11-无线网络规划课件

无线网络规划WirelessNetworkPlanningforMobileCommunications内容提示本次课要回答的问题：无线网络规划的目的意义、基本流程、蜂窝系统建站规划与系统容量计算等。重点：规划流程、小区频率配置、覆盖预测、链路计算和小区容量计算等。难点：小区频率配置、干扰分析、链路预算、容量分析。内容提要（Contents）

无线网络规划基础FundamentalsofWirelessNetworkPlanningGSM无线网络规划

GSMWirelessNetworkPlanning无线网络规划的目的意义

规划的目的

无线网络规划是根据覆盖需求、容量需求以及其它特殊需求，结合覆盖区域的地形地貌特征，设计合理可行的无线网络布局和设备（基站）配置，以最小的投资满足需求的过程。规划的意义

无线网络规划是整个建设过程中极其重要的关键阶段，决定了系统的投资规模，规划结果确立了网络的基本架构，很大程度上决定了网络建成后的效果。合理的网络规划可以节省投资成本和建成后网络的运营成本，提高网络的服务等级，提高用户的满意度。

无线网络规划的相关因素

涉及专业领域

涉及交换、无线、传输、电源等多个专业领域

。规划需求满足覆盖、容量

、业务、环保、造价等需求。影响因素地形地貌、用户分布、用户移动性、业务类型

、电磁环境、业务模型等。主要工作

规划区实地勘察、链路预算、网络拓扑结构设计、仿真等。

无线网络规划目标

通过规划实现如下目标：达到服务区内最大程度的时间、地点的无线覆盖，满足所要求的通信概率；最大程度减少干扰，达到所要求的服务质量，提供最大可能容量；在有限的带宽内提高系统容量；在保证话音业务的同时，满足数据业务的需求；优化设置无线参数，达到系统最佳服务质量；在满足容量和服务质量前提下，尽量减少系统设备单元，降低成本；科学预测话务分布，合理布局网络，均衡话务量。

无线网络规划基本流程无线网络规划一般流程注：新建网络规划和扩容网络规划流程和难度有区别；不同技术体制规划流程有细节区别。无线网络规划基本流程

需求分析与数据收集了解拟建网络的无线覆盖、服务质量和系统容量等要求；了解规划区域的无线传播环境，调查经济发展水平、人均收入和消费习惯；调查规划区内话务需求分布情况；了解规划区内现有网络设备性能及运营情况；了解运营商通信业务发展计划，可用频率资源，并对规划期内的用户发展做出合理预测；收集规划区的街道图、地形高度图，如有必要，需购买电子地图；了解各种可利用资源情况；收集其它相关资料。无线网络规划基本流程可用站点勘察

收集可利用站点的经纬度、高度、周边无线传播环境、遮挡情况、周围存在的干扰源等信息，为站点的选用提供参考；如果和其它网络共站，同时收集其它网络的无线参数，设计时，需要考虑不同网络的隔离；收集规划区域的地形地貌特征，为各区域选择合适的无线传播模型；如果需要进行场强测试，选择场强测试站点。无线网络规划基本流程场强测试与频谱扫描

（1）场强测试目的：通过现场测试确定规划区内电波传播模型，得到本区域内信号传播的慢衰落变化特性。基本方法：从基站选定点发送给定频段的无线电波信号，用场强仪等探测设备记录规划区内各点信号强度，从而给出该区域电波传播的慢衰落变化规律。关键工作：测试点选取、数据采集间隔确定、数据过滤、仿真分析等信道传播模型校正。传播模型校正流程：工程前期的准备工作、选点和路线确定工作、站点架设及数据采集工作、对采集回来的数据进行预处理和地理平均工作、利用模型校正软件完成模型调校、生成模型结果、对整个工程进行充分的总结分析，产生最终的工程报告书。

无线网络规划基本流程场强测试与频谱扫描

（2）频谱扫描

目的：确定准备使用的频段是否存在干扰。

基本方法：以目标频点为中心，前后各扫一段频谱。

主要过程：频谱扫描一般需要包括路测和定点测试。路测用仪器在事先规划好的路线上测试，通过GPS定位，记录频谱随位置变化的情况，目的是发现哪些区域可能存在干扰，比较粗略。定点测试是在选定的位置，用八木天线进行测试，目的是从可能存在干扰的区域中，找出干扰的频段、比较具体的位置或方向、干扰强度等详细信息。

无线网络规划基本流程网络拓扑结构设计

网络拓扑结构设计的一般过程：①根据无线传播环境类型和话务密度，对规划区域进行分块，确定小区半径；②以满足站点选用要求为基础，根据各区域的小区半径，搭建网络拓扑结构。应根据规划区域的实际无线传播环境，合理运用宏基站、微基站、射频拉远、直放站等设备综合组网。③规划站点的初始朝向根据网络中周围站点的相对位置确定；天线挂高通过链路预算得到；天线类型基于所处环境和站点分情况选用，同时根据覆盖范围计算初始下倾角。④利用仿真工具验证规划方案是否满足覆盖和容量需求，如果不满足，需要对存在问题区域的规划站点进行调整；⑤输出规划结果，包括规划站点的各种参数。

无线网络规划基本流程网络拓扑结构设计

网络拓扑结构调整流程无线网络规划基本流程网络拓扑结构设计

某覆盖区预测（软件仿真）结果实例无线网络规划基本流程规划站点勘察与验证

勘察就是从实际环境中找出与规划参数接近的点，然后进行勘察；规划站点勘察完成后，需要对候选站点进行验证，具体过程如下：将最佳候选点的相关参数输入到仿真工具（规划软件）中，替代原有的规划站点。执行仿真，验证候选点是否能够满足覆盖和容量需求，仿真过程中可以对天线挂高、朝向、下倾角等参数进行微调。各参数的调整幅度受限于候选点的实际环境，比如天线挂高受限于建筑物高度和可采用的增高方式、扇区朝向受限于周围存在的遮挡情况。依次代入其它候选点，执行仿真，列出满足需求的候选点信息。无线网络规划基本流程无线参数设计工程参数工程参数是指与工程设计、安装和开通有关的参数，如天线增益、电缆损耗、天线挂高、扇区方位、下倾角、频点、发射功率等。资源参数资源参数是指与无线资源的配置、利用有关的参数，这类参数通常会在无线接口（Um）上传送，以保持基站与移动台之间的一致。资源参数的另一个重要特点是：大多数资源参数在网络运行过程中可以通过一定的人机界面进行动态调整。

无线网络覆盖规划

覆盖规划的内容与流程（1）调查并对覆盖区域进行分区、分类将一个较大的覆盖区域划分为不同类型的小的片区，例如密集城区、一般城区、郊区、乡村等。（2）进行链路预算用合适的传播模型，进行链路预算获得各片区基站的最大覆盖半径。（3）估算满足覆盖需求的载扇数各片区要求的覆盖面积除以各片区单扇区的最大覆盖面积获得各片区满足覆盖需求的载扇数。所有片区累加，可以获得整个规划区域的载扇数要求。（4）确定BTS数量和站型根据获得的满足覆盖及容量需求的载扇数、规划区域的无线环境选择合适的站型，确定各片区各种站型BTS的数量。（5）仿真、调整将初步确定的基站参数输入网络规划软件进行覆盖预测分析，并反复调整有关工程参数、站点位置，直至达到满足无线覆盖要求为止。无线网络覆盖规划链路预算最大允许路径损耗可大致用下列公式定性表示：最大允许路径损耗=发射功率-接收机灵敏度-系统裕量-各类损耗-其它

（1）发射功率RIRP=发射功率（dBm）+发射天线增益（dBi）-(合路器的损耗+馈缆损耗+接头损耗+其它器件的损耗)

若给定的天线增益单位为dBd，则在链路预算表中需变换为dBi：dBi=dBd+2.15dB（2）接收机灵敏度接收机灵敏度反映在保证通信质量的前提下，接收机输入端所需的最低信号电平（或功率）。

链路预算（3）系统裕量

系统裕量包括衰落裕量和干扰裕量。①衰落裕量衰落裕量也叫衰落储备，是为了克服衰落的影响，保证小区中通信的可靠性而预留出来的裕量。衰落裕量是与一定的小区边缘通信概率要求相对应的。

衰落裕量vs小区边缘通信概率无线网络覆盖规划链路预算（3）系统裕量

系统裕量包括衰落裕量和干扰裕量。②干扰裕量对于GSM蜂窝系统，为对抗由于频率复用带来的同频干扰、城市中汽车等带来的人为噪声等对通信质量的影响，系统设计时需要预先留出一定的裕量，称之为干扰裕量或恶化量储备，一般取为2~5dB。对于CDMA蜂窝系统，由于用户数的增加（网络负载加重），多址干扰将加重，它提高了接收机的噪声基底，使接收机的灵敏度降低，增加了接收机的最低接收门限电平。因此，系统设计时也必须要为此预留一定的裕量来对抗这种背景噪声的提高，这种裕量称为干扰裕量。

无线网络覆盖规划链路预算（4）各类损耗

①建筑物的穿透损耗建筑物的穿透损耗是指电波通过建筑物的外层结构时所受到的衰减，它等于建筑物外与建筑物内的场强中值之差。②车内损耗工程上，一般车内损耗取6dB。

③人体损耗对于手持机，当位于使用者的腰部和肩部时，接收的信号场强比天线离开人体几个波长时将分别降低4~7dB和1~2dB。工程上一般人体损耗取为3dB

。

（5）其它分集接收增益、软切换增益。无线网络覆盖规划容量规划的含义

在对规划区内用户发展预测基础上，根据确定的服务等级，综合考虑到业务需求量与分布、传播环境、上下行信号平衡、建站的综合成本等诸方面因素，初步确定基站布站策略、站点数目、站型及配置，以及投资规模等，确定整个区域内重要部分的业务分布，这一网络规划过程就叫容量规划。

系统容量可表述为系统能提供的总话务量和能容纳的总用户数。容量规划是建立在话务理论、用户预测及话务分布预测的基础上的。无线网络容量规划无线网络容量规划容量规划的手段话务理论

话务理论是无线网络容量规划的基本理论依据，将在本书第三章描述。用户预测

蜂窝移动通信用户发展过程应该符合成长曲线的规律。

成长曲线无线网络容量规划容量规划的手段用户预测方法话务分布预测

根据对规划区人口密度、发展水平、生活工作情况、场所性质等判断，预测出该区域的话务密度。（1）趋势外推法：找到一条合适的函数曲线反映这种变化趋势时；（2）回归预测法：根据已有变量数据，预测另一个变量的发展变化；（3）普及率法：结合类比分析，找出类似城市发展的趋势；（4）市场调查法：根据市场调查，得出规划区潜在用户数。无线网络容量规划容量规划的手段数据业务容量需求的估算

与服务类型相关，支持WWW、E-mail、FTP、Telnet等业务；与运营策略相关，受到数据用户比例、提供给用户的平均传输速率、系统所提供的业务种类等因素的影响；与设备技术特点相关；与用户使用各数据服务的习惯相关。数据业务模型与话音业务模型有明显的不同：数据业务有多种类型，每用户Erlang是统计值，与各种业务的比重有关系；呼叫建立次数取决于业务种类和各种业务的比重；每用户的平均呼叫时长也取决于业务种类和各种业务的比重；占用的资源受数据业务速率等因素影响，是统计的结果。无线网络容量规划容量规划的手段基站容量规划

话音业务容量需求和数据业务容量需求构成了系统总的容量需求。通过上面的用户数及其分布预测，结合话音/数据业务模型，可得出服务区内总的容量需求和容量在每个地区的需求分布和区域面积，进而得到基站数目、站型及分布。具体包括：（1）某区域所需基站总数的估算；（2）基站站型的确定。内容提要（Contents）

无线网络规划基础FundamentalsofWirelessNetworkPlanning

GSM无线网络规划GSMWirelessNetworkPlanning

覆盖目标GSM网络规划设计要求覆盖目标大中城市小城市公路覆盖面积/长度(km2/km)密集市区9--市区5025-郊区10060-乡村15010075开通日期（日/月/年）1/4/021/4/021/5/02用户数量开通1200040001000+6月1400060002000+12月1800060002000+18月1800060002000

覆盖目标（续)GSM网络规划设计要求覆盖目标大中城市小城市公路忙时话务量/用户(mErl)302520话务效率(%)858580频点数量252525服务类型室内X车内XX室外XXGOS(%)225覆盖概率(%)959590KPI指标含义测试方法参考值1TCH拥塞率TCH占用失败次数/TCH占用请求次数×100％OMC<2％2SDCCH拥塞率SDCCH占用与全忙次数/SDCCH占用请求次数×100％OMC<1%3掉话率TCH掉话次数/TCH占用成功次数×100％OMC<2%4切换成功率切换成功次数/切换尝试次数×100％OMC>92%5呼叫建立时间平均呼叫建立时间路测<106覆盖率接收电平大于-90dBm的百分比路测>90％7主观话音质量评价(MOS)根据话音从完美到不可听分为5个等级路测≥3网络关键性能指标（KPI）

GSM网络规划设计要求覆盖规划总体考虑覆盖要求分析运营商对覆盖的要求。

覆盖区域分析根据不同类型的区域传播模型确定设计原则、网络结构、服务等级和频率复用方式。可将无线覆盖的区域划分为：大城市、中等城市、小城镇和农村。

覆盖区边缘场强和覆盖概率的确定

下行边缘场强的确定因素：手机灵敏度-102dBm，快衰落保护4dB（农村为3dB），慢衰落保护8dB（农村为6dB），噪声（环境噪声和干扰噪声）保护5dB。建筑物的平均穿透损耗一般按15dB计；另加5dB室内信号改善储备。在市区环境，GSM1800信号的传播衰耗比GSM900信号平均大10dB左右，而GSM1800系统的天线增益比GSM900系统平均大3dB。

GSM网络覆盖规划上下行链路平衡上行链路预算表GSM网络覆盖规划序号项目数据(1)手机标称发射功率(dBm)33(2)人体损耗（dB）3(3)手机天线增益(dBi)0(4)手机EIRP（dBm）30(5)基站灵敏度(dBm)-110(6)基站天线增益(dBi)15.7(7)基站馈缆与接头损耗（dB）3(8)双工器等其它损耗（dB）1(9)分集接收增益（dB）3(10)正态衰落裕量(dB)5.4(11)干扰裕量(dB)2(13)最大允许的路径损耗(dB)147.3上下行链路平衡下行链路预算表GSM网络覆盖规划序号项目数据(1)基站标称发射功率(dBm)46(2)基站天线增益(dBi)15.7(3)基站馈缆与接头损耗（dB）3(4)双工器、合路器等其它损耗（dB）2(5)基站EIRP（dBm）56.7(6)手机灵敏度(dBm)-102(7)手机天线增益(dBi)0(8)人体损耗（dB）3(9)正态衰落裕量(dB)5.4(10)干扰裕量(dB)2(11)最大允许的路径损耗(dB)148.3覆盖预测利用上下行链路平衡预算的结果确定最大允许的链路损耗，然后结合环境分类，由对应的传播模型，从而预测小区的覆盖距离。需要给出覆盖预测图时，可使用Planet、Netplan、ASSET等规划工具。

GSM网络覆盖规划规划工具输出的覆盖预测图频率复用要求频带宽度-复用技术-最大配置

干扰保护比的要求：同频干扰保护比 C/I≥9dB邻频干扰保护比C/I≥-9dB400kHz邻频保护比C/I≥-41dBGSM网络频率规划频带4×3MRP1×36MHzS3/2/2注2S4/4/37MHzS3/3/2S4/4/4S5/4/48MHzS4/3/3S5/5/5S6/5/510MHzS4/4/4S6/6/6S8/8/8

频率复用方式（1）4×3频率复用

GSM网络频率规划

频率复用方式（2）3×3频率复用

GSM网络频率规划频率复用方式（3）1×3频率复用

GSM网络频率规划复用方式基站配置平均每站容量（户）容量比6MHZ4×33/2/2或3/3/2144013×33/3/317881．2