論WCDMA網絡規劃與GSM網絡規劃的比較

摘 要:合理的網絡規劃可以節省投資成本和建成后網絡的運營成本，提高網絡的的服務等級，提高用戶的滿意度。本文從無線網絡規劃的幾個主要方面對GSM系統和WCDMA系統進行比較，說明兩者之間的主要差異。

關鍵詞:無線網絡規劃 GSM系統 WCDMA系統 自干擾系統 覆蓋 容量 質量 鄰區規劃

中圖分類號:TN929.533文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)11(c)-0077-02

通信網絡就是用各種通信手段和一定的方式，將終端設備、傳輸系統、交換系統等連接起來的通信整體。

一個完整的移動通信網絡建設包括前期可行性研究、網絡規劃、工程實施和網絡優化等階段。

網絡規劃就是以可行為前提，是整個建設過程中的關鍵階段，是移動通信網絡建設的開始，決定了系統的投資規模，確立了網絡的基本架構和網絡質量。

合理的網絡規劃可以節省投資成本和建成后網絡的運營成本，提高網絡的的服務等級，提高用戶的滿意度。

1 無線通信網絡規劃的概念與特點

ITU-T《通信網絡規劃手冊》對通信網絡規劃的定義為:為了滿足預期的需求和給出一種可以接受的服務等級，在恰當的地方、恰當的時間、以恰當的費用提供給恰當的設備。通信網絡規劃就是要在時間、空間、目標、步驟、設備和費用等六個方面，對未來的通信網絡作出一個合理的安排和估計。

無線網絡規劃就是在一定的成本和滿足網絡服務質量的前提下，建設一個容量和覆蓋范圍都盡量大的無線網絡，并能適應未來網絡發展和擴容的需要。從投資的角度就是要少花錢多辦事。無線網絡規劃可以解決電信運營商最關心的系統服務質量、覆蓋、容量和成本等問題，使之達到良好的平衡。

無線網絡規劃具有需要全面的技術、大量的計算、豐富的經驗等特點，還與網絡所采用的技術密切相關。

2 GSM網絡技術主要特點

GSM屬于第二代移動通信技術。其采用的是時分多址(TDMA)技術，不同的用戶用不同的頻率和時隙來區分，因此，影響GSM系統容量的主要是頻率資源。

在GSM系統中，容量、覆蓋和質量三者沒有直接的聯系，可以獨立來進行分析和設計。目前，我國GSM網絡系統采用900MHz和1800MHz兩種頻段。主要參數如表1所示。

相鄰兩個頻點的間隔為200KHz，每個頻點又分為8個時隙，即8個信道(全速率)，如果采用半速率語音編碼就變成16個半速率信道，相當于容量增加一倍，但其后果就是使語音質量變差，所以在一般情況下不使用。

顯然，在帶寬(頻點)有限的情況下，為了增加系統容量必然會重復使用一些頻點，即頻率的復用。

有了頻率的復用，自然就會導致同鄰頻的相互干擾。GSM規范中一般要求同頻干擾比C/I>9dB;工程中一般增加3dB的余量，即要求C/I>12dB。

GSM中一個很重要的概念是時間提前量TA。正常情況下基站的最大覆蓋距離為35公里左右。在特殊情況下，比如海邊為了解決覆蓋距離的問題，采用犧牲容量的方式可以使覆蓋達到120公里左右。

無線信號的衰落具有頻率、時間和空間的選擇性。為了解決這個問題，GSM采取了分集接收的技術。分集技術主要包括空間分集、頻率分集、極化分集。

3 WCDMA網絡技術主要特點

WCDMA屬于第三代移動通信技術。

與GSM相比其主要的特點是全網使用相同頻率，屬于一個自干擾的系統。控制覆蓋是WCDMA系統的重要工作，所以覆蓋規劃是非常重要的。

WCDMA系統沒有固定的容量，覆蓋和容量密切相關。當業務量增加的時候，由于同頻自干擾的原因導致干擾增加，覆蓋面積縮小，這就是所謂的呼吸效應。

WCDMA另外的一個特點就是遠近效應，因為大家都使用相同頻率，對整個系統來說，每個用戶都要求以最小的功率發射信號顯得尤其重要。

業務的不對稱也是WCDMA的一個重要特點，一般來說下載的用戶或者說流量大于上傳的用戶或者流量。

另外，WCDMA系統較GSM來說，業務的復雜性也是很明顯的。GSM系統開始的時候只有語音和短信的業務，后來有了GPRS，但因為GPRS速率較低對網絡的影響不明顯。但WCDMA系統出了語音和短信業務，還有視頻、PS業務、HSDPA和HSUPA等業務。這每種業務所對應的帶寬和發射功率各不相同。

4 WCDMA網絡與GSM網絡規劃的比較

4.1 覆蓋和容量的規劃

GSM的覆蓋和容量無直接關系，可以分開考慮。當頻率規劃合理的情況下，覆蓋基本只受最大發射功率的影響。容量只受載波數的影響，只要硬件和頻點足夠，可以很容易地實現系統擴容。

WCDMA系統因為是自干擾的系統，容量和覆蓋密切相關。同時，如果對系統的質量要求不一樣，系統對應的覆蓋和容量又不一樣。也就是說，WCDMA系統的覆蓋、容量和質量密切相關。

同時，GSM和WCDMA對于覆蓋與容量的計算方法上也不一樣。GSM系統的覆蓋規劃是通過預測無線信號的路徑損耗結合最小接入電平來完成的，容量規劃則是根據覆蓋范圍業務量的估計來確定所需的信道數來確定系統的容量。WCDMA系統則是先確定上下行鏈路的容量負載，然后再根據傳播模型預測無線信號的路徑損耗。在預測損耗的的時候，除了考慮傳統鏈路預算中的各種因素外，還需考慮功率控制、軟切換增益、上下行鏈路的功率預算不同等因素。WCDMA系統的容量計算還與各種業務類型密切相關，在容量規劃時需要對各種業務充分考慮，將不同業務折合成參考業務的業務量進行求和，最終才能估算出該業務區的業務量。

單就覆蓋來看，GSM系統個別高站導致的越區覆蓋只要頻點規劃合理、鄰區配置合理、接入參數設置合理對網絡基本沒什么影響。但對于WCDMA網絡來說，越區覆蓋對網絡很致命。首先，越區覆蓋將直接導致導頻污染;其次，導致鄰區添加困難;由于前面兩個原因，掉話風險大大增加。根據以往經驗，建網初期大部分掉話是由于鄰區漏配導致。

在WCDMA系統中，控制各自小區的覆蓋非常重要。重疊區域過大將導致導頻污染;重疊覆蓋區域過小將導致切換不及時掉話。

4.2 頻率的規劃

GSM系統因為采用時分多址的技術，用不同的頻率和時隙來區分用戶。頻率的規劃對于GSM系統來說顯得尤為重要。有效頻率的多少直接決定著系統的最大用戶數，頻率規劃的質量直接影響到系統的網絡質量。通常的頻率復用方式有5×3、4×3，在采用了抗干擾措施后(跳頻、功控、不連續發射)可以使用緊密的復用方式，如:分層緊密復用、普通同心圓、智能同心圓、分離復用技術(1×3、1×1)。

而WCDMA系統是使用同一頻率的自干擾系統，頻率規劃相對簡單，為了減少異頻切換導致的硬切換盡量使用同一頻率。WCDMA系統采用不同的擾碼來區分不同的小區，總的擾碼數字為0～511共512個。

對于WCDMA系統來說，擾碼的規劃相當于GSM系統的頻率規劃。一旦擾碼復用距離過短，將產生擾碼沖突。在現網的經驗來看，宏站的擾碼服用距離要保持在4公里以上，室分的擾碼復用距離要保持在1公里以上。否則將導致因為擾碼沖突的掉話風險增加。

4.3 鄰區的規劃

GSM系統的每個移動臺最多只能與1個小區保持聯系。在切換的時候，必須先與原小區斷開，再接入目標小區，所以GSM系統的鄰區規劃非常重要。鄰區關系的添加可以有效解決“孤島”效應，從而保證通信的連續性。GSM系統每個小區最多可以配置32個鄰小區。但是鄰小區配置過多會使切換速度變慢和切換不合理的現象發生。在WCDMA系統出現前，GSM不存在異系統鄰區，只需要配置本系統的鄰區即可。在WCDMA出現后，GSM也需要跟WCDMA系統配置鄰區關系，但不是用于GSM向WCDMA的切換，而只是用于異系統重選。

WCDMA系統的每個移動臺最多能同時與3個小區保持聯系，小區之間除了需要配置同頻鄰區關系外，還要配置異頻鄰區關系以及用于切向GSM系統的異系統鄰區關系。

4.4 站址的規劃

GSM系統的站址規劃既要考慮對覆蓋目標的有效覆蓋又要防止過覆蓋造成“孤島”效應，降低頻率的復用度。GSM的站址規劃需要考慮站址位置，高度和周圍環境三個因素。在市區樓群中選址時，可巧妙利用建筑物的高度，實現網絡層次結構的劃分。

WCDMA系統的站址規劃與GSM差別不大，但WCDMA特別要避免選擇過高的站址，這比GSM要求嚴格。導頻污染不僅影響網絡質量，還降低了系統容量，是影響網絡性能的一項重要因素。所以控制覆蓋是WCDMA規劃的重要內容，包括站高、下傾角的確定。

5 總結

WCDMA系統與GSM系統的最大區別是WCDMA系統是一個自干擾系統，正式因為這個特點導致了其在覆蓋、容量和質量的相互影響，不能獨立設計;也真是因為WCDMA的自干擾性，導致了其在站址規劃方面提出了更高的要求，目的是減少干擾，較少沒必要的乒乓切換，從而降低軟切換因子;在鄰區規劃方面也比GSM更加復雜。

參考文獻

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[3]韓斌杰，杜新顏，張建斌.GSM原理及其網絡優化.機械工業出版社，2009.