移动通信网络的规划与优化.doc

目 录摘 要1Abstract:2第1章 绪 论31.1 研究背景31.1.1移动通信市场现状的分析31.1.2移动通信在整个通信行业的地位41.1.3移动通信通信运营状况51.2 现阶段移动通信网络规划面临的问题5第2章 移动通信系统简介72.1 移动通信系统的发展72.2 GSM网络结构及其功能72.3 GSM系统的接口标准92.4 GSM的区域、号码、地址与识别92.5 GSM系统的信道划分类10第3章 移动通信网络的规划123.1 网络规划原理和过程123.1.1小区规划的原理123.1.2城市规划133.1.3基站规划153.2 频率规划173.2.1频率规划的基本原则和方法介绍173.2.2同一工程期的新建基站频率规划方法173.3 网络规划扩展内容193.4无线网络规划20第4章 移动通信网络的优化234.1 移动网络优化简介234.2 移动网络优化模型和技术244.3网络优化的参数调整和实践27第5章 网络规划的故障及分析315.1 网络规划的故障及缺陷315.2 系统优化数据来源315.3 GSM系统掉话故障排除325.3.1由于天馈线系统原因而导致的掉话325.3.3由于打扰大、RXQUAL值较高而导致的掉话345.3.4由于硬件原因而产生的掉话345.4农村、郊区、丘陵地区的GSM网络建设和优化问题35第6章 网络规划与优化设计386.1确定无线网络设计目标386.2实例分析38第7章 结 束 语447.1 主要的内容447.2 课题小结44参考文献45致 谢46湖南工程学院毕业设计（论文）移动通信网络的规划与优化摘 要：当前移动通信网络发展的特点是：发展迅猛，竞争激烈。通信数据传输速率越来越快，功能越来越多，业务更加丰富多彩。移动通信的高速发展和竞争对移动通信网的规划和设计提出了新的更高挑战。其外在表现在两个方面：用户数量的竞争和ARPU值的提高。各大移动运营商竞争的实质在于提高移动网络品质和扩大服务品牌的影响号召力。随着网络运营商的激烈竞争，网络发展的规模性和经济性要求越来越高，尤其在经济次发达的山区丘陵地区来说，进行科学的网络规划和设计就显得格外重要，只有不断提高网络的质量，才能增加移动用户的满意和对服务品牌的认知度，进而吸引和发展更多的用户。这里对运用移动通信网络规划智能化、网络设计图形化过程中的一些关键问题作了研究和深入讨论，并在本地区移动通讯网络的建设和优化中进行了研究和实践。关键字：网络规划；传播模型；网络优化；通信系统The Planning and Optimization of Mobile Communication NetworkAbstract: The current development of the mobile communication network is characterized by the rapid development of competition. The correspondence data transmission speed become faster and faster, more and more functions, more colorful business. The programming an optimization for mobile communication network has encountered challenge brought by the rapid development. Outside the performance in two aspects: the number of users of the competition and increase the ARPU value. Major mobile operator in the real competition is to raise the quality of mobile networks and expand the impact of service brand appeal.Network operators with the fierce competition, the size of network development and economy have become increasingly demanding, particularly in the economic sub-developed areas of the mountain hills of the science of network planning and optimization has become more important, only rising the quality of the network in order to increase the mobile user satisfaction and service brand awareness, and attract more users and development. In this paper, the author expatiates on the present status and the facing key problems of the mobile communication network intelligent planning, and researches the theory of the expert system relatively in details. Keywords: Network Program; Spread Model; Network Planning; Communication System第1章 绪 论1.1 研究背景1.1.1移动通信市场现状的分析我国移动通信业保持持续快速增长的势头，移动电话用户数量已经超过固定电话用户数量，移动通信发展进入了3G阶段。但应当看到，在移动通信业快速发展的进程中，运营企业量收不平衡的现象日渐突出，移动电话的城乡差距日渐扩大，移动通信市场结构性矛盾日益显著。当前，如何进一步加快业务创新，实现全面、持续和协调发展，成为摆在移动运营企业面前的重要课题。如今移动通信市场整体发展状况是：移动用户数量持续高速增长，规模保持世界第一，并历史性地超越了固话用户总数。近几年，我国移动电话业务增长迅速，移动电话用户以月均新增约522万户的速度持续高速增长，全年累计新增6269万用户，比上年增长30.0，用户规模保持世界第一。从全球看，截止到2001年，移动电话用户数量超过固定电话用户的国家就已经超过了97个。许多国家的移动电话用户数之所以能迅速超过固话用户数，主要是由于固定电话的消费群体是面向家庭用户和企业用户的，其潜在用户数要低于国家人口数，而移动通信技术是一种面向个人的通信方式，其潜在用户数理论上是国家人口数，移动通信的目标市场要大于固定通信的目标市场。因此，从总体来看，移动电话普及率超过固定电话普及率和移动话音占据话音业务主导地位只是时间问题。移动超固定是我国电信业发展中的一个新的里程碑，它对我国电信业发展的格局、对今后政府的监管政策、对移动和固定运营企业的发展都将产生重要影响。移动通信业务收入成为电信业增收的主导力量，占到整个行业的46.86。移动通信是当前电信业的发展热点，2003年全国移动通信业务收入比重与上年同期相比上升了1.39个百分点，达到46.86；从收入增长率来看，2003年移动通信收入比上年增长17.3，高于电信运营行业平均13.9的年增长率，是电信业增收的主导力量。随着经济发展、终端多样化及资费水平的下调，移动通信需求旺盛。近几年移动电话逐渐成为社会一大消费热点，随着经济发展、终端多样化及资费水平的下调，移动用户数快速增长，移动通话量也迅速增长，并且其年增长率明显高于固定电话，移动对固定的替代效应日趋明显。在本地通话量方面，移动通话量比重上升很快，2003年已经占到1/3的比例。在长途通话量方面，2003年移动长途电话所占比重基本保持稳定，传统固定长途电话所占比重下降很快。当前移动通信市场结构特点是移动语音仍是主体业务，移动数据业务增长迅速。移动通信业务包括移动语音业务和移动数据业务，语音业务方面除了提供基本话音业务外，还提供语音信箱、移动秘书、主叫号码显示、呼叫转移、呼叫等待、呼叫限制、语音短信等多种增值业务；移动数据业务以短消息业务为主，此外还有WAP业务、MMS和位置服务等。目前移动通信收入仍以语音业务为主，移动数据业务收入所占比重不足5，但增长速度十分迅猛。2003年，国内短信业务继续保持快速增长的态势，全年短信发送量达到2200亿条，成为移动通信领域一大业务增长点。在短信的基础上，中国移动不断强化“移动梦网”的品牌优势，加快了彩信、WAP、百宝箱、手机钱包等多项数据业务的市场拓展步伐。目前，移动梦网已经发展全网和本地网SP800多家，提供各种梦网数据业务7万多种，移动梦网用户群、收入规模取得了显著增长。2004年，中国联通CDMA1X网络开通后，相继推出了以“联通无限”为总品牌的“彩e”、“互动世界”、“神奇宝典”、“掌中宽带”、“定位之星”等六项业务。到去年底，中国联通数据业务用户已达220万。从总体来看，国内移动数据业务发展呈明显的上升势头。在移动电话普及率方面，东部与中西部地区差距明显。东、中、西部移动通信发展水平的差异非常明显。由于东部地区的经济发展水平、居民收入和消费水平明显高于中西部地区，因此移动通信业务发展也相对超前。目前，东部地区的移动电话普及水平接近世界中上收入国家平均水平，中西部地区则接近于世界中下收入国家平均水平。至2003年底，东部10省市的移动电话用户数占全国一半以上。但是，从新增移动用户来看，近两年东部地区的移动电话新增用户逐步下降，中、西部地区的移动电话新增用户稳步上升。从相对增长速度来看，2003年东、中、西部移动电话用户增长率分别为25、37.0、37.0，中、西部用户增长率明显高于东部。1.1.2移动通信在整个通信行业的地位移动通讯业务收入成为电信业增长的主导力量，占到整个行业46.86%。移动通讯是当前电信业的发展热点，2008年全国移动台业务收入比重比上年同期相比上升了1.39个百分点，达到46.86%；从收入增长来看，2003年移动通信收入同比上年增长17.3%，高于电信运营行业平均13.9%的年增长率，是电信业增收的主导力量。随着经济的发张、终端多样化及资费水平的下调，移动通信需求旺盛。近几年移动电话逐渐成为社会一大消费热点，随着经济发展、终端多样化及资费水平的下调，移动用户数快速增长，移动通话量也迅速增长，并且其年增长率明显高于固定电话，移动对固定的替代效应日期明显，在本店通话量方面，移动通话量比重上升很快，2006年已经占到1/3的比重，在长途通话量方面，2006年移动长途通话所占比重基本保持稳定，传统固定长途电话所占比重下降很快。1.1.3移动通信通信运营状况至2006年底，经中国移动通讯集团公司资产规模就已超过4000亿元，网络规模和客户列全球第一。截至2006年底，网络已经覆盖全国绝大多数县(市)，主要交通干线实现连续覆盖，城市内重点地区基本实现室内覆盖。客户总数超过3亿户，与184个国家和地区的235个运营商公司开通了GSM国际漫游业务，与73个国家克地区的51个运营商开通了GPRS国际漫游。现我国通信网和联通通信网以覆盖了全国大、中、小城市和平原地区，实现了全国31个省、市、自治区的自动漫游，基本实现了国内各大、中、小城市无线连接。已经成为世界上第一大移动通信网。未来23年内的中国联通，一方面将通过引入移动智能网和发展WCDMA系统等第三代移动通信技术，建立基于分组交换技术的IP骨干网，向网络的智能化、分组化和宽带化逐步演进；同时将大力发展移动数据业务和移动因特网业务。逐步实现网络与业务的分离。但随着移动通信的迅猛发展，移动用户对网络的服务质量的要求越来越高，这对网络规划和优化工作提出了新的挑战。1.2 现阶段移动通信网络规划面临的问题移动通信网络规划工作的目标是在保证容量需求的前提下达到以下几点：1. 在整个规划区内提供良好的覆盖和可靠的服务质量；2. 无线系统容量满足话务需求；3. 对可用频带资源的有效利用；4. 投入产出经济合理；为了尽可能地达到上面4个目标，需要在网络建设中充分重视网络的规划工作。网络规划设计难点一般体现在以下几个方面：(1) 传播环境复杂，信号起伏大，各种建筑物造成的多途径传播差异大，理论预测覆盖区比较难。(2) 干扰现象严重，除了认为噪声外，各种同领域干扰、互调干扰以及其它无线电干扰等，都要在工程设计中加以考虑并采取必要措施降到容许的指标内。(3) 频率资源受限，而且随着用户的大量增长更趋紧张。(4) 在实际工程中，因外界因素的影响，为频率复用而设计的蜂窝结构和基站布局无法完全按照规划方案实现。(5) 特殊场合的网络规划设计。随着竞争的日益激烈，科学经济的组网方式越来越显得重要，过度的盲目投资，智慧带来竞争的劣势，具体来说就是，移动通信网络规划是通过对网络监测，收集系统运营过程中的各种动态的参数和统计数据，经综合分析，对网络进行系统评估，运用规划软件，三维电子地图，进行模拟覆盖，从而得到科学合理的规划方案，进而修改和调整网络的配置，直到网络运行效率最优为止。移动网的网络规划工作是旨提高网络容量、运行质量的一项复杂的，管理安性很强的系统工作，起总包含交换、传输、无线通信等各种技术，同时也是一项长期的，循序渐进的工作。在移动通信网络运行中，通过合理规划既要老解决发展中的问题，还可根据网络的变化进行及时调整。由此可见，如何加强网络规划手段来提高网络设备的利用率，是巨额的投资得到最高的收益，正在成为广大运营商越来越关心的问题。第2章 移动通信系统简介2.1 移动通信系统的发展GSM移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造商组成的标准化委员会设计出来的，它是在蜂窝系统的基础上发展而成的第二代数字移动通信系统。1982年，欧洲电信标准学会(ETSI) 技术委员会成立了“移动特小组/GroupSpecialMobile”简称“GSM”，来制定GSM的有关标准和建议书。该组织于1990年完成了工作于900MHZ频段的GSM系统、即GSM900的技术规范，1991年完成了工作于1800MHz频段的GSM系统、即DCS1800系统的技术规范。1991年，全球第一个GSM系统在欧洲投入运营。我国的GSM系统工作在900MHz频段，于1995年投入商用，经过数年的建设，目前己成为国内数字移动通信的骨干网络。随着通信网络规模和用户数量的迅速发展，原有的GSM900网络频率变得日益紧张，为更好地满足用户增长的需求，我国近期引入DCS1800，并采用以GSM900网络为依托，DCS1800网络为补充的组网方式，构成GSM900/DCS1800双频网，以缓和高话务密集区无线信道日趋紧张的状况。只要用户使用的是双频手机，就可在GSM900/DCS1800两者之间自由切换，自动选择最佳信道进行通话，即使在通话中手机也可在两个网络之间自动切换而用户毫无察觉，而且手机选择了最佳信道，接通率得到了提高。2.2 GSM网络结构及其功能在现阶段，GSM包括两个并行的系统:GSM900和DCS1800，这两个系统功能相同，主要是频率不同。在GSM建议中，未对硬件作出规定，只对功能和接口制定了详细规定，这样便于不同产品可以互通。GSM建议共有12个系统。GSM系统包括交换网路子系统(NSS)，无线基站子系统(BSS)和移动台(MS)三大部分。其中，NSS与BSS之的接口为A，接口，BSS与MS之间的接口为Um接口。NSS系统包括移动业务交换中心(MSC )、操作维护中心(OMC )、拜访位置寄存器(VLR)、归属位置寄存器(HLR)、鉴权中心(AUC)和移动设备识别寄存器(EIR)。BSS系统包括基站控制器(BSC)和基站收发信台BTS)，MS部分包括移动终端(MS)和客户识别卡(SIM)各系统功能简述如下： (1) 移动台(MS)：即便携台(手机)或车载台，也可以配有终端设备(TE)或终端适配器(TA)。移动台是物理设备，它还必须包含用户识别模块(SIM ),SIM卡和硬件设备一起组成移动台。没有SIM，MS是不能接入GSM网络的(紧急业务除外)。(2) 基站收发台(BTS)：包括无线传输所需要的各种硬件和软件，如发射机、接收机、支持各种上小区结构(如全向、扇形、星状和链状)所需要的天线，连接基站控制器的接口电路以及收发台本身所需要的检测和控制装置等。(3) 基站控制器(BSC):是BTS和MSC 之间的连接点，也为BTS和OMC之交换信息提供接1U。一个BSC通常控制几个BTS，其主要功能是进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除，并为本控制区内MS的越区切换进行控制等。(4) 移动交换中心(MSC) :是蜂窝通信网络的核心，其主要功能是对位于本MSC控制区域内的移动用户进行通信控制和管理: 信道的管理和分配； 呼叫的处理和控制； 过区切换和漫游的控制； 用户位置信息的登记与管理； 用户号码和移动设备号码的登记和管理； 服务类型的控制； 对用户实施鉴权； 为系统中连接别的MSC及为其它公用通信网络，如公用交换电信网(PSTN ),综合业务数字网(ISDN)和公用数据网(PDN)提供链路接日，保证用户在转移或漫游的过程中实现无间隙的服务。(5) 归属位置寄存器(IILR)：是一种用来存储本地用户位置信息的数据库。在蜂窝通信网中，通常设置若干个HLR，每个用户都必须在某个HLR(相当于该用户的原籍)中登记。登记的内容分为两类:一种是永久性的参数，如用户号码、移动设备号码、接入的优先等级、预定的业务类型以及保密参数等；另一种是暂时性的需要随时更新的参数，即用户当前所处位置的有关参数，即使用户漫游到HLR所服务的区域外，HLR也要登记由该区传送来的位置信息。这样做的目的是保证当呼叫任一个不知处于哪一个地区的移动用户时，均可由该移动用户的原地位置寄存器获知它当时处于哪一个地区，进而建立起通信链路。(6) 问位置寄存(VLR):是一种用于存储来访用户位置信息的数据库。一个VLR通常为一个MSC控制区服务，也可为几个相邻MSC控制区服务。当移动用户漫游到新的MSC控制区时，它必须向该地区的VLR申请登记。VLR要从该用户的HLR查询有关的参数，要给该用户分配一个新的漫游号码(MSRN)，并通知其HLR修改该用户的位置信息，准备为其它用户呼叫此移动用户时提供路由信息如果移动用户由一个VLR服务区移动到另一个VLR服务区时，HLR在修改该用户的位置信息后，还要通知原来的VLR 删除此移动用户的位置信息。(7) 鉴权中心(AUC):的作用是可靠地识别用户的身份，只允许有权用户接入网络并获得服务。(8) 设备标志寄存器(EIR)，是存储移动台设备参数的数据库，用于对移动设备的鉴别和监视，并拒绝非移动台入网。(9) 操作和维护中心(OMC)的任务是对全网进行监控和操作，例如系统的自检、报警与备用设备的激活、系统的故障诊断与处理、话务量的统计和计费数据的记录与传递，以及各种资料的收集、分析与显示等。2.3 GSM系统的接口标准在实际的通信网络中，由于网络规模的不同，营运环境的不同和设备生产厂家的不同，以上各个部分可以有不同的配置方法，比如把MSC和VLR合并在一起，或者把HLR, EIR和AUC合并在一起。不过，为了各个厂家所生产的设备可以通用，上述各组成部分的连接都必须严格地符合规定的接口标准GSM系统遵循CCITT建议的公用陆地移动通信网(PLMN )接口标准，采用号信令支持PLMN接口进行所需的数据传输，包括:(1) 移动台与基站之间的接口(Um)；(2) 基站与移动交换中心之间的接口(A)；(3) BTS与BSC之间的接G (ABis)( BTS与BSC不配置在一起时，使用此接口)；(4) 移动交换中心与访问位置寄存器之间的接口(B)；(5) 移动交换中心与归属位置寄存器之间的接口(C)；(6) 原地位置寄存器与访问位置寄存器之间的接口(D)；(7) 移动交换中心之间的接日(E)；(8) 移动交换中心与设备标志寄存器之间的接口(F)；(9) 访问位置寄存器之间的接口(G)；2.4 GSM的区域、号码、地址与识别从地理位置范围来看，GSM系统分为GSM服务区，公用陆地移动网(PLMN)业务区、移动交换控制区(MSC区)、位置区(LA),基站区和小区。(1) GSM服务区:山联网的GSM全部成员国组成，移动用户只要在服务区内，就能得到系统的各种服务，包括完成国际漫游。(2) PLMN业务区:由GSM系统构成的公用陆地移动网(GSM/PLMN)处于国际或国内汇接交换机的级别上，该区域为PLMN业务区，它可以与公用交换电信(PSTN)、综合业务数字网(ISDN)和公用数据网(PDNN)互连，在该区域内，有共同的编号方法及路由规纵一个PLMN业务区包括多个MSc业务区，甚至可扩展全国。(3) MSC业务区:在该区域内，有共同的编号方法及路由规划。由一个移动交换中心控制区域称为MSC 业务区。一个MSC 区可以由一个或多个位置区组成。(4) 位置区:每一个MSC业务区分成若干位置区(LA)，位置区由若于荃站区组成，它与一个或若干个基站控制器(BSC)有关。在位置区内移动台移动时，不需要作位置更新。当寻呼移动用户时，位置区内全部基站可以同时发寻呼信号。系统中，位置区域以位置区识别码(LAI)来区分MSC业务区的不同位置区。(5) 基站区 :一般指一个基站控制器所控制若干个小区的区域称为基站区。(6) 小区 : 也叫蜂窝区，理想形状是正六边形，一个小区包含一个基站，每个基站包含若千套收，发信机，其有效覆盖范围决定于发射功率、天线高度等因素，一般为儿公里。基站可位于正六边形中心，采用全向天线，称为中心激励；也可位于正六边形顶点(相隔设置)，采用120度或60度定向天线，称为顶点激励。若小区内业务量激增时，小区可以缩小(一分为四)，新的小区俗称“小小区”，在蜂窝网中称为小区分裂。GSM网络是十分复杂的，它包括交换系统，基站子系统和移动台.移动用户可以与市话网用户、综合业务数字网用户和其它移动用户进行接续呼叫，因此必须具有多种识别号码，如国际移动用户识别码(IMSI)、 临时用户识别码(TMSD)、国际移动设备识别码(IMED、移动台PSTN/ISDN号码(MSISDN) ,移动台漫游号码(MSRN)、位置区识别码(LAI)、 小区全球识别码(CGD,基站识别码(BSIC)等。2.5 GSM系统的信道划分类蜂窝通信系统要传输不同类型的信息，包括业务信息和各种控制信息，因而要在物理信道上安排相应的逻辑信道。这些逻辑信道有的用于呼叫接续阶段，有的用于通信进行当中，也有的用于系统运行的全部时间内。1. 业务信道(TCH)传输话音和数据：话音业务信道按速率的不同，可分为全速率话音业务信道(TCH/FS )和半速率话音业务信道(TCH/HS )。同样，数据业务信道按速率的不同，也分为全速率数据业务信道(如TCH/F9.6,TCH/F4.8, TCH/F2.4 )和半速率数据业务信道(如TCH/H4.8, TCH/H2.4)(这里的数字9.6, 4.8和2.4表示数据速率，单位为kb/s)。2. 控制信道(CCH)传输各种信令信息:控制信道分为三类：(1) 广播信息(BC14)是一种”一点对多点”的单方向控制信道，用于基站向所有移动台广播公用信息。传输的内容是移动台入网和呼叫建立所需要的各种信息。其中又分为: 频率校正信道(FCCH) ：传输供移动台校正其工作频率的信息； 同步信道(SCH)：传输供移动台进行同步和对基站进行识别的信息； 广播控制信道(BCCH)：传输通用信息，用于移动台测量信号强度和识别小区标志等；(2) 公共控制信道(CCCII)足一种”一点对多点”的双向控制信道，其用途是在呼叫接续阶段，传输链路连接所需要的控制信令与信息。其中又分为： 寻呼信道(PCH)：传输基站寻呼移动台的信息； 随机接入信道(RACH)：移动台申请入网时，向基站发送入网请求信； 准 许 接入信道(AGCH)：基站在呼叫接续开始时，向移动台发送分配专用控制信道的信令；(3)专用控制信道(DCCH)是一种”点对点”的双向控制信道，其用途是在呼叫接续阶段和在通信进行当中，在移动台和基站之间传输必需的控制信息其中又分为： 独立专用控制信道(SDCCH)：传输移动台和基站连接和信道分配的信令； 慢速 辅助控制信道(SACCH)：在移动台和基站之间，周期地传输一些特定的息，如功率调整、帧调整和测量数据等信息:SACCH是安排在业务信道和有关的控制信道中，以复接方式传输信息。安排在业务信道时，以SACCH/T表示，安排在控制信道时，以SACCH/C表示，SACCH/常与SDCCH联合使用； 快速辅助控制信道(FACCH)：传送与SDCCH相同的信息。使用时要中断业务信息(4帧)，把FACCH插入，不过，只有在没有分配SDCCH的情况下，才使用这种控制信道。这种控制信道的传输速率较快，每次占用4帧时间，约18.5ms；由此可见，GSM通信系统为了传输所需的各种信令，设置了多种专门的控制信道。这样做，除因为数字传输为设置多种逻辑信道提供了可能外，主要是为了增强系统的控制功能(比如:为提高越区切换的速度而采用移动台辅助切换技术)，也为了保证话音通信质量。此外 ，GSM系统上还可承载分组数据业务系统(GPRS) ,短信息业务中(SC),语音信箱等增值业务平台，提高网路接通率和运营部门的投资回报率。 第3章 移动通信网络的规划3.1 网络规划原理和过程3.1.1小区规划的原理无线网络小区规划包括覆盖范围预测及依此为主要根据进行的调整、频率规划和小区规划参数的设计取定。小区覆盖范围预测是利用我们已经介绍过的规划软件如EET，PLANET等以及数字地图的辅助来完成的。频率规划实际就是调整和控制垒网同频和邻频干扰，规划结果将直接影响到网络的容量及质量。小区设计参数与无线设备和接口有关，对小区的覆盖、信令流量的分布、网络服务质量的好坏等有相当。图3.1小区规划原理图。 市场因素商业计划需求分析初步网络容量规划站点计划、频率计划传输规划最终网络结构参数确定覆盖计划图3.1小区规划原理图3.1.2城市规划1地理信息图3.2 地理信息地图主要的城市交通干线山区位置和范围居民区海岸线城市信息城市轮廓范围主体建筑结构城市结构当地习俗图3.3 城市信息 300 000 pop.400 000 pop.250 000 pop.图3.4 人口信息大城市、中小城市、乡镇、旅游区、公路人口数量分布和密度分布热点区域人口分布迁移方向话务量(话务模型)2. 初步网络规模信息BTS数量初步预测网络带宽频率复用度 结合话务预测得到初步BTS规模覆盖范围初步预测=f (地理拓扑, 服务等级, 信号电平, 环境, .)根据覆盖范围得到初步BTS规模 如果BTS(覆盖) BTS（话务） = 会同商业利益冲突3. 宏蜂窝网络节省投资实现大面积覆盖大功率发射高挂高天线小区范围2-20Km (取决于实际环境)适用于低话务阶段或区域网络建设初期农村交通干线覆盖2.20 km使整体覆盖情况最佳公路覆盖用全向天线或两扇区定向天线图3.5 宏蜂窝网络 0,5 . 2km 图3.6 宏蜂窝网络3.1.3基站规划基站的规划对整个网络也会产生要的影响。合理地调整这些参数也是网优的重要部分。基站规划的主要依据是话务量和数字地图，分如下步骤：1. 根据现网的话务量对下一期工程的话务量承载分布进行预测。2. 预测话务量的密度，据此计算出应添加的基站总数。3. 确定基站和小区的初始布局。4.根据计算机的计算结果勘站，以确定的位置，如果有偏差时，应固定该站的位置，重新计算其余站的位置和参数，经过不断的确定在计算可得到最终的基站位置和参数。5. 根据基站的位置和容量确定基站的各项参数。以SKT的Cellplan(GSM/CDMA)的规划软件进行朝阳移动公司的网络规划为例，作为一个地市级的运营商，以一期工程来规划，首先要做以下几点：(1) 无线网设计的目标 (2) 无线网设计具体内容- 无线环境分析阶段- 导出传输模型- 链路损耗分析- 基站话务量分析进行一期的工程设计，必须首先确定设计目标，涉及区域，以及区域内的人口，面积和设计容量：然后根据各地市的要求，对现网的拥塞情况进行计算，结合市场的预测，得到规划的容量。分类目的：一个区域的特性，导出电波传播模型，使各基站确保适当的覆盖。分类方法：(1)地形特性分类(Flat，Hilly，Mountain等)(2)用地图数据进行分类(Dense Urban，Urban，Sub Urban，Rural等)(3)以现存系统的话务量进行分类(分析话务量密集度)(4)考虑建筑物的高度、密集度的分类等按照特征地形，利用预测模型Okumura-Hata模型，计算出对现场测试得到的数据的修正值，计算个特征的颠簸传播模型。(市区) (3-1) (中小城市) (3-2) (大城市，f200MHz) (3-3) (大城市，f400MHz) (3-4) 郊区校正因子Cell的拟合公式为 (3-5) (3-6)3.2 频率规划3.2.1频率规划的基本原则和方法介绍我国移动通信建设发展之快举世无双。用户多，可是我们的频率资源又相对贫乏，而且频率带宽有限，尤其是移动公司。这些因素给网络规划和优化提出了严峻的挑战。目前被国内运营者所使用的均为价格高达数十万美元的国外规划软件，或者是由国外设备提供商免费提供的，而这些软件是建立在颠簸传输分析的基础上。电波传输分析要有准确、地理信息十分丰富的电子地图来支持，同时，随着基站的增加，小区半径逐渐缩小，有的甚至减小到0.5公里以内。由于半径很小，不同的规划软件分析的结果相差较大，分析结果在其范围内波动很大，统计结果往往不能适用于不同的环境，但是如果基站过于密集，其结果的偏差的意义更为重大。因此在实际运用中我们经常用经验判断，并推出了模糊推理和自学习方法。为了将频率规划人员从大量的十分繁琐的工作中解脱出来，同时将人工的经验更加准确、有效的带进整体的频率规划中，目前多采用专家系统和遗传算法，就是将专家经验与优化算法和学习机制相结合，在频率分配中引入人的因素，发挥人脑的灵活性和专家经验以修正软件思维的死板和不周之处。另外，随着基站数量的剧增，频带紧张问题急速加剧，同时在应用遗传算法进行优化的过程中，存在组合爆炸及匀速速度极慢的状况，针对这些问题，我们引入组合遗传算法，局部优化和分层技术等来解决。在传统的频率规划算法中，人们更多地关注如何去寻找一个全局最优频率分配方案。这种方法需要对一个相当大区域内的所有小区进行一次完整的频率规划。在网络发展到一定规模后，尤其在特大规模城市中，一次完整的频率改动涉及到的部门很多，工程量大，风险也很大，因此网络运营商对此都非常慎重。一般在运营商不同的工程阶段，由于规划前网络已经发展到一定的规模，网络的建设方法常常是在能力不足的地区新建小区或对原有小区进行扩容，属于是一种补网式的建设方式.针对这种实际情况，我们就要尽量多的使用新建基站的频率规划算法局部区域内的频率优化以及增容情况下的频点优化算法。3.2.2同一工程期的新建基站频率规划方法一般来说频率规划要根据不同区域不同扇区进行频率分组，分组后的分配，要先难后易，先由市内最密处开始，市内要严格分组。避免同频及邻频的方法是在同组内更换频率，市内不提倡越组更换，只在市区外围才越组更换。但要注意的是邻频。由于市区频率密集，干扰会密集分布于市区四周，因此穿过市区的公路和铁路大多会被干扰阻塞。打通道路的方法是越组更换不相干的频率。频率规化需要技巧和经验，其总的原则是:同频要足够远，尽食避免邻频。避免同频对。根据专家的经验和知识建立一专家系统，用来确定新建基站每一小区与周围相关小区的频点间隔。即根据交叉情况、稠密程度、道路情况、基站情况及区域类型等来确定与周围相关小区的最小频点间隔。区域类型指开阔地, 湖泊区, 森林地带, 高大建筑区等；新建基站的频点信道要求基站数据库专家系统邻区信息频点间隔系统信息优化算法满足要求否？频率分配频点优化和调整 N 图3.7 频率分配流程3.3 网络规划扩展内容5-50km1-5km 100-1km分层网络大区制小区制微小区制微微小区制宏区制10-100m图3.8 蜂窝网络的演进大区制指在一个比较大的区域中，只用一个基站覆盖全地区的单工或双工工作，单信道或多信道。大区制指的特点：只有一个基站，服务（覆盖）面积大，因此所需的发射功率也较大; 大区制多用于专用网或小城市的公共网; 由于只有一个基站，其信道数有限（因为可用频率带宽有限），因此容量较小，一般只能容纳数百至数千个用户。小区制指将所要覆盖移动通信网络的地区划分为若干小区，每个小区的半径可视用户的分布密度在110公里左右，在每个小区设立一个基站为本小区范围内的用户服务。小区制指的特点：每一个小区和其它小区可再重复使用这些频率，称为频率再用（frequency reuse）。(由于相隔远了，同信道干扰降至可以接受的程度，所以用有限的频率数就可以服务多个小区。)构成大区域大容量的移动通信系统，还可以形成全省，全国或更大的系统。3.4无线网络规划1.了解当地的具体情况CDMA网络无线规划要充分利用好当地的人口、经济、地理等方面的基本信息，同时要体现出当地的特色，如体现出某地经济发展不平衡的特点，体现出某地重点乡镇非常发达、城乡差距小的特点等。CDMA网络无线规划不仅要达到较好的经济效益，同时也要考虑一定社会效益，要在上述信息的基础上，实现经济效益和社会效益的双丰收。在网络规划前期，需要充分调查以下的信息。(1) 调查人口数量、分布、流动人口情况、经济状况，包括经济总量、人均收入、企事业分布情况等，一方面，这些信息提供网络规划一个科学的建设规模；另一方面，网络规划应充分体现上述因素的特点，使规划的网络符合当地的实际情况，并与之相适应。如在基站的分布比例与人口、经济分布相适应，使网络规划跟当地的实际相适应，做到比例合理，分布科学，层次分明，重点突出。(2) 了解地理地形状况，是平原、山区、湖泊还是海岛。CDMA网络的无线覆盖跟地形密切相关，如山区和平原不同地形对无线覆盖差别就非常大，山区由于山体的阻挡，一般来说基站覆盖范围较小，而在平原地区、沿海海域等区域，基站的覆盖范围则很大，在无线规划时充分考虑各种地形带来的影响。(3) 了解重要的交通干线，著名的旅游景点信息。由于这些区域人流量非常大，对整个网络的品牌有非常大的影响，需要在规划时特别注意。交通干线方面主要包括城市地铁、铁路、高速公路、国道线、省道线及其他重要的交通干线等。这些信息必须在无线规划前调查清楚，并在规划时给予考虑。 2. 利用现有网络资源 对于一个完全新建的CDMA网络，虽然不涉及原有网络的优化、调整，但一般来讲，也有现有的移动网络可供参考。因此，这种情况下，CDMA网络无线规划时，更应该认真参考其他现有网络(包括GSM和CDMA)的无线覆盖现状，认真分析，充分吸取现网的经验和教训，并将此作为CDMA网络无线规划的准确的参考模型，以大大提高无线规划的准确性。对于一个扩建的CDMA网络无线规划，则需要对现有网络进行全面的测试和分析，在此基础上，提出优化、调整的方案。无线优化除了网管数据上的修改外，工程硬件上主要包括以下几个方面。(1)基站的搬迁。主要是将一些不合理的基站位置进行调整，以充分发挥该基站的作用，实现覆盖目标。如某基站天线正前方被高大建筑物严重阻挡，某基站天线挂高非常高，造成严重的越区覆盖和导频污染等情况，这时要考虑搬迁基站。(2)天线挂高调整、天线型号的更换、天线方位角、俯仰角的调整。如将某个基站天线挂高上升或下降，将不带电调的全向天线更换为带下倾角的电调天线，将全向天线改为定向天线等等，通过对天线的调整和更换，控制基站的无线覆盖区域，实现覆盖目的。 完成上述的优化、调整使现网的资源得到了更好地利用,发挥了潜力，同时也为扩建的CDMA网络无线规划提供了准确的信息，使无线规划更加科学、准确。事实上，许多真正的网络优化、调整的规划往往跟扩建无线规划同时考虑，一起实施。3.多种方式进行CDMA网络无线规划目前，对于CDMA网络的无线规划来讲，最基本、最主要的是基站设备，应该说，在CDMA网络无线规划时，最主要的还是考虑使用基站设备，这是毫无疑问的。但同时，随着技术的不断发展，新技术、新产品、新手段不断涌现，除直放站(包括无线和光纤)外，出现了各种形式的微基站、远端模块基站，另外还有室内分布系统(包括隧道分布系统)的使用，超远距离覆盖技术的使用，基站的功率放大器和塔顶放大器的使用，天线负俯仰角的使用等等。具体介绍如下：(1) 微基站和远端模块基站的使用。CDMA微基站本质跟GSM的微蜂窝基站是相同的，跟基站相比，其价格较低，一般来讲体积较小，容量也较少。这种微基站一般适合话务量相对较小、增长潜力也不大的区域，如农村、一些交通干线等。远端模块基站是基站的一个部分，将射频部分通过光纤拉远至十公里到几十公里远，这跟光纤直放站非常相似，但光纤直放站不能增加系统的容量，而远端模块能提供容量，其本质上是施主基站的一个小区。一般远端模块价格比较便宜，使用方便，有较高的性价比，在那些话务需求不是很高的区域，比较适合使用。但由于远端模块基站需要光纤和施主基站两个条件，其使用不是很灵活，而且施主基站的后期变化会直接导致远端模块基站也要做相应的变动，给未来网络发展带来一定的影响，而微基站则没有此限制。(2) 直放站(包括光纤和无线)的使用。由于价格低，使用方便，直放站在移动通信系统中一直占有一席之地。对那些容量需求不大、覆盖范围较小的区域，使用直放站有很高的经济性，而且，由于没有复杂的网络规划，直放站工程实施快，能迅速满足市场业务发展的要求。再加上搬迁容易，直放站可以作为一个过渡的解决方案(在基站开通之前先迅速开通直放站，基站开通后再搬迁到新的站点)，有较好的灵活性和机动性。应该说，在建网初期，考虑一定数量的直放站设置是解决网络覆盖问题的一个重要手段。由于CDMA系统是自干扰系统，直放站的使用会肯定增加施主基站引入噪声电平，降低系统容量，如果使用不当，会造成施主基站性能下降，所以直放站的使用一定要谨慎。(3) 室内分布系统(包括隧道分布系统)的使用。由于现代建筑物密度很高，建筑面积非常大，CDMA信号穿透损耗非常大(往往达到20db以上)，完全依靠室外基站来解决室内的深度覆盖是不现实的。另外还有大量的隧道(包括地铁等地下区域)也存在同样的问题。为解决这部分区域的覆盖，可采取室内分布系统的建设方式解决，室内分布系统的信号源可以是直放站，也可以是微基站、远端模块基站，具体的选择应根据实际的条件来确定。(4) 超远距离覆盖技术的使用。由于CDMA技术特有的优势，在超远距离覆盖技术应用上，与其他移动通信系统相比有较大的优势。根据目前测试情况，采用超远距离覆盖技术的CDMA基站，其覆盖距离超过100公里以上。利用这一技术优势，在我国广阔的草原、荒漠及漫长的海岸附近海域，开通此项功能，将能大大扩大CDMA网络的覆盖范围，提高品牌形象。