site24/4/4site2-2422880site24/4/4site2-3422880site33/3/3site3-1314.9596site33/3/3site3-2314.9596site33/3/3site3-3314.959627135.354122%呼损每用户话务量＝0.025Erl业务量预测与容量规划9、容量规划(基站总数、站型)(1)估算容量受限区域所需基站总数、站型和容量：由频率资源及频率复用方式，估算每个基站最大站型和容量总话务量除以基站最大容量(各小区之和)，可得出所需基站总数由话务模型、爱尔兰B表，得到话音信道数、控制信道数和容量(2)估算覆盖受限区域所需基站总数、站型和容量：用规划区面积除以基站最小覆盖面积（估算）得到基站总数。小区覆盖面积（估算）乘以相应的话务密度，得到该小区目前需满足的话务量查爱尔兰B表，估算所需的话音信道数和控制信道数，两者相加除以8得出该基站该小区所需载频。小区规划1、主要内容RF参数：天线类型、高度、下倾、方向角、输入功率等小区覆盖半径覆盖干扰要求：覆盖类型、最小场强、最小C/I最小C/A设备指标：基站及手机接收灵敏度、最大发射功率涉及以下工作：天线工程：天线选取、天线分集增益、塔放场强预测：路损计算(传播模型)、天线增益计算(天线方向图)覆盖预测：无线可通率(覆盖区边缘、覆盖区内)-慢衰落保护所需的系统余量。快衰落及人为噪声引起的恶化量的储备、损耗(车损、建筑物损耗、人体损耗等)上下行链路平衡分析天馈损耗小区规划2、天线工程(1)天线性能参数：天线增益：主发射方向上的增益。发射方向越集中，天线增益越高。全向性天线，在所有方向上的增益相同。前后比：最大主方向增益与反方向增益之比。描述定向特性波束宽度：指天线发射的主方向与发射功率下降3dB点的一个夹角，并把这个区域称为天线的波瓣)dBi与dBd：isotropic全向天线dipole半播偶极子天线，相对于理想全向天线来说，最大辐射方向上的增益为1.64(2.15dB)dBi=dBd+2.15下倾：控制干扰及增强覆盖极化：最大辐射方向上的电场矢量方向天线波瓣主向B-3dB-3dB小区规划(2)天线选择根据组网的要求建立不同类型的基站，而不同类型的基站需要选择不同类型的天线。选择的依据就是上述技术参数。a)在人口比较密集的城区，。为了减少系统的干扰，通常采用增益比较低且水平波瓣角较小的定向天线，使其对其他基站的干扰降低到最小程度。b)在人口较少的郊区，为了保证覆盖以及对城区的干扰，通常不同的小区采用不同的定向天线，面向城区的小区，一般采用增益较小且水平波瓣角较小的天线（当和城区距离较远时可不用这样考虑），非面向城区的小区，一般采用增益较大的天线。c)在农村地区，考虑的主要是覆盖问题，这时一般采用高增益的定向或全向天线。小区规划(3)天线倾角在解决干扰、话务均衡、室内覆盖、山腰山脚覆盖等问题时，调整天线下倾是经常采用的方法。下倾主要分两种，即机械下倾与电调下倾（普通电调、可调电调、遥控可调电调）。天线机械下倾不能太大，太大可能会引起方向图崎变：尽管主瓣方向覆盖距离明显缩短，但是整个方向图不是都在本基站扇区内，在相邻基站小区内也会收到该小区信号，从而可能造成干扰。小区规划(4)天线方位角(扇区方向)为降低干扰，总体保持一致，可根据具体的话务分布进行局部调整(5)天线高度覆盖受限时可高一些。干扰受限时应低一些小区规划(6)空间分集在同一基站或小区，采用两副水平间隔数十个波长的天线接收同一信号，再通过分集组合技术选出最强信号或组合成衰落较小的信号。分集增益：主要取决于分集天线的有效高度与水平间距之比值及接收信号到达角（来波角）。天线愈高要求分集间距愈大。(6)极化分集把两副接收天线的极化角度互成90°，可以获得较好的分集增益，并且可以把这种分集天线集成于一副天线内实现，这样对于一个扇区只需一副TX天线和一副RX天线，若采用双工器，则只需一副收发合一的天线，但要求较高。小区规划3、无线可通率(1)通信概率：在服务区进行满意通话（指话音质量达到规定指标）的成功概率(位置和时间概率)。随时间的变化影响很小，主要考虑位置的变化(2)覆盖区内及覆盖区边缘无线可通率90％-75%97%-90%郊区为75%，城市为90%郊区为80%，城市为95%(3)系统余量系统余量一般取值(90%/75%)：城市9dB，郊区6dB，不规则地形城市13dB，郊区7dB。3、恶化量储备恶化量是由于人为噪声和移动中的多径传播的快衰落带来的。一般恶化量储备为3－10dB。高速公路无需额外考虑小区规划4、各类损耗(1)人体损耗。对于手持机，当位于腰部和肩部时，接收的信号比天线离开人体几个波长时将分别降低4-7dB和1-2dB。一般取人体损耗为3dB。(2)汽车贯穿损耗。一般取6dB(3)建筑物贯穿损耗。一般取16dB建筑27dB(东京)15dB(芝加哥)窗子附近6dB(东京、芝加哥)楼第1~13层2.75dB/层(东京)2.65dB/层(芝加哥)楼第13~30层7dB(东京、芝加哥)小区规划小区规划5、覆盖干扰要求假设接收机灵敏度为-102dBm,人体损耗3dB,车内损耗6dB,建筑物贯穿损耗16dB.系统余量8dB，恶化量3dB(室内可不考虑)覆盖类型最小场强最小C/I最小C/A室外覆盖-8812-6车内覆盖-8212-6室内覆盖-7512-6繁华市区室内覆盖