WO_100_C1WCDMA网规网优专题1-4章（共9章）.doc

WO_100_C1 WCDMA网规网优专题课程目标：l 掌握WCDMA无线网络规划流程及相关输出文档l 掌握链路预算、覆盖规模估算和容量规模估算l 掌握WCDMA网规勘查的各项内容l 了解天线知识、不同环境天线的选择l 掌握无线网络优化的流程参考资料：l 影响WCDMA容量的一个重要因素 天线下倾角l 中华人民共和国通信行业标准 移动通信系统基站天线技术条件l CDMA系统设计与优化 Kyong II Kim编著l 无线通信原理与应用 Theodore S. Rappaport著l 中华人民共和国通信行业标准微波站防雷与接地设计规范-iii- 第1章 网规流程第1章 网规流程& 知识点l本章的主要内容是介绍WCDMA网规流程。1.1 适用的范围本教材介绍了规划任务下达之后，按照工期要求完成规划工作情况下，可以控制网络规划质量的流程，给网络规划工作提供指导。教材具体规定了从规划准备工作开始到规划工作结束各个阶段需要输入、输出的文档，以及各文档的格式、内容的要求。本教材适用于试验网和商用网络规划工作。规划项目的负责人可以根据实际的情况，对规划的流程做适当的调整，以提高规范应用的灵活性。1.2 流程框图无线网络规划流程如图1.21所示： 图1.21 网规流程图1.2.1 项目预研在运营商向中兴通讯提出要求：就“业务区提供WCDMA无线网络规划设计”方案之后。中兴通讯（市场人员、网规工程师）要与运营商就规划工作流程和工作界面达成共识，运营商应向中兴通讯提供规划工作需求数据。共同确认的内容之后，双方确认签字，方可进入网络规划设计流程。1.2.2 需求分析作好规划前双方沟通工作，为规划工作的顺利开展奠定良好的基础。在规划前，要完成现网基站信息收集工作，明确运营商可以提供的资源，如：电子地图、传输资源、机房条件等。根据运营商要求的业务区，确定规划区的覆盖区域划分，以及与之相对应的用户（数）密度分布，确定业务区域划分，以及规划设计所要达到的目标。中兴通讯就运营商提出的规划要求做需求分析。了解规划区的地物、地貌，研究话务量的分布，提出满足运营商提出的覆盖、容量、QoS等要求的规划策略。在运营商的陪同下，对运营商要求覆盖的重点区域实地勘查。利用GPS了解覆盖区的位置，覆盖区的面积。通过现网话务量分布的数据，指导待建网络的规划。根据提供的现网基站基站信息，作好仿真前的准备工作。在需求分析阶段，按照要求提交运营商提供的业务区规划需求数据采集表和3G网规需求及评估表。1.2.3 传播模型测试和校正仿真负责人根据传播模型站点的选择规范选择勘查区传播模型测试站点。仿真测试的站点应该与规划站点近似。勘查工程师对仿真负责人选择的测试站点，进行环境拍照和无线数据采集，测试工程师根据传播模型测试路径选择规范确定测试路径测试。仿真工程师根据电测数据校正模型，得到规划区环境下的传播模型。确定传播模型测试环境分类如下：密集城区、一般城区、郊区乡镇、农村。输出传播模型测试站点勘查报告、传播模型测试报告和传播模型校正报告。1.2.4 规模估算和预规划仿真要求规划的业务区网络规模估算之后，就可以大致确定基站数量和基站密度，利用专业仿真软件做网络规模估算结果的验证工作。通过仿真来验证估算的基站数量和基站密度能否满足规划区对系统的覆盖和容量要求，以及混合业务可以达到的服务质量。通过仿真不但可以验证规划区的基站数量和基站密度，还可以大体上给出基站的布局和基站预选站址的大致区域和位置，为勘查工作提供勘查的指导方向。把预规划仿真获得的结果，与需求分析的结果结合起来，形成完整的规划报告。输出为业务区网络预规划报告。1.2.5 站点勘测根据仿真得到的基站数量和基站密度等结果，以及对运营商对勘查周期要求，我们得到了本次勘查任务的工作量。根据勘查的工作量，我们就可以制勘查工作计划，确定勘查工作的负责人，确定勘查工作的组成人员，规定勘查的起始时间和结束时间，准备勘查设备。将勘查工作交付给勘查负责人，由勘查负责人根据规划区的具体情况，提交业务区（或试验网）勘查计划。勘查负责人将每天勘查工作进展情况，写成业务区勘查进展日报。以便于前后之间的沟通，对前方遇到的困难及时给人力、物力方面的支援，通过简报后方可以了解勘查工作的进展状况。无线网络规划站址勘查是网络规划工作的重要组成部分，必须认真对待。勘查工程师必须认真进行站点勘测和数据采集工作，确保勘查数据的真实性和准确性。为网络仿真和建设作好准备，为后期网络优化工作提供一份有效的规划报告。提供站点勘查：如中移的站点勘查，根据实地的勘查结果与仿真相结合对提供的站点进行筛选。选择适合的WCDMA组网要求的站点，在此基础上搭建网络构架。规划站点勘查：如铁通、网通不能提供可以选择的站点，勘查工程师在确定规划区之后，在重点覆盖区周围50 m左右的范围内寻找3个以上的候选站址，候选站址必须满足站点选择规范。并且利用仿真手段对候选站址进行筛选。勘查负责人要责成专人完成业务区基站勘查表的填写工作，保证每天完成勘查表的填写和勘查数据的检查。勘查负责人在勘查工作结束之后，要提交勘查报告，对勘查工作做总结。1.2.6 站点筛选 站点筛选需要结合实地的勘查结果、测试结果和预规划仿真结果，对于不能确定的站点，可以提供多个候选站点，供后方分析确定。1.2.7 规划分析规划分析阶段的任务是从筛选出来的站点中，确定站点的站型、网络整体结构。根据覆盖和容量的需要确定站点的站型，在此基站上搭建合理的网络拓扑结构。在站点分布规划中，根据综合的因素选择网络单元，这些因素包括：地形、地貌、覆盖、容量、机房条件等，组网中常见的网元有宏蜂窝、微蜂窝、射频拉远、直放站等。把他们灵活运用到网络建设当中，会取得良好的效果。仿真工程师把规划勘查获得的数据输入到仿真软件之中，对多个备选方案在仿真软件中仿真。仿真所有的备选方案，根据仿真的结果选择最能满足运营商要求的方案。1.2.8 验证评估完成乐详细的规划规划后，要对规划的网络运用用仿真软件进行验证和评估。对仿真结果评估的项目主要包括无覆盖盲区、高接入成功率、切换区域、低掉话率、负荷均衡等。1.2.9 提交报告验证和评估的各项指标均满足要求，则规划项目负责人根据基站勘查表和勘查报告、传播模型校正测试结果、仿真结果，提交最终的网络规划设计报告。1.2.10 网络规划设计的规范和输出报告l网络规划过程中涉及的规范网络规划站点布局和选择规范网络规划清频测试规范传播模型站点的选择规范传播模型测试路径选择规范勘查设备使用规范l网络规划输出的报告1业务区网络规划需求分析报告2业务区预规划仿真报告，仿真结果可作为预规划报告的附件3业务区勘查计划，涉及勘查组的人员组成、设备准备情况；4业务区勘查任务书，勘查负责人与运营商交流之后，勘查工作开始之前提交，反映勘查业务区勘查工作的实际情况；5业务区勘查工作日报6业务区勘查报告，即勘查工作结束之后的总结报告，勘查表作为附件；7业务区清频测试报告，如果运营商有特殊要求单独出报告，没有可以作为勘查结果的附件；8业务区无线网络规划报告，利用仿真工具对多个候选站址的组合进行优选。165 第2章 规模估算第2章 规模估算& 知识点l WCDMA网络规模估算的两个重要方面：覆盖规划和容量规划。2.1 规模估算基本思路WCDMA无线网络规模估算是根据规划网络的覆盖目标、容量目标和质量目标估算满足需求所需的配置和网络设备数量的过程。通过规模估算，规划人员可以快速了解实现规划目标大致需要的网络配置，为进一步的决策、规划仿真和详细设计提供参考。由于WCDMA系统是一个自干扰和软容量系统，其覆盖和容量并非一成不变，而是和网络的干扰水平有关，且覆盖和容量的关系密切相关，相互影响。当网络负载较轻时，覆盖距离较远；当网络负载加重时，由于用户干扰功率的上升，小区覆盖会自动收缩，因此，WCDMA网络的规模估算需要从覆盖和容量两方面着手，计算满足运营商对网络覆盖、容量和质量要求（如覆盖率、阻塞率等）所需的基站规模。2.2 覆盖规划2.2.1 链路预算链路预算是覆盖规划的前提，通过计算业务的最大允许损耗，可以求得一定传播模型下小区的覆盖半径，从而确定满足连续覆盖条件下基站的规模。通常情况下，应该分别从上行（移动台到基站）和下行（基站到移动台）两个方向进行链路预算，并实现上下行链路的平衡。通常覆盖规划都是以手机能够达到的最大半径为基础进行计算（即上行链路预算），因为影响前向覆盖半径的不确定因素很多，如同时连接的用户数、用户分布、用户速率等，计算起来较为复杂。通常情况下，基站的功率都是满足覆盖需求的，即覆盖是上行受限。影响链路预算的因素很多，除了手机的发射功率，基站的接收灵敏度外，还有阴影衰落余量，建筑物的穿透损耗，业务的速率和品质因素（Eb/No）等，所以，链路预算也应该区分地理环境和业务种类进行。2.2.1.1 链路预算基本参数l终端最大发射功率数据业务：+24 dBm话音业务：21 dBml人体损耗一般取值为：语音业务：3 dB数据业务：0 dB。lUE天线增益一般取0 dBi。l基站天线增益链路预算中假定基站定向天线增益为17 dBi，全向接收天线增益为11 dBi。实际工程中，可根据不同区域类型和覆盖要求选取不同的天线。l馈线损耗、包括从机顶到天线接头之间所有馈线、连接器的损耗。对于30-40 m的馈线，链路预算中假定馈线总损耗为4 dB(含接头等损耗) ；对于40-50 m的馈线，链路预算中假定馈线总损耗为5 dB(含接头等损耗)。l基站噪声系数噪声系数定义为输入信噪比与输出信噪比的比值，一般取值为3 dB。l基站解调门限Eb/No值与移动设备的收发分集、多径信道条件、业务类型等因素有关。3GPP TS 25.104V6.1.0规定了高斯白噪声信道基站以及多径信道模型1、2、3条件下基站所需的Eb/No下限值。l基站接收灵敏度灵敏度NFBS +10log(KT)+ 10log(Eb/N0)+10log(Rb)其中：NFBS为基站噪声系数K为Boltzmann常数，为1.38*10-23J/KT为开氏温度，取290 KRb为业务速率l干扰余量干扰余量=-10log(1-)，为小区负载。在网络初期阶段，业务量较低，因此干扰余量值较低。随着话务负载的增加，干扰余量增大，基站覆盖区域就会缩小。因此进行链路预算时，应根据预计的业务量增长趋势选择上行最大负载，确保良好覆盖。链路预算中上行负载取值为50%，因此干扰余量为3 dB。l软切换增益此处，软切换增益指克服慢衰落的增益。当移动设备位于软切换区域内，软切换多条无线链路同时接收，降低了对阴影衰落余量的要求。通常情况下链路预算中软切换增益取定为3 dB。l功控余量（快衰落余量）慢速移动终端主要通过快速闭环功控来保证解调性能，必须为快速闭环功控预留一定发射功率动态调整范围，通常情况下功控余量取定为3dB。对于中高速移动的终端（一般当终端移动速度50 km/hour时），主要由信道编码中的交织对抗快衰落，快速闭环功控作用很小，一般不需考虑预留功控余量。l穿透损耗建筑物和车辆的穿透损耗是影响无线覆盖的重要因素。穿透损耗与具体的建筑物和车辆类型、电波入射角度等因素有关，在链路预算中假设穿透损耗服从对数正态分布，用穿透损耗均值及标准差描述。如果建筑物外部的无线覆盖有效，那么设定1015 dB的穿透损耗应该足够用了。但如果要在建筑物的核心部分接收和发起呼叫，大概需要30 dB的损耗。与此类似，对车辆内部的覆盖，穿透损耗同样重要。一般的小汽车大约会有36 dB的穿透损耗，但是有蓬货车和公共汽车可能会有较大的变化量。在有蓬货车前部的穿透损耗应该不会超过小汽车的穿透损耗，但是有蓬货车尾部的穿透损耗可能会高达1012dB，具体值要根据车窗的数量而定。因此，在链路预算时应根据规划区域内的实际情况设定一个合理的穿透损耗值，以保证良好的业务质量。l阴影衰落余量阴影衰落符合对数正态分布，其取值与扇区边缘通信概率、阴影衰落标准差相关，阴影衰落标准差与电磁波传播环境相关。其中衰落裕量是为了克服衰落的变化，保证小区中通讯的可靠性而预留出来的余量，它是与一定的小区边缘通信概率要求相对应的。在无线空间传播中，对于任何一个给定的距离，路径损耗的变化很快，路径损耗量可以看作是符合对数正态分布的随机变量。如果按照平均路径损耗来设计网络，则小区边界上点的损耗值在50的时间内会大于路径损耗中值，而另50%的时间内会小于该中值，即小区的边缘覆盖率只有50，这样处于小区边缘的用户有一半的机会是难以得到希望的服务质量的。为了提高小区的覆盖率，链路预算时需要预先留出衰落裕量，一般按照75%边缘覆盖率进行链路预算。下面以满足75的边缘覆盖率为例加以解释：假定传播损耗随机变量为，则是dB上的高斯分布，设其均值为，标准差为，对应的概率分布函数为函数。设定一个损耗门限，当传播损耗大于该门限，则信号达不到满足预期服务质量的解调要求，则在小区边缘，满足75边缘覆盖率可以翻译为： （2）对于户外环境，传播损耗随机变量的标准差常取8 dB。则可得到对应75的边缘概率（通信率）的裕量值： （3）具体可用图2.21和图2.22表示：图2.21 衰落裕量示意图概率分布函数图2.22 衰落裕量示意图概率密度函数上述图形表明，在进行网络规划设计时，需要留出5.4 dB的裕量才能保证75的边缘覆盖率。如果要求90的边缘覆盖率，可以查表推出需要留出10.3 dB的衰落裕量。2.2.1.2 上行链路预算上行链路预算计算公式如下：最大允许空间路径损耗移动台发射功率(dBm)移动台天线增益(dB)人体损耗(dB)基站馈线损耗(dB)基站接收天线增益(dBi)软切换增益(dB)建筑物或车体穿透损耗(dB)慢衰落余量(dB)功控余量(dB)干扰余量(dB)基站接收灵敏度(dBm)按照上一节的参数取定，可以计算不同环境和覆盖要求情况下的上行链路预算。其计算过程如表2.21所示：表2.21 链路预算表参数符号运算UE最大发射功率AUE天线发射增益BUE机体发射损耗（人体损耗）CUE实际每信道最大发射功率D= A+BC环境热噪声功率谱密度E上行noise figureF上行接收噪声功率谱密度G = E+F上行noise riseH基站上行接收的总的干扰功率谱密度I = G+H上行信号品质要求Eb/NoJ上行业务速率K上行接收灵敏度L=I+10lg(3.84106) +(J10lg (3.84106/ k )基站天线增益M基站综合损耗N阴影衰落裕量P软切换增益Q功控余量R穿透损耗S最大损耗T = D-L+M-N-P+Q-R-S2.2.2 覆盖规模估算2.2.2.1 基站覆盖半径计算通过链路预算求得了移动台和基站之间最大允许的路径损耗后，结合当地的无线传播模型，预测基站覆盖半径变成一件简单的事。事实上，无线传播模型描述的正是路径传播损耗和覆盖距离之间的关系。通过已知的最大允许路径损耗和无线传播模型，可以反推出基站最大的覆盖半径。2.2.2.2 基站面积计算基站覆盖面积的计算和站型有关。NodeB的常见站型有以下几种： 图2.23 全向站型&三扇区定向站（90度水平波瓣）型 图2.24 三扇区定向站（65度水平波瓣）型&六扇区站型2.2.2.3 规模计算根据规划区域面积和单站覆盖面积就可以得到覆盖该区域大致需要的站点数。2.3 容量规划容量估算是规模估算的另一个重要组成部分。容量估算的目的是根据规划网络的业务模型和业务量需求，估算出满足容量大致所需的基站数目。和链路预算一样，容量估算也应从上行和下行两个方向进行。WCDMA系统容量在上行方向主要是干扰受限，在下行方向主要是基站功率受限。在2G CDMA网络中，语音业务为主要应用业务，其上下行的业务流量较为对称，容量主要是上行受限，因此容量估算主要关注上行方向的容量计算。但WCDMA网络中，数据业务的比重显著增加，且网络上下行的业务流量普遍呈现出不对称的特性，甚至有可能出现下行容量受限的情况。因此，WCDMA容量估算需从上下行两个方向分别进行。2.3.1 上行容量WCDMA系统中，所有的用户都使用相同的载波，而且在经过编码以后，每个信号对于其他信号而言就成为噪声（干扰）。因此，每个信号都包含在由其他用户产生的宽带干扰背景中。为了接入一个呼叫，移动台的功率必须大到足以克服带宽内其他移动台，也就是说，基站的接收信号必须达到业务解调要求的Eb/No（每个用户比特能量除以噪声谱密度）。上式可以写成：其中，W是码片速率，3.84Mchip/s；vj是用户j的激活因子；Rj是用户j的比特速率；Pj是来自用户j的信号接收功率；Itotal是基站处包括热噪声功率在内的总的宽带接收功率。从上式可知，用户信号要达到解调要求，其在基站接收端的接收功率应满足：定义一个连接的负荷因子Lj：Lj表示用户信号功率占基站总接收功率的比例，则单个用户信号功率Pj可表示为：来自于同一小区内所有N个用户的总接收功率为：通常，基站接收端的总接收功率由三部分组成：小区内用户干扰功率，小区外用户干扰功率和基站热噪声。即：其中，Pin为小区内用户总干扰功率；Pother为小区外用户总干扰功率；PN为基站热噪声功率由于小区外移动台的干扰不通过本小区基站进行功率控制，其干扰大小难以确定。通常，将来自其他小区的干扰与本小区干扰的比值定义为邻区干扰因子i：i反映了本小区基站接收端其他小区对本小区的干扰比。通常，采用全向天线的宏小区邻区干扰因子为0.55，采用三扇区天线的宏小区邻区干扰因子为0.65。因此，基站总用户接收功率为定义噪声抬升为基站总的宽带接收功率与噪声功率之比，即定义上行链路负荷因子为式（1）表示基站接收端用户信号功率占宽带总接收功率的比值于是，噪声抬升可表示为： 或 该等式反映了基站接收端由用户干扰引起的热噪声之上的噪声抬升。3 dB的噪声抬升对应50%的负荷因子，6 dB的噪声抬升对应75%的负荷因子。通常，网络规划假设上行负荷因子为50%，在单一业务的情况下，根据式（1）可以求出每个小区所能提供的信道数，进而求出满足上行容量需求所需的总基站数。2.3.2 下行容量下行链路上，基站功率被小区内的所有用户共享。当基站总功率中没有多余部分可以分配给一个新增加的用户时，空中接口就达到了容量限制，也就是说，当一个基站为使其全部用户正常的运行而发送的总功率超过了基站的额定功率时，下行链路就达到了受功率限制的容量。所以说，下行容量是受限于基站总的发射功率。和上行链路容量分析方法类似，下行链路容量分析的出发点仍是解调信号要求的Eb/No值。对于下行链路而言，移动台要能正确解调有用信号必须克服来自三部分的干扰：小区内由于信道的非正交性引入的干扰，小区外信号干扰和移动台热噪声。即其中：P为基站总发射功率；Pother为小区外信号总干扰功率；PN为移动台热噪声功率；为下行链路正交因子。在下行链路中，正交因子是一个非常重要的参数。WCDMA的下行链路采用正交码区分用户，在没有多径传播条件下，当移动台接收基站信号时正交性保持不变。然而，实际信号传播过程中，多径延迟是不可避免的，信道之间的正交性被破坏，从而引入干扰。正交因子1对应完全正交的用户。一般情况下，多径信道中正交因子在0.40.9之间。参考上行负荷因子的推导方式，下行链路负荷因子可表示为：其中：W是码片速率，3.84Mchip/s；vj是用户j的激活因子；Rj是用户j的比特速率；j是来自用户j的信道正交因子；ij是用户j接收到的其他小区与本小区的基站功率之比由于移动台在小区内是随机分布的，j和ij与用户所处的位置有关，为了了解小区负荷因子的平均值，可以用负荷因子在整个小区内的平均值近似，即：其中，为小区中的平均正交因子，通常多径信道下取值为60%，非多径信道下取值为90%。为用户接收到的其他小区与本小区基站功率的平均比值，通常全向天线宏小区取值为55%，三扇区天线宏小区取值为65%。下行链路容量分析中，最重要的是对基站发射功率的估算。估算出的基站发射功率是平均功率而不是小区边缘峰值发射功率，因为基站为每个用户分配的发射功率是由基站到移动台的平均损耗及移动台灵敏度决定的，实际网路中，用户随机分布在小区内，而不是全部位于小区边缘，所以在计算基站发射功率时，应采用平均路径损耗值，而不是链路预算中的最大路径损耗值。在宏小区中，最大路径损耗和平均路径损耗间的差值通常是6 dB。总的基站发射功率可用下式表达：式（2）其中：是移动台接收机前端的噪声功率谱密度，可由下式计算得到：，NF是移动台接收机的噪声系数，典型值为59 dB；是平均路径损耗vj是用户j的激活因子；Rj是用户j的比特速率；在单一业务的情况下，根据式（2）可以求出最大允许发射功率下每个小区所能提供的信道数，进而求出满足下行容量需求所需的总基站数。事实上下行链路的性能分析是一个比较困难的过程。因为下行链路的性能强烈依赖于许多基本因素，这使下行链路的性能分析难以像上行链路的分析那样简化。下行链路要满足的Eb/No的取值范围是随移动速度和多径条件变化很强的函数，而且移动台接收机不使用天线分集。后者意味着除非明确知道移动台正处于软切换或者更软切换状态下，否则不能保证最少有两条路径，因此，所需要的Eb/No值随移动台的不同而不同。这种变化，加上移动台位置固有的随机性以及周围小区的干扰电平，这些都增加了下行链路性能分析的复杂性。在设计中考虑最坏的情况会得出一个过度保守的结论。通常容量估算是在分析了满足上行容量所需的信道数后，考察下行链路是否可以在指定覆盖区内支持移动台工作并且达到上行链路产生的信道数量。2.3.3 混合业务容量估算方法比较在传统的纯语音网络中，上述容量估算方法是简单适用的。根据上行和下行容量公式不难求出每个小区所支持的最大信道数，并根据erl-B模型求出每个小区所能容纳的话务量，进而求出满足容量所需的基站数。但WCDMA网络是多业务并存的网络，对小区容量的估算不能再简单沿用纯语音网络中对小区容量的估算方法，这是因为不同业务的业务速率和所需的Eb/No不同，因此对系统负荷产生的影响和消耗的基站资源也不同。混合业务容量估算的一个思路就是在不同业务之间进行等效。下面将分别介绍混合业务估算中的Equivalent Erlang方法、Post Erlang-B方法和Campbell方法。2.3.3.1 Equivalent Erlang方法Equivalent Erlang方法的基本原理是将一种业务等效成另一种业务，并计算等效后业务的总话务量（erl），然后计算满足此话务量所需的信道数。下面举例说明。假设业务A和业务B是网络提供的两种业务，其中,业务A：每个连接占用1个信道资源，共12 erl；业务B：每个连接占用3个信道资源，共6 erl。若将1 erl业务B等效为3 erl业务A，则网络中总业务量为12+63=30 erl（业务A）。查询erl-B表，可知在2%的阻塞率下，共需要39个信道资源。若将3 erl业务A等效为1 erl业务B，则网络中总业务量为12/3+6=10erl（业务B）。查询erl-B表，可知在2%的阻塞率下，共需要17个业务B信道（相当于173=51个业务A信道）。从上述分析可以看出，Equivalent Erlang方法的计算结果与计算采用的等效方式有关，前种等效方式计算出的结果偏小（39个信道），过于乐观；后种等效方式计算出的结果偏大（51个信道），过于悲观。如图2.31所示：图2.31 不同等效方式的比较2.3.3.2 Post Erlang-B方法Post Erlang-B方法的基本原理是先分别计算出每种业务满足容量所需的信道数，再将信道进行等效相加，得出满足混合业务容量所需的信道数。下面举例说明。假设业务A和业务B是网络提供的两种业务，其中：业务A：每个连接占用1个信道资源，共12 erl；业务B：每个连接占用3个信道资源，共6 erl。查询erl-B表，可知在2%的阻塞率下，满足业务A的业务量（12 erl）共需要19个信道。查询erl-B表，可知在2%的阻塞率下，满足业务B的业务量（6 erl）共需要12个业务B信道（相当于123=36个业务A信道）。两种业务共需要19+36=55个信道资源。根据Post Erlang-B方法，下面计算一种特殊情况下的网络容量：假设业务A和业务B是同一种业务，其中,业务A：每个连接占用1个信道资源，共12 erl；业务B：每个连接占用1个信道资源，共6 erl。查询erl-B表，可知在2%的阻塞率下，满足业务A的业务量（12 erl）共需要19个信道。查询erl-B表，可知在2%的阻塞率下，满足业务B的业务量（6 erl）共需要12个信道。业务A和业务B共需要19+12=31个信道资源。因为业务A和业务B实际上是同一种业务，该业务的总业务量为12+6=18 erl。按照目前已知的单业务情况下的容量计算方法，查询erl-B表，可知在2%的阻塞率下，满足业务量需求共需要26个信道。这个结果显然是正确的。从上述分析可以看出， Post Erlang方法的计算结果过于悲观（3126）。其原因是基站信道资源实际是在业务之间共享的，但Post Erlang方法人为地割离了业务使用的信道资源，其实是降低了基站信道资源的利用率。如图2.32所示：图2.32 人为的隔离信道资源的结果2.3.3.3 Campbell方法Campbell方法的基本原理是将所有业务按一定原则等效成一种虚拟业务，并计算此虚拟业务的总话务量（erl），然后计算满足此话务量所需的虚拟信道数，进而折算出满足网络容量的实际信道数。Campbell模型的等效原理如下：式中：c是容量因子；v是混合业务方差；是混合业务均值；是业务i的等效强度；是业务i需要的信道数；OfferedTraffic是虚拟业务的业务量；Capacity是满足虚拟业务量需要的虚拟信道数。下面举例说明。假设业务A和业务B是网络提供的两种业务，其中：业务A：每个连接占用1个信道资源，共12erl；业务B：每个连接占用3个信道资源，共6erl。业务A的等效强度a1=1，业务B的等效强度a2=3。混合业务均值为 混合业务方差为 容量因子 虚拟业务量 在2%的阻塞率下，查询erl-B表可知，满足虚拟业务量共需要21个虚拟信道资源。根据式（），在2%的阻塞率下，各业务需要的信道数为业务A：业务B：从上述分析可以看出，Campbell方法的计算结果相比于Equivalent Erlang方法和Post Erlang-B方法更为可信，因此目前来说是一种更为合理的混合业务容量估算方法。根据Campbell方法，在相同的业务等级GOS要求下，不同业务需要的信道资源略有不同，或者说，在相同的信道资源下，不同业务得到的服务等级不同。从这一点来说，Campbell方法也是较为合理的。但是，Campbell方法将所有业务统一作为电路域业务进行等效，并运用Erlang-B模型进行分析计算，而实际上，分组域数据业务的特性和电路域业务截然不同，而且也不符合Erlang-B模型成立的条件，因此这种等效方法本身就存在缺陷。更好的混合业务建模及容量分析方法需要进一步的研究。在Campbell方法中，业务等效强度a的计算既可以是基于每种业务消耗的信道资源数，也可以是基于每种业务在空中接口引入的干扰。如下所示：若参考业务为语音业务，并考虑语音业务在物理层的激活性，可将上式修改为：2.3.4 基于Campbell模型的容量估算方法举例下面以某密集城区的容量估算为例，看看Campbell模型是怎样应用于混合业务的容量规模估算的。假设该地区业务模型数据如下：l系统设计负载：50%l语音业务阻塞率：2%l邻区干扰因子：0.65l正交因子：0.6l城区面积：40.8平方公里规划区域内业务情况如下：表2.31 上行方向VoicelowdataHigh datavideoData rate(kbps)12.2326464Activity factor0.67111Eb/No(dB)52.72.43.7Forecast traffic(err)30004001005表2.32 下行方向VoicelowdataHigh datavideoDatarate(kbps)12.26412864Activity factor0.58111Eb/No(dB)76.366.5WCDMA系统容量受到多方面的限制。在上行方向主要是干扰受限，下行方向主要是功率受限。通常情况下，系统容量是上行受限的，只有当网络中数据业务吞吐量超过一定比例，系统容量才会转成下行受限。所以，在进行容量规模估算时，一般先从上行分析估算基站规模，再计算此规模下下行功率是否会受限。若不受限，则此规模满足要求；若受限，则说明此时系统容量是下行受限，需增加基站个数直到下行功率足够分配为止（这是一个迭代运算过程）。2.3.4.1 上行容量规模估算计算各种业务的amplitudevoice：1low data：32*1*100.27/12.2*0.67*100.5=2.3high data：64*1*100.24/12.2*0.67*100.5=4.3video：64*1*100.37/12.2*0.67*100.5=5.8假设小区数为n，则每个小区的混合业务量均值为mean=(3000*1+400*2.3+100*4.3+5*5.8)/n=4381.39/n每个小区的混合业务量方差为variance=(3000*12+400*2.32+100*4.32+5*5.82)/n=7145.45/n容量因子c=variance/mean=1.63每个小区的虚拟业务量为 composite traffic=mean/c2687.969/n因为变量n的存在，我们无法直接通过erlB表来查询小区的虚拟信道数。但是根据系统的负载要求，每个小区所能提供的等效语音业务信道数是可知的。根据反向容量公式可以求得在50以下的负载要求下，系统能提供的等效语音信道数是45。根据公式，可以求得虚拟信道数。查询erlB表，可得2阻塞率下，小区的虚拟业务量为18.38由2687.969/n =18.38可得 n=146，即146个小区。若采用三扇区的基站，则满足该密集城区的上行容量需求共需49个基站。2.3.4.2 下行容量规模估算下行容量规模估算的思路是先计算出在当前业务模型下小区需要提供的等效语音信道数，再根据下行功率计算公式计算出小区能够提供的等效语音信道数，比较二者，若小区需要提供的等效语音信道数小于小区能够提供的等效语音信道数，说明下行功率是足够的，当前规模满足系统容量需求；若小区需要提供的等效语音信道数大于小区能够提供的等效语音信道数，说明系统容量下行受限，需增加基站个数直到下行功率不再受限。根据上行求得的基站数和总业务量，计算每个小区各种业务的平均业务量voice：20.4low data：2.721high data：0.68video：0.034计算每种业务的amplitudevoice：1low data：7.7high data：14.37vedoo：8.061计算每小区的混合业务量均值计算每小区的业务量方差计算容量因子计算每小区的虚拟业务量查erlB表可知2%阻塞率下小区的虚拟信道数为14每小区需要提供的等效语音信道数计算小区的平均半径（假设基站均为三扇区基站）根据average pathloss=k1+k2*log（Radius）-6计算每小区的平均路径损耗。假设k1=140.9，k2=35.2，求得平均路径损耗为134.4根据前向功率公式P =其中，是移动台接收机前端的噪声功率谱密度，为平均路径损耗，为平均正交因子，为平均邻区干扰因子。假设总的业务功率为10 W，可求得小区能够提供的等效语音信道数为99。比较小区需要提供的等效语音信道数（89）和小区能够提供的等效语音信道数（99）可知，在当前的业务模型下，根据上行容量规模估算求得的基站数能够满足系统的下行容量需求，故系统容量为上行受限。2.4 小结覆盖估算和容量估算为我们大致了解规划区域内的基站规模提供了依据。通常情况下，覆盖估算和容量估算的结果中，覆盖估算所需的基站数量会大于容量估算所需的基站数量，特别是在建网初期，一般情况下，覆盖估算的的基站规模就是网络的规模。 第4章 网规勘查常用工具的原理及使用第3章 网规勘查& 知识点l 本章主要内容是网络规划中站点的选取，数据信息的采集，基站类型的确定。3.1 基站选址基站选址要尽量满足无线通信理论中，蜂窝网孔规定的理想位置，其偏差应该尽量在基站覆盖半径四分之一左右变化，便于以后小区分裂和网络发展。这是网络规划的一个基本原则，目的在于确定网络的总体框架。3.1.1 基站站点的选择基站选择方法可以按照如下方法筛选：1按照覆盖和容量要求筛选 重点覆盖区必须选站点；中心城区主要干道必须选站点；“重点”站点选择之后，完成”次要”覆盖区大面积连续覆盖；在WCDMA无线网络规划中，重点覆盖区的规划非常重要，这涉及到基站站址选定的问题。基站选择在重点覆盖区，可以确保为这些地区的移动台提供良好的功率覆盖。如果站址选择合理，可以减少UE的发射功率电平，从而减少干扰，增加网络容量。 2按照基站周围环境筛选对于地理环境，如：平原、丘陵、山区、湖泊、海岛，我们是没有能力改变的，但我们可以通过对规划区的站点（建筑物或地物）筛选，获得适应规划区的地理、地物环境的合适站点。首先，站点的位置要足够高。基站天线挂高直接影响着小区的覆盖范围，足够高是指天线挂高要高于其覆盖区的平均高度，这样才能保证覆盖区的信号强度。根据无线电波传播的机制就可以理解天线挂高的重要性，在城市，建筑物密集和建筑物平均高度一般在7F10F，天线高度选择35 m左右比较合适；在农村地区，要求天线高度较高一般选择50 m左右比较合适。其次，站点的位置不能过高；这完全是CDMA系统特性决定的，CDMA是干扰受限系统，过高的站点常常会跨多个区覆盖，这样对其他的小区产生干扰，限制了整个系统的容量，降低了系统的整体性能。再次，相邻两个站点的高度差不能过大，保证局部的基站天线挂高基本维持在同一高度上，使每个基站都能充分吸收话务。3按照站址无线环境筛选l避免在大功率无线电台、雷达站、卫星地面站等强干扰源附近选站； l与异系统共址时，要保证天面上有足够的垂直隔离空间；如：与GSM1800Mhz系统共址时；l避免在涉及国家安全部门附近选站。4按照基站现有资源筛选网络规划是一项综合性的系统工程，需要全面各种信息，要结合WCDMA产品的技术指标制定出合理的规划方案，才能进行工程实施。对于一个新建的WCDMA网络规划时，我们要充分参考有的移动网络，并将其作为WCDMA无线网络规划的参考模型，以大大提高无线规划的准确性。对于一个具有继承性的WCDMA无线网络规划，还需要对现有网络进行全面的分析，并在此基础上提出WCDMA无线网络规划方案。基站选址时，选择交通方便的区域，为工程实施和日后维护提供便利。5小结根据上面所有的信息，抓住关键点，合理制定勘测计划和勘测规模，确定有效站点数目。网规最核心的问题也就是投资与回报的关系。无线网络解决方案的目标是：缩短投资回报周期、降低运营成本、减少投资风险；覆盖的对象可总结为：“点”、“线”、“面”覆盖。3.1.2 站点选择的一些基本策略WCDMA网络规划策略指导思想是保证每个基站充分吸收话务量，提高系统的利用率。“点”覆盖：指的是重点区域覆盖，重点区域包括：（省）市政府办公地、运营商办公地（楼）、高级写字楼、星级宾馆、高档住宅区、大型商场、娱乐场所、交通枢纽等区域。在重点覆盖区的楼上或以重点覆盖区为中心50 m之内必须有站点，重点覆盖区的基站之间距离在500 m800 m左右。“线”覆盖：指的是城际高速公路、机场公路、国道、省道等区域覆盖。话务量在这些主要“线”上流动，保证“线”覆盖才能保证重“点”用户的基本满意度。高速公路也成为经济发展之后的覆盖主“线”。在规划时，要清晰把握需要覆盖的“线”。在高速公路沿“线”覆盖规划中，我们非常关心公路等级、公路名称、公路里程等信息。“面”覆盖：上述主要站点选择之后，在有一定业务需求的地区进行“面”覆盖。目的在于把各个独立的重点区域连接起来，保证网络的连续覆盖。话务（业务）量有一定业务需求的地区为“面”，为了进一步提高用户的满意度，同时为了尽量吸收更多的用户，我们把数量众多的，次要“点”和次要的“线”，连接起来。确保这些区域的一定程度的覆盖，我们称为“面”覆盖；通过对规划区“点”、“线”、“面”覆盖，充分吸收用户话务，使大多数用户满意。3.2 数据采集网络规划中为满足覆盖要求的数据采集主要包括地理环境、覆盖区域类型划分、重要交通线、重要建筑物等，以及运营商资源情况：（1）否有无线资源，如：机房、传输、铁塔等资源；（2）是否有三维地图，使用的电子地图格式为：Planet/EET格式；该格式支持的地球模型有：Krasovsky1940、WGS84等；支持的投影方式有：GaussKruger、UTM等；（3）是否有中移、联通等无线移动网络的现网信息，如：话务量统计、站点分布、站点信息等，如果有请另外提供；运营商是否有中兴公司的设备，设备的类型和运行情况等。3.2.1 地理环境填写业务区位于我国（某国）大致位置，介于东经多少度，北纬多少度之间。是否临海，是否有山地等特殊地形。介绍业务区地貌特点，各种地物地貌在业务区所占比重。可参考表3.21。表3.21 地理环境地区名称地区地理环境概况电子地图 3.2.2 覆盖区类型划分要完成规划区覆盖区的分类工作，分类的标准和原则：话务量和覆盖区地物。话务量分类：是综合考虑面积、人口、社会经济、固话收入、PHS放号以及竞争对手移动用户分布情况等地区分类。地物分类：根据当地规划区经济发展情况，可将规划区分成四类，即密集城区、一般城区、郊区和农村地区；不一定每个规划区都必须按照具备以上四种类型。WCDMA覆盖和容量的规划流程中，规划需求数据的采集和需求数据的分析对系统规划有特别重要的影响，如果每个小区的业务量（如话音和数据业务）分布和移动台的分布或者移动台的功率预算预测得越准确，规划结果就越好。可参考表3.22和表3.23。表3.22 地物分类环境类型覆盖区的范围和面积密集城区利用街道名称来确定封闭的覆盖区范围；以最北街道的、西北交道口为封闭环的起点，以街道为名称为“边”。从北_东_南_西_北形成闭环区域。面积长（东西）宽（南北）一般城区利用街道名称来确定封闭的覆盖区范围；以最北街道的、西北交道口为封闭环的起点，以街道为名称为“边”。从北_东_南_西_北形成闭环区域。面积长（东西）宽（南北）郊区把郊区和市区的界限描述清楚，以街道为分界线。还有需要覆盖的面积。农村地区只需把农村的地形（地貌、地物）描述清楚即可。表3.23 业务指标业务需求类型承载速率(UL/DL) Kbit/s各业务的渗透率（各业务用户数比）室外覆盖率室外慢衰落标准差室内覆盖率室内慢衰