企业培训_工程技术人员基本理论知识培训教材

工程技术人员基本理论知识培训 WCDMA 基本理论知识 室内覆盖工程建设原则 武汉虹信通信技术有限责任公司 工程服务部 目 录 3G 主要技术和比较主要技术和比较 .3 1.第三代移动通信的提出.3 2.IMT-2000 的目标、要求.3 3.3G 主要特点.4 4.RTT 技术提案4 5.三种主要技术体制比较.5 5.1、WCDMA 技术体制5 5.2、cdma2000 技术体制6 5.3、TD-SCDMA 技术体制6 6.三种主流标准的比较.7 6.1、WCDMA 与 cdma2000.7 6.2、TD-SCDMA.7 7.3G 商用化网络的情况.9 8.我国第三代公众移动通信系统频率规划.10 3G（WCDMA）基本原理）基本原理11 1.WCDMA 网络演进线路11 2.WCDMA 的网络单元构成12 3.WCDMA 关键技术13 4.3G 业务分类.16 3G（WCDMA）工程实施原则）工程实施原则17 1.WCDMA 技术特点 .17 1.1、CDMA 采用码资源区分信道17 1.2、WCDMA 是自干扰系统17 1.3、WCDMA 可提供多速率多类型的业务服务18 1.4、WCDMA 系统的容量体现为软容量的特性18 2.无线网络规划原则.19 3.工程实施原则.20 3.1、分布系统的共用.20 3.2、天线的布放.22 3.3、电梯覆盖的改造.23 3G（WCDMA）方案设计指导）方案设计指导24 WCDMA 系统室内覆盖建设要点 24 1.覆盖区域的划分24 2.不同业务对信号强度和信号质量的要求25 3.话务量分析25 4.切换27 5.频率规划28 6.天线功率输出要求28 7.室内覆盖设计标准34 8.干扰（需要合路器有足够的隔离度）34 9.直放站的使用原则34 3G 主要技术和比较主要技术和比较 1. 第三代移动通信的提出 IMT-2000 是第三代移动通信系统（3G）的统称 第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ITU）1985 年提 出，考虑到该系统将于 2000 年左右进入商用市场，工作的频段在 2000MHz，且最高业务速率为 2000Kbps， 故于 1996 年正式更名为 IMT-2000（International Mobile Telecommunication-2000） 第三代移动通信系统是一种能提供多种类型、高质量多媒体业务，能实现全球无缝覆 盖，具有全球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型便携式终端在任何时候、任何 地点进行任何种类通信的通信系统 1985 年提出年提出 FPLMTS Future Public Land Mobile Telecommunications System 1996 年正式更名为年正式更名为 IMT-2000 International Mobile Telecommunications 欧洲称欧洲称 UMTS Universal Mobile Telecommunication Systems 2. IMT-2000 的目标、要求 全球统一频段、统一标准、全球无缝覆盖 高频谱效率 高服务质量，高保密性能 提供多媒体业务，速度最高到 2Mb/s 室内环境至少 2Mbit/s 室内外步行环境至少 384kbit/s 室外车辆运动中至少 144kbit/s 卫星移动环境至少 9.6kbit/s 易于第二代系统的过渡、演进 终端价格低 3. 3G 主要特点 支持移动多媒体业务 宽带 CDMA 技术 高频谱效率 FDMA/TDMA/CDMA 从电路交换到分组交换高保密性 全球范围无缝漫游系统 微蜂窝结构 4. RTT 技术提案 ITU-R第8研究组的TG8/1任务组负责推进IMT-2000无线电传输技术RTT的评估、融合 工作。至1998年9月，RTT提案包括对MSS（移动卫星业务）在内多达16个，它们基本来自 IMT-2000的16个RTT评估组成员，包括： (1) UTRA WCDMA（欧洲） (2) DECT（欧洲） (3) cdma2000（美国） (4) UWC-136（美国） (5) WIMS WCDMA（美国） (6) WCDMA/NA（美国） (7) WCDMA（日本） (8) TD-SCDMA（中国） (9) Global CDMA（同步）（韩国） (10) Global CDMA（异步）（韩国） (11) LEO卫星系统SAT-CDMA (12) ESA的宽带卫星系统SW-CDMA (13) 混合宽带CDMA/TDMA卫星系统SW-CTDMA (14) ICO全球通信公司的ICO RTT (15) INMARSAT的卫星系统Horizons (16) Iridium LLC公司的卫星系统INX 其中前10种为IMT-2000地面系统RTT提案，后6种RTT反映了将MSS（卫星移动通信业 务）纳入IMT-2000的努力。 提案充分反映了很多国家对IMT-2000未来制式确定的关心与力争施加有效影响的基本 愿望。但从市场基础、后向兼容及总体特征看，欧洲ETSI的UTRA WCDMA及美国 cdma2000这两个提案，最具竞争力。 WCDMA 由欧洲标准化组织 3GPP(3rd Generation Partnership Project)所制定，受全 球标准化组织、设备制造商、器件供应商、运营商的广泛支持，将成为未来 3G 的 主流体制。 Cdma2000 体制是基于 IS-95 的标准基础上提出的 3G 标准，目前其标准化工作由 3GPP2 来完成。 TD-SCDMA 标准由中国无线通信标准组织 CWTS 提出，目前已经融合到了 3GPP 关于 WCDMA-TDD 的相关规范中。 5. 三种主要技术体制比较 5.1、WCDMA 技术体制 核心网基于GSM/GPRS网络的演进，保持与GSM/GPRS网络的兼容性。 核心网络可以基于TDM、ATM和IP技术，并向全IP的网络结构演进。 核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分，分别完成电路型业务和分组型业务。 UTRAN基于ATM技术，统一处理语音和分组业务，并向IP方向发展。 MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA体制移动性管理机制的核心。 空中接口特性如下： (1) 空中接口：采用WCDMA； (2) 信号带宽：5MHz； (3) 码片速率：3.84Mcps； (4) 语音编码：AMR语音编码； (5) 同步方式：支持同步/异步基站运营模式； (6) 功率控制：上下行闭环加外环功率控制方式； (7) 发射分集方式：下行包括开环发射分集和闭环发射分集，提高UE的接收性能；开环发 射分集又包括空时发射分集STTD（Space Time Transmit Diversity）和时分发射分集 TSTD（Time Switched Transmit Diversity）；而闭环发射分集也包括两种模式；发射分集是 可选项； (8) 解调方式：导频辅助的相干解调方式，提高解调性能； (9) 编码方式：卷积码和Turbo码的编码方式； (10) 调制方式：上行BPSK和下行QPSK调制方式。 5.2、cdma2000 技术体制 cdma2000体制是基于IS-95的标准基础上提出的3G标准，目前其标准化工作由3GPP2来完成。 电路域继承2G IS-95 CDMA网络，引入以WIN为基本架构的业务平台。 分组域是基于Mobile IP技术的分组网络。 无线接入网以ATM交换机为平台，提供丰富的适配层接口。 空中接口特性如下： (1) 空中接口：采用cdma2000，兼容IS-95； (2) 信号带宽：N1.25MHz（N1,3,6,9,12）； (3) 码片速率：N1.2288Mcps； (4) 语音编码：8k/13k QCELP或8k EVRC语音编码； (5) 同步方式：基站需要GPS/GLONASS同步方式运行； (6) 功率控制：上下行闭环加外环功率控制方式； (7) 发射分集方式：下行可以采用正交发射分集OTD（Orthogonal Transmit Diversity）和空 时扩展分集STS（Space Time Spreading）提高信道的抗衰落能力，改善了下行信道的信号 质量； (8) 解调方式：上行采用导频辅助的相干解调方式，提高了解调性能； (9) 编码方式：采用卷积码和Turbo码的编码方式； (10) 调制方式：上行BPSK和下行QPSK调制方式。 5.3、TD-SCDMA 技术体制 TD-SCDMA标准由中国无线通信标准组织CWTS提出，目前已经融合到了3GPP关于 WCDMA-TDD的相关规范中。 核心网基于GSM/GPRS网络的演进，保持与GSM/GPRS网络的兼容性。 核心网络可以基于TDM、ATM和IP技术，并向全IP的网络结构演进。 核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分，分别完成电路型业务和分组型业务。 UTRAN基于ATM技术，统一处理语音和分组业务，并向IP方向发展。 MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA体制移动性管理机制的核心。 空中接口采用 TD-SCDMA。 6. 三种主流标准的比较 虽然 cdma2000、WCDMA 和 TD-SCDMA 同属 3G 的主流技术标准，但是仍然可以将 其分为两类：cdma2000、WCDMA 并作一类，TD-SCDMA 则和前两者分开讨论。之所以 可以这样做，是因为在技术上 cdma2000 和 WCDMA 是 FDD 的标准，而 TD-SCDMA 则是 一个 TDD 标准。 6.1、WCDMA 与 cdma2000 WCDMA 和 cdma2000 都满足 IMT-2000 提出的全部技术要求，包括支持高比特率多媒 体业务、分组数据和 IP 接入等。这两种系统的无线传输技术均基于 DS-CDMA 作为多用户 接入技术，单就技术来说，WCDMA 和 cdma2000 在技术先进性和发展成熟度上各具优势， 但总体来看，WCDMA 似乎更胜一筹，以下是 WCDMA 相对 cdma2000 的一些优势所在： (1) WCDMA 使用的带宽和码片速率(3.84Mcps)是 cdma2000 1x 演进家族的三倍以上， 因而能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销。此外，更高的码片速 率也改善了接收机解决多径效应的能力。 (2) WCDMA 在小区站点同步方面的设计是使用异步基站，而 cdma2000 基站则通常通 过 GPS 实现同步，这将造成室内和城市小区(采用室内天线)部署的困难。 (3)由于支持 1xEV-DO 的 TDM 接入系统采用共享时分复用下行链路，它具有固定时隙， 因此 cdma2000 物理层兼容性较差。 (4) WCDMA 较 cdma2000 能够更加灵活地处理话音和数据混合业务。 (5) WCDMA 进行功率控制的频率几乎是 cdma2000 的两倍，达到每秒 1500 次(1.5kHz)， 因而能保证更好的信号质量，并支持更多的用户。 (6) cdma2000 的导频信道大约需要下行链路总传输功率的 20%，相比之下 WCDMA 只 需要约 10%，因而可以节省更多的公用信道的开销。 (7)为支持基于 GSM 的 GPRS 业务而部署的所有业务(如计费、安全、漫游等)也支持 WCDMA 业务，而为了完善新的数据/话音网络，cdma2000 1x 必须添加额外的网元或进行 功能的升级。 (8)在混合话音和数据流量方面，WCDMA 的系统性能比 cdma2000 也表现得更加出色。 因此，从技术的角度来讲，WCDMA 具备一定优势，各家电信企业也因此更加倾向于 采用该标准。 另外，在传统网络基础和市场推广上，WCDMA 占据着更大的优势。由于全球移动系 统有 85%都在用的 GSM 系统，而 GSM 向 3G 过渡的最佳途径就是历经 GPRS 演进到 WCDMA，所以传统网络上的绝对优势使得 cdma2000 难以对 WCDMA 望其项背。 6.2、TD-SCDMA TD-SCDMA 与 WCDMA 和 cdma2000 相比，具有如下的特点和优势： (1)频谱利用率高：TD-SCDMA 采用 TDD 方式和 CDMA 和 TDMA 的多址技术，在传 输中很容易针对不同类型的业务设置上、下行链路转换点，因而可以使总的频谱效率更高。 (2)支持多种通信接口：TD-SCDMA 同时满足 Iub、A、Gb、Iu、IuR 多种接口要求， 基站子系统既可作为 2G 和 2.5G 的 GSM 基站的扩容，又可作为 3G 网中的基站子系统， 能同时兼顾现在的需求和未来长远的发展。 (3)频谱灵活性强：TD-SCDMA 第三代移动通信系统频谱灵活性强，仅需单一 1.6M 的 频带就可提供速率达 2M 的 3G 业务需求，而且非常适合非对称业务的传输。 (4)系统性能稳定：TD-SCDMA 收发在同一频段上，上行链路和下行链路的无线环境 一致性很好，更适合使用新兴的“智能天线“技术；利用了 CDMA 和 TDMA 结合的多址方 式，更利于联合检测技术的采用，这些技术都能减少了干扰，提高系统的性能稳定性。 (5)与传统系统兼容性好：TD-SCDMA 支持现存的覆盖结构，信令协议可以后向兼容， 网络不必引入新的呼叫模式，能够实现从现存的通信系统到下一代移动通信系统的平滑过 渡。 (6)系统设备成本低:TD-SCDMA 上下行工作于同一频率，对称的电波传播特性使之便 于利用智能天线等新技术，这也可达到降低成本的目的;在无线基站方面，TD-SCDMA 的 设备成本也比较低。 (7)支持与传统系统间的切换功能:TD-SCDMA 技术支持多载波直接扩频系统，可以再 利用现有的框架设备、小区规划、操作系统、账单系统等，在所有环境下支持对称或不对 称的数据速率。 三种主要技术体制比较 制式WCDMA cdma2000 TD-SCDMA 采用国家欧洲、日本美国、韩国中国 继承基础GSM 窄带 CDMA GSM 预计试用期日本 2001 年韩国 2000 年底 同步方式异步同步异步 码片速率3.84Mcps N1.2288Mcps 1.28Mcps 信号带宽5MHz N1.25MHz 1.6MHz 空中接口WCDMA cdma2000 兼容 IS-95 TD-SCDMA 核心网GSM MAP ANSI-41 GSM MAP 截止到 2004 年 10 月底，全球共颁发了 135 张 3G 许可证，其中包括加拿大的 5 张 PCS 3G 许可证。但是由于一些国家已获得许可证的某些公司因种种原因将许可证退还给了 政府。所以，实际由公司持有的有效 3G 许可证只有 131 张。在这 131 张 3G 许可证中，选 择 WCDMA 的有 122 个运营商，选 cdma2000 的有 3 家运营商，另外还有加拿大的 5 张 PCS 和澳大利亚的 CKW Wirless 公司的 i-BURST 系统。 7. 3G 商用化网络的情况 截至 2004 年 10 月，全球共有 156 个 3G 网络商用（EVDO 和 1X 分别计算） 。10 月 欧洲和美洲又有新的商用网络出现。 截至 2004 年 10 月，全球已有 49 个 WCDMA 网络提供商用业务。 （注：同一家公司在 不同国家推出的商用网络分别计算） 。芬兰最大的电信运营商 Sonera 公司于 10 月 12 日正 式开通了首个全国性 WCDMA 网络。 此外，荷兰的 KPN 继 2004 年 7 月推出了基于数据卡的 WCDMA 业务后，又于 10 月 11 日推出了基于手机的大众 WCDMA 业务。 同期，全球 12 个国家的 15 个 cdma2000 1X EV-DO 网络开始商用，其中韩国的运营商 对 EV-DO 发展起了非常重要的推动作用，目前从终端到系统，从芯片到测试仪表，都已 经形成了成熟的产业链。尽管 EV-DO 继续稳步发展，但目前在 ITU 2GHz 核心频段还没有 商用网络。 10 月新推出了两个 EV-DO 商用网络：VIVO 于 2004 年 10 月 27 日在巴西柏拉纳州的 库里提巴开通了国内首个采用了摩托罗拉设备的 EV-DO 商用网络。 罗马尼亚的 Telemobile 也在 10 月 26 日开通了 EV-DO 商用网络。此外，越南的 Hanoi Telecom 计划于 2004 年 12 首先在越南推出 EV-DO 业务（见表 1） 。 下表是全球 EV-DO 商用网络情况 8. 我国第三代公众移动通信系统频率规划 主要工作频段： 频分双工（FDD）方式：19201980MHz21102170MHz； 时分双工（TDD）方式：18801920MHz、20102025MHz。 补充工作频率： 频分双工（FDD）方式：17551785MHz18501880MHz； 时分双工（TDD）方式：23002400MHz，与无线电定位业务共用，均为主要业务，共用 标准另行制定。 卫星移动通信系统工作频段：19802010MHz21702200MHz。 3G（WCDMA）基本原理）基本原理 1. WCDMA 网络演进线路 3GPP 版本(R99) R99 版本 核心网基于 GSM 与 GSM 不同的无线接入 引入了一套新的空中接口标准，运用了新的无线接口技术，即 WCDMA 技术，引入了 适于分组数据传输的协议和机制，数据速率可支持 144，384Kbit/s 及 2Mbit/s 3GPP 版本（R4） 和 R99 无线侧基本一样 核心网变化较大：CS 域控制和数据分离增加了 MGW 支持电路域多媒体消息业务 3GPP 版本(R5) 3GPP Rel-5 将完成对 IP 多媒体子系统（IMS）的定义，如路由选取以及多媒体会 话的主要部分。Rel-5 的完成将为转向全 IP 网络的运营商提供一个开始建设的依据 Rel-5 计划的主要特性有：UTRAN 中的 IP 传输、高速下行分组数据业务的接入 （HSDPA） 、混合 ARQIIIII、支持 RAB 增强功能、对 IubIur 的无线资源管理 的优化、UE 定位增强功能、相同域内不同 RAN 节点与多个核心网节点的连接以 及其它原有 Rel-5 的功能 R99、R4、R5 关系 原则上 R99 的规范是 R4 规范集的一个子集，若在 R99 中增加新的特征，就把它升级 到 R4。同样 R4 规范集是 R5 规范集的子集，若在 R4 中增加了新的特征就把它升级到 R5。按计划 R4 要在 2001 年 3 月完成，R5 要在 2001 年 12 月完成 2. WCDMA 的网络单元构成 UE（User Equipment） UE是用户终端设备，它主要包括射频处理单元、基带处理单元、协议栈模块以及应用 层软件模块等。UE包括两部分： ME（the Mobile Equipment）提供应用和服务； USIM（the UMTS Subscriber Module）提供用户身份识别。 UTRAN（UMTS陆地无线接入网） UTRAN分为NodeB（基站）和RNC（无线网络控制器）两部分。 NodeB 包括无线收发信机和基带处理部件。通过标准的Iub接口与RNC互连，主要完成Uu接口 物理层协议的处理。 RNC（Radio Network Controller） RNC是无线网络控制器，主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并和无线资源管理 等功能。 CN（Core Network，核心网） CN负责与其他网络的连接和对UE的通信和管理。 The external networks(外部网络) 外部网络可以分为两类： 电路交换网络（CS network）：提供电路交换的连接； 分组交换网络（PS network）：提供数据包的连接服务。 WCDMA系统主要接口如下： 1.1. CuCu 接口接口 Cu接口是USIM卡和ME之间的电气接口，Cu接口采用标准接口。 2.2. UuUu接口接口 Uu接口是WCDMA的无线接口。UE通过Uu接口接入到UMTS系统的固定网络部分，可以说Uu 接口是UMTS系统中最重要的开放接口。 3.3. IuIu接口接口 Iu接口是连接UTRAN和CN的接口。类似于GSM系统的A接口和Gb接口。Iu接口是一个开放 的标准接口。这也使通过Iu接口相连接的UTRAN与CN可以分别由不同的设备制造商提供。 4.4. IurIur接口接口 Iur接口是连接RNC之间的接口。Iur接口是UMTS系统特有的接口，用于对RAN中移动台 的移动管理。比如在不同的RNC之间进行软切换时，移动台所有数据都是通过Iur接口从正 在工作的RNC传到候选RNC。 Iur是开放的标准接口。 5.5. IubIub接口接口 Iub接口是连接Node B与RNC的接口，Iub接口也是一个开放的标准接口。这也使通过 Iub接口相连接的RNC与Node B可以分别由不同的设备制造商提供。 3. WCDMA 关键技术 多用户检测 在蜂窝移动码分多址通信中，干扰大致分为三种类型：加性白噪声、多径干扰、多址 干扰。当小区同时使用的用户数较多时，多址干扰时最主要的干扰。 在CDMA系统中，引入了多用户检测技术，它是引用信息论并通过严格的理论分析后提 出的一种新型抗多址技术，而且通过多用户检测既可以抗多址干扰，又可以抵抗远近效应 和多径干扰。 多用户检测器的主要优点 是消除或减弱多址干扰的有效手段； 是消除或减弱多径干扰的有效手段； 是消除或减弱远近效应的有效手段； 简化功率控制，降低功率控制精度； 弥补正交扩频码互相关性步理想所带来的消极影响； 改善系统性能，提供系统容量，增大小区覆盖面积。 多用户检测器的主要缺点 大大增加系统设备的复杂度； 增加系统时延，特别是当采用自适应算法并对于扩频码较长的系统更是如 此； 多用户检测一般需要知道用户扩频码的主要特征参量，这对于实际的多径 时变信道则不是一件容易的事，它需要通过不停的信道估计来实现，而且 估值的精度将直接影响多用户检测器的性能。 RAKE接收机 在CDMA扩频系统中，信道带宽远远大于信道平坦衰落带宽。不同于传统的调 制技术需要用均衡算法来消除相邻符号间的码间干扰，CDMA扩频码在选择时 就要求它有很好的自相关特性。这样，在无线信道中出现的时延扩展就可以 被看作只是被传信号的再次传送。 由于在多径信号中含有可以利用的信息，所以CDMA接收机可以通过合并多径 信号来改善接收信号的信噪比。其实RAKE接收机通过多个相关检测器接收多 径信号的各路信号，并把它们合并在一起。RAKE接收机的理论基础就是：当 传播时延超过一个码片周期时，多径信号实际上可被看作是互不相关的。 对于多个接收机天线分集接收而言，RAKE接收机既可以接收来自同一天线的 多径，也可以接收来自不同天线的多径。可以把使用多个接收天线接收的信 号当作从一个单一的天线中收到的多径信号：只要给天线另外加上RAKE指峰， 这样就可以接收和利用来自多径和多天线的全部能量。 分集接收 无线信道是随机时变信道，其中的衰落特性会降低系统的性能。为了对抗衰 落，可以采用多址措施，如信道编码技术和扩频技术等。分集接收技术是明 显有效而且经济的抗衰落技术。 无线信道中接收的信号是到达接收机的多径分量的合成，分集就是指在接收 端同时获得几个不同路径的信号，将这些信号适当合并成总的接收信号，就 能够大大减少衰落的影响。 互相独立或者基本独立的一些接收信号，一般可以利用不同路径或者不同频 率、不同角度、不同极化等接收手段来获取。 分集接收方式 空间分集：在接收或者发射端假设几幅天线，各天线的位置间要求有足够的间距 （一般在10个信号波长以上），以保证各天线上发射或者获得的信号基本信号独立。 频率分集：用多个不同的载频传送同样的信息，如果各载频的频差间隔比较远，其 频差超过信道相关带宽，则各载波传输的信号也相互不相关。 角度分集：利用天线波束指向不同使信号不相关的原理构成的一种分集方法。例如， 在微波面天线上设置若干各照射器，产生相关性很小的几个波束。 极化分集：分别接收水平和垂直极化波形成的分集方法。 其他的分集方法还有时间分集，是利用不同时间上传播的信号的不相关性进行合并。 分集方法相互不是排斥的，实际使用中可以组合。 总的来说，采用分集接收方法对无线信号接收效果的改善非常明显，在我们的设计 工作中，有效地利用分集技术可以极大地提高系统抗无线信道衰落的性能。 HDR（High Data Rate） 在现有的几种数字蜂窝系统中，无论对于话音还是数据业务，采用的多是2或4电平 的调整方案。对于低速率的话音业务而言，这种调制方式是可以满足要求的。第三 代系统将为移动用户提供网络和多媒体业务，因此对于数据量越来越大而对实时性 要求较低的数据业务而言，如何充分利用信道资源，尽可能的提高频带效率就成了 移动通信系统设计中一个重要的课题。 目前，HDR的研究主要集中在三个方面：一种是基于自适应调制的HDR方案；一种是 基于反馈重传（ARQ）的HDR方案；一种是上述两种方案与其他技术的结合，这些技 术包括VSF、OFDM、MC0CDMA、MUD等。由于在第三代移动通信系统中，对于多媒体 等数据业务的要求越来越高，因此对系统的数据业务传输效率和可靠性都提出了更 高的要求。因此，HDR作为数据传输的重要解决方案之一将受到高度的重视。 多载波设计 在频率资源允许的情况下，可以通过增加载频提高系统容量。WCDMA支持多载波技术， 支持有效的频率间切换，并且两个载波之间可以平衡负载，增大每个站点的容量，这是提 高网络容量最有效的方法，并且对网络的影响很小。从现有技术上看，几个载波之间共享 一个功率放大器也是可能的。两个载波共享一个功率放大器是功率放大器最有效的使用方 法，因为负载可以在两个载波之间进行划分。 多载频设计时要注意的的几个问题 要优化硬切换以减少掉话的危险； 避免多载波基站孤立，应在一群小区中实施多载波以减少硬切换； 避免使高话务小区成为硬切换发生的边界小区； 载波之间的负载均衡问题。 考虑到上述问题，在引入第二载波时最好能够使其在一定范围内形成连续 覆盖，并通过RRM算法的合理设置减少硬切换，实现载波间的负载均衡。 智能天线 智能天线采用空分复用（SDMA）方式，利用信号在传播路径方向上的差别， 将时延扩散、瑞利衰落、多径、信道干扰的影响降低，将同频率、同时隙信 号区别开来，和其他复用技术结合，最大限度地有效利用频谱资源。 基站智能天线是一种有多个天线单元组成的阵列天线，通过调节各单元信号 的加权幅度和相位，改变阵列的方向图，从而抑制干扰，提高信噪比，它可 以自动测出用户方向，将波束指向用户，实现波束跟用户走。 根据其工作方式可将智能天线系统划分为两类：预多波束或切换波束 （switched beam）系统和自适应阵列（adaptive array）系统。 使用智能天线可以带来如下好处： 高速率用户带来很大的干扰，动态调整的智能天线阵列的波束跟踪高速率用户，起 到空间隔离、消除干扰的作用；动态调整的智能天线阵列的性能优于固定的多波束 天线 增加系统容量； 增加覆盖范围，改善建筑物中和高速运动时的信号接收质量； 提高信号接收质量，降低掉话率，提高语音质量； 减少发射功率，延长移动台电池寿命； 提高系统设计时的灵活性。 智能天线对抑制干扰有明显的作用，3G 标准指出智能天线应用要求，改善网络容 量和性能，技术上考虑“聚集波束”， “自适应波束形成”以及“波束切换”。 4. 3G 业务分类 基本电信业务，包括语音业务、紧急呼叫业务、短消息业务； 补充业务，与GSM定义的补充业务相同； 承载业务，包括电路型承载业务和分组型承载业务； 智能业务，从GSM系统继承的基于CAMEL机制的智能网业务； 位置业务，与位置信息相关的业务，如分区计费、移动黄页、紧急定位等； 多媒体业务，包括电路型实时多媒体业务、分组型实时多媒体业务、非实时存贮转发 型多媒体消息业务等。 以上只是大致分类，实际上这些业务类之间可能有交叉。 3G（WCDMA）工程实施原则）工程实施原则 1. WCDMA 技术特点 1.1、CDMA 采用码资源区分信道 WCDMA系统中每个载频内的所有用户共享频率、时间和功率资源，用特征码（扰码 和信道码）对信号作统计处理来区分信道，也即通常所说的码分多址技术。 WCDMA系统中的一个信道不会单独占有一个频道或一个时间段，信道发送时依照特 征码的规律发送信号序列，接收端将接收到的信号用相同特征码规律进行统计计算。如果 选取的特征码有较好的自相关和互相关特性，则存在本信道信号时，统计结果将表现为一 个很高的峰值，其他信道的信号影响被成倍衰减。用这样的方法就可区分系统中不同的信 道。所以在CDMA 中无需作频率规划，取而代之的是特征码的规划。 WCDMA 的一个信道由三个部分组成（数据流，信道码序列，扰码序列）。不同信道 的信道码和扰码至少有一个不同，对于下行信道小区间使用不同的扰码作小区区分，小区 内的信道则由不同的信道码作区分，因此为了保证小区间的隔离，相邻的小区是禁止使用 相同的扰码，这在规划中值得注意。上行信道由于使用的码资源丰富，每个用户的扰码都 不一样。 WCDMA 系统由于采用的是码分多址和QPSK 的调制技术，频谱利用率比模拟系统 和GSM 系统高。在相同的条件下能承载的用户数也大大增加。 1.2、WCDMA 是自干扰系统 由于WCDMA 系统各信道共享频率、时间和功率资源，信道间的隔离完全由特征码的 统计特性的正交性来实现。遗憾的是，特征码的正交性并不理想，造成系统的信道隔离不 如FDMA 和TDMA，而且使用的信道越多，其他信道信号对本信道的干扰就越强。所以必 须在满足链路质量要求的前提下要用尽可能低的发射功率。这也使得WCDMA 的功率规划 成为其网络规划的一个重要内容。 导频污染 在WCDMA网络中，导频污染是经常遇到的问题，导频污染的主要现象是没有主导小 区。如果在低于主导频Ec/Io值的一定范围内（通过设置软切换窗大小来确定）有多于激活 集个数的导频数存在，就认为存在导频污染。导频污染增加了网络干扰，降低了网络容量。 导频污染存在的原因有以下几种： 小区覆盖不合理，存在过区覆盖。可通过调整基站位置、天线高度和下倾角等小区的 无线参数来解决。 基站小区的导频功率设置较大。可根据小区负荷进行调整，但导频也不能过小，否则 不利于吸收业务。 特殊的地理环境造成无主服务区。可通过增加基站或直放站等手段来解决。 1.3、WCDMA 可提供多速率多类型的业务服务 WCDMA 系统可为用户提供灵活、广泛的多种类型的业务，这是WCDMA 的一个重 要的特点。不同的传播环境下，WCDMA 系统要求达到不同的传输速率目标值，如在高速 移动中可达144 kbps，在步行情况下达384 kbps，在室内环境下达2 Mbps。WCDMA 系 统支持可变速率业务、混合业务、高速数据分组业务（多媒体等）；还支持上、下行速率 不对称的业务（上网等）；并且为考虑到以后业务发展的要求，同时提供足够大的容量和 灵活的速率匹配方法的数据承载能力。为了描述以上不同业务的业务质量，系统规定了如 数据率、误码率、传输时延时延抖动等等参数。 总而言之，在WCDMA 系统中，使用单一的爱尔兰模型无法准确地描述用户的业务需 求，因此我们要采用更复杂的业务模型。 3G业务分类 基本电信业务，包括语音业务、紧急呼叫业务、短消息业务； 补充业务，与GSM定义的补充业务相同； 承载业务，包括电路型承载业务和分组型承载业务； 智能业务，从GSM系统继承的基于CAMEL机制的智能网业务； 位置业务，与位置信息相关的业务，如分区计费、移动黄页、紧急定位等； 多媒体业务，包括电路型实时多媒体业务、分组型实时多媒体业务、非实时存贮转发 型多媒体消息业务等。 以上只是大致分类，实际上这些业务类之间可能有交叉。 WCDMA的主要业务按不同承载类型和速率可分为： CS12.2K CS64K PS64K PS128K PS144K PS384K 1.4、WCDMA 系统的容量体现为软容量的特性 系统的容量是指系统能提供的可供同时通信的最大用户数。 WCDMA 系统的容量要用硬容量和软容量两方面同时衡量。硬容量是Node B 为每个 小区分配的信道数目限制（由基带通道数和频率资源决定），这与二代系统相同，它决定 每个小区最大可同时处理多少个用户的通信。 软容量限制源于CDMA 的自干扰特性和对多种业务支持的特性。系统会为了减少干扰。 保证业务质量而拒绝新的用户接入；在同样情况下，系统可能会拒绝高速业务而允许占用 资源少的低速业务申请；在网络繁忙时，降低某种业务质量要求而减少资源占用；这些都 要用系统软容量来表示。结果导致因干扰或功率受限而允许的接入用户数或总的数据吞吐 率是不固定的而与无线环境、业务构成和比例密切相关。随着ASIC 技术的发展，系统的 处理能力已不是容量的瓶颈，而软容量最终决定了系统的能力。 软容量给运营商带来的好处是，可在一定限度内，对业务质量和系统容量作均衡，可 按最大经济效益动态调整各种业务的比例。但另一方面，软容量却给网络规划时的容量规 划带来了困难，在WCDMA 系统中，怎样作容量规划，可以说是整个规划中最困难的一步。 2. 无线网络规划原则 GSM系统的无线网络规划是在小区的容量和覆盖两者间求得最佳点 WCDMA系统无线网络规划要在容量、覆盖、不同服务质量三者间寻求最佳点 P P： 设备最大允许功率（手机最大功率或基站最大功率） NoW:NoW: 底噪(N N 为为连接数而不是用户数) L L lossloss： 链路损耗 I I otherother： 其他干扰 总负荷： 单业务负荷： 提高发射功率不能无限期地扩大CDMA小区的有效范围或容量（对CDMA网络来说两 者是同义词）。当UMTS网的发射功率提高一倍时，小区的容量只增加百分之十。发射功 率的提高虽然增大了小区的有效范围，但是为满足远程手机用户的需要，必须超比例地增 加发射功率，这必然影响到其他手机用户的通话质量。 UMTS网络与GSM网络相比，还有其它一系列不同之处。GSM网络用分区的方法解决 容量问题。当一个小区的业务量过大时，该小区将分成多个扇区，并增加相应的天线。这 种方法虽然也可用于UMTS网络，但效果不大。一方面，小区覆盖范围的改变会导致远近 效应问题；另一方面，相互重叠的扇区因为使用同一频率而彼此产生干扰。在WCDMA系 统中，多径传播已不再成为消极因素，而是理想的结果。因为接收机能将时延至少为 1Chip（UMTS网络数据传输率为3.84Mbit/s，即1Chip=0.26微秒，相当于78米）的信号组合 成有效信号。此外，UMTS网络还使用所谓的软切换。在这种情况下，一个手机用户可以 同时分派给多个基站。这种方式解决了网络信号的波动，但加大了网络的业务量，因为每 个软传统的Erlang模型已不再适用。 与第二代传统的CDMA网络相比，UMTS网络有许多不同之处。尤其值得一提的是， UMTS网络能异步运行，这就导致了传输信道的“非正交性让”。 3. 工程实施原则 由于中国移动的2G室内分布系统已经相当完善，所以在建设WCDMA室内覆盖系统时， 几乎所有的建筑物都会遇到和2G室内分布系统共用的问题。即使对于3G网络开通之后建成 的大楼，也必然会建设2G的室内覆盖，所以和2G共用分布系统的问题十分重要。从不同运 营商与设备供应商在全国几个大型城市建设的WCDMA试验网和室内分布系统改造试点工 程的测试结果上了解，WCDMA与GSM共用室内分布系统是可行的。因此我们认为在需要 建3G室内分布系统的场所，如果已有2G室内分布系统，则优先考虑共用2G室内分布系统， 以便尽可能地节省投资。 3G 和 2G 共用室内分布系统时，主要采取原系统信号馈入点处加装合路器来实现多系 统的共享。如果决定在建设 3G 室内覆盖要和 2G 共用室内分布系统时，应该坚持以下原则： 确保原有网络（主要是 GSM）在改造后仍能达到覆盖要求； 尽量利用原分布系统的设备和器件，控制改造成本； 兼容所有中国移动通信体制：GSM900、DCS1800、WCDMA(2GHz 频段)、 WLAN，增加新的系统简单方便。 3.1、分布系统的共用 与无源分布系统的共用 对于覆盖面积较小或者结构简单的无源覆盖系统，考虑直接共用整个室内分布。 前期需要通过理论计算和分析原分布系统是否能够达到 3G 系统的功率配置要求，如 有必要可以考虑适当调整干线并对天线的数量和位置做相应调整，以满足 3G 系统的覆盖 要求。 无源室内分布系统的共用示意图如下所示： GSM 信源 天馈系统 WCDMAGSM 双频合路器 WCDMA 信源 与有源分布系统的共用 如果原室内分布系统采用了有源设备（如干线放大器、光纤直放站等） ，因为这些设备 基本都有选频模块，所以都不能供 3G 系统使用。 对于这一类型的室内分布系统，建议新建一套 3G 室内分布系统的主干线，只是共用 整个分布系统末端的无源部分。共用方式如下图所示： GSM 信源 WCDMA 信源 天馈系统 WCDMAGSM 双频合路器 天馈系统 WCDMAGSM 双频合路器 天馈系统 WCDMAGSM 双频合路器 这种改造方式需要重复建设一套干线，因此可以合理分配系统功率，但是施工难度较 大。建议在覆盖要求高、容易走线的场所使用。 还有一些建筑物可能会因为弱电井要供太多系统使用，造成新增线路困难的状况，这 时候可以考虑使用下图所示共用方式。 GSM 信源 WCDMA 信源 WCDMAGSM 双频合路器 天馈系统 WCDMAGSM 双频合路器 WCDMAGSM 双频合路器 这种改造方式可以避免重复走线，减小施工难度，但是需要增加双频合路器。建议在 信源离覆盖区较远、增加新线路施工难度大的场所使用。 3.2、天线的布放 以下是全向天线对不同制式电信号的传播模测结果，可供实际工程参考： 3M 天花板 地面 发射天线 1.5M 2M2M 1.5M1.5M1.5M 地面 终端在不同位置接收到信号强度的统计结果： 发射天线入口电平 终端接收信号强度 -5 （dBm） 0 （dBm） 5 （dBm） 10 （dBm） 距离发射天线 2M（GSM）-50.11-48.44-31.17-33.20 距离发射天线 2M（WCDMA） -58.25-53.84-52.26-40.30 距离发射天线 4M（GSM）-51.78-64.04-39.69-43.42 距离发射天线-61.76-51.55-51.05-50.54 天线性能指标： 频率范围：824-960MHz&1710-2500MHz VSWR：1.5 Gain：2dBi 4M（WCDMA） 距离发射天线 6M（GSM）-57.53-52.09-48.58-46.08 距离发射天线 6M（WCDMA） -60.08-61.14-61.22-57.96 距离发射天线 8M（GSM）-52.35-54.58-52.14-41.95 距离发射天线 8M（WCDMA） -64.35-57.42-50.73-51.59 距离发射天线 10M（GSM）-57.93-57.37-59.80-42.65 距离发射天线 10M（WCDMA） -68.63-66.39-65.99-52.33 由上表我们可以发现，在相同输入功率条件下，同一个天线的有效覆盖范围内，WCDMA 信号覆盖能力较 GSM 信号若 10dB 左右，如果共用原分布系统，可能需要对原 GSM 系统的 天线数量和位置作更改，增加的天线建议从原线路上用功分器（或耦合器）新分一路信号 出来，虽然原天线的入口功率加少了 3dB（用二功分器） ，但是从测试结果看增加的天线可 以覆盖更多的区域并且有更好的覆盖效果。 3.3、电梯覆盖的改造 八木天线由于增益高、方向性好、价格适中被广泛用于室内分布系统中对电梯的覆盖， 特别是 GSM900 系统（平均每副天线可覆盖 7 层，有很高的性价比）使用最多。但受自身 结构特点的限制，八木天线不能在 8852500MHz 的宽频段内工作（衰减量太大，失去高 增益的优势） ，所以进行 WCDMA 改造项目时必须采取有效措施保证双网信号正常覆盖。 可采取的方案有： 1. 加装 WCDMA 频段的八木天线； 2. 将原八木天线更换为支持 8852500MHz 的板状天线并重新规划天线点位和功率分配； 3. 如原电梯覆盖系统为采用吸顶天线在电梯厅进行覆盖，则一般只需更换吸顶天线即可。 不过这种覆盖方式存在的问题是可能效果不会太理想，根据实际工程经验，这种覆盖 方式如果功率分配不当可能造成用户出、入电梯时的频繁切换和掉话。 4. 泄漏电缆覆盖方式虽然信号覆盖均匀，但是信号强度普遍较弱；并且施工难度和材料成 本较高，一般很少使用。 重点推荐用支持 8852500MHz 的板状天线对电梯做专项覆盖的方式。这种方式下， 由于平板天线的增益有限，一般只能覆盖 45 层（20m）的距离；考虑到不同电梯轿箱 对信号的损耗，并结合实际工程经验，用于电梯覆盖的定向天线入口导频功率在 5dBm 左 右即可满足轿厢内信号强度大于-90dBm 的覆盖要求。 3G（WCDMA）方案设计指导）方案设计指导 WCDMA 系统室内覆盖建设要点 1. 覆盖区域的划分 3G 室内分布系统的设置原则是满足市区大型建筑物及重要地域话务分布的要求。根据 对市区大型建筑物或重要地域室内用户数量的估计及对覆盖区的要求，一般优先考虑如下 用户集中、人口密集的大型建筑或重要地域： 1）高档商务写字楼、酒店内及公共区域； 2）人员集中、知名度高的办公写字楼； 3）大型展馆、娱乐餐饮场所、机场车站等交通枢纽楼及交易会所等重要公共场所； 4）面积大、人流量大、经济情况好的商场、超市等； 5）地铁、隧道、地下商场、停车场等。 WCDMA 系统需要提供给用户如可视电话、多媒体、高速率下载等丰富的业务类型， 但是高速率意味着高容量的无线网络，也意味着更高的服务质量和服务水平，这又直接和 网络建设的投入相关联。由于不同的用户群在不同的环境需要的服务不一样，因此在整个 网络规划时就有必要按业务需求规划资源分配，以节省前期投资，并加快网络建设速度。 所以在 WCDMA 网络建设方案实施前，需要对覆盖目标做详细的规划标准和所需要的服务 等级，一般可按人流量和业务量分为： 重要区域（人流量大、对数据业务要求高） ； 次重要区域（人流量大，有少数数据业务需求） ； 一般区域（人流量较大，主要考虑语音业务） ； 非重点考虑的区域（如洗手间、储藏室等区域，人流量小，能提供基本的语音业 务即可） 。 按照不同区域对业务需求不同，需要提供的服务等级和规划目标可分为： 重要区域：要求 CS12.2K、CS64K、PS384K 的连