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北京邮电大学硕士研究生学位论文 w c d m a 无线网络规划 摘要 第三代移动通信中的w c d m a 系统和传统的第二代移动通信系统g s m 才f l 比，主要的区别是支持业务种类和空中接口的不同。w c d m a 系统从提供话 音和低速率数据业务转向支持多媒体业务，空中接口采用了码分多址的技 术，无线网络的数据承载从电路承载方式转向基于分组方式。由于w c d m a 空中技术与g s m 有很大的区别，所以w c d m a 无线网络规划的原理和方法与 g s m 有着显著的不同。虽然目前中国的移动运营商部署g s m 网络已经1 0 多 年了，积累了丰富的网络规划和建设经验，但是由于w c d m a 无线网络规划 与g s m 有着根本的不同以及w c d m a 先进技术的复杂性，中国的移动运营商在 w c d m a 无线网络规划和网络部署将会面临挑战。所以研究w c d m a 无线网络规 划对于运营商网络初期建设投入和网络运营维护投入有重要意义，也直接 与网络运行后网络的无线性能直接相关。 本文从一个实际的w c d m a 网络设计需求入手，根据网络建设的目标和 网络业务要求，描述了w c d m a 无线网络规划涉及到的几个重要方面包括无 线网络的预规划，传播模型校正，以及无线规划的性能详细仿真和站址选 取。本论文在介绍无线网络规划的流程和原则的同时，模拟完成一个实际 w c d m a 无线网络规划案例。该案例是根据运营商提出的建网要求，对特定 城市进行的w c d m a 网络规划。最后给出按照该运营商的网络设计要求，结 合实际站址选择后的最终基站的数量，基站的位置，以及其他网络设计参 一- 北京邮电大学硕二b 研究生学位论文w c d m a 无线网络规划 数。在论文最后也指出了无线网络规划虽然可以对实际网络建设提供指导 和预知，但也存在一定的局限性。 关键词：w c d m a 无线网络规划模型校正链路预算模拟仿真 北京邮电大学硕士研究生学位论文 w c d m a 无线网络规划 w c d m ar a d i on e t w o r kp l a n n i n g a b s t r a c t c o m p a r e d t ot h e2 n dg e n e r a t i o nm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o ns y s t e m g s m ，w c d m ai sd i f f e r e df r o mg s mi ns e r v i c e sa n da i ri n t e r f a c e o n l y s e r v i c e sl i k ev o i c ea n dl o wd a t ar a t es e r v i c e sa r es u p p o r t e di ng s m g p r s n e t w o r k ，b u tn o ww c d m an e t w o r kc a na l s os u p p o r ta p p l i c a t i o n sl i k em u l t i m e d i as e r v i c e s i nw c d m a ，a i ri n t e r f a c ei sb u i l tw i t hc d m a t e c h n o l o g y ，r a d i o n e t w o r k sd a t ab e a r e rc h a n g e sf r o mc i r c u i ts w i t c ht op a c k e ts w i t c h a st h e r ea r e s om a n yf u n d a m e n t a ld i f f e r e n c e si nw c d m af r o mg s m ，s ot h et h e o r ya n d m e t h o d so fw c d m ar a d i on e t w o r kp l a n n i n ga r eo b v i o u s l yd i f f e r e n tf r o m g s m s a tp r e s e n t ，c h i n e s em o b i l eo p e r a t o r sh a v el a u n c h e dg s ms e r v i c ef o rm o r e t h a n1 0y e a r s ，a n da c c u m u l a t e dal o to fe x p e r i e n c e b u tb a s e do nw c d m a s s p e c i a l t y ，w c d m a r a d i on e t w o r kp l a n n i n gi sq u i t eab i gc h a l l e n g et ot h e m b e c a u s ew c d m ar a d i on e t w o r k p l a n n i n gr e s u l t sa r ed i r e c t l yi m p a c to nr e a l n e t w o r k sq u a l i t y ，s e r v i c ed e p l o y m e n t ，a n dn e t w o r ko p e r a t i o n r a d i on e t w o r k p l a n n i n g sg o a li st oa p p l yt h e o r e t i c a la n a l y s i sa n dt o o ls i m u l a t i o n p r e d i c t i o nt o o b t a i nn e t w o r k se q u i p m e n t s q u a n t i t ya n dc o n f i g u r a t i o na n dl o c a t i o n ，t o a c h i e v et h eg u a r a n t e e ds e r v i c e sa n ds u p p o r t e ds u b s c r i b e r si nc e r t a i np l a n n i n g a r e a t h i sp a p e rs t a r t sw i t har e a lw c d m an e t w o r kp l a n n i n g sd e m a n df o r n e t w o r kc o n s t r u c t i o nt a r g e ta n dn e t w o r ks e r v i c er e q u i r e m e n t t h ep a p e r d e s c r i b e sw c d m ar a d i on e t w o r kp l a n n i n gp r o c e s s ，w h i c hc o v e r sf o l l o w i n g a s p e c t s ：r a d i on e t w o r kp r e p l a n n i n g ，p r o p a g a t i o nm o d e lt u n i n g ，a n dr a d i o n e t w o r kp e r f o r m a n c es i m u l a t i o na n ds i t es e l e c t i o n s p a p e rf o c u s e so n i n t r o d u c i n gr a d i on e t w o r kp l a n n i n gp r o c e d u r ea n dp r i n c i p a l ，a n dm e a n w h i l e 北京邮电大学硕二 研究生学位论文 w c d m a 无线网络规划 s i m u l a t i n gar e a lw c d m a r a d i on e t w o r kc a s e a tt h ee n dt h el i m i t a t i o n so f r a d i on e t w o r kp l a n n i n ga r el i s t e d k e yw o r d s ：w c d m a ，r a d i on e t w o r kp l a n n i n g ，m o d e lt u n i n g ，s i m u l a t i o n ， d i m e n s i o n i n g ，l i n kb u d g e t 一 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：宣垂至垂日期：加6 辱弓问玎日 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻 读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或 机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的 学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论文注 释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：白玉理日期：沙口占肄弓闫2 歹日 导师签名：鳓 ：) i v 日期：硼彩易玎 北京邮电大学硕- _ 1 ：t i ) f 究生学位论文 w c d m a 无线网络规划 序言 作为第三代移动通信技术之一的w c d m a 系统与传统的g s m 系统相比，提供的业 务，空中接口以及网络的复杂成都大大增加。这意味着w c d m a 无线网络规划也要比g s m 无线网络规划更为复杂和富有挑战性。原来g s m 无线网络规划的方法和积累的经验也 不再适用于w c d m a 网。同时无线网络的规划是整个移动通信网规划中非常重要的一个 环节，将直接影响到网络的服务质量，网络建设和运维成本。所以w c d m a 无线网络规 划就成为运营商网络建设的前期工作中最关注的工作。 本文主要介绍w c d m a 无线网络规划流程中的几个重要和关键的步骤，同时结合网 络规划的实际案例，描述了针对运营商提出的网络建设要求，在网络规划工具的支持 下，完成的无线网络规划结果。该结果不仅包括的满足运营商网络的建设要求下，需 要的基站的数量和分布，并且可以结合实际基站站址的勘察，为网络建设提供依据和 参考。这样的规划结果可以被进一步的规划工作利用，如计算无线网络控制器的数量 和配置，相应的传输网络的规划以及核心网络的规划工作。运营商也可以提出网络发 展的几个发展阶段，用于长远规划。 本文按照这样的顺序组织： 第一章主要介绍w c d m a 系统的简单概述，介绍w c d m a 系统的几个主要子系统。对于 网络规划的工作进行简单描述。 第二章介绍无线网络规划工作包含的内容，以及w c d m a 无线网络规划的特点。 第三章介绍的无线网络规划工作的输入参数，这是网络规划的开始。输入参数将直 接影响网络规划的结果。这些输入参数是运营商对于网络规划工作的指导，也是日后 实际网络运行的参照对象，来判别按照该网络规划设计的实际网络是否能够满足要 求。 第四章本章介绍无线网络规划初规划重要的工作一链路预算，通过初步的链路预算 是后面网络规划工作的基准。通过链路预算的过程描述，输入，输出，和一些参数的 考虑几个部分来组成的。 北京邮电大学硕二l 研究生学位论文w c d m a 无线网络规划 第五章介绍了无线网络传播模型校正，依据大量测试的结果来调整和校正现在的 标准传播模型，从而使得设计的无线传播仿真的更加贴近于实际网络的情况，使得设 计更精准。 第六章是网络规划的仿真模拟结果，模拟网络性能，评判设计的合理性，在这个 过程中如果仿真的结果也要对设计进行相应的调整。 第七章介绍了无线网络设计的站点如何与实际相结合，在实际的网络中如何选择 适合的基站，基站勘察结果又将反馈到网络设计中，使得最终的设计站点在现实的网 络中有相应的站址配合。 第八章总结了整个无线网络规划案例的规划结果 第九章总结了w c d m a 无线网络规划与实际开通网络性能可能存在的差别。 第一章概述 本章在1 1 节主要介绍了w c d m a 系统作为第三代移动通信的标准之一相对于g s m 第二代移动通信特殊的功能和技术特点，然后在1 2 节论述了w c d m a 的网络规划涵盖 的三个方面。 1 1w c d m a 系统概述 第三代移动通信标准，主要指i m t 一2 0 0 0 体系。目前部署较多的是c d m a 2 0 0 0 系统 和f d dw c d m a 系统，c d m a 2 0 0 0 主要在北美和亚洲部署，而w c d m a 则在全球范围开始逐 渐部署。 w c d m a 系统频率采用5 m h z 的频带宽度，空中采用c d m a 技术。与g s m 系统相比主要 区别在于空中接口和业务。u m t s 还具有特殊的性能。下面列出了一些u m t s 的具体性 能： r a k e 收发机可以利用多径效应 快速功率控制通过使用链路所需最小功率保持系统稳定 软切换确保切换顺利进行，减少掉话率 比特率可以从8k b p s 上升到3 8 4k b p s ，最后会达到2m b p s 用户可以选择质量级别 2 北京邮电大学硕二卜研究生学位论文w c d m a 无线网络规划 不同差错率和延迟 上行链路和下行链路中业务不对称( g p r s 中也是) 公共信道可以包含数据业务 系统间切换( 也可以与g g m 系统切换) 容量和覆盖相结合一“小区呼吸” a t m 传输( 3 g p p 规范中有定义) 这些特性使网络规划与以往的g g m 网络规划不同，成为具有挑战性的任务。 1 2w c d m a 网络规划 w c d m a 系统的网络规划可分为无线接入网络规划，核心网的网络规划，传输网的网 络规划。 核心网的规划，包括电路域的规划和分组域的规划。3 g 移动分组核心网络规划的 首要任务是正确定义整体核心网络结构并规划结构中的所有核心网元设备。选定的结 构不应仅仅满足设计时的运营商的容量和质量要求，而且在将来也能够便捷、灵活地 进行网络扩容和升级演进。 传输网的规划，包括无线接入网和核心网的传输网规划。与g s m 网络相比在第三代 蜂窝传输网中有一些基本不同： 新业务需要更大的传输容量 网络引进了a t m 技术 分组数据和实时业务造成业务量突增 所以对于传输的需求比g s m 更高。无线网络规划和核心网络规划的结果可以作为传 输规划的输入，当然也需要考虑w c d m a 网络中各个接口的要求。对于已经有g s m 网络 的运营商要结合现有的g s m 基站的传输一并考虑。 无线接入网的网络规划工作，分为无线规划和接入网设备配置两部分。无线网络规 划包括预规划、详细的无线网络规划和网络优化。无线接入网络设备配置是根据无线 网络规划的结果详细配置基站设备和r n c ( r a d i on e t w o r kc o n t r o l l e r ) 的详细配置。 3 北京邮电大学硕士研究生学位论文w c d m a 无线网络规划 第二章无线网络规划的内容和特点 继续w c d m a 网络规划内容中的无线网络规划部分，在本章介绍了无线网络规划不 同阶段的工作内容和w c d m a 无线网络规划所具有的特点。2 1 节介绍了无线网络规划三 部分工作的大致内容和目的。2 2 节论述了由于w c d m a 技术特点尤其是空中无线接口的 特性，决定w c d m a 的无线网络规划同传统的g s m 无线网络规划有本质的不同。w c d m a 的 这些技术特定也就决定了w c d m a 无线网络规划的特点，难点和解决方法。 i ! 誊鞫 无线网络规划的内容 w c d m a 无线规划的目标，是在要提供业务的区域里，根据所要保证的业务，支持的 业务量，所需服务的用户数量，采用一系列的理论分析及工具仿真与预测，得出所需 网络设备的数量、配置和部署地点，以核算网络投资，为未来的工程实施提供参考数 据。 一个完整的w c d m a 无线网络规划包括无线网络的预规划和无线网络的详细规划， 以及网络商用前和商用中的网络优化工作。预规划不使用网络规划专用的工具，通过 网络的初步计算对网络规模的粗略估算。无线网络详细规划使用网络规划专用工具， 模拟仿真网络的实际覆盖情况，确定设计能否满足运营商设定的规划要求。网络优化 是对实际网络的性能进行优化。这三个阶段的具体内容是： 无线网络预规划 进行网络配置和预规划是为了在进行详细的网络规划前提供一个全面的网络概 况。预规划通过链路预算可以得到小区的覆盖范围，从而得到满足网络覆盖要求下的 小区数目和站间距。预规划的目标应当是为运营商提供节约成本的覆盖基站数目。预 规划提供的信息在详细的规划阶段也会用到。 预规划的结果是对所要求的站点和网元数量( 基站和无线网络控制器) 进行大体 评估，也可以评估信令负载，以便用于固定网规划。 无线网络详细规划 4 北京邮电大学硕二卜研究生学位论文 w c d m a 无线网络规划 经过无线网络初步规划后，对无线网络的规模就有了一定概念。但需要的基站数 量是基于链路预算的一个粗略结果，还没有分析能否满足实际网络的各项性能要求。 详细的无线网络规划是按照蜂窝网络的结构，在各种覆盖环境下按照预规划得到的站 间距部署基站，采用装有数字化地图的网络规划仿真工具，进行一系列的仿真模拟。 详细的无线网络规划是一个重复的过程。最终得到满足网络覆盖和容量以及其他服务 质量目标的基站布局。 w c d m a 网络的详细网络规划不仅是对覆盖规划，而且更重要的是对干扰和容量进行 分析。规划是对受干扰分析影响的覆盖和容量进行重复性研究的过程。对这些因素进 行折衷，网络规划的最终结果将会生成一些网络参数，在优化阶段可以对这些参数进 行调整。 网络优化 网络优化是提高整体网络质量的过程。网络优化可以充分利用现有网络资源，并 将系统容量和覆盖最大化。网络优化包括每种业务类型优化目标的定义、网络分析以 及网络配置和性能的提高。值得注意的是不同的业务会有不同的质量目标。比如，话 音业务要有覆盖、阻塞、掉话和b e r 目标。无线数据业务要包括不同的q o s 衡量方法 和不同的目标，如覆盖、吞吐量、延迟。从过程的角度看，从详细的网络规划到网络 优化的转换过程是顺利的。当网络已被设计和建好就可以找到网络的最佳工作状态。 因此，这时就要开始进行网络优化并且对网络终生进行优化。在优化过程中，运行网 络的性能指标统计数据作为输入的信息。可以调整这些性能指标使网络性能更好。 囊囊羹瓣 鬃无线网络规划的特点 这里就根据w c d m a 的技术特点为线索阐述无线网络规划的特点，当然有些特点不是 w c d m a 所独有的，c d m a 技术也有这些特点。 g s m 无线网络规划主要是频率规划，干扰的控制可以通过一定的频率分隔实现。但 在w c d m a 的规划中，w c d m a 网络中同一频率被分配在所有小区中，因此与g s m 网络相 比，干扰控制在w c d m a 网络规划中显得尤为重要。干扰控制的好与坏直接影响到网络 5 北京邮电大学硕士研究生学位论文w c d m a 无线网络规划 容量。干扰对于负载和覆盖范围有直接的影响，所以在干扰评估在预测覆盖区阶段已 经至关重要。在w c d m a 无线网络详细规划中干扰控制更多的是在网络规划阶段通过合 理的基站布局，天线高度的选择来控制干扰的。 w c d m a 提供多业务多种速率的服务，支持可变速率业务，混合业务以及高速数据分 组业务，还支持上下行的不对称业务，以及保证这些业务的服务质量q o s ( 保证速率， 延时，抖动，误码率) 所有这些决定了w c d m a 业务模型比g s m 复杂的多，不能用单一 的爱尔兰来描述用户的业务模型。： 在w c d m a 网络覆盖规划中要考虑不同业务( 话音，数据) 的不同处理增益和对接 收机不同的信噪比( s n r ) 要求。在现有的覆盖规划流程中，基站灵敏度是恒定的，所 有基站的覆盖门限都是一样的。w c d m a 覆盖规划中覆盖门限取决于用户数量和小区内使 用的比特率。所有系统中必须对双向无线传播( 比如，上行链路和下行链路) 进行分 析。现有技术网络如g s m 中的上行链路和下行链路趋于平衡。在w c d m a 网络中下行链 路可以比上行链路多负载很多。这基于w c d m a 网络提供的不同特色的业务，尤其是通 常为不对称数据业务。 由于w c d m a 是自干扰系统，所以w c d m a 的容量是软容量，不同于g s m 系统的硬容 量。系统的软容量是指，容量受限于功率和干扰而导致总的接入用户数目或总的数据 吞吐量由于无线环境的情况，业务的组成，业务的种类而发生变化。软容量给运营商 带来的好处是在一定限度内可以对业务质量和网络容量作平衡，可按达到最大经济效 益调整业务种类，但另一方面给网络的容量规划带来不确定性，增加了容量规划的难 度。 w c d m a 网络比现有g s m 网络功能强，将提供更好的业务。无线网络规划流程和规划 工具必须迅速适应网络中的新特性。也需要更加有经验的无线网络规划和优化工程 师。 6 北京邮电大学硕士研究生学位论文w c d m a 无线网络规划 第三章无线网络规划案例一规划输入参数的确定 从第三章到第九章，介绍了了一个实际w c d m a 无线网络规划的实例。该案例的规 划在假设运营商给定一些必要的规划参数和目标的基础上，对案例城市进行无线网络 预规划和详细规划。在案例的实际设计规划中结合介绍网络规划的一般流程和经验。 本章介绍了网络规划需要的输入参数的确定。在网络规划的正式工作开始前，通常需 要运营商( 不仅是网络建设部门也包括市场部门) 制定网络的设计目标，主要是覆盖 和容量方面的要求。对于用户业务密度分布通常需要结合一些运营商市场考虑以及城 市发展。对于业务模型需要考虑运营商在市场竞争中定位业务的情况，并参考已开通 网络的运营商的现网数据。 3 1 节介绍运营商设定的覆盖目标的描述；3 2 节介绍运营商设定的用户话务分布； 3 3 节介绍网络规划需要的业务模型，3 4 节介绍网络负荷的要求( 由于w c d m a 系统 的干扰会影响覆盖所以在网络预规划的覆盖预测中就需要负荷要求) ；3 5 节介绍网络 质量要求；3 6 节介绍网络负载要求；3 7 节介绍数字化地图的情况 3 1 覆盖目标 现在的移动用户已经习惯于连续覆盖，通信质量有保障的网络，对于建设和规划 w c d m a 网络，提高信号覆盖范围和质量是争取客户的首要问题。运营商对于城市a 的覆 盖目标是按照9 0 的区域覆盖可靠度设计的覆盖区域包括4 5 0 平方公里的市区和郊区。 3 1 1 地形地貌 在网络设计开始前，我们应当首先对所需覆盖区域进行地形地貌的划分。后面的 网络基准的设置，传播模型的选择等都是基于不同的地形而制定的。正确的地形地貌 划分直接影响网络设计的准确性和投资的成本。 表3 - 1地貌地形一般的取值依据 地形定义描述 密集市区地形相对平坦，建筑物的平均高度明显高于其他区域， 摩天高楼云集且建筑物密度较高，街道宽度教窄 市区 城市内具有建筑物平均高度和平均密度的区域；或经济 7 北京邮电大学硕士研究生学位论文w c d m a 无线网络规划 较发达、有较多建筑物的城镇。 郊区城市边缘地区，建筑物较稀疏，以低层建筑为主；或经 济普通、有一定建筑物的小镇。 城市a 市郊总面积为4 5 0 平方公里，其中市区面积( 二环内) 1 1 9 平方公里，郊区 面积3 3 1 平方公里。 3 1 2 覆盖目标 运营商对该城市的话务分布有一定的了解，对于规划区域的划分如下： 将二环线以内的区域定义市区，市区又按话务密度分为的密集市区1 ( 火车站附近) 和 密集市区2 ( 省政府附近) 和普通市区。郊区又细划分为近郊和郊区。 不同的规划区域代表不同的特点，具体表现在，覆盖绘画上，不同的规划区域有不同 的地形地貌特征( 不同的建筑物高度，建筑物之间的间距) ，具有不同的无线传播环 境，所以就有不同的传播模型和不同的地物损耗因子。在容量规划上，不同的规划区 域也有着不同的用户密度，用户行为和业务特征。用户密度的大小直接影响到基站的 站间距和配置。 表3 - 2各覆盖区域的取值范围与面积 覆盖区域密集市区1密集市区2市区近郊区郊区农村 面积( k m 2 ) 1 569 85 62 7 51 3 4 0 0 地形分类 市区市区 市区郊区郊区农村 c s l 2 2 ，c s 6 4 ，c s l 2 2 ，c s 6 4 ，c s l 2 2 ，c s 6 4 ，c s l 2 2 ，c s 6 4 ， 支持业务 p s 6 4 1 2 8 p s 6 4 1 2 8 p s 6 4p s 6 4 保证业务 c s 6 4c s 6 4c s 6 4c s 6 4 区域可靠度9 0 9 0 9 0 9 0 9 0 9 0 3 2 用户分布 案例城市w c d m a 网络的设计容量为市郊4 0 万用户。根据用户分布比例，将4 0 万 用户细化到各个不同的区域，以得到更贴切实际的网络设计。 8 北京邮电大学硕士研究生学位论文w c d m a 无线网络规划 3 2 1 用户在各个地区的分布比例 通过对现有网络情况的了解，运营商设置w c d m a 用户在各类地区的分布比例： 表3 - 3 各区域用户的分配比例 区域类型用户数百分率 密集市区12 2 密集市区2 7 市区 6 3 近郊区 6 郊区 2 总用户数 1 0 0 3 2 2 用户在各个地区的数目及用户密度 根据上表，4 0 万用户中，9 2 的用户分布在二环线内，密集市区的用户密度最高， 4 1 0 0 5 1 0 0 人平方公里，远远高于其他市区；近郊的用户密度也是其他郊区的7 倍， 农村的用户密度可以采用郊区的。 表3 - 4 各区域用户密度 区域类型用户数用户密度( 用户k m 2 ) 密集市区18 8 0 0 05 5 0 0 密集市区22 8 0 0 04 6 6 6 市区2 5 2 0 0 02 5 7 1 近郊区2 4 0 0 04 2 8 郊区8 0 0 03 0 城市总用户数4 0 0 0 0 0 3 3 话务模型 3 g 除了提供高质量的话音业务，多彩的数据业务是用户最为期待的。3 g 提供的 多媒体业务为运营商带来了明显的优势：便利，快速，更强的个性化和更低的价格 等，所有这些因素都是运营商成功的重要机会。在3 g 网络中，除2 g 的补充服务、 s m s 和基于w a p 的服务将继续保留外，还提供了承载高速移动数据和高速多媒体业务 9 北京邮电大学硕二i 二研究生学位论文 w c d m a 无线网络规划 的能力，比如基于位置的服务，因特网接入，可视电话，在线游戏使运营商除了 提供基本的语音服务外，通过一些创新性的服务，使自己能够区别于其他的运营商， 吸引用户。 3 3 1 各种业务的描述 3 g p p 标准规定了四类w c d m a 网络承载业务，如下图所示，分别为背景业务，交互业务， 流业务，和会话业务。 根据案例城市运营商建设w c d m a 网络的时间和市场需求情况，设计的网络将为用户 展现出丰富多彩的业务，如，话音业务、可视电话业务、电子邮件业务、彩信业务、 因特网浏览业务、在线游戏、q q 业务，音视频流业务，新电影浏览及购票等移动电 子商务等业务。根据不同业务对无线资源的需求，这些网路承载业务可以归纳为以下 五种w c d a m 承载业务： 话音业务可以归纳为3 g 网络中的c c o u l l 2 2 一d l l 2 2 ( 电路域的会话型业务，上 行1 2 2 k b p s ，下行1 2 2 k b p s ) 视频会议业务可以归纳为3 g 网络中的c c o u l 6 4 一d l 6 4 ( 电路域的会话型业务，上 行6 4 k b p s ，下行6 4 k b p s ) 因特网浏览、电子邮件、彩信、在线游戏、q q 等业务可以归纳为3 g 网络中的一 p _ i b u l 6 4 一d l 6 4 ( 分组域的交互式业务或后台式业务，上行6 4 k b p s ，下行6 4 k b p s ) 语音媒体流下载业务，新电影浏览及购票等移动电子商务可以归纳为3 g 网络中 的p _ i b u l 6 4 一d l l 2 8 ( 分组域的流媒体业务，上行6 4 k b p s ，下行1 2 8 k b p s ) 视频流业务，视频点播可以归纳为3 g 网络中的p - i b u l 6 4 一d l 3 8 4 ( 分组域的流媒 体业务，上行6 4 k b p s ，下行3 8 4 k b p s ) 表3 - 5w c d m a 网络规划所考虑的业务以及相应的r a b 10 北京邮电大学硕= l j 研究生学位论文w c d m a 无线网络规划 3 3 2 话务模型 业务种类 r a b 语音 c s l 2 2 视频会议c s 6 4 电子邮件p s 6 4 6 4 上网浏览 p s 6 4 6 4 在线游戏 p s 6 4 6 4 定位业务 p s 6 4 6 4 短信与彩信p s 6 4 1 6 4 语音媒体流下载p s 6 4 1 12 8 新电影预览p s 6 4 t 3 8 4 话务模型于用户使用不同业务的行为密切相关，不同区域用户的话务模型是不同 的。话务模型是根据分析密集市区，市区以及郊区、农村的用户行为，以及各地区的 业务渗透率，及各种业务的特性后，可以得出用户的话务模型。运营商参考城市a 的 现有g s m ，c d m a 网络的业务使用情况的分析，给出城市a 的话务模型。 表3 - 6 设计城市a 的用户话务模型 下行上行 密集市区，市密集市区，市 区域类型 区 近郊，郊区农村 区 近郊，郊区农村 v o i c ec s1 2 20 1 2 20 0 9 1 5 0 0 7 6 0 1 2 20 0 9 1 5 0 0 7 6 c sd a t a0 0 5 4 7 60 0 2 1 5 3 0 0 0 8 0 0 5 4 7 6o 0 2 1 5 3 0 0 0 8 一 p s6 4 6 40 0 9 7 3 60 0 5 0 2 1 0 0 1 0 o 0 1 4 6 0 0 0 7 5 3o 0 0 1 p s6 4 1 2 80 0 1 4 8 60 0 0 9 4 7 0 0 0 4 3 0 0 0 0 7 40 0 0 0 4 7 0 0 0 0 2 p s6 4 3 8 40 0 3 1 2 40 0 2 2 7 4 0 0 1 0 3 0 0 0 0 5 20 0 0 0 3 8 0 0 0 0 2 t o t a l ( k b p s s u b ) 0 3 2 0 2 2o 1 9 5 4 5o 1 0 8 4 6 20 1 9 2 6 2o 1 2 1 4 10 0 8 6 鞭 蠹4 网络服务质量的要求 对无线网络质量的评估参数主要为呼损率和误块率( b l e r ) ，运营商给定w c d m a 无线 网络服务质量的要求。 表3 - 7 网络服务质量的要求 北京邮电大学硕：l - r 移f 究生学位论文w c d m a 无线网络规划 密集市区及普通市区 2 郊区2 乡村5 业务类型误块率 c s 6 4 ko 1 p s 业务1 0 3 5 网络负荷的要求 运营商设定本次无线网络设计所使用的网络负荷参数为： 表3 - 8 网络负荷的要求 区域负荷 密集市区及普通市区 5 0 郊区 4 0 乡村 3 0 第四章无线网络规划案例一链路预算 本章介绍无线网络预规划中的一个重要的工作一链路预算。因为无线网的预规划 是以满足覆盖目标和容量要求为指导方向，在要覆盖的地理面积上，通过链路预算工 具进行所需基站数的估算。同时链路预算也为后期的仿真规划提供了最大允许路径损 耗和初始站间距。 其中4 1 节介绍链路预算的过程；4 2 节介绍链路预算的输入参数；在4 3 节介绍对于 某些链路预算参数的取值考虑；4 4 节介绍链路预算的结果；4 5 节介绍容量计算； 4 6 节介绍无线网络预规划的最终结果。 4 1链路预算的目的 通过链路预算就可以估算出各种环境的最大允许的路径损耗，再将这一损耗带入 到传播模型中，就可估算出各种环境下的小区的覆盖半径和覆盖面积。同时考虑容量 的要求，计算满足容量要求需要的基站数目。各种环境下都选取基站数量多的一向作 12 北京邮电大学硕士研究生学位论文 w c d m a 无线网络规划 为最终的预规划的基站数。在进行预规划的链路预算中一般仅考虑上行链路。这是因 为w c d m a 系统的覆盖是上行受限，而容量是下行受限的。链路预算可为随后的网络设 计提供了两个非常重要的数据： 发射机与接收机之间的最大允许路径损耗 小区覆盖半径与小区覆盖范围 4 2 链路预算的过程 具体计算最大允许的路径损耗的公式为： p a t h l o s s 删k b l e 一妒j 触2 i xu e + g u e c a b l e l & c o n n e c t o r & s l a n t , l o s s e s + g b s 。s b s m a r g i n s m 缸| ；i l i 。s h a d o w m a r g i n + b u i l d m g t c a r p e n e t r a t i o n f a c t o r + b o d y l o s s + i m e 疵f e n c e m 缸勘2 s o f l h a n d o f t u a i a 下图显示出整个传播过程中所有的损耗和增益。 洲r f 蚶州 2 6 d b ：a z i m u t hb w ：9 0 0 4 5 链路预算表 w c d m a 提供多业务，由于各种业务需要的e b n o 不同，所以小区下各种业务的 覆盖也不一样，由于c s 6 4 k 6 4 k 是连续业务，而且业务对时延性的要求较高，这样在 相同上行数据速率的情况下( 6 4 k ) ，c s 6 4 k 业务要求的e b n o 比p s 6 4 k 业务的要求更 为严格，c s 6 4 k 6 4 k 业务的小区覆盖半径比p s 6 4 k 1 2 8 k 业务的覆盖半径小。因此， c s 6 4 6 4 k 作为本次设计的基准。如下表，列出密集市区，市区，郊区和乡村的 c s 6 4 c s 6 4 k 业务的详细链路预算过程。 袁4 2 链路预算 18 北京邮电大学硕士研究生学位论文w c d m a 无线网络规划 d e n s e m o r p h o l o g y 【u r b a n s u b u r b a n r u r a l 】 u r b a nu r b a ns u b u r b a nr u r a lr e m a r k t o w e r m o u n t e dl n af r m a ) y e s n 0 1n 0n o n on o u n i tv a l u ev a l u ev a l u ev a l u e m o b i l et r a n s m i t t e rc h a r a c t e r i s “c s m a x i m u mu ep ap o w e ra ta n t e n n ac o n n e c t o rd b m2 12 12 12 1a u n i t v a l u ev a l u ev a l u ev a l u e c e l is i t ec h a r a c t e r i s t i c s b a s es t a t i o na n t e n n ah e i g h t m3 03 54 05 0b b a s es t a t i o na n t e n n ag a i nd b i1 81 81 81 8c b a s es t a t i o na n t e n n as l a n ti o s s d b 1 51 500 d b a s es t a t i o ne f f e c t i v er e c e i v ec a b l el o s sd b2 12 52 83 5e = 0 0 7 x b b a s es t a t i o ne f f e c t i v et r a n s m i tc a b l ef o s sd b2 12 52 83 5f = o 0 7 x b u n i t v a l u ev a l u ev a l u ev a l u e b a s es t a t i o nt r a n s m i t t e rc h a r a c t e r i s t i c s c a r r i e rf r e q u e n c ym h z2 1 1 3 82 1 1 3 82 1 1 3 82 1 1 3 8g c p i c hp o w e ra tb a s es t a t i o na n t e n n ap o r td b m3 53 53 53 5h c p l c he i r p ： d b m 5 0 9 5 0 6 5 0 24 9 5i - c + h e u n i tc s 6 4c s 6 4c s 6 4c s 6 4 b a s es t a t i o nr e c e i v e rc h a r a c t e r i s t i c s c h a n n e ib a n d w i d t h m h z 3 8 43 8 43 8 43 8 4j c h a n n e ib a n d w i d t h ( b )d b h z6 5 86 5 86 5 86 5 8 k n 0 = k td b m h z1 7 41 7 41 7 41 7 4l b t se f f e c t i v en o i s ef i g u r ef n d b2 2 2 2 2 22 2 m n o i s ei nc h a n n e lb a n d w i d t h ( n o + n f 。b )d b m- 1 0 61 0 61 0 6- 1 0 6n = k + l + m r a d i ob e a r e r ( d t c h ) d a t ar a t e k b p s 6 46 46 46 4o p r o c e s s i n gg a i n d b1 7 81 7 81 7 81 7 8p = 10 + i g ( 3 8 4 0 0 1 t a r g e tu p l i n ke b ，n o d b2 32 32 32 3q b t sr e c e i v es e n s i t i v i t yd b m1 2 1 41 2 1 41 2 1 4- 1 2 1 4r = n + q p u n i tc s 6 4c s 6 4c $ 6 4c s 6 4 u p l i n kp a s sl o s sb e t w e e na n t e n n ap o r t s d b1 4 2 41 4 2 41 4 2 41 4 2 4s = a r u p l i n kp a t hl o s sb e t w e e na n t e n n a s d b1 5 6 81 5 6 41 5 7 61 5 6 9t = s + c d e u n i t c s 6 4c s 6 4c s 6 4c s 6 4 m a r g i n s b o d yi o s s d b1111u b u i l d i n g v e h i c l ep e n e t r a t i o nm a r g i n d b1 81 51 26v s t a n d a r dd e v i a t i o no fs h a d o w i n g d b 1 0 1 08 8 w s t a n d a r dd e v i a t i o no fu et r a n s m i tp o w e rd b2222 c o m p o s i t es t a n d a r dd e v i a t i o no fs h a d o w i n g d b1 0 21 0 28 28 2y c e | ie d g er e l i a b i l i t yt