WCDMA无线网络规划的要点探讨

相对于2G时代,3G时代是一个竞争的时代,众多运营商将参与到3G的竞争,对用户而言运营商提供服务的优劣将直接影响到用户的认知度,因此,运营商从一开始就应当准备建设一个高质量、能提供多种类型业务、有竞争力的网络,这是WCDMA无线网络规划的出发点。本文即主要对WCDMA无线网络规划过程的原则及规划方法进行了探讨,并对依托于现有2G网络规划做了阐述。

网络规划内容探讨

WCDMA网络规划主要包括覆盖规划、容量规划、业务质量规划以及与之相关的无线网络资源的规划。WCDMA系统覆盖能力与系统容量、负载状况相关。系统负载的增加会导致覆盖范围的缩小,这就是WCDMA的 “软”特性。同时由于WCDMA系统的目标是为用户提供包括话音业务在内的多种不同速率、不同QoS质量要求的业务,因此业务质量要求也与网络的覆盖和容量有密切关系。在同一小区内,不同的覆盖范围可以提供不同质量要求的业务。
WCDMA网络规划的目标是根据规划的无线网络特性以及网络规划的需求,通过对相应的工程参数和无线资源管理参数规划设计,使得在满足一定信号覆盖、系统容量和业务质量要求的前提下,综合建网成本最低,并能保证网络具有良好的可升级能力。因此,WCDMA无线网络规划一般需要关注以下几个方面。

(1) 总体规划
WCDMA是一个自干扰系统,WCDMA无线网络规划的核心就是对系统干扰的控制。如果仍采用传统的GSM无线网络规划的分阶段规划和分阶段实施的原则,就会产生新加站对原有系统的强烈干扰,这一点在国内外的CDMA网络建设中已得到了证实。因此WCDMA网络规划一般采用全网总体规划,分阶段实施的原则,也就是通过合理的话务预测来得到未来几年WCDMA网络的用户数量和话务量,并据此对WCDMA无线网络进行规划。在实施过程中,根据预测的用户数量和话务量,在规划的基础上分阶段进行网络建设,这样将大大减少后期维护和优化成本,系统也将具有很好的可升级能力。
基于全网总体规划,分阶段实施的原则,需要对未来一段时间的用户数量和业务发展进行准确的预测,预测过高将会导致建设成本的增加,而预测过低将无法满足实际业务的发展需要。由于经济的发展、市场竞争格局的变化以及新技术的出现都可能对预测的准确性产生较多影响。因此,为了既能保证一定的预测前瞻性,又能适应各方面条件的变化,一般将预测时间设定为3~5年为宜。

(2) 覆盖、容量规划
根据不同的自身发展战略、3G发展定位、可分配资源等情况,对WCDMA覆盖将有不
同的原则。一般包括:“孤岛型”覆盖,先满足热点地区需求,再逐步扩张3G覆盖与容量;“撒网型”覆盖,3G建设采取广覆盖、小容量形式,再逐步进行容量扩充;“全面型”覆盖,广覆盖,大容量,全面铺开,迅速实现3G规模化商用。
根据各种因素的博弈,WCDMA网络覆盖一般应该考虑各地的经济发展水平、市场需求等条件,在经济发达、市场需求较高的地区实现连续覆盖,在欠发达地区进行重点城市和区域的覆盖,即采取“撒网型”的覆盖方式。同时,随着WCDMA网络的发展,网络规划应实现在发达省市绝大部分乡镇的覆盖,在中等发达地区大部分乡镇的覆盖,在欠发达地区可实现少部分乡镇的覆盖,并最终实现全国范围内的覆盖。容量规划应该根据覆盖区域的业务流量密度、可以利用的频谱以及对用户增长的预测等因素综合考虑。WCDMA具有“大覆盖,小容量”特点,因此容量规划与覆盖规划是相关联的。 WCDMA无线网络覆盖规划一般是在一定的负载条件下进行规划,对于不同的建网阶段、不同的区域分别按照上行链路35%~75%的负载进行规划。

(3) 室内规划
WCDMA网络由于其工作在2GHz的频段,因此其无线传播特性较之于GSM网络要差,并且由于WCDMA技术的自干扰特性等,传统的依靠室外来对室内进行覆盖的方式不再适用;同时,由于3G业务更多的是支持各种高速数据业务,而数据业务一般发生的区域是在室内,因此,WCDMA网络在规划初期就需要考虑较为完善的室内覆盖。国外3G网络的发展也证明了这一点。室内分布系统规划主要考虑室内外频率策略、切换策略、分区策略等方面。

(4) 业务规划
在前面已经提到WCDMA网络的目标是为用户提供包括话音在内的多种不同速率、不同QoS质量要求的业务,因此,无线网络规划阶段须考虑未来WCDMA网络所要提供的业务类型、话务密度等因素。一般认为,WCDMA网络将是一个承载基本话音和多种不同速率业务的混和网络,即除了要提供与2G网络相同的基本话音业务之外,还要提供区别于2G网络的差异化业务,这包括CS64kbps可视电话业务,PS64/128/384kbps数据业务等。其中,CS64kbps可视电话业务是WCDMA系统区别于2G业务,也是区别于其他3G系统的特色业务,同时一般也被认为是未来3G中的较具有竞争力的业务,因此,WCDMA网络一般是以CS64kbps可视电话业务连续覆盖为原则,同时由于分组域数据业务的上行一般为PS64kbps,在此条件下也能较好的保证各种不同速率分组业务的进行。在数据业务热点地区,规划初期可以考虑PS128kbps或者PS384kbps连续覆盖,这样既能保证WCDMA系统有足够的容量,又能保证为用户提供各种不同QoS的业务。

另一方面,随着WCDMA技术的发展,HSDPA技术也逐渐成熟,各个WCDMA系统设备和终端厂商将能陆续提供商用HSDPA系统和终端设备。因此,在进行业务规划的时候,也需要考虑到可以承载更高数据速率业务的HSDPA规划。

(5) 2G/3G协同规划
2G网络是运营商所具有的宝贵资源,这不仅包括2G系统的基站站址、室内分布系统、机房、天馈等设施和场所,也包括经由2G网络所获得的关于用户的话务密度、用户分布等重要数据。因此在进行WCDMA无线网络规划时,应该充分、合理利用2G网络的各种资源。

WCDMA无线网络规划流程介绍

WCDMA无线网络规划一般包括无线网络设计需求的确定、传播模型校正、初始无线网络设计、详细无线网络设计以及初始网络调整等几个阶段,其中每个阶段有不同的工作重点。下面分别予以介绍与分析。

(1) 无线网络设计需求的确定
无线网络设计的初期,需要根据具体服务区对覆盖的要求、容量的要求以及服务的种类及质量要求并参考服务区的话务密度等情况来确定网络设计的需求。
这一阶段需要考虑进行规划区域的类型,如密集城区、普通城区、郊区、室内、公路/干道等以及各种区域所占的比例情况。覆盖要求一般是以服务区域覆盖率为指标。WCDMA网络中网络负荷与规划的容量有很大关系,一般根据覆盖区域的不同和对容量的不同要求设定不同的网络负荷。同时,业务模型与用户使用无线网络中不同业务的行为有密切关系,并且不同区域用户的业务模型一般是不同的。业务模型与网络提供的业务、不同业务的业务强度、不同服务区域类型以及用户高中低端的分布等密切相关。

(2) 传播模型校正
在WCDMA网络规划中,传播模型是进行网络规划的重要工具,传播预测的准确性将大大影响规划的准确性。众所周知,无线信道的电波传播特性与电波传播环境密切相关,不同频段下的电波传播受到传播环境的影响,包括地貌、人工建筑、收发天线间的距离、天线高度等。根据不同的无线传播特性和点播传播方式人们已经提出了各种典型的传播模型,如Okumura-Hata模型、COST231 Hata模型,在这些模型中前面所提到的各种因素一般都以变量函数的形式在路径损耗公式中体现。这些传播模型具有普遍的适用性,但由于地形、建筑物密集程度和高度等方面的不同,在具体应用时前述的各种对应变量函数应该各不相同,从而导致一般的传播模型对具体的无线环境预测不够准确,而需要在这些典型的传播模型基础上进行传播模型校正。