WCDMA无线网络规划.pptx

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1、WCDMA无线网络规划流程无线网络规划流程基本流程一般分为规划目标定义及需求分析，预规划（即初始布局，包括链路预算、规模预算和预规划仿真），站址查勘，详细规划，开局优化；目前GSM中将初步设计方案和施工图合并作为一阶段设计，这符合GSM系统覆盖和容量相互独立的特点。但是由于WCDMA系统覆盖和容量、服务质量息息相关，仍然按照上述建设方法将导致“边设计、边建设、边验收/运营”的三边工程，不仅违背一步规划原则，而且可能会出现网络无法控制甚至崩溃的现象；建议一定按照建设部的相关规定将规划设计、建设验收和运营维护各个阶段相互分离。第1页/共60页规划主要阶段规划主要阶段无线传播模型校正规划目标确定基站

2、现场勘查网络估算2G数据分析，生成3G话务密度无线网规划仿真第2页/共60页规划规划3G网络覆盖范网络覆盖范围围市区：密集市区，普通城区，郊区，景区县市：城区交通干道：铁路高速第3页/共60页无线传播模型校正无线传播模型校正模型校正的目的：不规则地区影响电波传播经验公式不能很好符合各地地形特点，必须进行模型校正获得符合实际环境的无线电波传播模型，提高覆盖预测的准确性模型校正的方法：CW测试即连续波测试获取数据：CW测试和数字地图软件处理第4页/共60页常用传播模型自由空间传播模型宏蜂窝传播模型COST231-HATA模型Okumura-Hata模型 Lee模型 微蜂窝传播模型COST 231-

3、Walfish-Ikegami模型 3-D射线跟踪模型规划工具使用的通用校正模型室内常用传播模型无线传播模型校正无线传播模型校正第5页/共60页1 1、CWCW测试站址选择测试站址选择v测试站的数目测试站的数目:人口密集的大城市人口密集的大城市:大于或等于大于或等于3个；个；中小城市中小城市:大于或等于大于或等于2个；个；乡镇、农村：大于或等于乡镇、农村：大于或等于1个。个。v站址选择的原则站址选择的原则:尽量选择符合实际建网时布站条件的作为模拟站址，同时使它能够覆盖足够多的尽量选择符合实际建网时布站条件的作为模拟站址，同时使它能够覆盖足够多的 地物类型地物类型(这些地物类型来自数字地图这些地

4、物类型来自数字地图).先察看数字地图的各种地貌信息，初步定下测试站点，然后实地查勘，确定先察看数字地图的各种地貌信息，初步定下测试站点，然后实地查勘，确定CW测测 试站点。实测中可按以下标准来确定：试站点。实测中可按以下标准来确定：天线高度大于天线高度大于20m；天线高于最近的障碍物（垂直距离）天线高于最近的障碍物（垂直距离）5m以上以上.同时同时,要特别注意测试站点的周围是否有太多新建的建筑物。若测试站点周围新建要特别注意测试站点的周围是否有太多新建的建筑物。若测试站点周围新建 的建筑物太多，则这样的站点不适宜用来做测试基站。的建筑物太多，则这样的站点不适宜用来做测试基站。无线传播模型校正无

5、线传播模型校正第6页/共60页CWCW测试系统安装示意图测试系统安装示意图2 2、CWCW测试设备测试设备vCW测试设备由两部分组成：模拟基站系统和测试系统。模拟基站系统包括发射天线、馈线、测试设备由两部分组成：模拟基站系统和测试系统。模拟基站系统包括发射天线、馈线、高功放、高频信号源、功率计。测试系统包括测试接收机、高功放、高频信号源、功率计。测试系统包括测试接收机、GPS接收机、测试软件以及便接收机、测试软件以及便携式计算机等。携式计算机等。v此外，还需要有测量工具。手持式此外，还需要有测量工具。手持式GPS，用来测量模拟基站经纬度；指南针，用来确定模，用来测量模拟基站经纬度；指南针，用来

6、确定模拟基站周围的方向；坡度仪，用来确定全向天线是否垂直；皮尺（拟基站周围的方向；坡度仪，用来确定全向天线是否垂直；皮尺（50m），用来测量天线），用来测量天线高度、馈线长度。此外还有数码相机，拍摄模拟基站周围环境。高度、馈线长度。此外还有数码相机，拍摄模拟基站周围环境。信号源信号源功功 放放功率计功率计无线传播模型校正无线传播模型校正第7页/共60页3 3、进行、进行PlanetPlanet模型校正模型校正 PlaNET通用模型通用模型vPlaNET通用模型由下面的方程确定：通用模型由下面的方程确定：L(dB)=PTX-PRX=-K1-K2 d-K3(Heff)-K4(Diffraction

7、)-K5(Heff)d-K6(Hmeff)-Kclutter 式中式中,PRX为接收功率（为接收功率（dBm）;PTX为发射功为发射功（dBm）;K1为偏置常量为偏置常量(dB）;K2为距离衰减常数为距离衰减常数;K3为基站天线高度补偿修正系数为基站天线高度补偿修正系数;K4为多重绕射损为多重绕射损耗修正系数耗修正系数;K5为为(Heff)d多重修正因子多重修正因子;K6为为移动台天线有效高度增益修整因子移动台天线有效高度增益修整因子;d为基站到移动为基站到移动台之间的距离（台之间的距离（m）;Heff为基站天线有效高度为基站天线有效高度（m）;K4(Diffraction)为有障碍物阻挡时的

8、绕射路为有障碍物阻挡时的绕射路径损耗径损耗;Kclutter为地貌衰减系数（为地貌衰减系数（dB）;Hmeff为为移动台天线有效高度移动台天线有效高度.无线传播模型校正无线传播模型校正第8页/共60页CW测试数据的过滤与数字地图的选取v每种地形地貌的数据不能少于每种地形地貌的数据不能少于300300点；点；删除距离模拟基站删除距离模拟基站200200米之内的测试数据（米之内的测试数据（200200米不是绝对范围，电测时，市区删除米不是绝对范围，电测时，市区删除200200米之内；郊区删除米之内；郊区删除300300米之内；农村删除米之内；农村删除500500米之内）；米之内）；删除大于删除大于

9、65dBm65dBm的数据（农村采用的数据（农村采用70dBm70dBm作为上限）、小于作为上限）、小于100 dBm100 dBm的数据（此的数据（此时的信号已经淹没在噪声之中）；时的信号已经淹没在噪声之中）；删除与电子地图地貌、地形信息严重不符合的数据。删除与电子地图地貌、地形信息严重不符合的数据。v数字地图要尽可能的新，要反映最近土地的使用情况。如果用来校正模型的数字地图太旧，数字地图要尽可能的新，要反映最近土地的使用情况。如果用来校正模型的数字地图太旧，又没有新的数字地图可用时，应该注意站点的选择。尽量选取实际地貌类型和数字地图相又没有新的数字地图可用时，应该注意站点的选择。尽量选取实

10、际地貌类型和数字地图相匹配的站点，这样才能保证校正的模型是有效的。匹配的站点，这样才能保证校正的模型是有效的。电波传播模型校正第9页/共60页规划主要阶段规划主要阶段无线传播模型校正规划目标确定基站现场勘查网络估算2G数据分析，生成3G话务密度无线网规划仿真第10页/共60页规划目标确定规划目标确定规划目标用户数用户模型覆盖范围：密集城区、城区、郊区、景区、干道覆盖质量服务质量根据省公司整体规划目标，结合地区实际、其他地区3G试验网经验制订第11页/共60页规划目标业务类型、业务流量规划目标业务类型、业务流量业务大类业务种类典型承载速率kbps上行/下行会话类AMRVoiceCS12.2/CS

11、12.2VideoPhoneCS64/CS64背景类EmailPS64/PS64交互类WEB浏览PS64/PS128流类视频流PS64/PS384密集城区密集城区 普通城区业务流量目标普通城区业务流量目标业务类型单用户话务量(Erl)单用户平均吞吐量(Kbyte)（针对67的3g用户）语音业务0.02-可视电话0.002-PS域上行 -28.125PS域下行-112.5第12页/共60页规划目标规划目标覆盖目标覆盖目标在有效覆盖区内在有效覆盖区内:第13页/共60页通信概率与覆盖率通信概率与覆盖率某个区域的覆盖性能通常指该区域多数位置点在大多数时间内接收信号质量与接收信号门限的关系，对于位置点

12、的要求就是系统要求的区域覆盖率，而对于时间的要求就是通常所说的通信概率；通信概率也叫可通率，是指移动台在无线区域覆盖边缘（或区内）通信时，一定时间内信号质量达到规定要求的成功概率；区域覆盖率等于需要覆盖的面积与该地区总面积的比值，一般由运营商决定；区域覆盖率定义（一）：是通过规划工具判定各点接收信号强度与接收信号门限的统计值区域覆盖率定义（二）：某种服务可获得满意服务要求的面积占覆盖区域的百分比;其中满意的服务要求指的是:特定服务在该点的服务质量达到一定的通信概率（如大于90%）；区域覆盖率的取值与运营商的策略有很大关系。而通信概率，都是基于接收信号质量等的统计获得的，可以通过理论分析和计算得

13、到；第14页/共60页规划准备规划准备容量目标容量目标WCDMA系统建网初期主要考虑覆盖需求，容量可以通系统建网初期主要考虑覆盖需求，容量可以通过合理的信道配置和增加载波数量来控制。过合理的信道配置和增加载波数量来控制。第15页/共60页规划准备规划准备质量目标质量目标通过科学、合理的规划来控制网络质量。通过科学、合理的规划来控制网络质量。第16页/共60页规划主要阶段规划主要阶段无线传播模型校正规划目标确定基站现场勘查网络估算2G数据分析，生成3G话务密度无线网规划仿真第17页/共60页 记录信息包括：站址信息：经纬度、天线高度、楼房高度等；拍摄基站外景照片；周围环境：环境类型、建筑类型、平

14、均建筑高度，着重记录对信号传播有明显影响的建筑信息；拍摄环境照片；机房信息：机房面积、承重、层高、电源、传输等；拍摄机房内照片；天线安装条件：铁塔类型、高度，平台利用情况，楼房天面安装条件；拍摄楼面现状照片；共站址系统：其他系统类型、天线高度、数量等；拍摄已有天馈系统照片。站点可用性评估：对站址可利用情况做初步评估，提出建议。基站选址和勘测记录信息基站选址和勘测记录信息第18页/共60页站址选取站址选取基站堪察基站堪察共用站址考虑问题共用站址考虑问题（1 1）干扰协调）干扰协调第19页/共60页WCDMA与与GSM/DCS共站要求共站要求WCDMA对对GSM/DCS干扰干扰GSM/DCS对对W

15、CDMA干扰干扰WCDMA干扰干扰强度强度(dBm/100kHz)GSM/DCS隔离隔离要求要求(dBm/200kHz)隔离度隔离度(dB)GSM/DCS干扰干扰强度强度(dBm/3MHz)WCDMA隔离隔离要求要求(dBm/3.84MHz)隔离度隔离度(dB)杂散干扰杂散干扰-98-12631-83/-30*-11937/90*互调干互调干扰扰发射机发射机-9830 dBc0-83/-30*130接收机接收机-98-490-83/-30*-480/19*接收机接收机阻阻塞塞干干扰扰带内带内-98-26/-35*0-83/-30*-400/11*带外带外278/0*22/30*47.7dBm1

16、6dBm(C W)31.7注：注：1、83/30*上面有一个星号表示：上面有一个星号表示：GSM/DCS产品指标的一般值产品指标的一般值/规范值。规范值。2、8/0*上面有两个星号表示：上面有两个星号表示：GSM/DCS两个频段不同的规范值。两个频段不同的规范值。站址选取站址选取基站堪察基站堪察第20页/共60页WCDMA干扰分析及隔离度要求干扰分析及隔离度要求GSM、DCS系统对UMTS影响较小，而UMTS系统对GSM、DCS影响较严重，天线放置要考虑到最坏情况。定向天线，可以安装于同一层上，但要求天线水平轴线夹角不小于10度；如果小于10度，与GSM天线距离上应大于0.034米，与DCS天

17、线距离应不小于0.084米。这样如果采用定向天线，距离隔离没有问题。完全可以在同一平台使用。全向天线，与GSM隔离不小于5.0米，与DCS隔离不小于12.5米。这样的间隔距离太大，如果采用塔架很难实现，建议将不同系统天线分层配置。结合计算结果与工程施工需要，建议天下安装隔离为：定向天线同层隔离3米，上下分层隔离0.5米。若全向、定向天线混合放置，建议将全向天线置于定向天线的背面，否则应该分层放置。而全向天线不同系统基本不能同曾不置。第21页/共60页站址选取基站堪察共用站址考虑问题共用站址考虑问题3G基基站站是是否否可可利利用用机机房房现现有有的的直直流流电电源源和和蓄蓄电电池池。若若可可利利

18、旧旧，要要考考虑虑电电源源是是否否需需要要扩扩容容，一一般般情情况况下下可可通通过过增增加加直直流流电电源源模模块块和和电电池池组组解解决，而无需增加电源机柜。若不可，是否考虑进行改造。决，而无需增加电源机柜。若不可，是否考虑进行改造。（2 2）电源系统）电源系统3G基基站站对对接接地地要要求求和和其其他他无无线线系系统统基基站站基基本本相相同同，共共站站址址时时可可利利用用原原接地系统，必要时只需增加接地排。接地系统，必要时只需增加接地排。（3 3）接地系统）接地系统（4 4）走线架）走线架共共站站址址时时可可尽尽可可能能的的利利用用现现有有的的室室内内、室室外外走走线线架架（槽槽），不不满

19、满足足走走线要求时再相应增加所需的走线架（槽）。线要求时再相应增加所需的走线架（槽）。第22页/共60页共用站址考虑问题共用站址考虑问题（5 5）空调）空调基站设备的散热量较大，共机房时需要重新考虑空调的容量需求基站设备的散热量较大，共机房时需要重新考虑空调的容量需求（6 6）照明）照明基站机房一般面积较小，增加设备时无须增加照明系统。基站机房一般面积较小，增加设备时无须增加照明系统。（7 7）馈线窗）馈线窗如过线孔容量不足，则需新开馈洞安装馈线窗。如过线孔容量不足，则需新开馈洞安装馈线窗。（8 8）塔桅）塔桅在铁塔或楼顶的增高架上安装时，绝大多数情况下铁塔和增高架在铁塔或楼顶的增高架上安装时

20、，绝大多数情况下铁塔和增高架可以共用，而无须新增相应设施。可以共用，而无须新增相应设施。原天线抱杆长度足够长，可以考虑和原天馈系统共用抱杆，原天线抱杆长度足够长，可以考虑和原天馈系统共用抱杆，多数情况下抱杆的长度只容一根天线，因而需要新增抱杆。多数情况下抱杆的长度只容一根天线，因而需要新增抱杆。站址选取基站堪察第23页/共60页规划主要阶段介绍规划主要阶段介绍无线传播模型校正规划目标确定基站现场勘查网络估算2G数据分析，生成3G话务密度无线网规划仿真第24页/共60页网络估算网络估算网络估算目的通过估算，得出容量与覆盖的基站理论数量估计值指导后续基站站址选择网络估算流程第25页/共60页初规划

21、链路预算链路预算基站覆盖半径基站覆盖半径基站的覆盖能力绝大多数情况下受限于上行链路，参考无线网基站的覆盖能力绝大多数情况下受限于上行链路，参考无线网络参数进行链路预算络参数进行链路预算第26页/共60页最大允许的路径损耗（上行）最大允许的路径损耗（上行）EIRP=手机发射功率（Pm）+手机天线增益（Gm）身体损耗（Lb）相对接收灵敏度=kTW+NF+Eb/Nt-PG+干扰余量（I.M）最大路径损耗 =EIRP+基站天线增益（Gb）-电缆损耗（Lc）-穿透损耗（Lt）-慢衰落余量(dB)-功控余量(dB)软切换增益 接收机灵敏度 kT 为热噪声电平dBm/HzW 为WCDMA载频带宽 dBHzN

22、F为噪声系数dBEb/Nt 为达到要求的FER所需要的比特信噪比dBPG为处理器增益dB（W/R)I.M=10log(1/(1-x),X=Cell load第27页/共60页干扰余量干扰余量WCDMA 系统为自干扰系统，其覆盖与容量密切相关，在链路预算中就表现为干扰余量的引入。对于上行链路，不同的负载水平对应不同的干扰上升。对于下行链路，负载与干扰的关系同样存在，但难以进行理论计算，需要通过仿真确定。在链路预算中干扰余量的取值由系统的设计容量要求决定。第28页/共60页Noise Rise（干扰余量）：干扰余量干扰余量第29页/共60页负荷负荷 100%Planned loadPlannedc

23、overageHigher loadreduces coverageNoise floor覆盖覆盖系统负荷系统负荷(S System Loading)ystem Loading)已知用户和业务分布的情况下，通过对系统干扰和覆盖情况进行迭代处理，最终使二者达到平衡。第30页/共60页接收机灵敏度接收机灵敏度=kTW+NF+Eb/No-PG+干扰电平（I.M）kT 为热噪声电平dBm/HzW 为WCDMA载频带宽 HzNF为噪声系数dBEb/No 为达到要求的FER所需要的比特信噪比dBPG为处理器增益dB（W/R)I.M=10log(1/(1-x),X=Cell load话音BLER=1%,数据

24、BLER=10%基站设备基站设备Eb/N0值值第31页/共60页阴影衰落补偿链路预算得到的路径损耗值为中值，由于阴影衰落，实际的路径损耗在此值上下波动。为了保证一定的边缘覆盖概率（譬如：75%），需要留出一定的余量，即阴影衰落余量。t接收信号-90dBm-80dBm接收信号中值第32页/共60页阴影衰落余量通常假设阴影衰落服从对数正态分布。根据阴影衰落方差和边缘覆盖概率要求（运营商确定），可以得到所需的阴影衰落余量。Lr为信号中值的分贝值m为信号中值的均值为信号中值r的标准方差随频率、天线高度和环境而变化，在市郊最大，在开阔地区最小，其值通常在5-12dB。第33页/共60页衰落余量与边缘覆盖

25、率关系第34页/共60页衰落余量与面覆盖率关系第35页/共60页衰落余量与面覆盖率关系第36页/共60页软切换增益软切换增益与阴影衰落余量/功率控制余量相关链路预算计算前反向链路的最大路径损耗。此时，移动台位于小区边界，应考虑软切换带来的增益。多小区增益：克服慢衰落的增益。由于独立传播路径的存在使得满足一定覆盖概率要求的阴影衰落余量减小。这一增益在链路预算中称为软切换增益。软切换增益实质为宏分集增益。第37页/共60页功控余量 快速功控能够对抗低速移动（50km/h）条件下快衰落的影响，从而降低衰落信道条件下解调所需 Eb/No 要求链路预算中使用理想功控条件下解调门限进行计算。实际工作中，存

26、在最大发射功率限制，解调性能会恶化等。为了保证闭环功控有效性，在链路预算中增加快速功控余量（有时也叫快衰落余量）步行条件下，快速功控余量典型值 2.0 3 dB高速移动条件下，快速功控起不到对抗快衰落的作用，快速功控余量为 0dB第38页/共60页馈线损耗基站合路器损耗基站业务信道最大发射功率设置值定义在机顶天线口，合路器损耗在链路预算中无需考虑基站馈线损耗WCDMA 系统工作在 2GHz 频段，机顶到天线间馈缆损耗不可忽略典型值：7/8馈缆损耗 6.1dB/100m;5/4馈缆损耗 4.5dB/100m馈缆损耗会降低接收机接收电平，从而对覆盖能力产生影响。使用塔放时，接收机放大环节移到馈缆之

27、前，从而消除了馈缆损耗的影响。第39页/共60页天线增益基站天线增益基站使用天线具有一定的增益定向天线与全向天线相比具有更高的增益典型值：全向天线 12dBi；定向天线 18.5dBi移动台天线增益通常假设移动台天线增益为 0dBi第40页/共60页穿透损耗如果使用室外基站进行室内覆盖，需要考虑建筑物穿透损耗建筑物穿透损耗与建筑物类型有关。例如：密集城区建筑物穿透损耗典型值 20dB，郊区 10dB，车内 10dB第41页/共60页人体损耗对于手持移动台，需要考虑人体穿透损耗的影响语音终端：人体损耗典型值 3dB数据终端：由于使用方式不同，可以不考虑人体损耗影响第42页/共60页密集市区链路预

28、算密集市区链路预算第43页/共60页上行容量干扰受限下行容量功率受限容量计算第44页/共60页64K64K数据业务下数据业务下DLDL及及ULUL容量与覆盖关系容量与覆盖关系-实验室条件实验室条件50%loading75%loading第45页/共60页容量公式（容量公式（WCDMAWCDMA，基于负载），基于负载）1 1、上行链路容量计算公式、上行链路容量计算公式：2 2、下行链路容量计算公式：、下行链路容量计算公式：容量计算第46页/共60页上行链路容量分析上行链路容量分析Eb/No of user i is equal to:Power received from user i:Inte

29、rference from N users in the cell:Assume Same data ratePerfect power controlSame activity factorTotal energy at NodeB receiver:Let ,solve the equationUplink Pole Capacity第47页/共60页容量分析思路 首先根据不同业务使用的情况确定几种典型的业务模型，运用上行链路负载公式，在50%的上行负荷下得到典型业务模型的容量，然后用下行链路功率核算公式进行核算未超过基站最大发射功率，则该容量为最终取定的容量。容量和参数问题第48页/共6

30、0页规划主要阶段介绍规划主要阶段介绍无线传播模型校正规划目标确定基站现场勘查网络估算2G数据分析，生成3G话务密度无线网规划仿真第49页/共60页基于Monte Carlo仿真方法的WCDMA规划结果的准确性完全依赖于输入话务模型和话务密度图的准确性话务模型定义了目标终端用户的话务行为话务密度图定义了目标终端用户在地理上的分布话务密度图的确定通常有4种方法(可混合使用)方法1:根据城市功能区及人口、建筑物密度划分区域方法2:根据2G站址分布和话务密度划分区域方法3:根据2G小区的Best Server指定话务密度方法4:根据2G小区的Best Server指定连接用户数目每种方法都能够考虑地貌

31、因素3G话务密度方法第50页/共60页室内外话务比例室内外话务比例第51页/共60页场景密集城区城区郊区景区环境室内室外车内In carIn dooroutside按小区级输入话务密度按小区级输入话务密度充分利用充分利用2G数据数据负载预测精细化负载预测精细化工作量增加工作量增加3G网络话务密度（负载）分析网络话务密度（负载）分析第52页/共60页规划主要阶段介绍规划主要阶段介绍无线传播模型校正规划目标确定基站现场勘查网络估算2G数据分析，生成3G话务密度无线网规划仿真第53页/共60页WCDMA无线网络规划的关键性能指标无线网络规划的关键性能指标通信概率与覆盖率：运营商确定，非常容易混淆接收信号强度与门限：导频和话音门限110dBm导频信干比Ec/Io：门限15dB终端EIRP：与用户分布相关并发用户数：与用户分布相关数据吞吐量：与用户分布相关负载因子：上行链路=0.5，下行链路=0.75软切换成功率和软切换比例：3040软切换比例阻塞率与延时：CS域阻塞率低于5%，延时取决于业务第54页/共60页导频Ec/Io（密集城区）第55页/共60页CS64K接通概率（密集城区）第56页/共60页切换状态（密集城区）第57页/共60页小区上行负荷（密集城区）第58页/共60页 谢谢！END第59页/共60页谢谢您的观看！第60页/共60页