3G无线网络规划与设计策略分析

3G无线网络规划与设计策略分析随着技术的不断成熟，3G网络的全面商用部署将进入实施阶段，3G无线网络的规划工作，即合理、经济地建设一个3G网络已成为业界亟需重视的问题之一，因此，本文将重点讨论3G网络规划的目标、流程和若干重点问题。一、从容量覆盖与业务角度出发的流程针对3G网络的无线网络规划流程，其主要依据有2条：（1）无线网络覆盖和容量；（2）业务模型。结合3G实际规划工作，两个出发点应融入到统一的规划流程，在此提供一套3G无线网络规划的一般流程：1．数据准备数据准备是整个网络规划工作的前提条件，主要指客户需求分析、电子地图数据的准备以及可提供站点勘察，关键点是获取当地无线环境的相关信息。由于3G业务丰富，3G网络规划在需求分析中，需要把各项业务的具体指标确定下来，以保证后续仿真的准确性。2．链路预算分析3G网络规划中链路预算的主要目的是在对当前系统模型参数合理取值基础上，分析小区的最大允许路径损耗，从而得出各种情况下的覆盖半径。显然，这与2G规划中的链路预算分析存在差异——由于多媒体业务的介入而导致对建网成本的权衡。在3G网络规划中，由于上下行链路的数据传输量的非对称性，导致网络规划如果仅仅考虑“保证通信质量要求最高”的小区半径，将大大提高建网成本，而仅仅考虑“保证通信质量要求最低”的小区半径又将导致网络规划的目标（KPI）无法实现。所以必须结合对热点和冷点区域的覆盖，合理、经济地进行“权衡”建网，这是3G网络规划中的重要一环，也为下一步网络拓扑结构设计奠定基础。3．以覆盖为依据的网络拓扑结构设计在权衡建网的基础上，已经得到不同小区半径，此时可以通过一些专业软件工具在计算机上进行网络拓扑结构设计(见图1)，并结合第一步流程中的可提供站点信息，尽量控制规划结果的建网成本。在这一步流程里，表面看来是以覆盖为依据，而实质上，对业务的考虑已经充分体现在“链路预算分析”中了。这一步还需要完成所有规划站点的网规勘察。4．网络容量计算以上步骤重点考虑了覆盖和业务，3G网络规划还需要对其容量进行计算与评估。与2G网络不同，3G网络扩容更侧重于载波以及其他手段的扩容，而非增加站点数目，3G自干扰系统的特点大大约束了网络规划工程师无限制增加站点数目以扩容的余地。需要特别说明的是，3G规划往往分为规划覆盖和规划容量两方面工作，这意味着容量规划必须首先满足覆盖需求，于是在网络容量规划中，工作重点在于“Dimensioning”，并且对分组域（PCF）、传输域（PacketPipe）、基站容量（CE）进行充分而适当的规划调整。当然，3G容量规划还应包括传输分集、波束组成、附加卷积编码等相关技术手段。在这一步中，需要完成对网络的仿真工作，输出仿真条件下的KPI，以保证目标实现。5．规划结果交付通过以上各步骤的实施，提交网络规划结果。二、从KPI角度出发的目标网络规划是在建网前，对站点地理分布、天馈设计、参数设置、3G业务规划等一系列建网参数设计工作的总称。3G网络规划的目标，就是保证网络运营期间良好的网络运行指标。所以我们可以从网络KPI出发设定网络规划的目标。网络KPI可以分为MSC和无线两大体系。针对EV-DO网络，无线KPI应包含：·3GDataEstablishedCallRate(数据呼叫建立成功率)·3GDataCallDropRate(数据呼叫掉话率)·3GDataBurstRateForward(前向突发速率)·3GDataBurstRateReverse(反向突发速率)·PPPConnectionSuccessfulRate(PPP连接成功率)对于WCDMA网络，KPI应包含：·RRC建立和接入成功率·RAB建立和接入成功率·平均RACH吞吐量·平均FACH吞吐量·平均PCH吞吐量与此同时，3G容量规划也是网络规划的主要目标之一，即容量评估包含的分组域（PCF）、传输域（PacketPipe）、基站容量（CE）以及无线容量（RFPower）。综上所述，3G网络规划的目标，可以从3G网络的KPI（运行评估关键指标和容量评估关键指标）入手，只有规划的网络通过网络仿真等技术手段后能够达到KPI要求，才可以说实现了3G网络规划目标。三、规划重点在上述的规划流程中，有以下几个规划重点需要特别阐述。1．业务模型3G数据业务的丰富性带来了地域分布的不均衡性和用户需求的变化特性，所以在3G网络规划中，必须考虑各种数据业务所具有的特定资源占用模型。3G网络中，无论是用户所使用的业务类型、用户行为、移动性、终端，还是话务分布等，都与传统2G语音业务模型有本质区别。比如，在2G网络规划中有传播模型的校正，在3G规划阶段，就需增加业务模型的校正。目前的困难在于一些参数的准确界定，而这套思路和流程应当说“既见树木，又见森林”，从本质上保证了规划方案的合理性。结合上述规划流程中的“链路预算分析”，我们可以细化一些参数，如整理得到3G（以EV-DO为例）与2G链路预算差异，见表1。解调门限的设置，本身更是与业务模型密切相关，不同的业务类型对于解调门限的要求完全不同。如反向链路预算中，系统未带负载时要求的解调信噪比值（Eb/No），在实际3G系统中，影响因素包含频段、编码方式、业务速率、FER等。2．室内规划数据业务发生的区域往往在室内，根据NTTDoCoMo统计，在日本，移动电话业务发生在室内的比例为69.7%。3G网络的话务热点，往往在酒店、大型超市、办公楼和公寓，甚至地铁等，这对室内覆盖规划提出了优质覆盖的要求。根据2003年Lucent在国内的统计，国内密集城区的CDMA基站平均间距在0.45~0.8km，城区的基站间距平均在0.75~1.26km，这说明核心城区通过增加宏基站改善室内覆盖的空间已经不大，需要加大3G室内覆盖规划的研究。目前来看，室内分布系统是解决3G网络室内覆盖，尤其是高层楼宇室内覆盖优化的较为出色的解决方案，同时HSDPA技术对于室内覆盖也有着较好的解决方法。通过室内分布系统，可大大提高室内射频性能，在室内任何地点实现3G的高速率传输。室内分布系统在3G的应用场合，基本可以分为以下三种类型：·室内盲区·话务量高的大型室内场所·发生频繁切换的室内场所室内分布系统的原理是利用室内天线分布系统将基站信号均匀分布在室内每个角落，从而保证理想的覆盖。3G网络室内分布系统的规划与建设，可以全面改善建筑物内的通话质量，提高3G网络多媒体服务质量，开辟出高质量的室内移动通信区域。3．成本原则根据中国联通CDMA网络建设的经验，覆盖全国的网络至少需要5000万线容量，以2000元/线计算，设备投资高达1000亿元（不包括软件、基建等成本）。所以3G无线网络规划必须考虑成本原则，第一点是多媒体业务的介入导致的建网成本的权衡，第二点是以平滑升级降低建网成本。事实上，3G标准中的CDMA2000EV-DO基站可以很好地融合（共站点）到现有CDMA1x网络中，即以下成本可以降低甚至节省：·共享部分射频模块和天馈系统；·享时钟系统；·共享机房、电源、传输等配套资源；·简化网络管理，降低运维成本。（1）CDMA20001xEV-DO升级原则平滑升级总的原则是：充分利用现有的1x网络和现有站点，根据数据业务的需求，点、线、面结合，分阶段、分热点区域地进行平滑升级。·数据业务需求少的区域，用1x系统的数据业务能力来满足用户需求；·数据业务热点区域首先进行网络升级，在站址选择中尽量遵循与原1x站点共站的原则；·终端移动性弱，面积和用户很少的数据业务热点区域，选用1xEV-DO点组网方式；·对于需要连续覆盖的道路以及道路两边的区域，选用1xEV-DO线组网方式；·终端移动性强，需要连续覆盖的成片数据业务热点区域，选用1xEV-DO面组网方式。（2）3G升级1xEV-DO和1x天馈共用方法中兴通讯的1x业务区进行共站同频段的EV-DO升级，不需要增加或更换天馈，也不需要外置合路器和功分器即可平滑升级。如果在其他设备提供商的1x业务区，中兴通讯EV-DO设备也可以与原有1x设备共站和共用天馈系统，1xEV-DO和1x信号通过外置合路器送到天馈。如果EV-DO频段和原1x的频段不同，则需要增加天馈，也可以更换为双频段天线，但需要增加馈线。（3）1xEV-DO和1x室内分布系统共用实现方法如果是在1x系统上增加EV-DO系统，现有的室内分布系统可继续使用，根据不同的情况采取如下措施：·如果信号源是基站，可以通过合路器将EV-DO和1x合路后送到现有的室内分布系统；·如果信号源是直放站，则与直放站信号有关，根据原直放站设计的不同情况，可以不做任何改动，或更换窄带双工器、更换为选频直放站等。四、小结综上所述，3G无线网络规划既有与2G相同的地方，又有自身的技术特点，一套准确而全面的3G无线网络规划策略及流程可以帮助运营商、通信设计院以及设备提供商提高网络规划工作效率，从而建设一个符合规划KPI要求、优质运营的3G网络。