华为wcdma无线网络规划课件

1、WCDMA无线网络规划2022/8/221前言随着第三代移动通信技术的兴起，UMTS网络的建立将带来一场深刻的革命，这对网络规划也提出了更高的要求。WCDMA的网络规划与传统的GSM网络规划有着本质的不同。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，设计新的工作流程。2022/8/222课程目标了解WCDMA无线网络规划的基本流程；了解WCDMA无线网络规划与GSM网络规划的不同之处；了解WCDMA链路预算和系统仿真的方法。学习完本课程，您将能够：2022/8/223课程内容WCDMA与GSM网络规划比较WCDMA网络规划流程WCDMA链路预算WCDMA容量估算WCDMA系

2、统仿真2022/8/224WCDMA采用11的频率复用方式，通过扰码以及正交码字来区分小区和用户。其容量、覆盖直接受到网络干扰的影响。在设计时规划人员需要充分考虑如何减少不必要的干扰；GSM采用时分多址技术，不同的用户用不同的频率和时隙来区分。因此，对于影响GSM容量的主要是频率资源和频率复用技术。频率规划差异2022/8/225WCDMA属于干扰受限系统，其覆盖不仅取决于最大发射功率，而且与系统负荷有关。因此设计时要充分考虑覆盖和容量之间的相互关系，以保证设计所需系统性能指标。 GSMGSM网络在频率规划良好和无网外干扰的情况下，其覆盖范围只与最大发射功率有关，而容量只和可用的业务信道总数有

3、关。容量与覆盖本身并没有关系。覆盖分析差异2022/8/226WCDMA 系统是自干扰系统，容量、覆盖、质量之间密切相关。容量覆盖设计负载增加，容量增大，干扰增加，覆盖减小（应用实例：小区呼吸）容量质量通过降低部分连接的质量要求，可以提高系统容量（应用实例：目标 BLER 值）覆盖质量通过降低部分连接的质量要求，同样可以增加覆盖能力（应用实例：通过 AMRC 降低数据速率）容量分析差异2022/8/227在 GSM 系统中，容量、覆盖和质量三者间没有直接的联系，可以独立分析、独立设计。网络设计难点主要在于频率规划。容量基本上由硬件资源决定，一个载波有 8 个时隙，可用的载波数和复用方式决定了最

4、大同时连接数目；覆盖由上下行发射功率决定（链路平衡问题）；通话质量由干扰情况决定，通过网络设计（复用方式、复用距离、跳频等）控制干扰，保证质量；容量分析差异2022/8/228导频污染的主要特点就是无主导小区，具体来说就是是指 Ec 强度接近的导频数目超过了 UE 最大激活集数目。不能加入激活集的信号成为干扰，同时由于导频强度接近，频繁发生激活集更新。导频污染问题2022/8/229GoodNot Good导频污染导致导频污染的原因一般为：系统设计不佳，比如导频信道发射功率偏大；基站位置和天线倾角选取不当；地理环境复杂，设计时考虑不充分。导频污染问题2022/8/2210WCDMA导频污染属于

5、CDMA系统特有的，是影响网络性能的一项重要因素。导频污染增加了网络干扰，同时使得切换等算法不能有效工作。GSM由于BCCH频点一般使用非常宽松的复用方式（如：53），并且经过精心规划，因此类似问题出现的可能性较小。导频污染问题2022/8/2211本章小结本章主要介绍了WCDMA网络规划与GSM网络规划的差异：频率规划差异WCDMA是码分多址，频率复用率是1；GSM是时分多址覆盖分析差异WCDMA系统的覆盖不仅跟最大发射功率有关，还跟系统容量有密切关系；GSM系统在频率规划良好的情况下只与最大发射功率有关。容量分析差异导频污染问题导频污染是WCDMA所特有的。2022/8/2212课程内容W

6、CDMA与GSM网络规划比较WCDMA网络规划流程WCDMA链路预算WCDMA容量估算WCDMA系统仿真2022/8/2213 无线网络估算 无线网络预规划 站址选择/勘测 小区参数配置 网络优化WCDMA网络规划流程简图2022/8/2214无线网络估算是对未来网络作的一个简化分析目的:获得网络的建设规模（大致基站数目和基站配置情况），并由此得到建设周期，以及经济成本和人力成本预算等信息。 方法：选取适当的传播模型，用户移动性和分布行为和话务模型。经估算得到所需的大致站点数目和小区数目,覆盖面积和容量。无线网络估算2022/8/2215 覆盖区域类型 无线传播参数 无线网络估算 覆盖需求 容

7、量需求 质量需求 所需基站数目 的大致估算 所需基站配置 的大致估算估算过程：链路预算，小区覆盖范围计算，容量估算，NodeB基站数目估算，RNC数目估算并进一步确定每个RNC承担的话务量。 无线网络估算2022/8/2216覆盖估算覆盖分析主要是基于链路预算的结果获得。在WCDMA中，覆盖和容量之间是相互关连的，存在一个反复的过程。因此，在进行覆盖计算时，需要假设小区所能够接受的小区负荷。对于不同的建设时期，应该综合分析近期和远期的建设成本，合理选择不同的负荷因子。如：对于建网初期，可以选择较小的负荷因子，以实现广覆盖。对于不同的无线环境和建网目标的要求，我们可以采用不同的小区结构（Omni

8、，3-sector，etc）来满足不同的覆盖目标。在此基础上，进行链路预算 。 无线网络估算2022/8/2217链路预算示意图：无线网络估算2022/8/2218容量估算由于CDMA是软阻塞系统，受限于干扰和功率资源，因此对于上下行容量主要是基于软阻塞指标进行分析。在此基础上，综合考虑设备的硬件资源限制，得到一个合理的容量分析结果。 无线网络估算2022/8/2219覆盖估算 vs 容量估算估算的结论必须是同时满足覆盖和容量的要求，同时综合考虑近期和远期建网目标，获得最经济有效的方案。因此，覆盖和容量分析存在一个反复的过程。当估算结果是覆盖受限时，可以适当降低小区负荷因子，重新进行覆盖和容量

9、分析，直到覆盖和容量所估算的结果相差最小。在此基础上，直接根据覆盖分析结果，计算NodeB所需硬件数目（Site，sector，Carrier数目）。当计算结果是容量受限时（已考虑多载波情况），则首先检查小区负荷因子是否可以进一步提高。如果可以提高，则重新进行覆盖和容量分析；如果不能提高，则直接根据容量分析结果，计算NodeB所需硬件数目（Site，sector，Carrier数目）。无线网络估算2022/8/2220无线网络估算2022/8/2221网络预规划在网络估算的基础上，进一步确定基站的初始布局，基站的理论位置，完成基站的位置选择和天线的架设（高度）及网络层次结构、发射功率、天线类型

10、、挂高、方向、下倾角等一系列工程参数和公共信道、业务信道发射功率、正交化因子，小区扰码等部分小区参数的取值确定。无线网络预规划2022/8/2222在选择站址时应尽量保证系统的连续覆盖，从而保证系统性能。同时，需要注意下面两点：在市区尽量不使用大区式的基站从最密集的城区开始系统规划无线网络预规划2022/8/2223根据覆盖预测得到的输出结果，分析系统的覆盖情况是否满足覆盖的要求，并对小区参数作进一步调整，以得到满意的覆盖。无线网络预规划2022/8/2224在覆盖预测的基础上，使用Monte Carlo系统仿真来对网络的性能进行评估。最终确定基站数量、配置、位置、天线的高度、天线倾角和系统的

11、容量，得到完整无线网络预规划方案。 无线网络预规划2022/8/2225在无线网络预规划方案的基础上，开展站址选择/勘测工作。在网络规划基站选址中，应该配合工程设计人员考虑机房内、铁塔、屋顶施工的可行性，考虑到天线高度、隔离度、方向对网络质量的影响。站址选择/勘测2022/8/2226基站的现场勘测包括光测、频谱测量和站址调查。基站勘察中根据实际环境确定出每个基站具体的天线参数，记录下基站周围的环境状况， 在此基础上制作出最终的网络规划方案，包括基站站址、天线增益、天线挂高、天线方向等小区工程参数 。 站址选择/勘测2022/8/2227良好的小区参数设置，是网络正常运行的基本保证。实际的网络

12、规划参数包括两个部分：工程参数和小区参数。在站址勘查部分，已经完全确定了工程参数。无线网络规划涉及的小区参数大致可以分为：系统消息参数，基本信道配置参数和RRM算法配置参数。 小区参数配置2022/8/2228小区参数配置的合理与否，直接影响网络的运行指标。通过对典型网络结构和典型覆盖环境的分析，可以得到不同情况下的系统消息参数配置原则。在进行实际参数规划时，网络规划工程师依据上述研究结果，结合网络实际情况，给出合理的取值。 小区参数配置2022/8/2229RRM主要算法准入控制算法（上行，下行）；负载平衡算法（异频，同频）；信道配置算法（基本，动态）；功率控制算法（上行，下行）；切换控制算

13、法；AMRC算法。小区参数配置2022/8/2230本章小结本章主要介绍了WCDMA无线网络规划的流程：无线网络估算无线网络预规划站址选择/勘测小区参数配置网络优化2022/8/2231课程内容WCDMA与GSM网络规划比较WCDMA网络规划流程WCDMA链路预算WCDMA容量估算WCDMA系统仿真2022/8/2232链路预算是通过对系统中前反向信号传播途径中各种影响因素进行考察，对系统的覆盖能力进行估计，获得保持一定呼叫质量下链路所允许的最大传播损耗。基本原理2022/8/2233下行链路（前向）PL_DL 下行链路最大传播损耗Pout_BS 基站业务信道最大发射功率Lc_BS 基站内合路

14、器损耗Lf_BS 馈线损耗Ga_BS 基站天线增益Ga_UE 移动台天线增益Mf 阴影衰落余量（与传播环境相关）MI 干扰余量（与系统设计容量相关）Lp 建筑物穿透损耗（要求室内覆盖时使用）Lb 人体损耗S_UE 移动台接收机灵敏度（与业务、多径条件等因素相关）算法介绍2022/8/2234上行链路（反向）PL_UL 上行链路最大传播损耗Pout_UE 移动台业务信道最大发射功率Lf_BS 馈线损耗Ga_BS 基站天线增益Ga_UE UE 天线增益Mf 阴影衰落余量（与传播环境相关）MI 干扰余量（与系统设计容量相关）Lp 建筑物穿透损耗（要求室内覆盖时使用）Lb 人体损耗S_BS 基站接收机

15、的灵敏度（与业务、多径条件等因素相关）算法介绍2022/8/2235Pout_BS 基站业务信道发射功率本参数为系统参数，各种业务取值不同可根据业务类型和所需的该业务信道覆盖范围确定设定值定义在机顶天线口，无须考虑合路器损耗 Lc_BSPout_UE UE 最大发射功率25.101 规定了 4 个功率等级的 UE：链路预算时，假设语音业务 UE 最大发射功率 21dBm；数据业务 UE 最大发射功率 24dBm参数说明2022/8/2236Lf_BS 基站馈线损耗WCDMA 系统工作在 2GHz 频段，机顶到天线间馈缆损耗不可忽略典型值：馈缆损耗 5dB/100m馈缆损耗会降低接收机接收电平，

16、从而对覆盖能力产生影响。使用塔放时，接收机放大环节移到馈缆之前，从而消除了馈缆损耗的影响。参数说明2022/8/2237Ga_BS 基站天线增益基站使用天线具有一定的增益定向天线与全向天线相比具有更高的增益典型值：全向天线 11dBi；65定向天线 17dBi（3 扇区用）Ga_UE 移动台天线增益通常假设移动台天线增益为 0dBi参数说明2022/8/2238S_BS 基站接收机灵敏度基站接收机灵敏度确定了为保证一定的呼叫质量，业务信道所需的最低接收电平S_BS = EbvsNo + 10lg(Rb) + KTW + NF_BSIMEbvsNo 基站接收机解调门限。通过链路仿真和实测得到。与

17、业务类型、传播环境、接收机解调性能，配置条件（收分集、功控、软切换）相关Rb 数据速率（信道编码前）KTW 热噪声密度，常温下等于 174dBm/HzNF_BS 接收机噪声系数IM 干扰余量参数说明2022/8/2239S_UE 移动台接收机灵敏度S_UE = EbvsNo + 10lg(Rb) + KTW +NF_UEIMNF_UE 移动台噪声系数，典型值 7dB（协议要求优于 9dB）IM 干扰余量参数说明2022/8/2240Mf 阴影衰落余量链路预算得到的路径损耗值为中值，由于阴影衰落，实际的路径损耗在此值上下波动。为了保证一定的边缘覆盖概率（ 50%），需要留出一定的余量，即阴影衰落

18、余量通常假设阴影衰落服从对数正态分布。根据阴影衰落方差和边缘覆盖概率要求（运营商确定），可以得到所需的阴影衰落余量：Mf（ dB值）= NORMSINV（边缘覆盖概率） 阴影衰落方差（ dB值）其中 NORMSINV() 函数为标准正态分布累积函数的逆函数参数说明2022/8/2241MI 干扰余量WCDMA 系统为自干扰系统，其覆盖与容量密切相关，在链路预算中就表现为干扰余量的引入对于反向链路，不同的负载水平对应不同的干扰上升。例如，3dB 的干扰上升对应 50 的负载，4dB 的干扰上升对应 60% 的负载对于前向链路，负载与干扰的关系同样存在，但难以进行理论计算，需要通过仿真确定在链路预

19、算中干扰余量的取值由系统的设计容量要求决定参数说明2022/8/2242Lp 建筑物穿透损耗如果使用室外基站进行室内覆盖，需要考虑建筑物穿透损耗建筑物穿透损耗与建筑物类型有关。例如，密集城区建筑物穿透损耗典型值 20dB，郊区 10dB，车内 10dBLb 人体损耗对于手持移动台，需要考虑人体穿透损耗的影响人体损耗典型值 3dB数据终端由于使用方式不同，可以不考虑人体损耗影响参数说明2022/8/2243分析场景设置实例说明2022/8/2244发射机部分实例说明2022/8/2245接收机部分实例说明2022/8/2246实例说明路径损耗计算2022/8/2247实例说明小区半径计算2022

20、/8/2248本章小结本章主要从四个方面介绍了WCDMA链路预算：基本原理算法介绍参数说明实例说明2022/8/2249课程内容WCDMA与GSM网络规划比较WCDMA网络规划流程WCDMA链路预算WCDMA容量估算WCDMA系统仿真2022/8/2250WCDMA 容量估算 上行上行干扰构成上行负载因子每个用户对负载的贡献2022/8/2251WCDMA 容量估算 上行噪声上升50% 负载 3dB60% 负载 4dB75% 负载 6dB2022/8/2252WCDMA 容量估算 下行下行干扰构成下行负载因子下行发射功率2022/8/2253硬阻塞与软阻塞 上行资源：干扰余量下行资源：发射功率

21、?信道数WCDMA 系统的准入是基于 Qos 控制的软阻塞，与基于固定信道数限制的硬阻塞不同2022/8/2254本章小结本章主要介绍了容量估算的计算方法。2022/8/2255课程内容WCDMA与GSM网络规划比较WCDMA网络规划流程WCDMA链路预算WCDMA容量估算WCDMA系统仿真2022/8/2256WCDMA系统仿真第一节 系统仿真介绍第二节 系统仿真输入 第三节 系统仿真过程描述 2022/8/2257静态仿真（Static Simulations）静态仿真通过对快照的分析来了解网络性能动态仿真（Dynamic Simulations）动态仿真通过对UE在连续时隙内移动的分析来

22、了解网络性能系统仿真分类2022/8/2258拍摄一定数量的网络快照，其中：每一个快照按照某种规律（随机均匀分布）生成一定的移动台或者终端分布；通过叠代运算获得终端与网络侧的连接能力；考虑多种连接失败的可能（上下行业务信道最大发射功率，无可用信道，过低的Ec/Io，上下行干扰）；通过对多个快照的结果进行统计分析，可以对网络的性能获得了解。Monto Carlo仿真是静态仿真中的一种。静态仿真2022/8/2259拍摄一定数量的网络快照，其中：动态仿真模拟UE在网络中移动的场景；在第一个时隙产生UE分布（类似快照）；随后的时隙将基于之前时隙产生的仿真结果进行仿真；仿真过程包括新移动台接入网络一直

23、到结束通话的过程。动态仿真2022/8/2260静态仿真 vs. 动态仿真静态仿真：计算量较大（取决于快照的数量），配置和结论都比较复杂，但正确性较高。动态仿真：计算量大，耗用时间长。另外，动态仿真要求所提供的traffic map必须非常精确。否则，如果traffic map不精确，那么即使仿真出来，结果也没有太大的参考意义。不同仿真方法比较2022/8/2261WCDMA系统仿真第一节 系统仿真介绍第二节 系统仿真输入 第三节 系统仿真过程描述 2022/8/2262地理信息输入根据规划的需要，选择合适的最新版的三维数字地图导入规划软件。一个标准的数字地图包含：数字高程模型（DEM），地物

24、覆盖模型（DOM），线状地物模型（LDM），高程建筑矢量模型（仅限于微蜂窝使用）。对于宏蜂窝规划，一般选取20m20m精度的数字地图；对于微蜂窝规划，一般选取5m5m精度、甚至根据实际规划要求，选取更高精度的数字地图。系统仿真的输入2022/8/2263模 型 名 称适用范围Okumura-Hata适用于 900/1900MHz 宏蜂窝预测 Cost231-Hata适用于1900MHz 宏蜂窝预测Cost231 Walfish-Ikegami适用于900和1900MHz 微蜂窝预测Keenan-Motley 适用于900和1900MHz 室内环境预测规划软件ASSET中使用适用于900和190

25、0MHz 宏蜂窝预测传播模型输入系统仿真的输入2022/8/2264小区参数输入Max TX Power (dBm)：小区最大发射功率。Max TX Power/Connection (dBm)：每连接所允许的TX的上限值。Max number of channels：小区中可用的最大信道数目。Primary Channels：小区中最大的Primary信道的数目。Handover Channels：小区中用于切换的最大的信道数目。Noise Rise (dB)：小区允许的最大噪声提升。Pilot Power (dBm)：小区导频功率。Orthogonality factor：下行业务信道之间的正交化因子。Preference Weight：载频之间的负载的优先权重。Common Channel PowerdBm：小区中下行公共信道发射功率（除导频外）。Scrambling Code：小区分配的下行主扰码。Active set size：软切换激活集大小。系统仿真的输入2022/8/2265Create Traffic RasterCapture TrafficEvaluate Each