移动通信网络规划 第5章

移动通信网络规划与工程设计移动通信网络规划与工程设计第1章移动通信技术演进第2章电波传播模型校正第3章无线网络仿真第4章GSM/GPRS/R4核心网规划第5章GSM/GPRS/EDGE无线网规划第6章TD-SCDMA无线网规划第7章CDMA20001xEV-DO网络规划第8章WCDMA无线网规划第9章室内覆盖设计第10章工程设计第11章移动网质量评估4.CliktoaddTitle第5章GSM/GPRS/EDGE无线网规划5.1引言5.2GSM/GPRS无线网结构及接口5.3GSM/GPRS无线网规划5.4规划指标要求5.5小区规划5.6覆盖规划5.7容量规划5.8频率规划5.9900MHz/1800MHz双频网规划5.10GPRS规划5.11EDGE规划5.12位置管理规划5.13基站子系统网路组织5.14无线网的扩容5.15编号规划5.1引言GSM（GlobalSystemforMobileCommunications）称为“全球移动通信系统”，是我国正在运营的主要移动通信网之一，我国GSM网络已建成世界上规模最大、用户最多的移动通信网。通用分组无线业务GPRS（GeneralPacketRadioService）和增强GPRS即EDGE（EnhancedGPRS）是GSM向3G演进中的过渡技术，也称为2.5G和2.75G，目的是在GSM网络演进到3G之前，为用户提供中、低速分组数据业务。5.2GSM/GPRS无线网结构及接口GSM/GPRS网由核心网CN、基站接入子系统BSS、操作维护中心OMC和移动台MS组成。核心网分为CS电路域和PS分组域两部分。基站子系统BSS根据功能可分为码速率变换器（TCU）、基站控制器（BSC）、基站收发信机（BTS）三部分。5.2GSM/GPRS无线网结构及接口基站子系统（BSS）与核心网CN电路域CS之间为A接口，基站子系统（BSS）与核心网分组域PS之间为Gb接口，基站子系统中BSC与BTS之间为Abis接口。各接口协议见下图：5.2GSM/GPRS无线网结构及接口基站子系统各接口的功能如下：A接口：BSC与MSC之间的接口。主要功能是传递呼叫处理、移动性管理、基站管理和移动台管理。Gb接口：BSS与SGSN之间的接口。支持移动台与核心网分组域连接，向用户提供分组数据业务。Abis接口：BSC与BTS之间的接口。主要功能支持向所有用户提供服务，并支持对BTS无线设备的控制和无线频率分配。Um接口：通常称为无线接口或空中接口。传递的信息包括无线资源管理，移动性管理和接续管理。5.2GSM/GPRS无线网结构及接口GSM系统是一个频率—时间分隔的系统，载频间隔为200KHz，每个载频按时间分成8个时隙，每个时隙称为一个TDMA帧，一个无线帧长4.615ms，每个TDMA帧长577us，时隙复用构成物理信道，一个无线帧包含8个基本物理信道。见下图。5.2GSM/GPRS无线网结构及接口GSM无线子系统的物理信道支撑着逻辑信道。逻辑信道分为业务信道TCH（TrafficChannel）和控制信道CCH（ControlChannel）两大类，控制信道也称为信令信道（SignallingChannel）。①业务信道（TCH）TCH载有编码的语音或用户数据，它又分为全速率业务信道TCH/F和半速率业务信道TCH/H。②控制信道（CCH）CCH用于传送信令或同步数据。它主要有三种：广播信道（BCCH）、公共控制信道（CCCH）和专用控制信道（DCCH）。5.3GSM/GPRS无线网规划5.3.1规划特点对于GSM系统，当小区覆盖边界一旦确定后，基本不变，不受小区负荷影响；而小区所能承载的用户数完全取决于载频配置数量，具有“硬覆盖”、“硬容量”的特点，因此容量规划和覆盖规划是分别独立进行的，并且不需要进行基于话务模型和密度分布的蒙特卡罗仿真分析，这一点完全不同于具有“软覆盖”、“软容量”的CDMA系统。5.3.2规划原则①网路规划要要适应我国地域广阔、地形复杂多样、经济发展不平衡、用户分布不均匀的特点。②网路规划应适应各运营商的业务发展要求和发展策划。③网路规划要满足用户完成越局切换和自动漫游通信等需求。④网路规划应最大限度的保护运营商已有的投资，因此应考虑充分利用现有网络资源。⑤规划方案应确保网路安全、便于网络维护和管理。⑥有利于业务拓展和网络的升级演进，现在技术发展非常快，因此网路规划方案应建立在能以最低的代价升级和演进到新一代网络基础上。⑦建网要经济、投资应合理，单位造价应尽可能低。5.3.3规划流程5.4规划指标⑴接续质量看其接入时间和接通概率⑵传输质量看其话音质量和误码率⑶可靠性看其质量的稳定性能及无故障间隔5.3.2传输质量⑴响度评定值⑵稳定性损耗⑶时延⑷回波损耗RL（Returnloss）5.4.3接续质量⑴无线可通率⑵无线信道呼损率⑶接收机输入端射频信号电平最低容限值基站选址与布局⑶基站选址的原则①基站选址宜选在标准蜂窝结构基站位置附近，标准的蜂窝结构应通过在数字地图上仿真得出②基站选址时应避免几个基站覆盖的重叠区位于移动用户集中的区域，以便尽量减少切换。③基站宜选在有可靠电源并有适当的高度或者有铁塔等可资利用架设基站天线的建筑物④基站不宜选在大功率无线发射台、电视发射台、大功率雷达站、X光设备或生产强脉冲干扰的热合机、高频炉的企业附近、高压输电线路下方等场所，以避免干扰。⑤基站的目标覆盖区应视野开阔，其附近应无高于基站天线的建筑物阻挡.⑥基站不宜选在易燃易爆仓库、加油站、材料堆集厂以及在生产过程中容易发生火灾和有爆炸危险的工业、企业附近，以确保安全。⑦在医疗机构附近选站，应避开对医疗设备的干扰，以保证患者的安全。⑧郊区基站应避免选在雷击区⑨基站不宜与广播电视系统同址⑩基站选在非电信专用房屋，应按通信机房要求及设备的具体情况进行加固、改造，以确保安全。基站天线选择⑴基站天线选择原则①城市高话务密度区，特别是繁华市区，网络建设初期为了保证覆盖，可选用水平650半功率角的高增益定向天线（板型天线），组成标准的三叶草形蜂窝小区结构，随着密度容量的增加，采用蜂窝分裂等进行网络扩建②对于天线安装空间受限，而不能满足空间分集距离的基站可选用双极化定向天线一般市区及郊区、郊县城关基站可根基需要选用水平半功率角较大的定向天线④对于目标覆盖区面积较大的郊区基站，可选择单极化高增益天线⑤对于以覆盖铁路、公路等交通道路为目的的基站，其覆盖区为带状网，可以选用水平半功率角较小（如300）的高增益定向天线⑥在选择天线类型时，还应考虑与其它移动网所使用天线的物理隔离度要求，在满足电气性能指标的前提下，应尽量选择物理长度较短的天线⑵天线参数设计①天线高度和位置设计②定向天线主瓣水平方向角设计③天线俯仰角设计④天线俯仰角虽然可以有效的降低干扰，但调整不宜过大，以免造成整个系统干扰增加、驻波比过高等负面影响5.6.5扩大基站覆盖技术⑴直放站⑵应用塔顶放大器扩大覆盖区5.6.5覆盖设计一般原则⑴无线覆盖区设计应满足下列要求：①覆盖率目标，包括人口覆盖率、面积覆盖率等；②频道干扰指标；③频谱利用率和网络质量指标的统一；④无线网服务质量指标⑵在无线覆盖区设计中，应依据有利于增强覆盖、减少干扰的原则选择基站天线类型，并应在工程设计中对天线辐射方向及下倾角度进行合理设置(3)微蜂窝可用于室内或室外较小范围内的无线覆盖(4)对需要覆盖而增设宏蜂窝基站不经济的局部地区或基站内、建筑物室内等盲区，或为了增加系统容量，可根据实际情况采用直放站、微蜂窝、微微蜂窝、室内分布天线系统、塔顶放大器等多种技术手段来满足覆盖和容量需求⑸微微蜂窝是指小区半径一般不超过100米，主要用于解决高话务重点场所室内覆盖及微微小区室外覆盖⑹在省界及国界地带覆盖设计时，除双方协调外，还应针对具体情况，采取具体工程措施，做好无线覆盖区的控制设计，使无线覆盖区和行政区尽量保持一致5.7.4基站站型与容量⑴控制信道的配置⑵业务信道的配置⑶GSM站型及其容量5.8频率规划5.8.1频率规划的目标无线网频率规划的目标有两个：首要目标是努力提高频率利用率，另一个目标就是采取各种措施降低网内干扰.5.8.2GSM工作频段5.8.4频率规划的原则⑴频道分配的原则：频率复用有多种形式，在工程设计中应按下列原则来选择：①在需要覆盖的低话务密度区，如郊区、农村等，采用全向站型时，可选用7×1的复用方式；②在用户密度较高的城区可选用4×3的复用方式，使用水平半功率角为650（或900）的定向天线组成三叶草形蜂窝小区（或菱形蜂窝小区）；③在城市核心区等高话务密度区，可以采用紧密频率复用方式，如3×3、2×6、1×3、MFRP（多重频率复用），或同心园（ConcentricCell）等增容技术，以满足密度容量的要求，但同时应注意采用空间分集、跳频（FH）、动态功率控制（DPC）、话音激活不连续发射（DTX）等技术措施，降低网内干扰，满足频道干扰保护比的要求；④考虑到BCCH信道上不能采用跳频和不连续发射等技术，同时由于BCCH信道承担着大量信令信号的传送，必须保证BCCH信道受到的干扰较小，因此，BCCH信道应采用4×3或更宽松的频率复用方式，如5×3、6×3。⑵GSM系统的跳频方式从时域概念上分为帧跳频和时隙跳频两种；从载频实现方式上分为基带跳频（BFHBasebandFrenquencyHopping）和合成跳频（SFHSynthesiserFrenquencyHopping）两种。⑶采用1×3复用方式时，频率加载率应尽量控制在50%以下。⑷频率规划既应考虑本期的合理性，也要考虑有利于网络将来扩容和演进。⑸对于省内网，全省地区应进行统一的频率协调；对于省界和国界地区，当双方覆盖区域互相衔接或者重叠时，应进行频道配置协调，同时应尽量使设计的覆盖区与行政区划一致，避免对用户的不合理漫游收费。⑹频率是宝贵的资源，因此频率规划中应尽量提高频率利用率。⑺微蜂窝的频率分配，可根据实际情况，采用专用微蜂窝频道或“偷频”方式。⑻蜂窝结构，应根据地形地物具体情况、频道配置、基站设计参数等核算频道干扰保护比，满足工程设计要求，当发现不满足时应采取措施直到满足。⑼网络扩容，蜂窝分裂后，也应满足频道干扰保护比要求⑽在频率规划时应充分考虑不同运营商之间的干扰协调，除考虑必要的保护频段外，工程设计中还应充分利用地形地物、空间隔离、天线方向去耦、加装滤波器等手段，以保证满足隔离度要求。5.9GSM900/1800MHz双频网规划组网方式MSOMCBSCMSC/VLRHLR/AUCSMCEIRMSA共用HLR/AUC、OMC和SMC方式900900BTS900BTS900BTS1800BTS1800BSC1800MSC/VLR1800B共用MSC方式MSMS18001800BTS1800BTSBSCSMCEIRBSCBTS900900OMCBTS900MSC/VLRHLR/AUCMSC/VLRD共用BTS方式MSSMCBSCMS900/1800BTS900BTSBSCOMCEIRHLR/AUCBTSMSMSC/VLR1800C共用BSC方式900BTSMSBTS1800SMCBSCOMCEIRHLR/AUCBTS900BSC1800BTSBTS900/18009001800BTSBTS5.9.3设计要点⑴做好话务密度需求及分布预测⑵解决好900MHz和1800MHz两个频段传播上的差异⑶选择合理基站布局⑷设置好双频网参数⑸双频共址小区的规划方法GPRS分组数据业务的特点⑴无线数据业务的种类和特点①无线Internet包括移动上网下载、WAP浏览、移动收发E-Mail、移动IP、FTP、移动QQ、信息点播、铃声下载、LOGO图片传送等。②移动电子商务移动电子商务能实现在线交易。有：话费查询、移动购物、移动缴费、电子彩票、移动股票交易、预定服务等。③移动多媒