无线方案终稿(CDMA)

五 无线网络 1 无线网络建设的总体原则 1 无线网络的建设应重点解决好无线网络容量与无线覆盖两大 问题 在网络建设初期重点保证无线覆盖 具体分析各地的不同情况 合理设置网络容量 并应协调好网络覆盖 系统容量和网络质量的关 系 确保网络建设的综合效益 2 以沿海和长江经济带为龙头 成片建设 最终实现全国范围 内的覆盖 3 充分利用联通现有的 GSM 网的基站基础设施 包括机房 铁 塔等 尽一切可能利用其它电信基础设施 减少重复建设 降低建 设运营成本 4 加强无线网络优化 提高综合服务质量 5 充分考虑远期发展 便于扩容升级 满足远期业务需求 2 无线网系统组成 移动无线网络主要由以下几个部分组成 码速率变换器 基站控 制器 BSC 基站收发信机 本地级操作维护中心 OMC 码速率变换器用于 13Kb s 8 Kb s 或 8K EVRC 语音编码信号与 64Kb s PCM 信号的变换 基站控制器 BSC 是基站子系统的关键功能单元 具有对多个 BTS 进行控制的功能 主要实现 BSC 内 BTS 间的切换以及协助完成 BSC 间 呼叫切换的智能控制 负责无线网路资源及小区配置参数数据的修改 与管理 协助完成 BSC 与 MSC 间地面电路的管理与指示 控制或支持 BTS 及 MS 的自动功率控制等功能 BTS 为 BSC 的延伸 由 BSC 控制 可包含 1 至多个收发信机 完成 空中信道与地面电路的连接 OMC 的设置由于厂家的不同 既有集中式的 OMC 也有分布式的 OMC S 和 OMC R 对无线网的管理包括软件装载 系统配置 参数修改 等 3 频率使用 3 1 联通联通 CDMA 网目前分配频段范围网目前分配频段范围 国无管 1994 19 号文批准中国联通 CDMA 网使用的频段为 835 839MHz 基站收 880 884MHz 基站发 共 4 MHz 第一载频序号为 384 中心频率为基站发 881 52 MHz 移动台发 836 52 MHz 第二载频序号为 425 第 N 载频序号为 384 41 N 一个 CDMA 载频占用 1 23 MHz 的带宽 CDMA 信道间隔为 1 25 MHz 与 AMPS 系统间需要 0 27 MHz 的保护带宽 3 2 业务发展的频率使用计划业务发展的频率使用计划 IS 95A 建议的 CDMA 上 下行频段分布详见图 5 1 图 5 1 目前我国在 IS 95A 建议的上 下行频段范围内的频率分配情况见 图 5 2 图 5 3 图 5 2 图 5 3 按照中国联通 CDMA 的业务发展计划 2000 年将在全国建成 1000 万户的网络容量 2003 年将在全国建成 4000 万户的网络容量 根据话 务预测 2000 年联通 CDMA 网在大城市热点地区网络容量的话务密度将 达约 140 Erl Km2 2003 年在大城市热点地区网络容量的话务密度将达 约 520 Erl Km2 若按三扇区基站配置 2 呼损率考虑 2000 年中国联 通大约需要 3 个 CDMA 载频即 4 27MHz 的频谱宽度 2003 年大约需要 7 个 CDMA 载频即 9 27 MHz 的频谱宽度 话务密度及载频数量的计算示 例见附件一 根据业务发展 除目前分配的 4 MHz 频段外 中国联通首先可再 申请 884 885 MHz 与 839 840 MHz 的下 上行各 1 MHz 的频段 以满 足 2000 年的发展需要 以后可进一步申请满足于 2003 年发展需要的 频谱宽度 比如 875 880MHz 与 830 835MHz 频段 3 3 工程实施频率使用计划工程实施频率使用计划 一期工程中应尽可能地使用联通现有 GSM 网基站设施和单载频 如果一些城市的热点区域话务密度较大 需要新建基站或使用 2 个载 频时 建议选择使用双载频的方式 以达到节省网络初期投资 加快 建设进度的目的 在以后的几期工程中 当部分高话务密度区使用载频数多于 2 个 后 若申请新频段有难度 并从节约频率资源的角度出发 建议在高 话务密度区积极采用缩小基站站距 多于三扇区基站配置 智能天线 等措施 3 4 应协调的频率问题应协调的频率问题 1 在北京 天津 上海三个城市 中国电信 ETACS 网已使用了 879 890 924 93 2 5MHz 共 11MHz 频谱 据国无管 1990 11 号文 关于调整 900 兆赫兹频段的函 的指示 中国电信在北京 天津 上海三 城市应于 2005 年停止使用该频段 因此 目前北京 天津 上海三个城市的中国电信移动网仍在使用 880 884MHz 共 4 MHz 频段 2 西北五省中国电信 AMPS 制式移动网已使用了 835 845 880 890MHz 共 10MHz 频谱 因此 在 835 839 880 884MHz 共 4 MHz 频 段内 将存在 CDMA 网与 AMPS 网的干扰 4 无线网服务质量指标及话务参数 4 1 无线网络覆盖率指标无线网络覆盖率指标 为保证良好的无线覆盖 中国联通 CDMA 网在 300 万 1000 万 2000 万容量规模时所建设的城市应达到的室外覆盖率要求如表 5 1 表 5 1 1000 万容量 300 万容量 新建城市扩建城市 2000 万容量 特大城市95959898 一般城市90909595 市郊80808590 郊县60606570 应保证县城与发达的乡镇 重要铁路干线 重要公路与旅游景点 的覆盖 注 特大城市是指人口数量超过 100 万的城市 4 2 无线网络容量分布无线网络容量分布 各地 CDMA 无线网络容量的分布应满足对用户预测的需求 用户预 测应做到与地理区域相联系 针对不同的地理区域做出详细的用户分 布预测 使系统配置容量尽量接近实际要求 一般情况下 根据我国移动用户话务分布特点 网络容量的 50 70 在城市市区 4 3 话务参数话务参数 1 移动用户的忙时平均话务量 0 025Erl 2 无线信道呼损率 2 特大城市市区 5 一般地区 5 基站子系统设计原则 5 1 基站控制器的设置基站控制器的设置 基站控制器的设置主要是基站控制器控制范围的设计和负荷的合理 控制 在满足厂家设备技术指标的前提下 应遵循以下原则 1 每个 BSC 控制的基站的地理位置相对集中 尽量减少与其他 基站控制器所辖基站在地理上多次交叉 以减少不必要的同一交换机 内基站控制器间以及不同交换机基站控制器的切换 2 尽量使各个 BSC 控制的基站的总话务量比较均匀 这样使各 BSC 负荷比较均衡 3 尽量将基站控制器间切换区域避开用户密集区 5 2 基站设置基站设置 联通 CDMA 网基站的设置应主要遵循以下原则 1 基站的设置应满足覆盖及话务分布的要求 2 在满足覆盖的条件下 尽可能利用联通 GSM 网的已有基站站址 以及其它通信基础设施 以节省建设投资 3 充分考虑本网和 GSM 网的网络现状和远期规划 以有利于移动 通信网间的协调和发展 4 避免与邮电 ETACS 网基站共站址 保证必要的空间距离 5 3 微蜂窝的设置微蜂窝的设置 微蜂窝技术是扩展系统容量 覆盖盲区和解决用户分布不均匀等 问题的有效方法 CDMA 微蜂窝原则上限定在室内使用 室内 CDMA 微蜂窝的设置应利用建筑物的穿透损耗与室外 CDMA 信号隔离 以避 免使整个建筑物变成软切换区 反而不能达到增加容量的目的 5 4 直放站的设置直放站的设置 移动通信直放站作为一种实现无线覆盖的辅助技术手段 常用来 解决基站难以覆盖的盲区或将基站信号进行延伸 移动通信直放站的设置应充分考虑以下几个环节 1 对于一些地形复杂及地下建筑 隧道等形成的通信盲区 可 设置直放站 2 对于基站载频利用率不高的区域 可以通过直放站将富余的 通信能力转给需要的地方 提高设备利用率 3 直放站最好是设在将要覆盖的区域是相对隔离的一个区域 以免产生干扰 4 选择合适的基站作为信号源 5 5 天线的选择天线的选择 基站天线的选择是非常重要的 如果选择得当 可以增大覆盖面 减少干扰 改善服务质量 天线类型的选择可依据以下原则 1 应根据基站扇区数量 话务密度情况合理选择定向天线的半功 率点宽度 2 在城市密集区 建议采用双极化天线 5 6 网间干扰的解决措施网间干扰的解决措施 5 6 1 CDMA 对 900 MHz ETACS 网的干扰解决 CDMA 对 900MHz ETACS 网的同频干扰应通过清频来解决 CDMA 对 900MHz ETACS 网的邻频干扰主要有三个因素 1 CDMA 发射机的载波对 900MHz 系统接收机的带外阻塞干扰 2 CDMA 发射机的带外信号对 900MHz 系统接收机的带内干扰 3 CDMA 系统互调对 900MHz 系统接收机的带内干扰 为避免邻频干扰 CDMA 发射端同 ETACS 接收端间的隔离度应大于 85dB 工程中应采取以下措施 1 合理利用自由空间距离 地形地物和天线方向去耦满足隔离 度要求 2 在 CDMA 发射端均加装带阻滤波器 5 6 2 CDMA 对 AMPS 网的干扰解决 CDMA 对 AMPS 网的同频干扰应通过清频来解决 CDMA 对 AMPS 网的邻频干扰应通过预留 0 27 MHz 的保护带宽解决 5 7 PN 码偏置规划码偏置规划 CDMA 采用同频复用 不需频率规划 但需进行相邻小区导频 PN 序 列的时间偏置的规划 可将若干个基站组成一簇无线区 在簇里每个基 站被分配不同的 PN 码偏置值 在簇外可进行同 PN 码偏置值的复用 导频 PN 序列的时间偏置常用偏置指数来区别 偏置指数的取值范 围为 0 511 规划 PN 码偏置的步骤如下 1 确定 PILOT INC 的值 工程中常用的 PILOT INC 下限为 4 上限为 15 2 分配 PN 码 PN 码偏置规划时应依据以下原则 1 相邻扇区不能分配邻近相位偏置的 PN 码 相位偏置的间隔 要尽可能大一些 2 同相位偏置 PN 码复用时 复用的基站间要有足够的地理隔 离 3 要预留一定数目的 PN 码 以备扩容使用 5 8 边界基站的设置及边界基站的设置及规划协调规划协调 边界基站是指各固定网长途区号不同行政区域 市话本地网 边 界附近的基站 边界基站若设置不合适 会造成对相邻基站的干扰 工程中具有相邻关系的省 本地网要把边界基站的覆盖范围限制在本地 区以内 并进行 PN 码偏置规划协调 以避免干扰 5 9 多载波时的无线网设计多载波时的无线网设计 CDMA 网络在容量增加或系统扩容时 会采用多载波 实施多载波 时无线网的设计应注意以下问题 1 要优化硬切换以减少发生掉话的危险 2 避免多载波基站孤立 应在一群小区中实施多载波以减少 硬切换 3 避免使高话务小区成为硬切换发生的边界小区 5 10 小区规划小区规划 由于 CDMA 网的覆盖 容量与服务质量是相互制约的 网络的真实 性能只有通过综合考虑影响网络的各个参数后才能表现出来 因此 CDMA 网小区规划的工作量是手工无法完成的 必须采用专业的小区规 划软件在数字化地图上完成 小区规划的一般过程如下 1 确定建网目标 2 制作业务量分布 3 初步设置基站 4 设定系统参数 5 进行系统分析和优化 附件一 话务密度及载频数量的计算示例 1 计算依据 计算依据 1 1 联通北京 GSM 网现有话务分布与基站分布情况 1 北京市总面积 16807 8 平方公里 部分区域地理面积如附表 1 附表 1 区域面积 平方公里 二环内 62 三环内 160 四环内 300 三环以外 131 近郊 993 2 联通北京 GSM 网无线系统容量在各区域所达到的话务量分布 比例 话务密度及用户密度 按 0 025Erl 户 见附表 2 附表 2 区域话务分布比例 话务密度 Erl Km2 用户密度 移动用户 Km2 二环内 22 7637 421496 二 三环间 26 9628 271130 三 四环间 18 7213 65546 四环以外 31 560 208 3 北京的热点区域主要有 大栅栏 王府井 中关村一条街 上地开发区 方庄小区 亚运村 机场 北京站 西客站等等 热点 区域基站话务量约为高密度区域基站话务量的 2 3 倍 4 联通北京 GSM 网共设有 334 个宏蜂窝基站和 91 个微蜂窝基 站 宏蜂窝基站在各区域的分布及基站站间平均距离见附表 3 附表 3 区域 宏蜂窝基站数量 个 宏蜂窝站间平均距离 米 二环内 52680 二 三环间 69740 三 四环间 57920 四 五环间 631100 1 2 用户预测 根据联通 2000 年及 2003 年业务发展计划 北京一 二期共应建 成 50 万用户容量规模 2003 年应建成 190 万用户容量规模 2 计算过程 计算过程 2 1 话务密度的计算 根据用户预测及联通北京现有 GSM 网话务分布情况 各区域面积 预测 2000 年及 2003 年北京各区域的用户容量 用户密度 见附表 4 附表 4 2000 年2003 年 区域用户容量 万户 用户密度 户 Km2 用户容量 万户 用户密度 户 Km2 二环以内 11 38183543 246974 二 三环间 13 48137651 225227 三 四环间 9 3666935 572541 四环以外 15 781059 9636 由附表 4 可以看出 二环以内为用户密集区 按每用户 0 025 爱 尔兰计算 2000 年平均话务密度为 45 88Erl Km2 2003 年平均话务 密度达 174 35Erl Km2 若取热点区域话务密度为密集区话务密度的 3 倍 则 2000 年热点区域话务密度约为 138 Erl Km2 2003 年热点区域话务密度约为 523 Erl Km2 2 2 所需载频数量的计算 联通 CDMA 网的建设应立足于与现有 GSM 网共基站 并且从 CDMA 的技术特点出发 其基站数量不应大于 GSM 网基站 依据以上原则 若热点区域按三扇区基站配置 基站站距分别按 1000 米 900 米考虑 可计算出 2000 年 2003 年北京热点区域每基站 所应承载的话务量 2000 年 108 33 Erl 2003 年 332 63 Erl 若按 2 的呼损率 每扇区可容纳 20 个信道考虑 可得 2000 年需要 3 个载