GSM_无线网络规划.docVIP

gsm 无 线 网 络 规 划网络规划序言网络规划基本知识介绍基站容量规划小区覆盖设计频率规划和干扰预测gsm网络规划一般侧重两个问题：第一个问题是针对一般性的电信系统，涉及到交换设备和传输链路的规划；第二个问题是无线网络规划，这是蜂窝无线通信系统的特殊问题，涉及到无线覆盖和频率规划等十分重要的问题。本文将着重介绍gsm系统的无线网络规划设计。由于基站容量规划、小区覆盖设计和频率规划是gsm无线网络规划的三个重要方面，所以本文重点讨论这三方面。gsm无线网络规划设计是移动通信网的建设中极其重要的环节，它对于网络的建设成本与网络建立后的运行质量有重要的影响。gsm无线网络规划设计目标是指导工程以最低的成本建造成符合近期和远期话务需求，具有一定服务等级的移动通信网络。具体地讲就是要达到服务区内最大程度的时间、地点的无线覆盖，满足所要求的通信概率；在有限的带宽内通过频率复用，提供尽可能大的系统容量；尽可能减少干扰，达到所要求的服务质量；在满足容量要求的前提下，尽量减少系统设备单元，降低成本等几个方面目标。当然上面的目标有些是互相冲突的，所以实际的系统实现常常是上述目标折中的解决产物。gsm无线网络规划与优化是一个阶梯式循环往复的过程。对于一个gsm网络来说，移动用户在不断地增长，无线环境在不断的变化，话务分布情况也在变化之中，因此，gsm网络是在循环反复的网络规划与优化的过程中不断发展壮大起来的。无线网络规划与优化工作的总体流程可用下面的流程图表示出来。系统需求调查分析系统容量极限网络优化调整用户增长、话务分布改变、无线环境变化网络校验与工程型优化调整工程实施频率规划及干扰预测覆盖预测与规划勘察与站点初始布局容量规划规划网络规划主要包括以下基本过程和内容：（1）网络规划资料收集与调查分析为了使所设计的网络尽可能达到运营商要求，适应当地通信环境及用户发展需求，必须进行网络设计前的调查分析工作。调查分析工作要求做到尽可能的详细，充分了解运营商需求，了解当地通信业务发展情况以及地形、地物、地貌和经济发展等信息。调研工作包括以下几个部分：了解运营商对将要建设的网络的无线覆盖、服务质量和系统容量等要求 ；了解服务区内地形、地物和地貌特征，调查经济发展水平、人均收入和消费习惯；调查服务区内话务需求分布情况 ；了解服务区内运营商现有网络设备性能及运营情况；了解运营商通信业务发展计划，可用频率资源，并对规划期内的用户发展做出合理预测；收集服务区的街道图、地形高度图，如有必要，需购买电子地图。（2）勘察、选址和传播模型校正基站的勘察、选址工作由运营商与网络规划工程师共同完成，网络规划工程师提出选址建议，由运营商与业主协商房屋或地皮租用事宜，委托设计院进行工程可行性勘察，并完成机房、铁塔设计。网络规划工程师通过勘察、选址工作，了解每个站点周围电波传播环境和用户密度分布情况，并得到站点的具体经纬度。为了更准确地了解无线规划区内电波传播特性，规划工程师可将几类具有代表性的地形、地物、地貌特征区域内指定频段的测试数据或现有网络测试数据（已建网络）整理以后，输入网络规划软件进行传播模型的校正，供下一步规划计算中使用。（3）网络容量规划根据对规划区内的调研工作，综合所收集到的信息，结合运营商的具体要求，在对规划区内用户发展的正确预测基础上，根据营运商确定的服务等级，从而确定整个区域内重要部分的话务分布和布站策略、站点数目和投资规模等，充分考虑当地高层建筑、楼房和高塔的分布，基本确定站点分布及数目。对于站点的位置及覆盖半径，必须考虑到话务需求量、传播环境、上下行信号平衡等对基站覆盖半径的限制，建站的综合成本等诸方面的因素。 对网络进行初步容量规划。容量规划得出：满足规划区内话务需求所需的基站数； 每个基站的站型及配置；每个扇区提供的业务信道数、话务量及用户数； 每个基站提供的业务信道数、话务量及用户数； 整个网络提供的业务信道数，话务量及用户数； 此步骤的规划是初步规划，通过无线覆盖规划和分析，可能要增加或减少一些基站，经过反复的过程，最终确定下基站数目和站点位置。（4）无线覆盖设计及覆盖预测无线覆盖规划最终目标是在满足网络容量及服务质量的的前提下,以最少的造价对指定的服务区提供所要求的无线覆盖。无线覆盖规划工作有以下几个部分：初步确定工程参数如基站发射功率、天线选型（增益、方向图等）、天线挂高、馈线损耗等。进行上下行信号功率平衡分析、计算。通过功率平衡计算得出最大允许路径损耗，初步估算出规划区内在典型传播环境中，不同高度基站的覆盖半径。 将数字化地图、基站名称、站点位置以及工程参数网络规划软件进行覆盖预测分析，并反复调整有关工程参数、站点位置，必要时要增加或减少一些基站，直至达到运营商提出的无线覆盖要求为止。（5）频率规划及干扰分析。 频率规划决定了系统最大用户容量，也是减少系统干扰的主要手段。网络规划工程师运用规划软件进行频率规划，并通过同频、邻频干扰预测分析，反复调整相关工程参数和频点，直至达到所要求的同、邻频干扰指标。（6）无线资源参数设计合理地设置基站子系统的无线资源参数，保证整个网络的运行质量。从无线资源参数所实现的功能上来分，需要设置的参数有如下几类：网络识别参数 系统控制参数 小区选择参数 网络功能参数 无线资源参数通过操作维护台子系统配置。网络规划工程师根据运营商的具体情况和要求，并结合一般开局的经验来设置，其中有些参数要在网络优化阶段根据网络运行情况作适当调整。 无线网络规划工作由于技术性强，涉及的因素复杂且众多，所以它需要专业的网络规划软件来完成。规划工程师利用网络规划软件对网络进行系统的分析、预测及优化，从而初步得出最优的站点分布、基站高度、站型配置、频率规划和其它网络参数。网络规划软件在整个网络规划过程中起着至关重要的作用，它在很大程度上决定了网络规划与优化的质量。在介绍网络规划前，我们先来回顾一下gsm网络的基础知识和无线传播的知识。一、gsm系统频谱划分gsm作为当前世界上分布最广的蜂窝移动系统，也是目前国内移动系统的主干网络，承载了国内的大部分手机用户。我国陆地公用蜂窝数字移动通信网gsm通信系统目前采用了900 mhz和1800mhz两个不同的频段。（1）gsm900工作的无线频率分配为：gsm900：890915mhz上行频率935960mhz下行频率双工间隔为45mhz，工作带宽为25mhz，载频间隔200khz。频道序号和频点标称中心频率的关系为：fu(n)=890.200mhz+(n-1)0.200mhz上行频率fd(n)= fu(n)+45mhz下行频率n=1124频道gsm900频段共有124个载波频道。在我国gsm900频段分别由中国移动公司和中国联通公司两家 gsm运营商使用：中国移动公司：903909mh（上行），948954mhz（下行），共6m带宽，30个频道，频道号为6695。由于中国移动公司拥有模拟网的频段，各地移动分公司都将模拟网退频，让出一些频段给gsm900使用，因此中国移动公司gsm系统实际占用不止6m带宽。中国联通公司：909915mh（上行），954960mhz（下行），共6m带宽，29个频道，频道号为96124。（2）由于900mhz频带有限，可容纳的用户数也受限，所以gsm系统又发展到1800mhz。gsm1800工作的无线频率分配为：gsm1800：1710-1785mhz上行频率1805-1880mhz下行频率双工间隔为95mhz，工作带宽为75mhz，载频间隔为200khz。频道序号和频点标称中心频率的关系为：fu(n)=1710.2mhz + (n-512)0.200mhz 上行频率 fd(n)= fu(n)+95mhz下行频率 n=512885频道目前只有中国移动公司的部分分公司开通了gsm1800网络，拥有1800网络的移动分公司大多申请了频道号为512562的10m带宽。（3）保护带宽当一个地区gsm900系统与模拟移动通信系统共存时，两系统之间（频道中心频率之间）应有约400khz的保护带宽，通常是由模拟网预留。中国移动公司与中国联通公司的gsm系统也应有400khz的保护带宽，即它们之间必须有一个网络少用一个频道，或由中国移动预留，或由中国联通预留。gsm在900mhz和1800mhz的频率分配如下图所示：gsm900960频率(mhz)935917915890872频道号12410102392597588012410102397545mhz隔离使用基站发射(移动台接收)基站接收(移动台发射)2mhz防护频带gsm18001880频率(mhz)频道号88588595mhz隔离使用基站发射(移动台接收)基站接收(移动台发射)20mhz防护频带180517851710512512gsm900/egsm900/gsm1800频率分配pgsmegsmpgsmegsm二、gsm系统多址技术gsm系统采用时分和频分相结合的多址技术。上面已经提到，在gsm900频段上一共可有124个载频，gsm1800频段上一共可有374个载频，在整个频段上是频分的，而每个载频又是时分复用的，即每个信道占用载频的八分之一的时间。一个载频共有8个物理信道，每个信道都能支持话音或信令信息。这样每个载频（收发信机单元）可同时支持8个用户同时通话，从而节省了基站硬件设备。tdma技术单载频，单收发信机，8个话路收发信机01234567三、gsm空间接口1物理信道物理信道是支持信息传输的媒体，在gsm系统中它是由相应的载频及时隙所决定。前面已经提到gsm中单个载频可以支持8个移动用户同时通话。它是这样分配的：载频使用的时间被分成了多个时间段，每个时间段称为一个“时隙”，时隙按顺序排列，并编号为0到7。每这样的8个时隙序列称为一个“tdma帧”。 每个载频在时间上周期出现的同一时隙就构成了一个物理信道，提供给每个移动台传输话音、信令或数据信息，直到传输结束或切换发生。与移动台之间收发信号的定时对于系统正常工作非常关键。移动台和基站都必须在适当的时间发射和接收信号，否则就会错过它应该所在的时隙，一个时隙里所传的信息也称为一个突发脉冲序列（burst）。每个数据突发脉冲序列在tdma帧中对应一个分配给它的时隙。2逻辑信道逻辑信道由物理信道上传递的信息组成，用以完成特定的功能。gsm的逻辑信道分为两大类：业务信道（tch）和控制信道（cch）。1）业务信道业务信道用于传送话音和数据信息。共有以下两种业务信道：l 全速率信道（full rate tch）tch/fs:话音 ( 业务信息13kbit/s , 全部信息 22.8kbit/s gross )tch/efr:话音 ( 业务信息12.2kbit/s , 全部信息 22.8kbit/s gross )tch/f9.6:9.6kbit/s 数据tch/f4.8:4.8kbit/s 数据tch/f2.4:2.4kbit/s 数据l 半速率信道（half rate tch）tch/hs:话音（业务信息6.5kbit/s，全部信息 11.4kbit/s）tch/h4.84.8kbit/s 数据tch/h2.4 2.4kbit/s 数据业务信道分类tchtraffic channels(业务信道)speech(话音)tch/fstch/hstch/efrnbdata(数据)tch/9.6tch/2.4tch/4.8nbtchsacchfacch注：nb（normal burst）=常规突发脉冲序列2）控制信道gsm控制信道主要分成三类：广播控制信道（bcch）;公共控制信道（ccch）;专用控制信道（dcch ）。广播控制信道是下行信道(从基站到移动台),它包括:i广播控制信道（bcch）用于发送有关网络、服务小区和相邻小区的信息。为移动太提供进入网络所必要的信息。bcch载频作为小区频标连续等功率发射。移动台通过测量bcch载频获取有关小区的射频信号强度。i同步信道（sch）用来移动台的帧同步和基站识别。i频率校正信道（fcch）用于移动台载频校正同步。公共控制信道类包括上行和下行两个方向的信道：i随机接入信道（rach）上行信道，移动台用于请求接入系统。i寻呼信道（pch）下行信道，用于系统寻呼移动台。i接入允许信道（agch）下行信道，用于为移动台指配信令信道。i小区广播信道（cbch）下行信道，用于向小区内所有的移动台广播信息。专用控制信道(dcch)，它被指配给单一移动台，用于建立呼叫和确认用户。dcch包括：i独立专用控制信道（sdcch）用于传递建立呼叫和确认信息。i随路控制信道（acch）包括慢速随路控制信道（sacch）和快速随路控制信道（facch）。sacch用于无线链路测量及功率控制消息传递。facch用于传送“事件”信息息，如切换消息等。facch和sacch都是双向信道。控制信道分类bcch-仅为下行bcch同步信道fchschcch控制信道nb/dbrach-上行ccch-或为下行或为上行pch/agch-下行cbch-下行nb/abdcch-上行下行双向sdcchacchsacchfacchnbabnbnbfbsb注：nb=常规突发脉冲序列fb=频率校正突发脉冲序列sb=同步突发脉冲序列ab=接入突发脉冲序列db=填充突发脉冲序列四、gsm网络组成和功能gsm网络由网络交换子系统（sss）、基站子系统（bss）、移动台（ms）及操作维护子系统（oms）组成。 ms是如手机、传真机等用户实际所使用的设备；bss是为移动台ms和陆地交换设备提供无线连接的部分；sss是由msc及一些相关的数据库组成，完成电话交换及提供gsm系统与pstn的连接功能等；oms使网络管理员能对网络进行集中操作与维护。主要包括以下网元（ne）：l msc：移动交换中心l auc：鉴权中心l hlr：归属位置寄存器l vlr：拜访位置寄存器l eir：设备识别寄存器l bsc：基站控制中心l xcdr：压缩编码器l bts：收发信基站l me：移动设备l sim：用户身份识别卡l omc：操作维护中心（包括omcr-基站子系统操作维护中心和omcs-交换子系统操作维护中心）l nmc：网络管理中心gsm网络组成nmc操作维护系统omc网络交换系统vlrhlraucmsceireciwfpstnxcdr基站子系统bscbts移动台simme五、移动环境中的电波传播在规划和建设城市蜂窝数字移动网时，从选择频段、分配频率、考虑无线电覆盖范围、计算通信可用度、以及系统内和系统间的干扰，到最终确定无线设备的参数，都有赖于对信道及电波特性的了解。了解移动环境中电波传播的特性是蜂窝无线网络设计与优化的基础。移动通信中电波传播特性主要受到以下因素的影响：频率，距离，极化方式，天线高度，地形，地物，地面及各种散射与反射物体的电特性参数，时间，季节等多种因素的影响。在特定的环境中，主要取决于频率、距离和天线高度。由于gsm无线信号工作在uhf频段中，且gsm无线小区的半径一般限制在35公里内，到达接收天线的信号主要是直射波和反射波的矢量合成，所以gsm的无线传播主要考虑视距内和近视距内的传播方式。随着移动体种类的不同、传播环境的变化以及使用频段的差异，移动通信的传播方式各不相同，其传播特性也自然不一样。这样，在不同地区、不同城市中的移动信道特性究竟如何，目前只能在这些环境中用场强实测所获取的数据来确定。对移动通信进行研究的基本方法有三种：1.理论分析，即用电磁场理论或统计理论分析电波在移动环境中的传播特性。并用各种数学模型来描述移动信道。往往要提出一些假设条件使信道数学模型化，所以数学模型对信道的描述都是近似的。即使这样，信道的理论模型对人们认识和研究移动通信仍可起指导作用。2.现场电波传播测试，即在不同的传播环境中，做电波传播实测试验。测试参数包括接受信号幅度、延时以及其他反映信道特征的参数。对实测数据进行统计分析，可以得出一些有用的结果。由于移动环境的多样性，现场实测一直被作为研究移动通信的重要方法。3.计算机模拟，这是近年来随着计算机技术的发展而出现的研究方法。计算机在硬件支持下，具有很强的计算能力，能灵活快速的模拟各种移动环境。移动环境中电波传播特性研究的结果往往用下述两种方式给出：第一：对移动环境中电波传播特性给出某种统计描述。例如，理论分析和实测试验结果表明，在移动环境中接受信号的幅度在大多数的情况下符合瑞利分布。在有些情况，则更符合莱斯分布。电波衰落特性的统计规律，为研究移动信道抗衰落技术提供了基本依据。第二：建立电波传播模型。模型可包括图表，近似计算公式等。应用电波传播模型可对无线电波在传播过程中的损耗进行预测，直接为系统工程设计服务。无线信号的理论分析移动通信的传播如图11中的曲线所示，总体平均值随距离减弱，但信号电平经历快慢衰落的影响。慢衰落是由接受点周围地形地物对信号反射，使得信号电平在几十米范围内有大幅度的变化，若移动台在没有任何障碍物的环境下移动，则信号电平只与发射机的距离有关。所以通常某点信号电平是指几十米范围内的平均信号电平。这个信号的变化呈正态分布。标准偏差对不同地形地物是不一样的，通常在68db左右。快衰落是叠加在慢衰落信号上的。这个衰落的速度很快，每秒可达几十次。除与地形地物有关，还与移动台的速度和信号的波长有关，并且幅度很大，可几十个db，信号的变化呈瑞利分布。快衰落往往会降低话音质量，所以要留快衰落的储备。 distancevariation due to shadowingglobal meansss at rx-antennavariations due to rayleigh fading无线电波在自由空间的传播是电波传播研究中最基本、最简单的一种。自由空间是满足下述条件的一种理想空间：1. 均匀无损耗的无限大空间，2. 各项同性，3. 电导率为零。应用电磁场理论可以推出，在自由空间传播条件下，传输损耗ls的表达式为： ls32.45+20lgf+20lgdf-工作频率，mhzd-移动台到基站的距离，km自由空间基本传输损耗ls仅与频率f和距离d有关。当f 和d扩大一倍时，ls均增加6db，由此我们可知gsm1800基站传播损耗在自由空间就比gsm900基站大6个db，如图所示。txpwrtxpwrdistance覆盖距离signal strength信号功率dcs signal acceptance leveldcs信号干扰水平gsm signal acceptance level gsm信号干扰水平gsm900gsm1800 (dcs) 6db陆地移动信道的主要特征是多径传播，实际多径传播环境是十分复杂的，在研究传播问题时往往将其简化，并且是从最简单的情况入手。仅考虑从基站至移动台的直射波以及地面反射波的两径模型是最简单的传播模型。两径模型在图3中示意给出，应用电磁场理论可以推出，传输损耗lp的表达式为： lp=20lg(d/(h1*h2)mobileh1h2based由于移动环境的复杂性和多变性，要对接受信号中值进行准确计算是相当困难的。无线通信工程上的做法是，在大量场强测试的基础上，经过对数据的分析与统计处理，找出各种地形地物下的传播损耗（或接受信号场强）与距离、频率以及天线高度的关系，给出传播特性的各种图表和计算公式，建立传播预测模型，从而能用较简单的方法预测接受信号的中值。在移动通信领域，已建立了许多场强预测模型，它们是根据在各种地形地物环境中实测数据总结出来的，各有特点，能用于不同的场合，以下就是移动通信中常见的两种：okumura-hata模型和cost-231-walfisch-lkegami模型。okumura-hata模型适用条件频率为1501500mhz；基站天线有效高度 为30200米；移动台天线高度 为110米；通信距离为135km；市区，郊区，乡村公路，开阔区和林区等准平坦地形上的基本传输损耗按下列公式分别预测。l(市区）69.55+26.16lgf-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)-s(a)l(郊区=64.15+26.16lgf-2lg(f/28)-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd- a(h2)l(乡村公路)=46.38+35.33lgf-lg(f/28)-2.39(lgf)-13.82lgh1+(44.9- 6.55lgh1)lgd-a(h2)l(开阔区)=28.61+44.49lgf-4.87(lgf)-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd- a(h2)l(林区)=69.55+26.16lgf-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2) f-工作频率，mhz h1-基站天线高度，m h2-移动台天线高度，m d-到基站的距离，km a(h2)-移动台天线高度增益因子，db a(h2)=(1.1lgf-0.7)h2-1.56lgf+0.8(中，小城市) =3.2lg(11.75h2)-4.97(大城市) s(a)-市区建筑物密度修正因子，db; s(a)= 30-25lga (5%a50%) =20+0.19lga-15.6(lga) (1%a5%) =20(a1%)a-建筑物密度cost-231-walfisch-lkegami模型cost-231-walfish-ikegami模型可以适用于20m5km范围的传播损耗预测，既可用作宏蜂窝模型，也可用作微蜂窝模型。在作微蜂窝覆盖预测时，必须有详细的街道及建筑物的数据，不能采用统计近似值。适用条件:频率为gsm900/1800；基站天线有效高度为3200米移动台天线高度为110米通信距离为20米5公里该模式分视距（los和非视距（nlos）两种情况（1）视距情况基本传输损耗采用下式计算l42.6+26lgd+20lgf(2)非视距情况基本传输损耗由三项组成llo+lmsd+lrtsa)lo代表自由空间损耗lo=32.45+20lgd+20lgfb)lmsd是多重屏蔽的绕射损耗c)lrts是屋顶至街道的绕射及散射损耗。公式说明：街道宽度（m）；f 计算频率（mhz）单位为m；单位为度；上面表达式中，ka表示基站天线低于相邻房屋屋顶时增加的路径损耗，kd及kf分别控制lmsd与距离d及频率f的关系。基站容量规划做基站容量规划，需要三个方面的数据：（1）话务模型和容量计算，包括所需服务区域内的业务信息（每小区或基站能提供的话务量）、当前每基站的实际业务量、每次呼叫的时长、每次呼叫过程中的切换次数、位置更新与呼叫次数的比例、每秒送出的寻呼次数、bsc内部切换占所有切换的比例、tch的数量、sdcch与tch的比值、链路的利用率、sms的利用率等；（2）服务方面的情况，包括服务区域的类型（小区的配置类型：全向、定向；满足业务和c/i需求的频率复用模式、每小区所支持业务量的载频数目）、中继的服务等级、业务信道的服务等级；小区网状规划（需要的服务等级和可接受的阻塞率、小区无线链路预算、现场测试结果）等；（3）基站规划方面的问题，包括bsc/bts放置在什么位置、当地对天线高度的影响、所需基站的数量、全向或定向复用规划（频谱利用率高、可用频率带宽、天线类型和增益）、天线的分集接收、基站各器件的备用情况、电源要求等。话务模型和容量计算在网络规划中，最重要的是确定系统的容量。我们需要知道象同时有多少用户需要系统来提供服务之类的信息。这就需要我们具备话务工程的一些知识。系统的容量一般指用户在某段时间内所产生的通话量。其单位通常以爱尔兰(erlang)表示(一个爱尔兰是指一条通话电路被百分之百的连续占用1小时的话务负荷，或者两条通话电路各被连续占用半小时的话务负荷)。每个用户的平均话务量可以表示成：（1-1）式中，是平均每用户单位时间内发出呼叫的次数，又称为呼叫到达速率。为每用户平均通话时间。为呼叫完成速率。每个小区的话务量可以表示为：（1-2）式中，是每用户平均话务量(erlang/用户)，为用户分布密度(用户数/km2)，为小区面积(km2)。在现实环境中，话务量会随着时间而变化。即使不考虑长期发展过程中可能出现的变化，话务量还会以每天和每周为周期作短期的周期性变化。如下图：通常将话务量最大的一小时称为忙时，相应此小时的呼叫次数为“忙时呼叫次数”或“忙时试呼次数”，缩写为bhca。系统忙时话务量可以由下式给出：（1-3）在网络规划中通常采用忙时话务量为设计指标，并认为gsm网络能够支持忙时话务量也必然能够应付平时的话务量。在网络规划设计中通常采用每用户忙时话务量的指标。每用户忙时话务量可用下式表示：a =t/3600（1-4）a 为每用户的忙时话务量 为每用户忙时呼叫次数t 为每用户每次通话占用信道的平均时长，单位：秒则系统忙时话务量又可表示为：=an（1-5）a 为每用户的忙时话务量n为系统用户总数这是我们做容量规划时一个很重要的公式。显然做系统规划时，系统预期容量应该大于预计的。当前系统的平均每用户忙时话务量一般可从现网统计数据中得到，由公式1-5可知：系统忙时总话务量除以忙时vlr上的用户登记数就是当前系统的平均每用户忙时话务量。但一般在做网络规划时，应为当前系统的平均每用户忙时话务量留一定的余量。根据我国公用移动电话网近几年的运营规划经验，平均每用户忙时话务量可取0.025erl/户。用户数发展的预测也是规划中要重点考虑的问题。在我国，移动用户的发展同时受到计划和市场的双重影响。某系统的移动用户发展可以受到多方面的影响，如该地区人们的收入状况、各年龄段和各收入段人群的分布、该地区的经济发展状况、服务竞争的引入、移动服务费用的下调或优惠、移动运营商的宣传和发展目标等等。一般我们可以用增长趋势或人口普及率两种方法加以考虑。增长趋势法是根据前几年的用户发展及增长趋势结合运营商的发展计划提出未来一至几年的用户预测。下表是我国前几年的移动用户发展状况：年份199019911992199319941995199619971998用户数（万）1.534.7517.6963.82156.8362.9684.813642496年增长率%160272261146132899983 另据有关专家预测，我国2000年以后移动电话年增长率将在40%以下，每年用户数的净增长率也将稳步降低。移动电话用户1998年到2010年的平均发展速度为29.28%。该预测数据如下（部分）。 我国移动电话近、中期发展的预测值：年份19981999200020012002200320042005用户数（万）22543432505370169219118611458217680增长量（万）9311178162119632203264227213098增长率%70.3352.2647.2338.8531.4028.6622.9421.25通过与1998年（2496万）和1999年8月（3305万）用户发展的实际情况对比分析，上表的数据略显保守，但其预测结果比较符合邮电1998-2002年滚动计划中移动电话用户的发展目标，其发展速度比较适中，具有一定的参考价值。人口普及率是根据前几年的移动用户发展和普及率结合国内外相仿城市的移动用户人口普及率提出未来一至几年的用户预测。下表是我国前几年和未来一、二年间预测的移动用户发展状况：年份19951996199719981999200020012002用户数（万）362.9684.8136424963432505370169219普及率%0.3020.571.142.082.643.895.407.69当前，上海、北京移动用户的普及率现已接近20%，据有关专家预测，在未来的2-3年内，我国移动电话普及率将达到每百人10部。任何一种电信业务都有启动、成长、饱和和衰退四个阶段。当前我国的移动用户还处于高速增长的阶段，个别地区已接近成长末期或饱和阶段。各地的移动运营商可以根据自身所处的发展阶段，吸收以前模拟系统工程建设赶不上用户发展的教训，结合自己或信息咨询公司所做的抽样调查提出较为合理的用户预测，使建设成本投入最优化。erlangb模型公式是移动蜂窝网络话务设计时最常用的公式。erlangb是假定所有未能找到空闲频道的用户即放弃呼叫要求，也就是说用户发出呼叫后没有空闲频道就不再试呼而算阻塞。在公用移动电话网中，虽然系统设计时设定一个蜂窝（或扇区）的用户第一次呼叫得不到空闲频道时将继续试呼，但由于有“扇区共享”或“定向重试”功能将该用户受阻塞的呼叫引导到另一个扇区去寻找空闲频道而离开它最初要求接入的扇区，所以对每个扇区的用户来说，用户的呼叫都是“没有空闲频道就放弃呼叫”，结果使总的阻塞特性比较接近于erlangb呼叫规律的要求。这就是在设计蜂窝系统时常用erlangb函数的原因。erlangb模型公式描述了业务信道（中继信道）数量、服务等级（呼损率）和能提供话务量三者之间的关系。利用爱尔兰呼损公式和呼损计算表，呼叫必须具备如下性质：每次呼叫互相独立，互不相关（呼叫具有随机性）；每次呼叫在时间上都有相同的概率；当呼叫得不到空闲频道即作为呼损，而不是等待某个时间以便得到空闲信道。erlang-b公式为：，其中b为呼损率（服务等级gos），a为可提供的话务量，n为信道数。一般做规划时，gos是确定下来的，我们可直接通过查找用此公式得到的erlang-b表来得到要达到提供话务量所需的信道数或已知信道数能提供的话务量。下表是常用到的erlang-b表。erlang-b表：gosn1%2%5%10.010.020.05320.1530.2230.38130.4550.6020.89940.871.091.5251.361.662.2261.912.282.9672.52.943.7483.133.634.5493.784.345.37104.465.086.22115.165.847.08125.886.617.95136.617.48.83147.358.29.73158.119.0110.63168.889.8311.54179.6510.6612.461810.4411.4913.391911.2312.3314.312012.0313.1815.252112.8414.0416.192213.6514.917.132314.4715.7618.082415.316.6319.032516.1217.519.992616.9618.3820.942717.0819.2621.92818.6420.1522.872919.4921.0423.833020.3421.9324.83121.222.825.8322223.726.73322.924.627.73423.825.528.73524.626.429.73625.527.330.73726.428.331.63827.329.232.63928.130.133.640293134.64129.931.935.64230.832.836.64331.733.837.64432.534.738.64533.435.639.64634.336.540.54735.237.541.54836.138.442.5493739.343.55037.940.344.55138.841.245.55239.742.146.55340.643.147.55441.54448.55542.444.949.55643.345.950.55744.246.851.55845.147.852.6594648.753.66046.949.654.66147.950.655.66248.851.556.66349.752.557.66450.653.458.6一般在gsm系统规划中，无线业务信道（tchs）的gos为2%或5%，无线信令信道（sdcchs等）和有线链路（a-bis接口和a接口）上的gos=1%。话务分布预测 我国蜂窝移动业务的话务分布特点是：话务量主要集中在大中城市，在城市的市中心又形成一个较为集中的话务密集区，在这样的区域内，一般还存在局部的更高的话务热点，而郊县的话务量较低。建网时如果不考虑这些因素，均匀布点，不仅会造成低话务密度区设备资源的浪费，还会导致高话务密度区容量的不足，影响网络的投资效益和服务质量。要解决这个问题，必须进行话务密度分布预测。并且根据预测结果进行布站和信道配置。话务密度预测的方法目前主要有两种，一是线性预测法，二是线性预测与人工调整相结合的方法。采用线性预测法是：利用小区规划软件，借助于数字地图，将现有基站统计的忙时话务量实事求是地分配到每个小区中去；将目标年总的话务量输入计算机，小区规划软件就根据现有话务分布情况，生成目标年的话务分布图。所需逻辑信道的数量我们知道由于1个载频有8个时隙，而每个时隙可以分别做业务信道或信令信道，即对业务信道1ts=1tch，对信令信道有三种配置方法（1ts0=1bcch+9ccch；1ts0=1bcch+3ccch+4sdcch；1ts=8sdcch），所以要确定某小区的载频数量，首先要确定该小区所需的逻辑信道数，即确定tch、ccch、sdcch的数量（对每个小区来说bcch和ccch分时共用时隙0，而每个小区只有一个bcch，即bcch和ccch占一个时隙）。按照每个小区预测的话务量，通过查找相应gos的erlang-b可以很容易得到小区所需的tch数量，这样我们还需要得到ccch和sdcch的配置。这些控制信道的数量确定依赖于一系列呼叫参数的设定。下面是规划时常用的呼叫参数：呼叫参数设定值呼叫时长t=60s短消息与呼叫次数的比值s=0.1每次呼叫发生位置更新次数-非lac边界l=2每次呼叫发生位置更新次数-lac边界l=7imsi分离（imsi detaches）与呼叫次数的比值i=0.2位置更新因子-非lac边界l=2.1位置更新因子-lac边界l=7.1每次呼叫发生切换次数h=2寻呼速率（寻呼次数/秒）p=8位置更新持续时长tlu=4s短消息持续时长tsms=6s呼叫建立持续时长tc=5ssdcch拆线保护时长tg=4stch的阻塞率pb-tch2%sdcch的阻塞率pb-sdcch1%ccch的利用率uccch=0.33注：位置更新因子l是每次呼叫发生位置更新次数l、imsi分离与呼叫次数的比值和imsi分离时采用短信息序列（type 1）还是长信息序列（type 2）三项组成的函数。当imsi分离禁止时，i=0，则l=i；当imsi分离使能时，l由交换机确定发何种imsi分离消息序列类型而定，即采用type 1 imsi分离消息序列，l=l+0.2*i，采用type 2 imsi分离消息序列，l=l+0.5*i。1ccch数量的计算我们知道ccch在下行方向上可称为pagch（paging and access grant channel-寻呼和接入允许信道），上行方向上可称为rach（random access channel-随机接入信道）。一般我们认为当下行的ccch（pagch）容量算出后，上行的ccch（rach）的容量就足够了。所以我们只需要计算下行的ccch数量。pagch分为agch（access grant channel-接入允许信道）和pch（paging channel-寻呼信道）。ccch轮流分配给pch和agch使用，不可能同时使用agch和pch。我们知道bcch信道配置分为combined和non-combined两种形式。采用combined bcch时，只能有3个ccch块（1+3ccch+4sdcch）；当采用non-combined bcch时，可增加额外的ccch控制信道（除了时隙0上的bcch位置外），这些额外的ccch控制信道可按顺序增加在bcch载频的时隙2、4、6上，这样一个小区的ccch配置除了9个ccch块外，还可以有18、27、36个ccch块几种配置方法，这种配置是针对相当大的话务量的小区。一般只需9个ccch就足够了。每个ccch可携带一个消息，它的数据率为4.25个消息/秒。agch用于传送立即分配（immediate assignment）消息和立即分配拒绝（immediate assignment reject）消息。一条立即分配消息可为最多2个移动台分配信道（如sdcch等），一条立即分配拒绝消息可最多拒绝4个移动台的信道请求。pch用于传送寻呼消息。当采用tmsi寻呼方式时，一条寻呼消息可用于寻呼最多4个移动台；当采用imsi寻呼方式时，一条寻呼消息可用于寻呼最多2个移动台。当一个ccch块无寻呼消息发送时，则可发送一条立即分配/立即分配拒绝消息。下面我们来计算一个小区所需的ccch块数量。（1）计算pch数量npch。在gsm系统中，寻呼是基于每个lac分区发送的，所以对于同一个lac分区中的每个小区来说，其pch的数量是一致的。一般系统采用tmsi寻呼方式，则需要npch=p/（44.25）个寻呼信道；采用imsi寻呼方式，则需要npch=p/（24.25）个寻呼信道所以我们要得到在一个小区内每秒发送的寻呼次数p。p可参考常用呼叫参数表中的p=8，也可采用下述算法算出：根据前面预测，我们知道了该lac分区内的用户数为plac，每用户忙时话务量为0bh=0.025erl则该lac分区内的总话务量为alac= plac0bh=0.025pl