WCDMA无线网络容量规划

Page1京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密WCDMA无线网络容量规划京移通信设计院有限公司无线通信研究所Page2京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密目录•容量规划的原则•扩容策略•容量规划的流程•极限容量计算•爱尔兰容量预算•信道板的计算•仿真分析•UTRAN接口容量计算•影响因素•增强方法Page3京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密容量规划原则•WCDMA无线网络规划是按照“一步规划、分步实施”的原则进行，容量规划也需要根据这个原则制定分步实施的策略，确定本次规划的时期（Phases）和区域（Area）;•充分满足发展需求，扩容在各个阶段适当超前放号；根据各个区域的容量增长需求特点，各种扩容点针对需求提前一定的时间；•由于WCDMA系统覆盖和容量是相互关联相互影响的，因此后期扩容应以尽量不影响覆盖为原则并且扩容需对网络改动小，不能对网络运营产生影响，扩容后保证网络质量不受影响；•扩容时充分考虑可操作性，由于WCDMA系统各个小区之间导频干扰，规划时如果采用增加站点的方式，必须对相邻的所有小区重新规划，尽量在成熟稳定的业务区不增加新站；Page4京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密一步规划，分步实施思路一（低负载）思路二（高负载）方法初期网络规划时采用基站“大覆盖，小容量”，并基于较低的负载设计网络，网络初期基站数目少，站间距较大。随着话务的增长，在覆盖和容量不足的地区增加基站来进行扩容，最后再采取加载频和微蜂窝等方式进行扩容。基于较高的负载来进行初期的网络格局建设，以保证网络具有高容量的潜力，能满足覆盖和容量激增的需求。网络后续的扩容主要以在原有基站格局的情况下增加设备硬件配置和载波的方式进行，待容量有更高要求时再考虑微蜂窝或引入新技术如多速率AMR，发射分集等。优点建网初期可最小化基站数目，降低初期投资。预先考虑了网络扩容的潜力，网络扩容具备稳定性和平滑性。规避由于对未来话务增长预测不准而带来的诸多风险。扩容方便，避免了复杂的网络调整和优化。风险要求初期的话务模型预测非常准确，否则在话务出现波动增长时将导致网络中出现过多的覆盖空洞，影响网络的质量。业务发展不足会导致系统投资浪费。缺陷后续扩容主要采取小区分裂方式，技术难度和工程量均很大。基站间干扰的增加，将导致基站容量和覆盖能力的下降，无法达到预期目的。站间距的缩小导致网络中软切换比例的增加，影响网络容量。大量的加站需重新进行网络设计和大规模调整，实施难度很大。初期网络投资规模较大。Page5京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密系统目标区域类型特点设计考虑密集城区业务密度高数据业务比例高下行容量是瓶颈考虑较高的下行设计容量，设计负荷较重普通城区业务密度较高数据业务比例不高上下行容量覆盖平衡均衡考虑容量和覆盖效果，小区负荷适中城郊数据业务密度低主要为话音业务上行覆盖是瓶颈主要关注覆盖效果，小区负荷较低Page6京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密容量规划流程Page7京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密基站数目计算流程Page8京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密扩容策略举例--密集城区Page9京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密扩容策略举例--普通城区Page10京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密扩容策略举例--城郊地区Page11京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密紧急扩容-突发高话务区•突发高话务地区的特点:位置：处于中心城市，属于永久性固定集会场所；时间：使用时间具有不连续性，所以基站利用率低。服务：以话音为主，尽管用户绝对数量大，但是以应急话音通信为主，部分区域需要提供高速数据业务。比如体育馆、展览馆Page12京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密紧急扩容策略•增加GSM应急通信车，把语音呼叫转移到GSM；•调整和邻小区的导频功率、切换、小区选择和重选门限，将用户推到邻近小区，减少阻塞小区和邻区的软切换；•启动第二频点及异频切换机制，转移话音用户；•使用较低的编码速率，减少每用户的容量消耗Page13京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密紧急扩容策略举例-“运维工厂”＋RRU的解决方案将多个RRU共用“运维工厂”提供的同一个基带资源池，实现了‘忙、闲’分时复用的策略，同时通过将不同空间的话务集中处理实现了资源的空间复用。这样通过对多扇区大容量基带资源池的分时复用，实现了突发高话务的接纳，使得资源利用率高，运营成本大幅降低。Page14京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密容量规划关键性能指标•并发用户数－系统中同时通话的用户数•数据吞吐量－在某个载频的每扇区或者小区在一段时间内传输的系统有效数据•系统负载－小区当前吞吐量与理论上最大吞吐量的比值•阻塞率与延时－ＣＳ域：阻塞率－ＰＳ域：延时、延时概率Page15京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密WCDMA容量含义•软容量-为了减少干扰，保证业务质量而拒绝新的用户接入-同样为减少干扰，系统可能会拒绝高速业务而允许占用资源少的低速业务申请-在网络繁忙时，降低某种业务质量要求而减少资源占用•硬容量-NodeB发射功率-OVSF码资源-NodeB信道板资源Page16京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密小区容量计算•上行链路负荷因子•下行链路负荷因子•上行极限容量•下行极限容量Page17京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密上行链路负荷因子NjjjobjULvNERWi1)/(/11)1(--用户j在物理层的激活因子Eb/N0--每比特的信号能量除以噪声谱密度，用以满足预先规定的业务质量(如误比特率)。i—小区干扰比W--WCDMA码片速率Rj--用户j的比特率W/Rj—处理增益jvPage18京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密下行链路负荷因子])1[(/)/(01jjjjbNjjDLiRWNEvj--用户j的信道正交系数。由多径传播引起ij--用户j接收的其他小区功率与接收到的本小区的功率之比--用户j在物理层的激活因子Eb/N0--每比特的信号能量除以噪声谱密度，用以满足预先规定的业务质量(如误比特率)。jvPage19京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密上行极限容量i--小区干扰比--用户j在物理层的激活因子。话音业务的典型值为0.67；数据业务1。jvivNERWNobpole11]1)/(/[Eb/N0--每比特的信号能量除以噪声谱密度，用以满足预先规定的业务质量(如误比特率)。Page20京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密下行极限容量--用户的信道正交系数。由多径传播引起ij--用户接收的其他小区功率与接收到的本小区的功率之比Eb/N0--每比特的信号能量除以噪声谱密度，用以满足预先规定的业务质量(如误比特率)。SHO--软切换开销，一般取30%～40%左右)1(])1[(1)/(/SHOviaNERWNobpolePage21京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密一定假设下的单业务极限容量业务类型上行Eb/N0（dB）下行Eb/N0（dB）单扇区单业务极点用户数CS12.2k3.87.354CS64k2.13.217PS64k1.5223PS128k0.61.513PS384k11.74Page22京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密多业务环境下同时通话的用户数业务类型上行Eb/N0（dB）上行链路分形负载因子下行Eb/N0（dB）下行链路分形负载因子CS12.2k3.80.935%7.31.84%CS64k2.14.84%3.25.61%PS64k1.54.23%24.26%PS128k0.66.78%1.57.59%PS384k120.6%1.723.8%计算出每种业务的上下行链路负荷因子，计算出给定小区负载下特定业务组合每种业务的用户数Page23京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密上行链路50%负载下两种业务组合用户数Page24京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密下行链路75%负载下两种业务组合用户数Page25京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密极限容量-OVSF码资源受限•WCDMA系统是个码分多址系统，不同的用户或不同的信道是用码字进行区分的，所以码字资源对容量也是一个限制因素•在下行链路，OVSF码用于区分不同的物理连接，OVSF码不仅要分配给不同的用户，还要分配给公共物理控制信道:主导频信道P-CPICH、主公共控制物理信道P-CCPCH、寻呼指示信道PICH、捕获指示信道等AICH、辅公共控制物理信道S-CCPCH。•外场测试中某厂家的码资源分配策略如下：主导频信道P-CPICH和主公共控制物理信道P-CCPCH分别占用扩频因子SF=256的0分支和1分支；捕获指示信道等AICH和寻呼指示信道PICH分别占用扩频因子SF=256的2分支和3分支；辅公共控制物理信道S-CCPCH占用SF=64的1分支。•CS12.2,CS64，PS64，PS128，PS384业务，它们的下行扩频因子SF分别为128，32，32，16，8。•码资源受限时极限容量应分别为124，31，31，15，7Page26京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密容量预算（基站预算）•坎贝尔模型•基站预算Page27京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密坎贝尔模型iiiiiiiibabac2坎贝尔信道ri=呼叫到达率ai=相对基本业务信道的业务资源强度bi=平均呼叫保持时间iiiicab坎贝尔业务总量=1amplitudefor1amplitudeforratebitserviceforserviceforratebitamplitudeRelative00NENEbb业务资源强度a:Page28京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密坎贝尔模型•坎贝尔信道数=（基站基本业务信道数-基本业务信道的业务资源强度）/坎贝尔信道=（基站基本业务信道数-1）/坎贝尔信道Page29京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密基站预算1.根据话务模型，利用坎贝尔方法计算出规划区内CS域业务的坎贝尔信道c和坎贝尔业务总量。2.考虑软切换及限制小区负载的情况下，计算出单小区极限容量，随之得出单小区的坎贝尔信道数。3.然后根据ErlangB公式在2%的阻塞概率要求下，一个3扇区基站3倍的坎贝尔信道可以提供f(坎贝尔信道数，2%的阻塞概率)Erl*3的坎贝尔业务量。f是根据ErlangB表查找可以提供的Erl服务量的函数。4.初步基站数量=坎贝尔业务总量/基站坎贝尔业务量5.在得到基站预算数目后，对PS域数据业务进行核算：根据PS域业务的平均延时要求(1s)和ErlangC模型，确定剩余容量的利用率；核算CS域剩余容量是否满足PS域数据承载需要；6.不能满足要求,则根据数据承载需要增加基站预算。Page30京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密基站预算举例某地区3G业务发展分布Page31京移通信设计院有限公司无线通信研究所内部资料注意保密基站预算举例（续）1.选取语音业务为基本业务，首先根据公式计算出NodeB的坎贝尔信道c，根据上图数据可以计算得到：坎贝尔信道c==1.134个基本语音信道2.计算NodeB的坎贝尔信道数。对于给定的负载n（本例假设基站设计的负载为50%），三扇区基站可提供Mpole*n*3个基本语音信道，预留30%的切换信道。Mpole为小区的语音极限容量，由以上介绍所给的极限容量的计算公式可以计算得出，本例假设Mpole为120。