GSM网络规划及优化

MF000502网络规划概论ISSUE1.4无线产品课程开发室引入网络规划是建设一个网络的基础良好的网络规划能满足用户的需求、节省投资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无线通信特点电磁波传播途径、多径和衰落传播预测模型服务区电平设计天线知识分集技术1.1无线通信特点用户移动性无线传播的复杂性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电磁波传播途径多径和衰落1.3电磁波的传播损耗自由空间的传播损耗L(dB)=32.4+20lg(fMHz)+20lg(Dkm)不平坦地面的散射损耗障碍物引起的绕射损耗传播介质损耗穿透损耗室内传播损耗覆盖预测模型1.3电磁波的传播损耗Okumura/Hata模型适用于900M宏蜂窝预测COST231-Hata模型适用于1800M宏蜂窝预测COST231Walfish-Ikegami模型适用于900M和1800M的微蜂窝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服务区电平设计1.5天线知识按波束宽度60、90、120、全向。按频段900，1800，双频天线。按极化方式单极化、双极化。天线分类极化方式半功率角下倾角精度前后向比杂散1.5天线知识增益和方向图频率范围下倾角回波损耗阻抗最大输入功率天线指标泄漏电缆典型衰耗:4...40dB/100mcouplingloss:~60dB(at1mdist.)50Ohm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空间分集时间分集频率分集极化分集问题无线电波传播的主要特点是什么？典型服务区环境下电平设计为多少？天线主要指标有哪些？解答无线电波传播的特点是多径效应和衰落现象。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。天线的主要指标有：增益、驻波比、方向图、前后比等。小结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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网络规划简介覆盖规划天线选型、参数设计容量规划基站勘测ASSET规划软件频率计划参数设计文档制作HLR/AUCEIRIWFMSC/VLRBTSBTSBTSBSCMSA接口Um接口Abis接口PSTNBSS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传播模型位置区规划覆盖设计容量设计三维数字地图信道配置参数设计2.1网络规划简介2.1网络规划简介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。规划工作内容2.1网络规划简介准确进行覆盖预测基站布局对网络覆盖和容量的综合影响理想站址与实际工程的差别网络发展的长期性和整体性规划关键点2.2覆盖规划覆盖要求覆盖区域的计划覆盖区域分析城市、乡镇、农村，平原、山区等边缘场强和覆盖率灵敏度、衰落保护、损耗、频段差异功率预算对上下行链路进行估计特殊区域分析高层，地下，隧道等是上述区域的连接部，有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覆盖要求2.2覆盖规划宏蜂窝覆盖半径1km~10km，最常用的一种蜂窝。微蜂窝覆盖半径500~1000m，可以兼顾容量和覆盖。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。扩展蜂窝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隧道、地铁、地下车库工业及商业大厦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天线选择下倾角和安装2.3天馈设计天线选择2.3天馈设计天线的选择是决定网络质量的一个很重要部分；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；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市区基站天线选择a、通常选用水平半功率角60～65°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（3～6°）的天线；d、建议选择双极化天线。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15～18dBi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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（16～18dBi）；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、建议选择垂直极化天线。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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；对于地势较平坦的市区，一般天线的有效高度为25m左右；对于郊县基站，天线高度可适当提高，一般在40m左右。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；天线高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。天线高度设计原则天线方位角设计原则2.3天馈设计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。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；天线的主瓣方向偏离同频小区，可以有效地控制干扰；市区相邻扇区天线交叉覆盖深度不宜超过10%；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°；为防止越区覆盖，密集市区应避免天线主瓣正对较直的街道。天线下倾角设计原则2.3天馈设计天线的波束倾斜是提高频率复用能力的基本技术；运用天线下倾技术可有效控制覆盖范围，减小系统内干扰；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；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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°；电下倾和机械下倾方法，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：安装天线时需要注意：2.3天馈设计a、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。2〉1012～100.50～2GSM1800M3.5〉30310～3021～100.50～1GSM900Mh（m）D（m）FREQ2.3天馈设计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b、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+40log(k/λ)(dB)天线水平布置：Lv=22+20log(d/λ)-(G1+G2)-(S1+S2)(dB)c、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12～18λ；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5～6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话务模型服务等级GOS、平均用户忙时话务量、用户密度基站载频数覆盖范围、爱尔兰数、基站载频数基站总数总覆盖面积、平均每个基站覆盖范围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确定基站的理论位置对选定基站的详细勘测基站工程参数设计了解相关信息2.5基站勘测人口分布交通流量主要街道城市结构本地习惯山地、海岸线等较大的城镇选高话务区和用户集中区人口分布话务分布用户流向选址原则基站周围环境信号传播质量慎选高山、雷达、电台、森林、电厂等2.5基站勘测具体勘站情况有无强干扰设备、铁塔、楼层分布、共站址设备等经纬度、机房尺寸、机房现场电源、传输、防水、防雷接地、楼面负荷等2.5基站勘测条件有备用站址，满足合理的小区结构。内容记录2.6ASSET规划软件覆盖预测话务分析邻区规划频率计划干扰分析2.6ASSET规划软件合适精度的电子地图确定传播模型输入基站工程参数覆盖效果预测图覆盖预测2.6ASSET规划软件数字化地图的数据数字化地图的精度城区宏蜂窝20M精度微蜂窝预测选5M精度郊区农村50M/100M精度数字高程模型DEM地物覆盖模型DOM线状地物模型LDM建筑物矢量模型BDM2.7频率计划信道间隔：200kHz1710178518051880双工距离:95MHz890915935960双工距离:45MHzGSM900:GSM1800:GSM系统频率资源2.7频率计划传统的频率复用方式4*3复用提高频率利用率的技术分层紧密复用1*3普通同心圆智能同心圆（IUO）2.7频率计划手工规划计算机辅助规划频道组合A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D37677787980818283848586878889909192939495