毕业设计论文精品东莞万江街道WCDMA网络规划与优化毕业设计

1、前 言随着3G移动通信技术日渐成熟，有关3G网络的部署、设计也逐步提上日程。对于运营企业来说，一方面要部署多种无线设备，考虑覆盖等问题；另一方面，后期应用也对无线网络的优化提出了挑战。在无线网络搭建之前的规划、与之后的优化和管理，是无线网络真正可用的润滑剂。WCDMA作为3G三大主流标准之一，它和传统的2G和2.5G网络有着显著不同，这种不同，除了表现在无线接入网络的设计上外，还表现在核心网络的设计、支撑系统的规划、业务平台的开发等诸多方面。WCDMA（宽带码分多址）是一个ITU(国际电信联盟)标准，它是从码分多址（CDMA）演变来的，从官方看被认为是IMT-2000的直接扩展，与现在市场上通

2、常提供的技术相比，它能够为移动和手提无线设备提供更高的数据速率。WCDMA采用直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）、频分双工（FDD）方式，码片速率为3.84Mcps，载波带宽为5MHz.基于Release 99/ Release 4版本，可在5MHz的带宽内，提供最高384kbps的用户数据传输速率。WCDMA能够支持移动/手提设备之间的语音、图像、数据以及视频通信，速率可达2Mb/s（对于局域网而言）或者384Kb/s（对于宽带网而言）。输入信号先被数字化，然后在一个较宽的频谱范围内以编码的扩频模式进行传输。窄带CDMA使用的是200KHz宽度的载频，而WCDMA使用的则是一个5MHz宽

3、度的载频。 WCDMA移动系统网络设计对移动通信的研究具有重要意义,其中考虑与话务量相关的网络覆盖是其中的重点和难点。针对WCDMA网络的设计要求,运用移动通信基本理论知识,分析网络需求。本次设计根据WCDMA网络规划的理论要求与实际出发，对实地的总面积进行了实际的勘察与估算。并对所在地的实际人数进行了一个比较准确的估算，划出了用户群的密集区，根据人群的通话习惯，对话务量的高峰期有了明确的时间段划分。经过最后的相关计算以及考虑实际情况，对基站的选择提出了理论性的标准和相关的图纸。论文结构安排如下：第1章绪论；第2章详细介绍无线网络规划的具体步骤；第3章针对东莞万江的实际地形进行规划；第4章针对

4、所做出的网络规划进行优化。 摘要第三代无线移动通信WCDMA无线网络是一种直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）系统，以多媒体业务为核心。作为3G三大主流标准之一，它和传统的2G、2.5G网络有着显著不同，这种不同除了表现在无线接入网络的设计上外，还表现在核心网络的设计、支撑系统的规划、业务平台的开发等诸多方面。本次毕业设计是基于移动通信组网和WCDMA无线网络规划的原理完成东莞万江街道的WCDMA无线网络规划与优化。主要根据东莞万江街道的无线传输环境设计单射频条件下的基站，同时根据忙时话务量情况完成无线接口的资源配置。通过本次毕业设计掌握基于WCDMA移动通信组网和优化的原理并且完成其无线网

5、络的规划与优化任务。关键字：WCDMA；基站；无线网络规化；网络优化；无线接口AbstractThe third generation wireless mobile communication WCDMA wireless network is one kind of direct sequence spread spectrum code division multiple access (DS-CDMA) the system, take the multimedia services as the core. As 3G one of three big mainstream stan

6、dards, it and traditional 2G, the 2.5G network has obviously different, this kind besides displays differently in the tetherless access network design, but also displays in the core network design, the support system's plan, the service platform development and so on many aspects. This graduatio

7、n project is completes the Dongguan ten thousand river street's WCDMA wireless network planning and the optimization based on the mobile communication network and the WCDMA wireless network planning principle. Mainly according to under the Dongguan ten thousand river street's wireless transm

8、ission environment design sheet radio frequency condition's base depot, simultaneously acts according to is busy when the traffic load situation to complete the wireless connection the resources deployment. Grasps through this graduation project based on the WCDMA mobile communication network an

9、d the optimized principle, and completes its wireless network the plan and the optimized duty.Keywords: WCDMA；Base depot；Wireless network gauge； Network optimization；Wireless connection目录第1章 绪论51.1 WCDMA发展背景及意义51.2基本原理61.2.1 WCDMA技术体制61.2.2 WCDMA空中接口特性61.2.3 WCDMA的频谱6第2章 无线网络规划72.1无线接入网络规划内容72.2无线接入

10、网络规划流程72.3WCDMA无线网络规划基本原则82.4密集城区覆盖解决方案92.5基站天线的应用9基站天线的类型9密集市区基站天线的选择9天线的下倾技术102.6WCDMA无线网络规划中注意的问题11系统扩容的途径11小区的呼吸效应11第3章 东莞万江街道WCDMA网络规划123.1设计任务123.2无线网络规划实施12区域分类及区域情况统计12单站面积及基站数的确定12基站站址及覆盖区域的确定13用户忙时话务量及小区信道数的估算13天线下倾角的计算14无线接口资源配置15损耗16扩容163.3容量规划16上行链路容量规划17下行链路容量规划18密集市区规划结果分析193.4方案确定19第

11、4章 东莞万江街道WCDMA网络优化214.1为什么要对WCDMA网络进行优化214.2如何实施WCDMA无线网络优化214.2.1 网络优化的概念21网络优化的目标224.3优化方案调整23覆盖优化23容量优化244.4优化方案确定26总结28参考文献29附录30外文文献原文30外文翻译中文41致谢49第1章 绪论1.1 WCDMA发展背景及意义目前，3G 的商用已经迫在眉睫，而在网络建设初期，网络规划尤为重要。对于运营商而言，想从客户的满意度中提高ARPU 值，前期的网络规划是关键竞争因素。在全球范围内，人们正紧锣密鼓地开发和研制新的规划工具和计算方法。作为三大标准之一的W C D M A

12、 已经开始在欧洲和亚洲的一些国家和地区进行商用， 取得了良好的效果。WCDMA与传统的GSM网络有着本质的不同，由此对网络规划提出了更高的要求，规划得好坏将直接影响到网络性能和建设成本。现有WCDMA运营商网络上提供的大部分业务源自2.5G网络，这些业务的质量水平由于WCDMA及HSDPA技术的应用而迅速提升，用户对业务的感知也大大改善。尤其是一些对网络带宽资源要求较高，而在2.5G网络上受限制的业务，如视频、音乐、游戏、数据卡等。例如移动游戏业务，在2.5G时代，游戏业务是基于GPRS网络提供的，以二维游戏为主，画面简单；到了WCDMA时代，手机内置了加速引擎和图像专用芯片，从而有了实现3D

13、画质的移动游戏，网络也能够支持下载大容量的游戏文件，用户可以享受比传统2D游戏画面更逼真、交互能力更强的3D游戏。移动音乐业务也是如此。从2G时代开始，移动音乐就是数据业务中最受用户欢迎的业务之一，但大多数的移动音乐或铃声都以数据压缩比例非常高的midi、wav等文件为主，音质很差。在2.5G和3G发展初期，一些运营商推出了音乐片断下载业务，用户可以下载1030秒的音乐片断，开始受到广泛欢迎。随着网络全面升级到3G，运营商开始提供具有CD音质的整首音乐下载业务，目前该业务在日本、韩国已经成为运营商最赚钱的业务之一。沃达丰则通过多媒体门户，将彩信、移动互联网、手机游戏、聊天、铃声、短信等移动数据

14、业务进行整合，吸引了大批用户，并成为公司的重要品牌之一。因此，运营商只有把WCDMA的技术优势转化为产业链的优势，提供针对细分用户群的特色业务，才能真正获得差异化的竞争力。2009年，各运营商的3G定位、策略将随着3G建网以及营销的逐步推进而逐渐明晰，三家运营商的竞争格局也初现端倪。在网络建设方面，三家运营商都已经制定各自的3G建设计划，强调3G与2G融合建网，这不仅契合节省成本的要求，也符合网络平滑过渡的需要，更是确保存量用户、争夺增量用户的必要措施。经预测，2010年的3G网络建设投资将达到1350-1650亿。其中WCDMA的投资将可能达到600亿元。1.2基本原理 WCDMA技术体制总

15、体上，WCDMA技术体制具有如下特点：1. 核心网基于GSM/GPRS网络的演进，保持与GSM/GPRS网络的兼容性。2. 核心网络可以基于TDM，ATM和IP技术，并向全IP的网络结构演进。3. 核心网络在逻辑上分为电路域和分组域两部分，分别完成电路型业务和分组型业务。4. UTRAN基于ATM技术，统一处理语音和分组业务，并向IP方向发展。5. MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA体制移动性管理机制的核心。 WCDMA空中接口特性1. 空中接口采用WCDMA。2. 信号带宽为5MHZ。3. 码片速率为3.84Mchip/s。4. 语音编码采用AMR语音编码。5. 支持同步/异步基站运营

16、模式。6. 上下行闭环加外环功率控制方式。7. 下行包括开环发射分集合闭环发射分集，提高UE的接收性能；开环发射分集又包括空时发射分集和时分发射分集；而闭环发射分集也包括两种模式：发射分集是可选项。8. 采用导频辅助的相干解调方式，提高解调性能。9. 采用卷积码和Turbo码的调制方式。10. 采用上行BPSK和下行QPSK调制方式。 WCDMA的频谱WCDMA FDD模式使用频谱上行为1920-1980MHz，下行为2110-2170MHz。而在美洲地区，上行为1850-1910 MHz，下行为1930-1990 MHz。 WCDMA TDD包括高比特率和低比特率模式使用频谱为：1. 上下行

17、1900-1920 MHz和2010-2025 MHz。2. 美洲地区：上下行1850-1910MHz和1930-1990MHz。特殊情况下可能会出现TDD和FDD在同一个频带内共存的情况，3GPP TSG RAN WG4正在进行这方面的研究。第2章 无线网络规划2.1无线接入网络规划内容无线接入网规划包括基站、基站控制器和无线网传输的规划工作，包括以下几个方面：1. 基站规划：包括站址规划、基站设备配置、无线参数设置和无线网络性能预测分析4方面：1) 站址规划：根据链路预算和容量分析计算所需基站数量，并通过站址选取确定基站的地理位置。2) 基站设备配置：根据覆盖、容量要求和设备能力确定每一基

18、站的硬件和软件配置，包括扇区、载波、信道单元和其他处理板的数量。3) 无线参数设置：通过站址勘查和系统仿真设置以下参数：l 工程参数，即天线类型、天线挂高、方向和下倾角。l 小区参数。4) 无线接入网络性能预测分析：通过系统仿真提供包括覆盖效果、软切换、导频污染、吞吐量、BLER分布、E。/N。分布等在内的无线网络性能指标预测分析报告。2. 基站控制器规划：根据基站控制器容量和基站规划结果确定基站控制器的数量和设备配置，完成基站控制器控制范围的划分。3. 无线接入网传输规划：计算每一基站Iub接口传输需求以及Iur和Iu接口的传输需求。2.2无线接入网络规划流程无线接入网规划作为网络规划建设的

19、重要环节，应以前期规划基础数据的收集和整理以及需求分析为基础，并在网络建设运营和优化过程中进一步完善。无线接入网的规划可分为七个阶段，其中阶段一至四与核心网CN统一进行。1) 第一阶段：资料准备阶段主要包括基础信息的收集、现有资料的整理、规划依据收集、建设原则确认。2) 第二阶段：规划目标确认阶段主要包括对现有发展环境的分析，是业务发展策略及总体发展策略、以及对3G业务和功能的定位。3) 第三阶段：预测阶段主要包括预测模型的分析、业务模型的分析、用户数预测、业务预测。4) 第四阶段：确定网络发展策略阶段主要包括网络发展策略分析、工程总体规模、建设规划的确定。5) 第五阶段：无线预规划阶段根据用

20、户、业务预测以及覆盖要求和服务等级，对服务区进行区域分类，完成覆盖、系统容量、业务质量要求等指标在地理位置上的初步分解，计算所需基站、RNC等的粗略数量和设备配置。6) 第六阶段：站址选取阶段按照网络预规划对基站数量的估算结果，结合现有物业及传输情况对各覆盖区域作实地勘察，选择合适的站址，获取基站站址的相关信息并初步确定基站相关参数。7) 第七阶段：无线网详细规划阶段将选取的基站站址等信息进行计算，判断规划是否符合网络指标要求，如果不符合则要重新调整基站数量及布局，如此反复直到满足要求，最终确定基站站址和参数设置，并在此基础上完成RNC控制范围的划分。在无线网络工程建设中，由于各种条件的限制，

21、部分规划站址难以实施，需要对原先规划的站址做局部调整，重新选址和规划。在网络建成开通后，不可避免会存在一些问题，需不断调整优化，使网络资源达到最优配置。对于一些难以通过天馈线和参数调整的基站应考虑站址调整；而由于用户增长等因素，网络优化已无法解决，需要进行扩容，开展下一次无线规划。在网络规划建设的不同阶段，对无线网规划的深度有不同要求，并非每次规划都需要涵盖所有的规划步骤。例如为了估算投资规模，只需进行预规划，因此，应根据任务需要对规划流程进行合理裁剪和调整。2.3WCDMA无线网络规划基本原则1) 网络定位原则：建议定位于提供话音和数据业务的混合网。2) 网络规划与实施方式原则：建议采用至少

22、三年满足期的“一步规划”和包含空间和时间的“分步实施”。3) 覆盖原则l 连续覆盖：建议至少保证重点区域的连续覆盖。l 边界连续承载速率选择即基本业务选择：建议根据业务预测、市场与竞争策略、投资限制进行选择，大部分区域包括室内都可采用PS64/CS64k，重点区域及其室内系统可以采用PS128/144甚至更高的承载速率。l 目标负载因子：建议主要按照上行链路50%，下行链路65%进行规划，郊区和农村地区可以适当降低。l 信令信道功率：建议公共信道功率不超过总发射功率的20%，导频信道功率占总发射功率的10%左右但不能低于5%，开局优化根据导频污染和干扰情况调整导频功率。l 蜂窝网孔结构：建议尽

23、量采用理想六边形蜂窝结构的2G站点。l 呼损率要求：不超过0.05。4) 容量原则l 话务分析：建议根据现网话务量和业务预测进行话务密度图生成。l 软切换：建议软切换比例在3040%。l 信令信道数量：建议根据业务量计算SCCPCH(FACH/PCH)数量，初期建设可以使用映射两条FACH和一条PCH的一条SCCPCH信道。l 关键性能指标：建议考察并发用户数、系统吞吐量、负载因子和软切换情况。l 扩容方式：建议骨干站点建设后根据业务情况考虑加载和加站扩容。2.4密集城区覆盖解决方案1) 站址：高于周围平均建筑物高度5米左右的楼底作为站址，保持六角形蜂窝布局。2) 天线：较低增益（如15dB）

24、的定向天线，采用定点激励的方式，根据具体站址高度辅以机械下倾或上倾。3) 基站：从覆盖方面考虑，主要通过宏蜂窝站(ULTRASITE)进行面覆盖和线覆盖，通过微蜂窝(METRASITE)进行点覆盖。主力基站为BTS3812、BTS3806。2.5基站天线的应用2.5.1基站天线的类型1) 全向天线全向天线在水平方向功率均匀地辐射，在垂直方向能量集中。可以将半波振子按照直线排列，振子单元数量每增加一倍，增益增加3dB，通常9dB的全向天线，高度为3米。在施工上，发射天线和接收天线安装的方向是相反的，通常发射天线朝下安装。2) 定向天线定向天线在垂直和水平方向上都具有方向性，其一般是由直线天线阵加

25、上反射板构成，也可以直接采用方向天线（八木天线），其增益在920dB左右。高增益的天线，其方向图将会非常狭窄。3) 智能天线智能天线分两类：多波束智能天线和自适应智能天线。目前移动通信采用的是多波束智能天线，主要是由于其应用不需要对原有的设备进行太大的改动。普通天线在一个扇区只有一个主波束，而多波束智能天线在一个扇区内将由数个波束覆盖，每个波束的指向是固定的。它采用波束切换技术，当MS在小区内移动的时候，基站自动选择不同的波束，是接收信号最强。多波束天线虽然不能保证信号的最佳接收，但是实现方式简单，无需判断所接收信号的方向。2.5.2密集市区基站天线的选择在人口比较密集的市区,基站分布较密，要

26、求单基站覆盖范围小,尽量减少越区干扰,提高频率复用率。天线的选择原则如下：1)2)3)4)5)2.5.3天线的下倾技术天线下倾是降低系统内干扰最有效的方法之一。利用调整天线垂直方向的主瓣，使其指向需要覆盖的区域，使天线的能量集中在设计区域里，既能提高该区域的信号强度，也减少对其它区域的干扰。天线下倾的结果是覆盖区域场强的改变，通常情况下，下倾后覆盖范围将减少，话务量降低，同时对其它区域的干扰也减少。天线下倾有两种实现方式：机械下倾和电下倾。机械下倾是利用天线的机械装置来调节天线立面对于地平面的角度。电下倾是通过调节天线各振子单元的相位来改变天线垂直方向下的主瓣方向，此时天线仍保持与水平面垂直。

27、l 机械下倾机械下倾天线随着下倾角的增加，在超过10°后，其水平方向图将产生变形，在达到20°的时候，天线前方会出现明显的凹坑，我们可以利用这个凹坑来降低正对面小区的干扰。在城市里，每个小区的覆盖范围不会大，有的只有500米左右，在这种情况下，即使是机械下倾，其下倾角也可以达到20°，因为虽然有明显的凹坑，但是500米之内的正前方还是可以满足通话要求，而且，话务量未必就只集中在正前方，两旁的话务量还是正常的。l 电下倾理论上电下倾不会改变天线的水平方向图。目前有的电下倾天线在出厂时就已经默认有3°的下倾角。使用电下倾天线，当下倾角达到20°的时

28、候，将可以取得非常好的能量集中效果，但是由于受到天线自身高度的限制，很难取得太大的下倾角。天线垂直方向主瓣上的第一旁瓣，该旁瓣越小越好，因为当天线下倾的时候，该旁瓣是造成对其它小区天线干扰的主要原因。但是当天线增益很大的时候，我们也要注意在天线前方将会出现的盲区。2.6WCDMA无线网络规划中注意的问题2.6.1WCDMA系统扩容的途径 当业务量增加时，可以按照几种不同的方案为下行链路的容量扩容。最典型分人扩容选择方案是：1) 如果一开始在扇区间分配功率放大器，可以采用更多的功率放大器。2) 如果运营商的频率分配允许，可以采用两个或更多的载波。3) 发送分集，每个扇区使用第二个功率放大器。这些

29、扩容解决方案是否可用取决于基站制造商。所有这些扩容方案并不都适合于所有类型的基站。这些扩容方案不要求对天线结构作任何改变，只需要对基站机柜内的部件扩容升级。这些扩容升级不会影响到上行链路覆盖。 容量也可以通过增加天线扇区数量的方法来改善，例如，最初采用全向天线，然后升级为三扇区天线，最后升级为六扇区天线。增加扇区数的缺点是必须更换天线。通过更高的天线增益，扇区数的增加也会改善覆盖效果。2.6.2小区的呼吸效应在网络规划时，要充分考虑小区负荷的变化即实际容量对基站布局的影响。在农村地区，用户少，小区负荷低，小区覆盖范围大，基站布点可以比较稀疏。在市区网络建设的初期用户较少，小区负荷较低，可以用较

30、少的基站达到既定的覆盖目标，到了业务发展中期用户逐渐增多，小区负荷将增大，小区覆盖半径收缩，既定的覆盖目标就无法达到，这时需要采用增加基站或增加载频的方法来扩大容量，降低负荷，使小区覆盖半径恢复到原来的大小，重新满足既定的覆盖目标。第3章 东莞万江街道WCDMA网络规划无线网络规划与建设的目标，就是在一定的成本下，在满足网络服务质量的前提下，建设一个容量和覆盖范围都尽可能大的无线网络，并能适应未来网络发展和扩容的要求,并通过网络优化使移动网络在覆盖、容量、质量、成本等方面实现良好的持续平衡。WCDMA无线网络规划可分为覆盖规划、容量规划、码片和频率规划、无线资源规划、切换规划、功控规划等众多方

31、面其中覆盖规划和容量规划是其核心内容在WCDMA系统中所有用户在空中接口享有相同干扰资源每个用户影响其他用户并引发其发射功率变化因此在进行规划时覆盖和容量是相关必须进行迭代计算。3.1设计任务本次课程设计要求运用移动通信基本理论知识完成对东莞万江街道基于WCDMA的无线网络规划。重点完成对东莞万江街道的无线传输环境设计单射频条件下的基站设置，同时根据东莞万江街道的忙时话务量情况，设计的无线接口的资源配置。3.2无线网络规划实施3.2.1区域分类及区域情况统计1) 区域类型：东莞万江街道属于密集市区。l 区域内建筑物平均高度或平均密度明显高于城市内周围建筑物，地形相对平坦，中高层建筑可能较多。l

32、 业务分布特点：用户密集，业务量较高，提供中等速率的数据业务，服务质量要求较高。2) 区域面积东莞万江街道占地1100亩（750000平方米）。3) 区域人口东莞万江街道人口约20000人。3.2.2单站面积及基站数的确定l WCDMA一个基站的覆盖半径一般可以达到1公里以上，城市密集区300-500米左右，主要与用户密度有关，用户密度越大，覆盖半径越小。本次设计规划中取小区半径为300米。l 在基站覆盖为理性的正六边形的前提下，三扇区基站的覆盖面积S与覆盖半径R的关系为： （3.1）用区域的总面积去除以单站的覆盖面积，就可以得到规划所需的小区数N及基站数M。 （3.2）小区数N=4 基站数M

33、 =4所以在规划时划分4个小区，设置4个基站。3.2.3基站站址及覆盖区域的确定1) 基站站址选择高于周围平均建筑物高度5米左右的楼底作为站址，保持六角形蜂窝布局。l A区站址设置在汽车总站。l B区站址设置在住宅区。l C区站址设置在商业街。l D区站址设置在街道办事处。2) 各小区的人数比例，覆盖面积及覆盖区域l A区人数占总人数的35%（7000人），覆盖面积。l B区人数占总人数的35%（7000人），覆盖面积。l C区人数占总人数的20%（4000人），覆盖面积。l D区人数占总人数的10%（2000人），覆盖面积。3.2.4用户忙时话务量及小区信道数的估算1) 用户忙时话务量每个用

34、户在24 小时内的话务量分布是不均匀的，网络设计应以最忙时的话务量来计算。最忙1小时内的话务量与全天话务量之比为集中系数，用k表示，一般k=10%-15%。每个用户的忙时话务量需用统计的办法确定。设通信网中每一用户每天平均呼叫次数为C（次/天），每次呼叫的平均占用信道时间T（秒/次），集中系数为k，则每用户的忙时话务量为： （3.3） l A区每用户：C=3次/天、T=120秒/次、k=10% l B区每用户：C=3次/天、T=120秒/次、k=10% l C区每用户：C=2次/天、T=180秒/次、k=10% l D区每用户：C=3次/天、T=120秒/次、k=10% 2) 小区内的信道数在

35、用户的忙时话务量确定以后，每个信道所能容纳的用户数m为： （3.4）各小区内，所有用户数X在信道内平均分配： （3.5） 综合两式：可得话务量 （3.6）根据所得的话务量和WCDMA系统要求的呼损率不超过5%，通过查erlang-table可得每个小区所需的信道数。l A区 人数X=7000，忙时话务量 查表得信道数l B区 人数X=7000，忙时话务量 查表得信道数l C区 人数X=4000，忙时话务量 查表得信道数l D区 人数X=2000，忙时话务量 查表得信道数呼损率B=5%时的部分erlang-table表4-1 erlang-table话务量A20.9440.5570.75信道数2

36、646763.2.5天线下倾角的计算半波对称天线采用垂直极化，天线主射方向与水平面的夹角定义为天线的下倾角。天线采用下倾角后，很显然波束的覆盖范围将收缩，覆盖区域内的信号得以加强。选择合适的下倾角可以使天线至本小区边界的射线与天线至受干扰小区边界的射线之间处于垂直方向图中增益衰减变化最大的部分，从而使受干扰小区的同频干扰减至最小。定向天线安装时可以与地面垂直线成一定的角度，这个角的称为天线的机械下倾角。基站天线，机械天线的最佳下倾角度为，当下倾角度在变化时，其覆盖范围稍有变形但变化不大，当下倾角度在10。变化时，其覆盖范围变化较大，当机械天线下倾后，覆盖范围改变很大，有可能在相邻基站扇区内也会

37、收到该基站的信号，从而造成严重的系统内干扰。高话务地区（市区）天线下倾角的计算公式为：+ （3.7） l1) A区 覆盖面积 由可得小区半径R=336m基站设在沃尔玛楼顶，楼高36m，天线取为2m，H=20m2) B区 覆盖面积 由可得小区半径R=303m基站设在住宅楼顶，楼高18m，天线取为2m，H=11m西北方向：西南方向：东北方向：3) C区 覆盖面积 由可得小区半径R=277m基站设在图书馆楼顶，楼高12m，天线取为2m，H=14m西北方向：西南方向：东北方向：4) D区 覆盖面积 由可得小区半径R=320m基站设在住宅区楼顶，楼高18m，天线取为2m，H=17m西北方向：西南方向：东

38、北方向：3.2.6无线接口资源配置1) 频率配置在FDD模式下，上行18501910MHz，下行21102170MHz，信道间隔为5MHz，中心频率为200kHz的整数倍。2) 正交码的分配WCDMA是一个宽带直扩码分多址(DSCDMA)系统，即通过用户数据与由CDMA扩频码得来的伪随机比特相乘，从而把用户信息比特扩展到宽的带宽上去。系统中的多个用户同时工作于同一频段，靠码字相互正交，实现相互区分。码分多址系统为每个用户分配了各自特定的地址码，利用公共信道来传输信息。CDMA系统的地址码相互具有准正交性，以区别地址，而在频率、时间和空间上都可能重叠。也就是说，每一个用户有自己的地址码，这个地址

39、码用于区别每一个用户，地址码彼此之间是互相独立的，也就是互相不影响的。由于有地址码区分用户，所以我们对频率、时间和空间没有限制，在这些方面他们可以重叠。系统的接收端必须有完全一致的本地地址码，用来对接收的信号进行相关检测。其他使用不同码型的信号因为和接收机本地产生的码型不同而不能被解调。1) 扩频码：用来区分用户占用的信道。不同长度，长度相同的不同码字之间相互正交，其互相关为0。2) 扰码：用来区分不同的用户或基站。Gold扰码由2个特定的m序列相加。扰码的分配：l 上行链路：专用信道：由网络分配给用户。随机接入信道：使用的扰码与该小区下行链路的主扰码对应。公共分组信道：使用的扰码与该小区下行

40、链路的主扰码对应。l 下行链路：每个小区分配一个扰码集合（1个主扰码，15个辅扰码）。3.2.7损耗信号在信道传递时，由于信道的衰耗，因此距信号源越远，信号的强度就越弱，信号的强度与传输距离有直接的关系。移动信道可以看做面传播，距离效应在移动信道上表现更为明显。移动信道中的信号强度与距离的高次幂成反比。在密集市区建筑物的穿透损耗为19dB。3.2.8扩容当业务量增加时，可以按照几种不同的方案为下行链路的容量扩容。最典型的扩容选择方案是：1) 如果一开始在扇区间分配功率放大器，可以采用更多的功率放大器。2) 如果运营商的频率分配允许，可以采用两个或更多的载波。3) 发送分集，每个扇区使用第二个功

41、率放大器。3.3容量规划所建四个小区以C小区半径最小，如果C小区满足条件，其他的小区同样也满足。3.3.1上行链路容量规划 （3.8）则数据业务信道规划数： （3.9） （3.10） （3.11）则系统负载需求为： （3.12）3.2.2下行链路容量规划 （3.13）则数据业务规划信道数为： （3.14） （3.15） （3.16） （3.17）3.2.3密集市区规划结果分析45.23%50%51.33%3.4方案确定因为街道为长矩形带状故选择带状小区分布，再加上万江街道的人口集中分布的特性。共划分四个小区，选建基站地址为：A、汽车总站；B、住宅区；C、商业街；D、街道办事处。规划图如图3.1

42、设计规划图如图3.1第4章 东莞万江街道WCDMA网络优化WCDMA 网络从1993 年在我国商用,至今已有十多年的历史了，在这十多年里，我们的网络用户已经超过了3 亿，网络规模和容量都居于世界第一.随着我国移动通讯的高速发展，通信网络面临着严峻的考验。一方面由于移动用户的高速发展，WCDMA 系统的网络规模不断扩大，网络质量虽然得到了不断的提高，但频率资源逐渐匮乏，无线网络的频率复用系数越来越小。另一方面，随着竞争的激烈和用户越来越高的要求，如何使网络到达最佳的运行状态，如何提高通信质量，提高网络的平均服务水平及提高系统设备的利用率，已成为我们的首要任务。4.1为什么要对WCDMA网络进行优

43、化移动通信靠无线电波进行传输，而无线电波在自由空间传播，其传播环境非常复杂和恶劣，噪声、干扰、损耗、衰落、多普勒效应等因素都会对通信造成影响。因此我们要对移动网络进行优化，以保证通信的质量。从基站的建设来说，基站天线的高度一般为45米，并且是下倾15度覆盖。所以第一，45米以上手机就会没信号，因此大楼（如果每层3米）15层以上也没信号；第二，用户的增加，对于网络的要求也越来越高，对网络的优化成为一种必然。随着移动通信建设步伐的不断加快，城市里高层建筑越来越多，移动用户的飞速增加，话务密度和覆盖要求也不断上升。城市里建筑物规模大、质量好，对移动电话信号有很强的屏蔽作用。由于无线信号受地形地貌地物

44、的影响较大，反射能力较强，穿透和绕射能力较差，因此，在移动通信网络中存在有许多无线覆盖盲区或无线信号干扰区，造成移动用户不能接入，通话质量降低以及掉话等现象。WCDMA无线网络优化是通过对现已运行的网络进行话务量数据分析、现场测试数据采集、参数分析、硬件检查等手段，找出影响网络质量的原因,并且通过参数的修改、网络结构的调整、设备配置的调整和采取某些技术手段，确保系统高质量的运行，使现有网络资源获得最佳效益，以最经济的投入获得最大的收益。 4.2如何实施WCDMA无线网络优化4.2.1 网络优化的概念移动通信网络的条件会不断的变化，如周围环境，话务量分布等,另外移动网络中有大量的小区参

45、数可以调整，如接入电平门限、切换电平门限、相邻小区定义、频率配置等,它们都会直接影响服务质量和用户满意度，同时对网络指标也会产生很大的影响。所以为了保证整个移动网的服务质量，就必须一直观察和监测整个移动网络，找出并排除故障，提高移动网络的网络质量，这就是网络优化的基本任务。移动通信网络优化是指对正式投入运行的网络进行数据采集、数据分析，找出影响网络运行质量的原因，并通过对系统参数的调整和对系统设备配置的调整等技术手段，使网络达到最佳的运行状态，使现有网络资源获得最佳的效益，同时对网络以后的维护及规划建设提出合理的建议。WCDMA 网络优化主要包括交换网络优化和无线网络优化两个方面。网络优化是一

46、个长期的过程，它贯穿于网络发展的全过程。只有不断提高网络的质量，才能获得移动用户的满意，吸引和发展更多的用户。 在日常网络优化过程中，可以通过OMC 和路测发现问题，当然最经常的还是用户的投诉。在网络性能经常性的跟踪检查中发现网络指标达不到要求、网络质量明显下降或来自的用户投诉、当用户群改变或发生突发事件并对网络质量造成很大影响时、网络扩容时应对小区频率规划及容量进行核查等情形发生时，都要及时对网络做出优化。在进行WCDMA网络基础建设的过程中，一直存在着建设周期较短、网络变动频繁的特点。建设间除了大规模的扩容外，还有许多小规模的扩容、调整和升级等工程。常常是工程结束后会遗留较多的问题，需要网

47、络优化来解决。WCDMA无线网络优化有两个核心的内容：数据的采集分析和优化调整方案的实施。4.2.2网络优化的目标优化的过程的结果是寻找一系列系统变量的最佳值,优化有关性能指标参数,最大限度地发挥网络地能力,提高网络的平均服务质量.1. 从网络的角度看,网络优化的主要目的是:(1)提高网络的服务质量主要包括高质量的语音和其他业务的服务质量,足够的网络覆盖率和无线接通率等.(2)尽可能的减少运营成本主要包括提高设备的利用率,增加网络容量,较少设备和线路的投资.2. 从企业的角度看, 网络优化的主要目的是:(1)创造企业竞争的优势(2)降低成本3. 对网络不断优化后,用户将感觉到：(1)掉话次数减

48、少；(2)呼叫建立失败次数减少；(3)通话质量不断改善；(4)网络有较高的可用行和可靠行。4. 我们将看到；(1)掉话率下降；(2)切换成功率提高；(3)小区覆盖率提高；(4)拥塞率下降；(5)接通率提高；优化过程是多次反复调整的过程,直至网络调整到最佳的运行状态。4.3优化方案调整在此次网络规划后，试运行中，出现了许多的问题，在此针对覆盖和容量两个方面来进行优化。4.3.1覆盖优化无线网络覆盖产生的原因的各种各样的，总体来讲有四类：一是无线网络规划结果和实际覆盖效果存在偏差；二是覆盖区无线环境变化；三是工程参数和规划参数见的不一致；四是增加了新的覆盖需求。良好的无线覆盖式保障移动通信质量和指

49、标要求的前提因此覆盖的优化非常重要并贯穿网络建设的整个过程。本次WCDMA通信网络中涉及到的覆盖问题主要表现为覆盖空洞、覆盖弱区、越区覆盖和干扰等几个方面。1. 覆盖弱区和覆盖空洞弱覆盖的原因不仅与系统许多技术指标如系统的频率、灵敏度、功率等等有直接的关系，与工程质量、地理因素、电磁环境等也有直接的关系。一般系统的指标相对比较稳定，但如果系统所处的环境比较恶劣、维护不当、工程质量不过关，则可能会造成基站的覆盖范围减小。由于在网络规划阶段考虑不周全或不完善，导致在基站开通后存在弱覆盖或者覆盖空洞。而发射机输出功率减小或接受接收机的灵敏度降低，天线的方位角发生变化，天线的俯仰角发生变化，天线进水，

50、馈线损耗等也会对对覆盖造成影响。在此次规划中，针对上述指标进行全面的检查，发现产生覆盖弱区和覆盖空洞的原因主要为天线方位角、下倾角等工程参数及功率参数等选用不当。将式 （3.1）中移动台发射功率增大。如表3.1。表3.1改变后的移动台发射功率这样将会在弱场覆盖地区找到一个合适的信号，并使之加强，从而使弱场覆盖有所改善。2. 越区覆盖越区覆盖很容易导致手机上行发射功率饱和、切换关系混乱等问题，从而严重影响通话质量甚至导致掉话。在此次规划中，产生越区覆盖的原因是基站建立在了比较宽阔的街道旁，由于波导效应使信号沿着街道传播很远；城市中有穿越而过的河流，由于信号在水面的传播损耗很远，因此一般在此环境下

51、覆盖非常远。3. 干扰WCDMA网络系统干扰分为两个大的方面：系统内和系统外的干扰。而在此次规划中系统外的干扰为主要的干扰，因为得规划时的疏忽，使得在商业街附近已经有其他的移动基站，对其产生了干扰。4.3.2容量优化在运行过程中，由于用户是移动的且分布不均匀，在某个时间段内各个蜂窝小区的忙时话务量高低不等，因此造成了高话务量蜂窝区基站的信道阻塞，一些用户难以接入；低话务量蜂窝区的基站信道相对空闲，使得利用率降低。这是话务阻塞的问题。此外，当移动用户之间或移动用户与固定网用户之间建立通话以后，由于越区或越站切换失败、信噪比太小或频率选择性衰落等因素会造成通话中断，也称掉话。掉话又分为单边掉话和双

52、边掉话两种。针对阻塞和掉话的问题，解决的方法如下：通过功率参数、切换参数调整以及基站优先级设置等方法，进行话务量均衡与分流。适当增加繁忙小区中的专用信令信道的个数，使用户易于接入。当然这要视该小区内话务信道拥塞的程度是否较轻而定。调整切换带位置与宽度。在用户高密度区域内频繁发生切换会增加基站控制器(BSC)内交换矩阵的负荷流量和移动业务交换中心、拜访用户位置寄存器的忙时试呼值，导致通话过程中掉话。所以小区切换带应尽量设在用户密度较低的地区。当某个区域用户数量突然急剧增加且移动的速度较慢时，可以采用多基站交叠的方式覆盖此切换带，降低话务的阻塞率。为此，将在以电信大楼为中心处在建一个小区，设为小区

53、E。E区 覆盖面积 由可得小区半径R=319m基站设在电信大楼楼顶，楼高15m，天线取为2m，H=20m （3.2）则数据业务信道规划数： （3.3） （3.4） （3.5）则系统负载需求为： （3.6） （3.7）则数据业务规划信道数为： （3.8） （3.9） （3.10）求 （3.11）36.40%48.12%4.4优化方案确定考虑到人口分布及WCDMA的呼吸效益，其中，在人口较为密集的区域我们可以将某两个小区所辖区域有部分重叠，这样在通话繁忙基站自动可以调整小区大小时，不至于在二者之间出现盲区。经优化后将在电信大楼处在建一个基站，这样可以使覆盖面积更大，即使在高峰期话务忙时，也一般不会

54、出现掉话等现象。优化后东莞万江街道实际的规划图，规划图如图4.1。图4.1 优化后的设计规划图总结东莞万江街道WCDMA的网络规划与优化这一课题主要涉及到两方面的内容：1、网络规划；2、网络优化。通过本次毕业设计，我了解了WCDMA的基本原理及设计方法，学会了对某一地区在不同的环境下的网络规划，掌握了对网络的优化方法。本次设计是基于移动通信组网和WCDMA无线网络规划的原理完成东莞万江街道的WCDMA无线接入网络规划与优化。主要根据东莞万江街道的无线传输环境设计单射频条件下的基站，同时根据忙时话务量情况完成无线接口的资源配置。通过本次设计掌握基于WCDMA移动通信组网和优化的原理并且完成东莞万江街道的无线网络规划与优化任务。规划的内容：区域分类及区域情况(面积和人口)统计、确定单站面积及基站数、确定基站的站址及覆盖区域、估算用户忙时话务量及小区信道数、计算天线的下倾角、配置无线接口资源（频率、扩频码和扰码）、传输损耗等。优化的内容：在运行中，针对网络所产生的各种问题，进行合理的修改，达到做