WCDMA無線網絡規劃技術探討

摘要：本文介紹了WCDMA的系統結構，闡述了WCDMA系統無線網絡規劃的關鍵點，指出了WCDMA無線網絡規劃的內容，并提出了WCDMA網絡容量與覆蓋規劃的具體實施。

關鍵字：WCDMA 無線網絡規劃 流程

一、引言

第三代移動通信系統是一種能提供多種類型、高質量多媒體業務，是目前移動通信發展的主要方向。各通信運營商要想在移動通信市場競爭中占據有利地位，取得一定的市場份額，一個切實可行、科學合理的網絡規劃是必不可少的。

二、WCDMA系統結構簡介

從系統結構和功能上看，WCDMA系統主要由用戶終端設備（UE）、無線接入網（UTRAN）以及核心網（CN）三部分構成，此外核心網還可以與外部網絡通信，以提供更豐富的業務，如許多基于因特網的業務。

1.用戶設備

用戶設備主要包括基帶處理單元、射頻單元、協議棧模塊及應用層軟件模塊，其物理實體包括移動設備和UMTS用戶識別模塊兩部分。

2.無線接入網

無線接入網連接移動用戶設備和核心網，實現無線接入和無線資源管理。由于采用了UMTS的陸地無線接入網絡技術，所以又稱為UMTS陸地無線接入網絡。

3.核心網

核心網負責處理WCDMA系統內語音呼叫、數據會話，以及與外部網絡的交換和路由。

三、WCDMA系統無線網絡規劃的關鍵點

1.小區呼吸效應

如果假定移動臺的發射功率固定，那么可以認為改變基站接收功率相當于改變了移動臺與基站間的路徑損耗，這也就意味著基站覆蓋的有效范圍—小區大小是隨著小區中激活的用戶數N、用戶數據速率Rb、激活因子v在不斷變化的。這種變化就被稱為“小區呼吸”，這也是CDMA系統特有的特點。

2.WCDMA網絡規劃中的軟容量和軟覆蓋

WCDMA系統是一個干擾受限系統，由上面的小區呼吸效應也知道在進行網絡規劃的時候，容量和覆蓋的規劃要聯合起來考慮。這主要是由于小區的負荷會對小區允許的最大傳播損耗產生影響，也就是對覆蓋產生影響，同時小區負荷又是小區容量的決定因素。當負荷較小時，WCDMA系統是上行鏈路覆蓋受限；當負荷比較大時，下行鏈路容量受限。因此，在網絡規劃時，覆蓋和容量的規劃對于上、下行鏈路是不同的。

3.導頻功率分配

在WCDMA系統中，公共導頻信道（CPICH）信號強度與系統性能有很大關系，這主要表現在：一是導頻信號的大小確定了小區的服務區域，每個移動臺通過導頻信號決定自己的服務小區；二是基站根據導頻信號大小的比較決定哪個小區可以進入激活集內進行軟切換；三是移動臺使用導頻信號獲得系統消息和進行信道估計。分配過多的導頻信號功率將會減少用于業務信道的功率。

當導頻信號功率過大時，此小區所能接納的移動臺數量必然會超出此小區業務信號強度所能服務的移動臺數量；相反，如果導頻信號功率分配過小的話，導頻信號服務的小區范圍必然會減小，所能接納的移動臺數量必然小于此小區業務信號強度所能服務的移動臺數量。

四、WCDMA無線網絡規劃的內容

1.市場調查、業務及用戶數的分析預測

結合當地人口、國民經濟情況、消費水平等因素對服務區業務量和用戶數進行分析與預測，確定用戶分布、話務模型、初期和中遠期容量。

2.確定建網目標

明確網絡建設中分區域、分階段的覆蓋目標、容量目標、質量目標和成本目標，建立準確的業務模型，例如決定在各類型的地區實現何種業務的連續覆蓋等，以獲得最佳的投入產出比。

3.根據覆蓋規劃和容量規劃綜合取定基站數量

覆蓋規劃用到傳播預測模型，這是確定系統的工作參數如：基站、移動臺天線高度、增益、發射功率、接收靈敏度等的重要數據，由于無線傳播環境千差萬別，不同城市和地區應選用合適的傳播預測模型，根據CW（連續波）測試校準的傳播預測模型，計算出保證業務下的理論小區半徑；容量規劃即是根據容量目標和業務模型中的參數確定滿足需求的基站數量。

4.確定站址

按照計算所得基站數量，實地現場勘察并經過模擬仿真確定適合網絡規劃要求的基站位置。

5.頻點選擇及頻段干擾預測

WCDMA數字蜂窩移動通信系統存在多址干擾，即內部干擾，對系統容量起到限制作用。因此，在確定網絡所選頻點之前，一定要預測干擾情況，從設計方法上盡可能消除干擾的影響。

6.系統兼容

代DMA數字蜂窩移動通信系統在制式選擇時應考慮能與原有的蜂窩系統相兼容的問題，所選的標準應兼容現有TDMA數字蜂窩通信系統，同時，還要預測發展中的體制標準和未來的蜂窩通信系統的開發、研制和市場趨勢，使系統相互兼容。

五、WCDMA 網絡容量與覆蓋規劃的具體實施

1. 網絡覆蓋規劃

WCDMA網的覆蓋規劃主要是借助于鏈路預算對網絡的覆蓋能力分析。鏈路預算是對一條通信鏈路中的各種損耗和增益的核算。

1.1前向鏈路預算

對于前向鏈路而言，基站所能忍受的最大路徑損耗由以下公式計算得出：

L1=基站最大發射功率+基站發射天線增益-基站饋線損耗+移動臺天線增益-人體損耗-衰落余量-穿透損耗+軟切換增益-干擾余量

1.2反向鏈路預算

對于反向鏈路而言，基站所能忍受的最大路徑損耗由以下公式計算得出：

L2=移動臺發射功率+移動臺天線增益-人體損耗-基站饋線損耗+基站接收天線增益+軟切換增益-穿透損耗-衰落余量-功控余量-干擾余量-基站接收靈敏度

2.網絡容量規劃

網絡的容量規劃必須同時滿足業務容量和覆蓋目標這兩方面的要求。

2.1話務分布

話務量主要集中在大中城市，在城市的市中心又形成一個較為集中的話務密集區，在這樣的區域內，一般還存在局部的更高的話務熱點，而郊縣的話務量較低。建網初期可以根據現有GSM網話務分布對覆蓋區域進行分類，分布估算出每類區域的3G業務量需求。

2.2話務預測

話務預測可以有以下兩種：一是根據當地經濟、人口等因素預測用戶分布；二是依據現有系統的用戶分布。話務密度預測的方法可以利用小區規劃軟件，借助于數字地圖，將預測的總話務量輸入計算機，小區規劃軟件就根據現有話務分布情況，生成話務分布圖。

3.基站小區容量計算

WCDMA是個干擾受限的系統，它的容量是“軟容量”，數據通信占用的是輔助信道，計算數據通信要占用多少無線空中資源，目前較常用的方法是在一定的業務模型下，將數據速率要求轉換成愛爾蘭需求，然后沿用傳統話音的計算方法求出信道需求。

計算流程如下：

第一，估算出小區的覆蓋面積，將基站小區的覆蓋面積乘以相應的話務密度，得到該小區目前需滿足的話務量。

第二，根據話務量和指定呼損指標查愛爾蘭B表，得出該基站小區所需的語音信道數。

第三，3G系統有個重要特點是軟切換，所以我們在計算信道板時要考慮切換因子。基站語音信道數乘以切換因子就等到基站所需承載的信道數，再加上公用信道數，得到總信道數，最后除以每塊信道板提供的信道數就可以等出信道板數了。

第四，如果估算出來的信道數超過一個基站的最大配置，則需要增加新的基站。

結束語

隨著現代科學技術的不斷發展，3G網絡在服務社會，提高人們生活水平方面取得了巨大的經濟效益與社會效益。我們要進行不斷的技術探索和加強管理，以實現規劃的科學性與合理性。

參考文獻

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