WCDMA无线网络规划原理和基本流程

WCDMA无线网络规划原理和流程课程内容网络规划原理网络规划流程多径环境时间接收信号强度发射信号无线电波传播特性•无线电波传播的主要形式：直射波、反射波、绕射波、散射波。•当无线电波遇到物体的尺寸比波长大得多的时，就发生反射；•当无线电波的传播路径被尖利的边缘阻挡时，就发生绕射；•当无线电波遇到的物体非常大，而物体粗糙表明不规则部分小于波长时，就会发生散射。移动通信发展历程3G三种无线传输技术的比较UMTS-WCDMACDMA2000TD-SCDMA继承基础GSMIS-95CDMAGSM信道带宽5MHz1.25/5MHz1.6MHz码片速率3.84McpsN*1.2288Mcps1.28Mcps多址方式DS-CDMADS-CDMA和MC-CDMADS-CDMA和TDD核心网GSMMAPANSI-44GSMMAP3G的目标•全球统一频段、统一标准，全球无缝覆盖•高效的频谱效率•更高的服务质量、保密性和可靠性•易于从2G系统平滑演进与过渡，并反向兼容2G系统•能提供多种业务，数据业务速率最高可达2Mbps–车速环境：144kbps–步行环境：384kbps–室内环境：2MbpsWCDMA网络的基本构成AuCMSC/VLRSGSNGMSCGGSNRNCRNCNodeBNodeBNodeBNodeBExternalNetworksUELMEUSIMHLREIRUuIubIurIuGsGn多址技术用户1用户2用户3用户1用户2用户3时间频率时间时间频率频率码FDMATDMACDMA用户3用户2用户1同一时间、同一频段上根据不同的扩频码区分不同的信道如：WCDMA,CDMA2000不同的信道在不同的频段上如：AMPS、TACS同频段上不同的信道以时隙区分如：DAMPS、GSM•WCDMA是一个自干扰系统无线网络规划的首先目标之一就是使自干扰最小自干扰来源:共享频谱,没有理想自相关和互相关特性的扩频码现象:功率攀升,软容量等解决方法:功率控制,接入控制,负载控制,细致规划WCDMA技术特点频率时间码字码分多址自干扰示意相关输出时间同步WCDMA技术特点S/I不满足了,我们都加一点吧IIIS大家听着,保持S/I不变.IIISIIISI增加一个用户I•自干扰与功率控制WCDMA网络规划的特点混合多业务系统－模型复杂软容量、软阻塞、软切换—接入与控制策略设计细致容量、覆盖和干扰密相关—仿真分析难度高despreadingdespreading功率控制Near–far问题NodeBNodeBWCDMA网络规划的要素功率规划静态设置下行公共控制信道的发射功率，界定小区的静态覆盖范围；动态调整专用信道发射功率。扰码规划：降低小区间干扰合理的混合业务模型需要考虑各种业务上下行链路不同的速率与质量要求准确的信道模型需要考虑公共控制信道的功率与质量要求需要考虑上下行专用信道对于不同业务的功率与质量要求多业务混合系统UMTSUDD:384kb/sRadius=0.56RUMTSLCD:64kb/sRadius=0.73RUMTSVoice:12.2kb/sRadius=0.87RUMTSVoice:8kb/sRadius=RUMTSLCD:144kb/sRadius=0.60RUMTSUDD:64kb/sRadius=0.78RUMTSUDD:144kb/sRadius=0.64RUMTSLCD:384kb/sRadius=0.49RUMTSUDD:384kb/sRadius=0.56RUMTSLCD:64kb/sRadius=0.73RUMTSVoice:12.2kb/sRadius=0.87RUMTSVoice:8kb/sRadius=RUMTSLCD:144kb/sRadius=0.60RUMTSUDD:64kb/sRadius=0.78RUMTSUDD:144kb/sRadius=0.64RUMTSLCD:384kb/sRadius=0.49RUMTSLCD:64kb/sRadius=0.73RUMTSVoice:12.2kb/sRadius=0.87RUMTSVoice:8kb/sRadius=RUMTSLCD:144kb/sRadius=0.60RUMTSUDD:64kb/sRadius=0.78RUMTSUDD:144kb/sRadius=0.64RUMTSLCD:384kb/sRadius=0.49R不同业务，速率不同，其覆盖与容量都不同混合业务的不同比例和构成，系统容量不同业务质量,容量,覆盖三者关系业务质量好Eb/N0允许最大路损覆盖范围容量外环功率控制链路分析接入控制传播模型发射功率内外功率控制干扰功率系统外干扰热噪声与多系统共存容量上行容量受限于干扰上升253035404550556065234567891011usernumbernoiserise(dB)上行容量分析iRWNEjjbMjjjUL1/)/(01)1(1010ULULLogNR上行负载使基站接收机提升了噪声，即noiserise上行负载计算下行容量受限于发射功率464850525456586062643234363840424446usernumberTxPower(dBm)公共信道2个用户1个用户3个用户...下行功率下行容量分析NjjjjDLiRWNEb10)1(DLMjjbjMSTXBSRWNELossWNP110_下行负载的效果是基站发射功率的提升下行负载的计算下行容量和覆盖半径的关系WCDMA网络规划的技术特点－不同业务不同覆盖64K业务的覆盖144K业务的覆盖384K业务的覆盖WCDMA技术特点系统容纳的用户数与无线环境有关还与业务构成、比例有关。混合业务接入时可以按最大经济效益动态调整各种业务的比例。周围小区干扰减小时，中心小区容量增加软容量（与发射功率密切相关）要点：移动台同时和两个基站通信，平滑切换WCDMA技术特点软切换WCDMA技术特点数据+信道码+扰码作信道区分下行:小区由扰码区分上行:用户用扰码区分1+（256，0）+主扰码小区覆盖的标记信道估计的参考解调的参考WCDMA信道特点导频信道的结构和作用码资源规划012345678910111213141516171819202122232425262728293031SF=4SF=8SF=16SF=32SF=4SF=8SF=16SF=32红色代表已分配的码字绿色代表由于低速扩频因子码字被分配而阻塞掉的高速扩频因子码字蓝色代表由于高速扩频因子码字被分配而阻塞掉的低速扩频因子码字桔色代表根据申请的扩频因子而优化分配的码字三个结果任取一个码资源分配原则利用率：尽量减少因码分配而阻塞掉的码字复杂度：尽量减少分配的码字数量CDMA功率码分信道1码分信道2码分信道NWCDMA和CDMA网络原理一致使用同样的多址技术-码分多址自干扰系统软容量快速功控软切换RAKE接收机相同的网络性质相同的关键技术课程内容网络规划原理网络规划流程CSC覆盖服务成本WCDMA无线网规指导思想–覆盖（Coverage)•初期网络建设重点与瓶颈在于覆盖•覆盖与容量、质量协同发展–服务（Service)–成本（Cost)WCDMA无线网络规划的CSC原则一次规划，分步实施初期一次性规划保证网络规划的战略目标；完善的一次性规划，可以降低扩容对在网运行系统的影响；完善的一次性规划，可以保证无线网络的低复杂性，易于网络建设和网络维护。。WCDMA规划策略低成本地进行话音业务广覆盖高性价比地进行64K业务城郊进行连续覆盖高性价比地进行128K业务城区进行连续覆盖高品质地进行384K业务重点覆盖一次性规划的优点重点区域站点一次到位WCDMA建网策略逐期分步骤实施出于建设成本考虑，不可能一次建设实现全方位覆盖首先完成“重点区域”的覆盖，所有站点一次性到位，完成初期覆盖，后期根据用户情况平滑升级对于“非重点区域”，也可以根据用户发展状况，逐步实现覆盖。网络建设有优先级非重点区域逐步实现覆盖分步骤实施无线网络规划流程•需求分析–规划区域基本信息：地理环境、人文环境、经济状况等–覆盖、容量、质量要求•规模估算–基于覆盖的估算：需要传播模型–基于容量的估算：需要业务模型–综合分析•预规划仿真•站点勘测•详细规划•最终规划输出网络规划成功的关键全面的需求调查与分析准确的传播模型规范的勘察细致仿真设计设计要素最大程度减少干扰，达到所要求的服务质量最优化设置无线参数，最大发挥系统服务质量在满足容量和服务质量前提下，尽量减少系统设备投入，提升系统性能价格比网规流程——需求分析需求分析规模估算预规划仿真站点勘查站点选择规划分析站点优选符合客户需求输出网规设计报告传播模型测试传播模型校正规划目标要求•一次规划，分步实施覆盖质量容量需求收集表单需求收集表单（续）业务区划分按人口分布细分用户按移动用户现网分布细分用户WCDMA混合业务模型•WCDMA:混合业务模型–用户总数–各种业务的平均呼叫频率、持续时间–上下行数据速率、质量要求–各种业务的比例分布先从数据流特征的角度，设计和选择业务承载，再确定QoS实现业务类别基本特征典型实例会话类须保持流中信息实体间的时间关系，会话模式（延时小且延时抖动要求严格）话音，可视电话流类须保持流中信息实体间的时间关系多媒体数据流交互类请求响应模式，须保持数据完整性网页浏览，网络游戏后台类目标对数据延时有很高的容忍度，须保持数据完整性后台进行的EMAIL下载业务调查地理化•分类原则基于业务类型的分布，业务发展策略，以及区域内用户的动态分布，消费行为特征等•分类方法区域分类特征描述业务分布特点A商务活动集中地，用户对移动通信需求大，对数据业务要求较高话务密集，.业务速率要求高，数据业务发展的重点区域B工商业发达，城市化水平较高，人口密集，经济发展快人均收入高的地区话务量较高，业务速率中等，有数据业务需求C工商业发展和城镇建设具有相当规模，经济发展和人均收入处于中等水平话务量较低，只提供低速或不提供数据业务D主要是山区和农村，经济发展相对落后话务稀疏，建站目的是解决覆盖，一般不保证数据业务的质量业务调查特征化•分类原则主要基于用户的消费能力和消费行为•分类方法用户类别群体特征高端用户定位为一些高收入者，企业和经理，可开展高速率接入业务中端用户定位为一般企业用户及一些高收入者，主要开展信息查询，移动娱乐和移动金融业务低端用户定位为中等收入群体及在校学生，数据业务以短信为主，同时开展一些移动游戏业务注：各种用户群的主要差别表现为开展的业务种类，业务速率，也务质量和业务强度不同业务需求综合分析•不同应用环境的用户分布比例是不同的•不同应用环境中高中低端用户的分布比例是不同的•业务模型统计特性与上述比例相关ABCD总用户比例10%30%30%30%高端用户比例30%10%5%0%中端用户比例40%50%40%10%低端用户比例30%40%55%90%业务种类平均忙时呼叫次数平均呼叫持续时间激活因子平均速率（kbps）平均每用户忙时erl电话1.25720.512.20.025可视电话0（低端）0.05（中端）0.1（高端）541640（低端）0.00075（中端）0.0015（高端）业务种类渗透率BHSABusyhourspacketcallnum每用户忙时吞吐量（kbit）中端用户75%0.217.68高端用户100%0.31.511.52网规流程——规模估算需求分析规模估算预规划仿真站点勘查站点选择规划分析站点优选符合客户需求输出网规设计报告传播模型测试传播模型校正基于覆盖与基于容量的估算•根据覆盖确定需要的NodeB数量–前向覆盖、反向覆盖→小区覆盖半径–计算NodeB数量需求•根据用户容量确定需要的NodeB数量–前向容量、反向容量→小区容量–计算NodeB数量需求•两者之间取大者链路预算及其模型•简单地说，链路预算是对一