3G网络的规划问题.pdf

文章编号 1001 893X 2003 01 0129 04 3G网络的规划问题 3 卢正星 北京邮电大学 北京100876 摘 要 分析了3G网络规划和设计中应考虑的影响网络性能的各种因素 指出了第二代和第三代 网络规划技术的主要差别 并举例介绍了3G中的WCDMA网络规划方法 关键词 第三代移动通信网 码分多址 规划与设计 中图分类号 TN9291533 文献标识码 A Some Aspects on Planning 3G Networks L U Zheng Xing Beijing University of Posts and Telecommunications Beijing 100876 China Abstract Parameters effecting the performances of 3G networks are analyzed in the process of planning and designing 3G networks The main technical difference in planning and designing network between the second generation and the third generation system is pointed out and an example of WCDMA net2 work planning is illustrated Key words 3G mobile Communication network CDMA Plan and design 一 简 介 第三代 3G 移动通信网络将在不久投入实用 由于第三代的CDMA系统与第二代TDMA系统在 基本理论上存在根本差别 因此 CDMA网络设计 方法与TDMA网络设计方法存在着很大的不同 如何规划和设计一个经济 高效的CDMA网络一直 以来就是一个现实和极具挑战性的问题 本文分析了在CDMA网络规划和设计中应考虑的 影响网络性能的各种因素和与TDMA的不同之处 并举 例简单地介绍了CDMA网络的规划过程 二 3G网络规划分析 在3G网络规划中 除了要进行传统的链路分 析 传播计算和干扰分析外 还需要特别考虑CD2 MA中所特有的对网络性能有重要影响的各种因 素 这些因素主要包括如下几个方面 1 干扰控制 CDMA是一个干扰受限系统 所有用户共享带 宽和时隙 干扰电平随用户数的增加而增加 在 TDMA系统中 通过使用合适的频率族 不同用户 和相邻小区占用不同的时间和频率 因此 TDMA 中共信道干扰更容易管理和控制 对于CDMA系 统 由于所有用户和相邻小区占用相同带宽 其频率 重用因子为1 这样 在频率规划方面 CDMA明显 要比TDMA变得容易 但来自小区的干扰和业务密 度对CDMA系统性能有重要影响 使CDMA对干 扰的控制要比TDMA更为严格 在CDMA中 通 过采用多用户检测技术 MUD 以及合理优化的切 换门限 功率控制和PN规划等措施能够有效减少 系统干扰 进一步改善系统容量 2 链路的对称性 在TDMA中 不同时隙和频带是分别分配给上 行和下行链路的 只要通过合理的频率规划 TD2 921 收稿日期 2002 06 17 电讯技术 2003年第1期 计算机与网络 COMPUTER 再次 CDMA中分组 数据业务的突发 延迟和重传都会导致网络负载的 改变 这点也是不同于基于电路交换的第二代系统 第三 根据上面的分析 CDMA网络设计不但需要 将功控 切换 业务负载分布 网络结构和链路层技 术以及环境传播参数等大量对网络性能有重要影响 的关键参数考虑进去 而且还要考虑这些参数间的 相互影响 当CDMA系统设计人员在规划网络时 他需要能够迅速确定由于系统设计的改变而带来的 影响 比如 网络规划部门规划的一个理想站址由 于各种现实和客观原因在实际中并不能实现 这时 就需要在原来设计站址附近设置一个替代它的新站 址 这时网络规划人员需要迅速重新综合评估替代 站址对整个网络容量和性能的影响 如果采用经典 的迭代规划方法或只靠单独的基于移动测试 Drive Test 试验的方法对3G网络进行规划 评估各种参 数变化和参数间的相互影响 将变得十分低效和麻 烦而且网络规划的时间也会长得令人难以忍受 根 本无法满足实际网络规划 调整和运维的需要 无法 实现3G网络所固有的更大容量和更好服务质量的 特点 考虑到CDMA网络规划设计的复杂性和精确 性的要求 以及传统的规划设计方法不适用CDMA 网络的情况 为了有效地规划和优化CDMA网络 人们一般采用基于系统级仿真技术方法来规划和优 化CDMA网络 通过系统仿真方法 规划人员可以 迅速地获取预期的各种系统容量 同时也能评估系 统容量和性能对各种参数变化的敏感程度 一般地 在设计WCDMA系统仿真平台时 为 了准确地模拟实际情况 需要将对系统性能有重要 影响的参数和用户的行为特征以及不同业务分布等 情况进行精确建模 将它们都尽可能地包括在仿真 平台中 通常 WCDMA网络规划流程可用图2来 描述 其规划过程简介如下 图2 WCDMA网络规划流程图 首先 根据地理地图 人口分布图和传播分析等 数据获得用户的业务特征和业务特征的地理分布以 及各基站位置和相互间配置等信息后 产生一定数 131 电讯技术 2003年第1期 计算机与网络 COMPUTER 然后 根据传播模型确定每个移动台的归属小 区 计算出所有移动台到归属小区基站以及相邻基 站的路径损耗 除了根据传播模型计算移动台和基 站之间的路径损耗外 也可以用实际测量数据对模 型进行修正 得到移动台与各个基站路径损耗后 紧接着的 工作就是确定移动台的初始激活集 也就是与移动 台通信的小区 在获得移动台的激活小区后 下一 步任务是初始化每条通信链路的上下行发射功率 确定处于软切换的移动台 在有关的初始化工作结束以后 下一步就是功 控循环 在这过程中 根据每个移动台所需目标的 要求 对移动台的上下行链路进行功控 调整移动台 和基站的发射功率 与此同时 还要确定处于软切 换的移动台 更新移动台的激活集 由于上下行功 率控制分别更新了仿真区域中对移动台的下行干扰 和对基站的上行干扰值 因此 在功率控制过程中还 需要进行以下检查以便标识各个移动台的服务质量 状态 1 移动台的发射功率是否超过其容许的最大 发射功率 2 基站总发射功率是否超过其最大容许的发 射功率 3 下行业务信道功率是否超过下行最大业务 信道功率 4 基站噪声电平是否超过其可容许范围 5 评估每个移动台的C I值 当功率控制结束后 需要从服务小区中统计以 下数据 以便对网络性能进行评估 1 每条链路的上下行值 2 小区负载 3 覆盖面积 4 切换区域 5 激活集大小 6 移动台发射功率 7 不同服务质量移动台位置分布 8 基站干扰噪声电平 上述过程可以针对不同用户分布 不同基站布 局和各种参数设置的规划方案 不断重复进行 比较 不同方案下的各种性能 四 结束语 本文分析了3G网络规划所面临的要求和技术 挑战 比较了第二代和第三代网络规划技术的主要 差别 指出对3G网络采用经典的迭代方法进行规 划和优化时效率低下 规划时间很长 而且无法实现 3G网络更大容量和更好服务质量的要求 不能适应 实际需要 最后 本文指明了3G网络必须采用一 种新的方法进行规划和设计 并以WCDMA网络规 划为例 介绍了WCDMA网络的规划方法 参 考 文 献 1 Holma H Toskala A WCDMA for UMTS M John Wiley Sons New York 2000 2 Wallace M Walton R CDMA radio net2 working planning A Universal personal Communications 1994 Third Annual Interna2 tional Conference C pp 62 67 3 Simmonds C M Beach M A Net2 working planning aspects of DS CDMA par2 ticular emphasis on soft handoff A Proc IEEEVehicularTechnologyConference VTC 93 C 1993 pp 62 67 4 Voeralli V V Sendonaris A The coverage capacity trade off in cellular CDMA sys2 tems J IEEE Trans Veh