（通信与信息系统专业论文）南通地区wcdma无线网络规划研究.pdf

南京邮电人学工程 l j i 。圳究生学位论义 摘要 随着第三代移动通信系统技术的兴起，w c d m a 以其先进的技 术特点和丰富多彩的业务类型吸引了广大用户的关注，运营商也积极 准备w c d m a 网络兴建工作。对网络运营商来说，如何经济有效地 建设一个w c d m a 网络，让网络建设的性价比最大化是运营商最值 得关注的问题。 无线网络规划的目标就是在满足运营商的建网要求的前提下，达 到容量、覆盖、质量和成本的平衡。w c d m a 网络作为一个同频白干扰 系统，它的覆盖、容量和质量三者之间是相互关联、相互影响的。覆 盖不仅取决于最大发射功率，而且与系统负荷有关。降低刚络质量n j 以相应地扩大覆盖或提高容量。因此，网络建设目标需要充分考虑覆 盖、容量和质量之间的相互关系，以确保所需的网络性能指标。当然 也要考虑成本等因素，考虑今后的竞争需要、用户发展需要和投资效 益，分阶段制定合适的覆盖目标。 本文首先介绍了w c d m a 系统无线网络规划的方法和流程及 w c d m a 无线i 而! | 络规划的原则；然后结合南通地区的情况，深入分 析了无线传播模型的分类和校正方法；对南通地区的w c d m a 无线 网络规划设计进行了仿真，并对结果进行丫详细的分析；最后对 w c d m a 系统无线网络室内分布系统提出了建设方案。 关键词：覆盖，容量，质量，传播模型 塑生些生查堂：! ：型塑! ! 型塑竺兰些堡兰 a b s t r a e t a l o n gw i t ht h eb o o mo ft h et h i r dg e n e r a t i o nm o b i l ec o m m u n i c a t i o n t e c h n i q u e ，w c d m as t a n d a r dh a sa l r e a d yd r a w na t t e n t i o no fw i d e p e o p l ef o ri t sa d v a n c e dt e c h n i c a lc h a r a c t e r i s t i c sa n dv a r i o u ss e r v i c e t y p e s m e a n w h i l e a l ls e r v i c ep r o v i d e r sa r ea c t i v e l yp r e p a r i n gf o r w c d m an e t w o r k i n g t on e t w o r ko p e r a t o r s ，h o wt oc o n s t r u c t w c d m an e t w o r k e c o n o m i c a l l y a n dh o wt o o p t i m i z e n e t w o r k p e r f o r m a n c e - t o - - v a l u er a t i oa r et h em o s ts i g n i f i c a n ti s s u e sn e e d e dt o p a yc l o s ea t t e n t i o n t o t h ea i mo fw i r e l e s sn e t w o r ks c h e m ei st h a tu n d e rt h e p r e c o n d i t i o no f t h eo p e r a t o r sn e t w o r k i n gr e q u i r e m e n t st oa c h i e v et h e b a l a n c eo fc a p a c i t y , c o v e r a g e ，q u a l i t ya n dc o s t w c d m an e t w o r ki s as e l f - i n t e r f e r e n c es y s t e m ，w h o s ec o v e r a g e ，c a p a c i t ya n dq u a l i t ya r e i n t e r a c t i v ea n di n t e r d e p e n d e n t c o v e r a g en o to n l yd e p e n d so nt h e m a x i m a lt r a n s m i s s i o np o w e lb u ta l s ol i e so ns y s t e mp r a c t i c a ll o a d d e c r e a s i n gn e t w o r kq u a l i t yc o u l dc o r r e s p o n d i n ge n l a r g ec o v e r a g eo r i n c r e a s e s y s t e mc a p a c i t y c o n s e q u e n t l y ，t h ed e s i g n o fn e t w o r k s h o u l df u l l yc o n s i d e rt h er e l a t i o no fc o v e r a g e ，c a p a c i t ya n dq u a l i t y t oi n s u r et h ee s s e n t i a l p e r f o r m a n c ei n d e x i n d e e d ，t h ec o s t ，t h e d e m a n d so ff u t u r ec o m p e t i t i o na n du s e rd e v e l o p m e n t ，a l s ot h e i n v e s t m e n te f f i c i e n c ya r et h ef a c t o r sn e e d e dt oc o n s i d e r t h e ys h o u l d d e s i g nt h ep r o p e rp l a n so fc o v e r a g es u i tf o rd i f f e r e n tp h a s e l l 堕室! ! ! ! ! 坐查兰! 堡些! 型【塾竺兰丝堡苎 t h i sp a p e rf i r s t l yi n t r o d u c e st h em e t h o d s ，t h ep r o c e s sa n dt h e p r i n c i p l e s o fw c d m as y s t e mw i r e l e s sn e t w o r ks c h e m e t h e n ， c o m b i n i n gw i t ht h ep r a c t i c a le n v i r o n m e n to fn a n t o n ga r e a ，if u r t h e r a n a l y z et h ew i r e l e s sp r o p a g a t i o nl o s sm o d e l sa n dt h e i rc o r r e c t i v e m e t h o d s b a s e do nt h e s e ，is i m u l a t et h ed e s i g n so fw i r e l e s sn e t w o r k s c h e m ef o rn a n t o n ga r e aa n dd e t a i l e da n a l y z et h er e s u l t s l a s t l y ，i p u tf o r w a r ds o m ec o n s t r u c t i n gs c h e m e sf o rw c d m as y s t e mi n d o o r w i r e l e s sn e t w o r k k e yw o r d s ：c o v e r a g e ，c a p a c i t y , q u a l i t y ，p r o p a g a t i o nl o s sm o d e l i i i 南京邮电大学论文独创性声明 王9 5 0 3 0 1 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导卜进行的研究 工作所取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，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 括为获得南京邮电大学或其它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r 1 - 作了 明确的说明并表示r 谢意。 研究生签名：同期： 南京邮电大学学位论文使用授权声明 南京由k 电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有杈保留 本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸制论文的内容相1 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南京邮电大学研究生部办理。 研究生签名：导师签名 南京邮也人学7 。程坝j 州究生学位论史 第一章概述 随着第二代移动通信技术的兴起，w c d m 以其先进的技术特征和丰富多彩的 ! 世务类型吸引了广大用户的关注，新的需求也币在萌芽和酝酿之中。为了获得决 胜3 g 市场的先机，各运营商积极准备3 g 网络兴建工作。对于网络运营商来说， 如何经济有效地建设“个w c d m a 网络，让网络建设的性价比最大化是运营商最值 得关注的问题。无线网络规划的目标就是在满足运营商的建网要求前提下，达到 容量、覆盖、质嚣和成本的平衡，实现最优化设计。 w c d m a 址j j ：g s m 发展起来的种技术体制，日f 有三个版奉：r 9 9 、r 4 、 r 5 。 们d m ar9 9 版本 r9 9j 扳水足w c d m a 系统中的三大版本之一，按正式的版本顺序应称为r 3 版本， 99 系指标准拟定的年份。r 99 版本在g s m 核心网| l 匀基础上引入了w c d m a 无线接入网， 是g s m 系统i , j w c d m a 系统演进的丌始。相较于其后的r 4 并nr t 5 版本，r 9 9 版本的技术 最为成熟，扦没箭供应商提f i 的广：品i 白j 互通性好。 1 1 所爪为r 9 9 嘲络参考模型： 俐1 1r 9 9 网络参考模型 塑皇! ! ! ! ! i ! 墨堂! 壁! ! ! ! ! ! 竺! 垄兰堂堡丝= ! ! ! ；一 w c d m ar 4 版本 r 9 9 版本引入了w c d m a 无线网络，r 4 版本在此基础上，在核心网电路域引入分 层结构和a t m i p 传送，分层结构代表了电信网络中连接与控制相分离的趋势，可 以提高核心网电路域的系统效率。分层结构中，r 9 9 版本中合设的m s c h 艮务器和媒 体网关节点破分为两个独立节点，两个独立节点削以g c p 协议互通。r 4 版本的另 一个币要特行f ，是在分组域引入了流媒体、j k 务。 圈1 2 所示为r 4 网络参考模型： 图1 2r 4 网络参考模型 w c d m ar 5 版木 r 4 版本往分组域引入了重要的流媒体业务，r 5 版本更进一步，在分组域引入 了独立的i p 多媒体系统( m s ) ，i p 多媒体系统增强了对多媒体数据业务的控制、 管i 型及服务质承区分。r 5 版本对系统的架构和特性没有进行大的改进，而是将重 点放在了业务控制层而，这反映山在w c d m a 网络基本成形后，业务发展已经成为 整个系统的火键。 汀苏移动| = | 前拥有完善的g s m 网，从试验网来看，己从w c d m ar 9 9 演进n w c d m a r 4 ，脚此，将来 r 苏移动的3 g 网络会直接上到_ | j r c d m ar 4 版本。 w c d m a 网络作为一个同频自干扰系统，它的覆盖、容量和质量三者之间是相 南京邮l b 人学7 程l i | ；! 叶究生学位论义 互关联、相7j ，影响的。覆盖不仅取决于最大发射功率，而且与系统负荷有关。降 低网络质晕可以相应地扩大覆盖或提高容量。因此，网络建设目标需要充分考虑 覆盖、容量和质量之间的相互关系，以确保所需的网络性能指标。当然也要考虑 成本等因素。考虑今后的竞争需要、用户发展需要和投资效益，分阶段制定合适 的覆盖1 7 标。 本文首先简要介绍了w c d m a 系统网络的概况；然后在第二章结合爱立信 公司采用的3 g 无线网络舰划工具介绍了w c d m a 无线网络规划方法及流程： 第三章从场景划分等几个方面介绍了w c d m a 无线网络规划的原则；第四章深 入分析了无线传播模型的分类和校正方法；第打章介绍了w c d m a 无线网络的 仿真原理和方法；第八章介绍了w c d m a 无线网络室内分布系统的建设方案。 南京邮电大学 t 程顺1 研究生学位论文 第二章w c d m a 无线网络规划方法及流程 2 1w c d m a 无线网络规划特点 w c d m a 是一种基于c d m a 即码分多址的移动通信技术，同时又是一种属于第3 代移动通信的无线宽带技术，它的无线网络规划与2 g 网络有很大的不同。主要 体现在： 1 多业务 w c d m a 支持多种业务，包括话音、电路交换的数据业务，分组交换的数 据业务等。 w c d m a 支持多种业务速率，如1 2 2 k b i t s 语音业务、6 4 k b i t s 、 1 2 8 k b it s 、3 8 4 k b i t s 等数据业务，对于不同的速率要求，其覆盖半径 也可能不一样的，如图2 一l 所示。 w c d m a 支持不同时延的业务，如会话类业务、流类业务、交互类业务、 背景类业务等。 图2 一l 多业务覆盖半径差异示意图 2 覆盖与容量相关 w c d m a 是个c d m a 系统，各个小区以及小区内的各个信道都使用相同的频 率，小区内的干扰程度影响小区的覆盖范围和容量。随着网络负荷的增长，小区 覆盖范围会减小，即通常说的小区呼吸效应，见图2 2 所示： 4 南京邮屯大学工程顿l 。研究生学位论文 图2 - 2 小区呼吸效应示意图 在网络发展的初期，用户数较少，网络中负荷较低，其覆盖范围相对较大， 伴随网络发展，用户的增加，各小区空间接口的负荷会相应提升，使得其覆盖范 围缩小因而各小区覆盖区间可能出现大量空洞造成覆盖不连续。此时如果再在 小区阳j 增加基站则可能造成对整个系统的干扰，降低网络的效率。所以网络建设 r 最好的方式址神jj r 始建设时就将所有的基站设备都建设到位，网络建设一步到 位，但是这样对了二网络发展而言就毫无经济性可言。因此在无线网络建设的初期 就将未来一段时期的基站规划好，在建设中分期地从总体规划中划分适当的站点 作为前期站点。在网络建设的初期尽量多的将站点选择在城市密集区中，因为这 罩的业务量最多，而同时保证周边主要道路和乡村集镇的连续覆盖。在建设中逐 步向周边按照规划进行扩展。所以，在进行w c d m a 无线网络规划时必须综合多种 业务，同时考虑覆盖与容量。这就导致了w c d m a 无线网络规划的复杂性。 2 。2w c d m a 无线网络规划方法及流程 网络规划分为六步：确定规划目标、网络预规划、传播模型校正、站址勘 查、详细无线例络设计( 无线仿真) 、最终报告。图2 3 所示是w c d m a 无线网 络规划的基本流程。 南京邮l h 人学t 程 i j ；11 l i f 究生学位论文 图2 - 3w c d m a 无线网络规划基本流程 步骤一：确定规划目标 规划目标包括要达到的用户数量、提供的业务种类、用户话务模型、覆盖的 区域和面积、覆盖程度、服务质量等。 网络的规划目标一般从：覆盖、容量、质量和成本四个方面确定。在无线网 络规划方面，需要制定的目标包括： 1 ) 不同地理环境下( 密集城区、普通城区、郊区、农村、公路等) 的覆盖目标， 包括：需要满足室内、室外还是车内的覆盖，覆盖比例是多少等； 2 ) 网络容量：用户数量以及分布情况 3 ) 根据丌展的、i k 务情况确定用户的话务模型，主要是忙时平均每用户的话务量、 数据吞吐量等；根据业务确立所要规划的无线接入承载( r a b ) 。 4 ) 小区目标负荷要求，比如：上行负荷目标为5 0 ，下行为7 5 。 步骤- ：网络预规划 堕室些皇苎兰三堡竺! 型! 壅圭堂垡丝奎一 无线网络的预规划是根据规划目标中提出的要求，综合考虑网络的覆盖容量 和质量，理论计算出网络在不同的地理区域( 密集市区，市区，郊区，农村等) 所需要的基站，以及基站的容量和覆盖能力。 在网络规划目标确定以后，就可以在此基础上进行网络预规划的工作了：通 过理论计算估算出所需要的大致的基站数目。 图2 4 所示为预规划工作的流程： 图2 - 4 网络预规划流程 步骤三：传播模型校正 在进行无线嘲络仿真时，可以使用经验参数进行仿真，也可以使用校正过的 传播模型进行仿真。本文无线网络规划使用的是爱立信公司针对南通的具体情 况，经过大量路测和校一之后的参数。 步骤四：站址勘察 堕塞唑! ! 叁兰! 堡竺! 业壅竺堂些堡兰 一一一 站址勘察和选择在实际工程中是一件相当艰巨的工作。根据网络预规划结果 所提供的基站数量及站间距，需要寻找合适的站址并进行筛选，考虑建站的可行 性，同时建立基站的信息数据库，主要包括： 1 基站经纬度 2 雄站可能的天线高度、指向等 3 基站周边环境 4 天馈走线，天线与机房的位置等 埘于基站的建设，需要考虑以下几个方面 1 应提早落实站址： 2 考虑与其它系统共站时的干扰隔离； a ) 摹站天线高度尽量在一个区域内平均，避免越区覆盖对网络性能的严重 影响 b ) 站址的选取应遵循的原则 根据网络坝舰划| 勺原则选站：按一定的站i 1 1 口e ，尽景规则排列 考虑室内空间和配套设施的容量 尢近距离遮挡物 建筑物顶部虚适宜架设设备 步骤土j ：l t 细的无线网络设计( 仿真) 在, j f t t l l ：确定以后，为了进行更精确的设计，提早发现网络的不足，必须借 助舰划工具，结合网络预规划的结果、站址勘察得到的站址数据、地图信息以及 w c d m a 无线网络参数，在无线网络规划工具t e m sc el lp l a n n e ru n t v ers a l ( 简 称t c p u ) 中进 j 洋细的无线网络设计和仿真，从而得到最终规划结果。 设计的输入内容主要包括 j 站的眦尚 ! 塑皇! ! ! ! ! ! ! 叁堂! 型! ! ! 丝壅竺堂竺堕兰一一 无线传播模吧 业务的定义 用户的分撕i 情况 必须的相天参数 利1 1 j 工具进 r 仿真后，对输出的结果进行分析，发现设计网络中存在的问题 并进行调整直罕达到规划要求。 步骤六：汇总、分析报告 根掘w c d m a 网络规划项目的规划结果进行汇总和分析，给出相应报告。 在设计中首先我们通过分析设计要求，确定 各种业务的覆盖i 式域 各种业务的覆盖f j 标 然后收集现刚中的 站址分布状况 恕个小区、l k 务量 我们将以上数据为基础分析确定各地区间的业务量分布，并根据设计要求将 总f j 户数分摊到再地区。 根据数字地i 蚓和地理划分确定各地区的面积。 在以上数据基础上进行网络的名义基站数量设计。 无线名义攮站网络设计的目标是以最少基站和硬件设备实现最大有效覆盖。 在整个算法流程中始终贯穿此原则。 通过| 二行容量和覆盖的分别计算可以得到用于上行覆盖所需的基站数量，再 用p 行进行验证，如果不够再添加基站。 通过名义莽站设计我们就获得了网络中各区域所需的基站数量、配置等，以 此为基础，在各划分区域内寻找站址。 在站址寻找过程中，以现有基站位置为基础选择条件合适的基站作为备选基 站，对使用现了r 堆站资源的设计进行初步仿真，针对仿真中不能满足设计要求的 南京帅l u 人学1 i ；n l l o , ii ：t i ) l 兜生学位论文 区域，如 覆盖信号不能满足的 覆盖质量不能满足的 导频干扰余最不能满足的 网络基站负荷不能满足的 考虑采用如下方式解决： n ：m 有基站l r | 就近重新选择基站 新增基站 对十采用现仃基站进行设计的则考虑调整其部分配置如天线方向角天线高 度等。 2 3 无线网络规划工具介绍 在本文尢线刚络规划中用到了爱立信的专用预规划软件r n p t ( r a d i o n e t w o r kp r o p o s a lt 0 0 1 ) 其主要目的是用于w c d m a 网络的初步设计。它可以根 据输入的w c d m a 特定的参数和运营商提供的相关参数，计算出最大路径损耗、站 f j h 弘、小k 、l i 、j 听1 刷n 站数及加，、，数等等。 在模型校i 卜路测过程中还用到爱立信的t t m t m r 测试设备，当使用试验测 量设备时，用带天线的便携式测试发射机( t t m ) 可产生r f 信号。然后通过一台 测试接收机( t m r ) 测量信号强度。在t m r 中还包含一台g p s 接收机。在网络尚 未建成和投运寸，采用这利，方法是很有必要的。图2 5 所示为测试系统的示意 图 塑皇些生查兰三望些!竺塑皇兰堡堡兰一 图2 5 测试系统示意图 f a j 嚣 对于测量数据和传播模型优化的后续处理，可以用t e m sc e l l p l a n n e r u n i v e rs a l 来实现浚软件需要一种至少带有高度数据、地形数据和矢量数据的 数字地图。使用该软件，可以在数字地图上定位站点，也可以对各个站点的覆盖 进行预测。 仿真工具t e m sc e l l p l a n n e ru n i v e r s a l 是一款全新的基于个人电脑的无线规 划软件，可用i ：2 g 、2 5 g 和3 g 网络的设计和规划。这款工具由爱立信设计并开 堂坐型旦型业型坠一 发，可提供m 色的规划能力，它采用了独特的专利算法( m 。m ec a r l 。算法) 以进一 步提高速度和精确度。能大幅节省无线网络规划所需的时问与开支，能为运营商 提供从2 g 到3 g 的完全解决方案。 堕皇业! ! 叁兰三堡塑! ：竺壅生堂些堡= ! j ! ；一一 第三章w c d m a 无线网络规划原则 w c d m a 无线删络规划和建设的总体原则是：综合考虑包括话音业务和高 速数据业务在内的多利t 业务；注重网络的规模建设，在网络初期即实现市 区连续室内覆盖，郊区实现全面兼顾重点的覆盖，农村考虑重点乡镇及国 道，高速公路的覆盖；市区以较高的网络负载规划无线网络。 基于业务推广的考虑，3 g 大规模无线组网应采用广域的连续覆盖进行组 网，并相应的制定各阶段的具体方案。此外，结合前瞻性的考虑，在大规模 组网时需保证网络质量的长期稳定性和平滑的可扩展性。 市区以较高的网络负载规划网络，建一层“厚厚”的网，这样可以避免 话务模型和用户数预测不准造成的频繁网络调整，避免话务量升高时网络中 出现大量空洞，而增加基站又会造成基站间距过密和站址分布不均匀，造成 更多的刚络质量和覆盖的问题。尽可能利用2 g 现有站址，提高投资效益。市 区后期扩容以增加载频为主，而不是以增加基站为主。无线网络阶段性组网 如图3 一l 所示： 图3 - l 无线网络阶段性组网 而郊区和农村山于本身布置基站数比较少，所以后期根据业务需要可以增加 祭站或一些覆盖增强方式( 比如：塔放、发射分集等) 来解决。 涉及到具体的基站选择，需要综合考虑多方面因素，除了考虑上述组网方面 堕皇! ! ! ! ! ! ! 叁兰! 塑唑生! 壅竺兰些鬯兰 一一 的原则，还必须考虑具体的环境、站点条件等因素。在站点选择时，需要遵循以 下的原则： 1 对需要覆盖区域进行话务量分布预测，将基站设置在真正有话务需求的 地。 2 充分考虑数据业务需求，存数据业务高密度区应该保证w c d m a 系统基站 覆盖的连续性。 5 7 h 9 1 0 i 2 l3 充分考虑基站的有效覆盖范围，使系统满足覆盖目标的要求。 充分保证重要区域和用户密集区的覆盖。包括党政军重要机关，机场火 车站等变通枢纽，企、止办公楼，商业中心，酒店和娱乐业，通信企业， 屑民小ix i 等。 在不影响基站布局的情况下，尽量选择现有站址，使其机房、电源、铁 塔等设施得以充分利用。 城f 市或郊区海拔很高的山峰( 与市区海拔高度相差1 0 0 3 0 0 米以 卜) 一股0 i 考虑作为站址，一是为防止出现越区干扰造成容量下降，二 也是为了减少工程建设的难度，方便维护。 新建旗站廊建在交通方便，市电可用、环境安全的地方。 避免n ：人j j j 率无线电发射台、雷达站或其他干扰源附近。 新建基站应设在远离树林处以避开接收信号的衰落。 在l i ：、岸比较陡或密集的湖泊区、丘陵城市及有高层金属建筑的环境 一 t 选址州婴注意时间色敞影响，将基站站址选择在离反射物尽可能近的 地，j 或“1 挞站选在离反射物较远的位茕时，将定向天线背向反射物。 在市区楼群中选址时，可灵活利用建筑物的高度，实现网络层次结构的 划分。 在建网初期建站较少时，选择的站址应保证重点地区有良好的覆盖。 站址选抒时应避免将小区边缘设置在用户密集区。良好的覆盖是有且仅 仃 个1 ：力覆盖小区。 站川：选择时应保证基站天线近端无遮挡。 卜述闪索需要通过慕站勘测收集现场信息，一般来说，需要覆盖的区域不 d i j q - i ：会决定覆矗c 方案的选择。l 盍l 为小同的覆盖区域的尤线环境、用户分稚 塑皇! ! ! ! ! ! ! 叁兰! ：堡塑l ：型壅兰! 丝笙兰 不同，运营商所要达到的服务质量等也不同，通常我们会针对具体的情况对 覆盖方案进行选择。 3 1 场景划分及基站设置原则 以f 根据通常的情况，给出一些典型的覆盖区域中的覆盖建议与原 则。 密集市区 密集市区的建筑物密度大，相互之间几乎都是紧邻在一起的。经常包含c b d ( 中央商务区) ，密集建筑区域，繁华商业区等。 c b d 区域覆盖方案 c b d 地区的典型特征是百米以上高楼集中，高端用户比例高。一般可以选 用一些3 0 水左右的站址，以宏蜂窝的方式实现室外覆盖。规划时留出2 0 2 5 d b 左右的室内穿透损耗余量，满足普通建筑物的室内覆盖要求。对其中的 大型商、l k 楼或写字楼，可根据实际需求，在初期建设时使用主一远端单元 ( r r u ) 、微蜂窝等类型的基站，通过室内分布系统进行覆盖，同时也解决这 些楼j ! 的l 岛。；攫盖问题。另外这一地区一般彳i 建议使用直放站。 密集建筑l 覆盖方案 密集建筑i 适的主要特征是建筑物密集但楼高不是很高，例如大城市的密集 办公区、生活区等。 为了节省站址和投资，通常可以使用宏蜂窝进行覆盖。天线高度的选择往 往以周围建筑物高度为基础，高于周围平均建筑物高度5 米左右即可。在站 址选择时需要尽量保证基站的均匀分布，桐邻基站天线高度也不要相差太大。 这一类型区域的室内覆盖大多数利用宏蜂窝基站来解决，因此在规划时往往 耍考虑2 0 2 2 d b 的室内穿透损耗。这一地区的覆盖通常采用大容量室内型宏 蜂窝基站。 繁华i f ；_ 、j k 【x 覆盖方案 塑皇! ! ! ! ! ! ! 兰! 堡塑! 坐塑竺兰垡笙苎 繁华商、l k 区由于建筑物间间隙很小，很多无线电波传播通常会沿街道进行 传播，如果使用宏蜂窝进行覆盖，干扰难以控制。因此，对于这一地区的覆 篙，建议采用以特定街区覆盖为目标的r r u 或微蜂窝方式进行覆盖。 普通r 亍l x 组阚方案 普通城区与密集城区的差别主要在建筑物的密度上。对于普通城区，初期 建设应以宏蜂窝为主。站址应比周围平均建筑物高度高出2 米左右。对于 普通城区的建筑物，绝大部分不会考虑专门的室内覆盖解决方案，因此在规 划巾需要考虑定的室内穿透损耗余量。出于各地建筑物类型不同，这一余 量大小需要根据实际环境选取，般取值2 0 d b 左右。 基站站型以室内型宏蜂窝基站为主，根据容量和覆盖的要求选择不同的基 站配置。大线高度的选择上与密集市区基本相同。 此外，通常来说，县城的情况可以按照普通市区的情况来看待。 j _ 民f ：宅【父西案 居民住宅i 孓是无线网络覆盖的一个难点，存在站址选择、室内覆盖不易满 足等诸多俐难。祚：网络建设仞期可不作重点考虑，主要通过周边宏蜂窝基站 刘小区提供足够的覆黼。密集而规则的居民区可采用主一远基站( m - r r u ) 实现 定点覆盖。 郊区组叫方案 存郊【i 环境下，建筑物的分布比较稀疏，同时建筑物高度一般不会很高。 冈此，1 1 ：1 x , t 术况，无线传播环境不是很复杂，用户密度不会很高。 对于郊区环境建设，以宏蜂窝为主。对于郊区的建筑物，绝大部分不会考 虑号门的室内覆盖解决方案，因此在规划中需要考虑定的穿透损耗余量。 1 二各地建筑物类型小同，这一余量大小需要根据实际环境选取，典型取值 l8 d b 石：右。天线高度的选择一般可以在4 0 米左右，这主要根据站址情况和 话务情况来决定。 基站类型上一般要根据当地话务量的需求情况，选择全向站或者普通的三 扇区定向站来满足覆盖和容量的要求。 南京螂i u 人学丁程坝 州究生学位论文 农村 农村地区面积很大，初期建网时，通常先对人们居住和经常活动的区域重 点进行覆盏。农村多以公路、铁路、国道、乡村、度假村等为重点覆盖目标， 周围的比较小的村庄以及丌阔地带的覆盖要求会低些。 由f 话务密度较低，为节省站址数量，需要尽可能提高单基站的覆盖能力， 因此通常基站的天线高度尽量选取在4 0 6 0 米庄右。 在靠近乡镇和村庄处，基站站型可以根据当地实际话务量和覆盖的需求情 况柬合理选择全向站或者普通的三扇区定向站。对于公路或铁路也可选用两 扇区基站，使基站天线方向与公路或铁路的走向一致，以实现良好的覆盖效 果。 x t - 二农牛j ，由于基站站| - 刚距较大，基站的分布往往根据覆盖和话务的需求 而定，不必严格按照均匀分布的方式布网。 高速公路的基站设置原则 高速公路的特点是话务量低，属于典型的覆盖受限系统，其覆盖呈明显的 线状特征， 般情况需要保证话音业务连续覆盖，可以使用r r u 微基站 s o 5 + 05 阚区配置和窄波束定向天线进行覆盖 如图3 2 所示。 r i f、 w j 撇萋姑 e j l 搬基站 i 图3 - 2 高速公路解决方案( 一) 兄 方而，引入射频直放站可扩大单个微基站的覆盖范围，考虑到其这种特 r 氧其解决方案也町以采用微基站+ 射频直放站，如图3 3 所示。 南京i i l | j i u 人学r 程坝i 。埘究生学位论文 微基站 射频 直放站 射频 直放站 微基站 图3 - 3 高速公路解决方案( 二) 若沿路光纤资源具备，则微基站可用r r u 代替，射频直放站可用光纤直放站 代倦。高速公路通j 常采用锰形组网。 室内分m 系统 审内分枷系统详见第6 章室内分布系统建设。 3 2w c d m a 与g s m 9 0 0 1 8 0 0 的共站址原则 随着运t f 商的增加和新移动系统的应用，同一站点出现几种制式共存的情况 也将人人j 竹肌( 坞l 足仃省投资减少新处站j ：j f = 数量e ，充分利j 1j 机房、铁塔、 天线等资源，节约建站成本，提高3 g 网络建设效率；另外随着社会的发展，民 众的环保意识越来越成熟。对运营商来讲，在城区获得新站址越来越困难) ，由 i 基站天线的距离近，不同系统之问将产生干扰，如何避免、减少不同系统共站 i j i ：i l - i 棚l ：之问的干扰就成为一个突出的问题。共站址干扰主要是由一个系统基站 天线发射的( 杂散、瓦调) 信号被( 同站址) 另一个系统基站天线接收到，而形 成了r 扰( 或| | 【摩) ，本甘主要分析了w c d m a 和g s m 9 0 0 ，1 8 0 0 m t t z 在共站址情况 下的棚互干扰情况，并通过计算( 或者实验数据) 得出两个系统的天线共站址时 的安装位置要求，呵作为共基站建设时天线安装的指导或建议。 3 g 与2 g 共站址的主要共用项目如表3 1 所示： 南京舭也大学1 程埘j j i i j = 究生学位论文 表3 12 g 与3 g 共站址主要共用项目 共用项目 主要注意事项与技术 共铁塔天线杆 1 重点解决w c d m a 与g s m g s m 系统间的互干扰问题； 屋顶考虑天线隔离度要求； 2 解决系统间的互干扰，注意基站天线隔离度对天线 高度和方位角、天线阻挡、同一天线杆上的多天线系统 的垂直分离、分集接收天线间距、天线类型的要求。 共馈线目的是解决馈线数量太多，天馈安装困难问题。此外， 在各系统支路上使用的滤波器也可以获得一定的隔离 度。 共机房( 包括供施工安装时关注机房及配电情况。 电系统、空调等) 对1 j2 g 和： g 系统是否共用天线问题，巾于不同系统对天线的要求不同，3 g 同频复用的特点对天线倾角( 覆盖范围) 的要求非常严格，很难与现有的 g s m g o o g s m l8 0 0 达成一致，因此不建议采用3 g 2 g 共用天线方式。 3 2 1 共铁塔天线杆屋顶 共铁塔天线杆屋顶时主要考虑共站址干扰。如果采用共馈线的方式，系统 问的隔离度通过多工滤波器实现否则系统间隔离度需通过天线隔离来实现。 通过理论可以计算得出系统间隔离度要求( 具体干扰分析及隔离度要求请参 考3 5 节) ，但是实际中由于基站的指标不同，天线类型的具体指标也不同，应 根槲实际情况进行隔离度要求测试。并根据所测的隔离度要求，采用滤波器抑制 或者天线隔离方法实现。 注：可从发射机的杂散对接收机的干扰、发射机对接收机的互调干扰、发射 机信号对接收机的阻塞影响三个方面测量所需的隔离度要求。 3 2 2 共馈线 w c d m a 与g s m 系统j 馈线柯如下优点 塑皇些! ! 叁：! ! = ! 堡塑l 型丝兰兰笪堡兰 一 1 采川多个系统共用馈线系统，减少了天馈线的数量，可利用原有馈线， 降低了新系统施工难度，降低了新系统的建站成本。 2 在多种移动通信系统问要求隔离度较高，由于站址的限制，利用天线隔 离达不到要求时，可采用滤波器或采用共馈线方式利用多工器的隔离度 柬达到所要求的隔离。 同时也存在廿j 问题： 1 新系统安装需影响旧系统，必需将新系统与旧系统利用多工器连接在一 起。 2 加入多工器，增大了旧系统的天馈部分的损耗，对原系统的覆盖有一定 的影响。 具体实现时，需要根据系统f u j 的隔离度要求选择适当的多工滤波器，如果对 ( ；洲的隔离度婴求大- j 二5 0 d b ，还需要在g s m 发射机输出端口增加滤波器对带外干 扰进行抑止。 建议具体实施时根据具体情况对是否采用其馈线方式进行成本估算，选择性 价比最高的方案。 3 2 3 其他配套设施共用 其他眄己套设施的其1 l j 与注意事项如表3 2 所示 表3 2 其他配套设施的共用 项目注意事项 机房其机房时，3 g 基站的配置一般只有一个机柜，对机房空间 要求较低，在不增加其他配套设备的情况下，机房空间大 都可以满足要求； m 于3 g 基站重量较大，共机房时需要考虑机房的承重负荷； 机房其他要求，如高度、装修、防尘等与其他无线系统基 站要求基本相同，无须多加考虑。 传输系统 堪站机房的传输方式有光纤、微波、h d s 等。可根拥3 g 容量需求情况，考虑是否增铺线路。 电源系统 3 g 基站可利用机房现有的直流电源和蓄电池，但需考虑电 南京咖j l 乜人学t 程坝i ：1 0 1 究生学位论文 项目注意事项 源是否需要扩容，一般情况下可通过增加直流电源模块和 i 乜池组解决，而无需增加电源机柜。 接地系统 ： ( ；基站对接地要求和其他无线系统基站摹本相同，共站址 时可利用原接地系统，必要时需增加接地排。 走线架 其站址时可尽可能的利用现有的室内、室外走线架( 槽) ， 1 i 满足走线要求时再相应增加所需的走线架( 槽) 。 空调 空调容量的需求主要与两方面有关：一是机房的面积，二 足设备的散热量；因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，必要时需增加空调。 馈线窗 机房的馈线密封窗多为1 2 孔，一般容量的设备配置情况下 可容纳两套系统的基站共用，如过线孔容量不足，则需新 丌馈洞安装馈线窗。 铁塔、增高架 天线在铁塔或楼顶的增高架上安装时，绝大多数情况下铁 塔和增商架可以共用而无须新增桐应设施。 抱杆 存满足安装条件时，即原天线抱杆氏度足够k 可以考虑 和原天锁系统共用抱杆，但应保证满足两系统阃的隔离度 耍求，具体的问隔距离由网络规划人员给出；但多数情况 下抱杆的长度只容一根天线，因而需要新增抱杆。 监控设备 建议u m t s 基站与2 g 的b t s 在同一基房采用的环境监控告 警采用同一套设备。 3 3 天馈系统选择原则 对于天线的选取，建议在市区要采用水平半功率角为6 0 或6 5 度的定向天 线，以减少干扰、控制规划效果。为了提供良好的覆盖效果，设计中采用了高增 益天线，天线的增益n r 选驭1 7 d b i 或更高：对于郊区，可考虑采用相对市区更高 增铋q 天线( 如2 0 d b i ) 以增强上f 行的覆盖。 考虑剑人线的调壮特别是天线下倾角的调整是w c d m a 系统无线优化的一个 堕塞! ! ! ! ! ! ! 叁堂：! 堡! ! ! ! ! ! ：型壅兰堂丝堡兰 重要手段，因此对于密集城区的基站使用电调天线将会给日常无线网络的维护和 优化工作提供极人的便利，因此建议在城区的小区天线都使用电调天线。另外， 除密集城区外的基站均使用塔放，提高上行灵敏度约1 5d b 。 3 4 塔顶放大器的使用原则 在宏蜂窝建设巾可以考虑引入塔顶放大器，其核心为低噪声放大器，它可以 降低系统的噪声系数，提高上行增益，用于解决反向链路受限，从而提高上行覆 盖性能。通常塔放在选用时遵循以下一些原则： 当外界不存在= r 扰时： 在农村、郊区和公路等广覆盖的区域在较长时期都会处于上行覆盖受 限的情况下，而这些区域的下行容量一般不会受限，因此建议选用塔放。 存律j 集城区和城区环境中，根据规划如果系统下行容量未受限，则建议 选用塔放，这样可以提高上行接收灵敏度，增大覆盖面积，改善弱信号 覆盖，降低掉话率，提高通话质量，降低手机发射功率，减少上行干扰。 在密集城区和城区环境中，根据规划如果系统下行容量受限，这种情况 下一般不建议选用塔放。 当外界存住较人i 扰时，加装塔放对上行接收机噪声系数改善不明显，可以 1 i 使用塔放；此外，在工作环境恶劣，导致如环境温度有时会超过塔放允许的工 作范f 翻时币使川塔放。 3 5 干扰分析及隔离度要求 ( 1 ) 系统内干扰的考虑 系统内十扰手要指w c d m af d d 与w c d m af d d 系统的干扰问题，一般发生在不 同运营商的w c d m a 系统阳j 。这里考虑的因素主要有： a 、邻频1 1 扰：这种干扰最恶劣的情况为邻频的远近效应，一般可通过网络 舰划的方法解决：如运营商侧规划协调、频间切换、网问切换、增加频率间隔等 方法。山于市区罩基站密集，终端的信号良好，远近效应大多不会有影响。 南京邮, i z 人学1 程坝i ：0 1 究生学位论文 b 、杂散发射和接收机阻塞：带外杂散发射主要反应在灵敏度的降低。根据 规范，可计算在不同要求下的隔离要求：当灵敏度降低s = o 1 d b 时，隔离度i s 要求为4 0 d b ， s = o 8 d bu , 1 1 ，i s = 3 1 d b 。防止接收阻塞的i s = 5 8 d b ；此时最恶劣 的情况来自于发射机对接收机造成的接收阻塞，假定两天线的增益均为1 8 d b i ， 则相应在共物理区域或共站环境下最恶劣情况的水平物理距离要求：共物理区域 时约为6 0 0 米共站时约为0 8 4 米。 ( 2 ) 系统问扰的考虑( w c d m af d i ) 与其它系统) 其它系统包括c d m a 2 0 0 0 ，t d s c d m a ，g s m 9 0 0 1 8 0 0 ，p h s 以及w l a n 等。对 于每个系统，相应的规范对发射机的杂散发射和接收机阻塞特性有严格的要求， 可根据规范和设备参数计算不同情况下是否存在系统i 白干扰。 w c d m af d d 与g s m 9 0 0 1 8 0 0 的干扰考虑 此时的干扰考虑要分c o s i t e ( 共站) 和c o a r e a ( 同物理区域) 两种情况考虑 1 ) g s md i 。干扰w c d m au l ：当灵敏度降低s = o i d b 时，隔离度i s 要求为7 4 d b ( c o a r e a ) 刊4 0 d l l ( c os i t e ) ：当s = o 8 r i b 时，i s = 6 5 d b ( c o - a r e a ) 和3 1 d b ( c o s il e ) ：防止接收1 5 且塞的i s = 5 9 d b 2 ) w c d m ad i t 扰g s mu l ：此时在各种环境下的杂散隔离要求为i s = 1 8 d b 防止接收阻塞的要求为g s m 9 0 0i s = 3 5 d b g s m l 8 0 0i s = 4 3 d b 。 w c d m af d d jc d m ao n e 的干扰考虑 1 ) c d m ad