上海移动3G无线网络发展策略——ASB

1、上海移动上海移动 3g3g 无线网络发展策略无线网络发展策略 目录目录 1 1前言前言.1 2 2范围范围.2 3 3相关文件相关文件.3 4 4定义与缩略语定义与缩略语.4 5 5上海上海 gsm 网络发展状况网络发展状况.6 5.1gsm 网络发展趋势.6 5.2理想网络结构 .7 5.3上海移动网络结构发展建议 .8 5.4关于 gprs 数据业务的引入 .8 6 63g 网络部署策略网络部署策略.9 6.12g/3g 双模网络建设思路.9 3g 建网初始阶段.9 3g 建网发展阶段.10 6.2业务引入策略及用户发展预测 .10 6.2.1业务类型及其承载.10 6.2.2业务承载演进

2、策略.12 6.2.3业务数据量及用户预测.12 6.3网络覆盖策略 .13 6.3.1网络覆盖策略.13 6.4在网络发展过程中的呼吸效应 .14 6.5总体建设思路 .14 7 7alcatel 3g 无线网络设计及演进策略无线网络设计及演进策略.16 7.13g 网络设计无线参数.16 7.23g 无线网络设计方法.16 7.2.1网络设计的难点和挑战.16 7.2.2数据收集和分析.18 7.2.3无线网络设计.21 7.2.4无线网络规划.39 7.2.5综合.51 7.33g 无线网络演进方法及策略.51 7.3.1呼吸效应对网络的影响.51 7.3.2站间距的选择策略.52 7.

3、3.3提高网络性能的辅助手段和策略.58 7.4alcatel3g 无线网络设计方法的特点和优势.63 7.4.1普通的设计方法.63 7.4.2alcatel 网络设计方法.63 8 8上海上海 3g 无线网络设计方案无线网络设计方案.65 8.1业务引入及用户预测 .65 8.1.1业务引入.65 8.1.2用户发展预测.68 8.2上海 3g 无线网络部署方案.68 8.2.13g 无线网络设计.68 8.2.2上海 3g 无线网络部署方案.69 附录附录 a：实际建议覆盖区域：实际建议覆盖区域.72 图表目录图表目录 图 5.1 gsm 多层网示意图 .7 表 6.1 业务类型描述.1

4、1 表 6.2 改进的业务类型描述.11 表 6.3 业务承载演进.12 表 6.4 移动用户渗透率及业务数据量.13 图 6.1 3g 网络覆盖的示意图.13 图 7.1 不同的业务的覆盖范围不同.17 图 7.2 迭代处理.18 图 7.3 dimensioning 过程 .22 图 7.4 上下行链路的迭代处理.22 图 7.5 上行主要影响因素.23 图 7.7.26 图 7.8 上行链路处理过程.28 图 7.9.29 图 7.10 下行链路功率分配.30 图 7.11 软切换概率.31 图 7.12 下行链路处理过程.33 图 7.13.34 图 7.14.35 图 7.15 上下

5、行链路平衡处理.36 表 7.1 业务输入的表格.37 表 7.2 无线系统参数.37 表 7.3 设计输出表格.38 图 7.16.40 图 7.17 地形数据库.41 表 7.4 传播模型.43 图 7.18 导频覆盖预测图.44 图 7.19 umts 系统仿真的流程图.45 图 7.20 用户的业务状态和活动状态.46 图 7.21 功率控制的迭代过程.48 图 7.22 某一手机的切换状态.49 图 7.23 业务的覆盖图.50 图 7.24 切换区域图.50 图 7.25 服务区域图.51 图 7.26 小区收缩示意图.52 图 7.27.54 图 7.28.55 图 7.29.5

6、6 图 7.30 固定站间距容量分析示意图.57 图 7.31 高功放对容量增加的作用.59 图 7.32.62 表 8.1 业务渗透率.65 表 8.2 业务数据量.66 表 8.3 上下行数据量非对称因子.66 表 8.3 无线承载数据量.67 表 8.4 用户密度及其发展预测.68 表 8.5 无线网络设计输出.69 表 8.6 上海地貌分类.69 表 8.7 初期覆盖热点地区.70 图 8.1 热点区域覆盖.70 图 8.2 市区覆盖.71 图 a.1 热点覆盖区域.73 图 a.2 内环线内覆盖区域.74 图 a.3 外环线内覆盖区域.74 1 1前言前言 本文由 alcatel 网

7、络设计部（alcatel sbell）编写。 本文的内容会根据 shmc 的要求以及网络技术的发展演变作出修改。 2 2范围范围 本文阐明了 alcatel 关于上海移动无线网络的发展设想。首先介绍了 2g 网络的情 况，然后详细介绍了 3g 无线网络的部署策略、网络设计和演进策略。最后根据上海的 实际情况，综合考虑业务引入和覆盖策略，给出上海 3g 网络建设的基本方案。 3 3相关文件相关文件 3gpp release99 june2001： 1 3gpp ts 23.107 qos concept and architecture 2 3gpp ts 25.101 ue radio tra

8、nsmission and reception (fdd) 3 3gpp ts 25.104 utra (bs) fdd; radio transmission and reception 4 3gpp ts 25.113 base station emc 5 3gpp ts 25.141 base station conformance testing (fdd) 6 dan gardiner, rekha waheed, etc. third generation mobile marketing strategy. ovum 7 周猛，李默芳等. “十五”期间中国移动频谱最小需求预测.

9、电信科学，2001 年第 4 期 4 4定义与缩略语定义与缩略语 acir: adjacent channel interference ratio 邻道干扰率 aclr: adjacent channel leakage power ratio 邻道泄露功率比 acs :adjacent channel selectivity 邻道选择性 aich: acquisition indication channel 捕获指示信道 alcap: access link control application protocol 接入层链路控制应用协议 am_rlc: acknowledged mod

10、e radio link control 确认模式 rlc amr: adaptive multi rate 自适应多速率 atm: asynchronous transfer mode 异步传输模式 bcch: broadcast control channel 广播控制信道 bch: broadcast channel 广播信道 ber: bit error ratio 误比特率 bler: block error ratio 误块率 cbs: cell broadcast service 小区广播业务 ccch: common control channel 公共控制信道 cch: co

11、mmon channel 公共信道 cctrch: coded composite transport channel 码组合传输信道 cn: core network 核心网络 cpich: common pilot channel 公共导频信道 crc: cyclic redundancy check 循环冗余校验 crci: cyclic redundancy check indicator 循环冗余校验指示 dcch: dedicated control channel 专用控制信道 dch: dedicated channel 专用信道 dl: down link (forward

12、link) 下行链路（前向链路） dpcch: dedicated physical control channel 专用物理控制信道 dpdch: dedicated physical data channel 专用物理数据信道 dtch: dedicated traffic channel 专用业务信道 fach: forward access channel 前向接入信道 fdd: frequency division duplex 频分复用 fer: frame erasure rate, frame error rate 误帧率 gsm: global system for mobi

13、le communications 全球移动通信系统 nrt: not real time 非实时 ovsf: orthogonal variable spreading factor 正交可变扩频码 rnti: radio network temporary identity 无线网络临时指示 pcch: paging control channel 寻呼控制信道 pch: paging channel 寻呼信道 pdu: protocol data unit 协议数据单元 pich: page indication channel 寻呼指示信道 pu: payload unit 净荷单元

14、pvc: permanent virtual circuit 永久虚电路 qos: quality of service 业务质量 rab: radio access bearer 无线接入承载 rach: random access channel 随机接入信道 rb: radio bearer 无线承载 rnc: radio network controller 无线网络控制器 rrc: radio resource control 无线资源控制 rssi: received signal strength indicator 接收信号强度指示 rt: real time 实时 sccp:

15、 signaling connection control part 信令连接控制部分 sch: synchronization channel 同步信道 sib: system information block 系统信息块 sir: signal-to-interference ratio 信干比 srnc: serving radio network controller 服务 rnc ssdt: site select diversity 站点选择分集 stm-1: synchronous transfer mode 1 同步传输模式 1 sttd: space time transm

16、it diversity 空分组码模式 tcp/ip: transmission control protocol/internet protocol 传输控制协议/互联网协议 tstd: time switched transmit diversity 时间切换发射分集 ue: user equipment 用户设备 ul: up link(reverse link) 上行链路（反向链路） umts: universal mobile telecommunications system 通用移动通讯系统 ura: utran registration area utran 登记区 utra:

17、 universal terrestrial radio access umts 通用陆地无线接入 utran: universal terrestrial radio access network umts 通用陆地无线接入网络 5 5上海上海 gsm 网络发展状况网络发展状况 上海目前采用的网络为 900/1800 相互独立组网的结构，网络结构及指标稳定。目 前采用的方式为：阿尔卡特覆盖地区 gsm900 和 dcs1800 的小区选择优先级相同，并尽 量减少双频间重选。采用这种策略的原因详见第二部分。目前上海全网 gsm900 与 dcs1800 网络话务负荷的比例为 7：3 左右。gs

18、m900mhz 网络发挥了主力承载网的作用。 但是总体上看，网络参数难以协调，动态话务平衡实现困难。 上海 gsm 网络未来几年仍将保持很高的发展速度，移动用户也将保持高速增长。同 时，数据业务在度过引入期后进入成长期，呈现快速增长的趋势。它既要占用大量的网 络资源，又对网络质量提出更高的要求。 现在上海的网络规模和结构蕴含着可能的一些隐患： 目前的网络结构将没有办法承受未来巨大的话务量增长： 目前总量上看是平衡和超前的。但由于移动用户时间和空间分布的不平衡性， 局部的高话务增长现有网络结构无法承受。 双网话务平衡，实现资源合理利用始终是个问题： 手机的接入根据双频的场强大小随机接入，没有办法

19、将巨大的话务量进行最经 济合理的资源分配；同时这种组网方式将影响手机在双频之间的灵活切换。以 上这两种情况都可能导致双频网络中一个阻塞严重，一个很空闲的情况，资源 利用效率偏低。 gprs高速发展将对现有网络结构提出更高的要求： 如果双频网络设置了优先级，除非覆盖原因，否则 gprs 业务将停留在优选频段 上，没有办法充分利用双频资源；如果双频网络不设置优先级，gprs 业务将随 机接入，很可能接入比较拥塞的频段，则将影响 gprs 的服务质量。 5.1gsm网络发展趋势 1.网络结构要简单。 简单往往和高质量联系在一起；简单意味结构清晰，设计思路明确，建设成本减少， 运营和维护轻松。 首先双

20、频的两个网络要走向统一。回顾我们利用双频资源的历史，现在形成双频独 立组网的结构的原因主要是当我们需要利用双频资源以扩大网络容量的时候，没有双频 小区技术上实现的条件。当这种条件成熟的时候，网络的现状让我们在做出选择时面临 巨大压力。但可以采取逐步渐进的方式，可以首先实现双网共 msc，在郊区没有 dcs 网 络的区域进行双频小区的实验等，逐步推进双网走向统一结构。 2.网络走向分层是必然趋势 网络分层是容量和质量的需求，是在频率资源受限的情况下，根据网络容量需求结 构不平衡，采取不均匀分布网络资源的最终结果。 分层是必要的，也是有限的；不应该违背网络结构简单的要求。针对上海的实际情 况，建议

21、建设两层网络：第一层宏蜂窝，第二层街道站+微蜂窝；就是说，街道站和室 内分布系统的建设要结合起来。考虑到频率资源的利用效率和网络质量不推荐建设“宏 宏基站”。 3.重视数据业务引入带来的影响 数据业务既要和话音业务争夺资源，由于数据业务忙区和话音业务忙区有较大的相 关性，加剧了网络分层的需求。另外，数据业务对网络质量提出了更高的要求，话音业 务人们能忍受多“喂喂”几声，网络质量的影响并不直接和敏感；而网络质量的好坏， 却直接关系到数据业务的引入和推广。 5.2理想网络结构 如果采用阿尔卡特的双频小区+多层网的解决方案，将完全能满足上海移动未来网 络发展的需要。如图 5.1 中 层 伞 站 la

22、yer1: gsm900/1800 双 频 小 区 街 道 站 layer 2: gsm900 小 区 室 内 微 蜂 窝 layer2: gsm900 图 5.1 gsm 多层网示意图 这种网络的特点是： 结构简单、清晰； 两层网络结构：宏站+街道站（室内分布系统） 网络建设、运维简单易行 高效利用了双频资源，满足局部高密度话务需求； 提供完美的网络服务质量(覆盖需求 + 通话质量)； 提供了清晰的数据业务双频环境下的引入方案，将双频资源各自优势充分发挥， 提供完美的gprs服务效果 。 5.3上海移动网络结构发展建议 目前上海市区已大规模采用了双频独立组网的结构，网络指标及质量已基本稳定，

23、 目前对网络进行大规模的改动及重建将存在巨大的风险，因此对于目前阶段，市区还是 不宜作大规模的网络结构调整。因此目前的任务主要还是对现有双频网络进行更进一步 的优化及调整。对于话务热点地区，建议结合城市地貌建设街道站。更好的满足城市日 益增长的话务和数据业务的容量和质量需求。 同时由于城市的不断外延及郊区经济的快速发展，外围地区也必然需要相应的采用 1800m 资源来起到更多的话务吸收作用。建议可先在郊区高话务密度地区建立双频小区。 5.4关于gprs数据业务的引入 根据预测，到 2004 年年底 gprs 的用户将占到移动用户的 15%，达到 100 万左右。 同时随着 gprs 业务的不断

24、推广以及用户对移动数据业务的熟悉和依赖程度的逐渐加重， 未来 2005 年前后数据用户的发展可能还将产生一个大的飞跃。不可否认的是 gprs 业务 在未来 23 年中的发展必然会给我们现有 gsm 的网络容量及质量提出新的要求，因此 采用更合理的网络结构、进行更有效的优化手段都是目前我们对于 gsm 网络必须注重的 问题。 当然随着 3g 网络的建设，更高的服务速率及更多样的服务类型肯定会对 gprs 的数 据用户产生相当大的分流。因此，后期 gprs 的业务发展是否能达到预期的速度还有待 观察 3g 网络的建设和发展情况。而且 gprs 本身和 3g 的服务相比还是存在一定的不足， 未来数据

25、用户必将更多的选择 3g 网络作为服务网络。而且数据用户的数量将越来越多、 发展速度也会越来越快、每个用户的数据吞吐量也将越来越大，因此建立优良的 3g 网 络以满足未来人们更广泛、更多的需求是我们未来移动网络发展的一个必然趋势。 6 63g 网络部署策略网络部署策略 6.12g/3g双模网络建设思路 对于已有 gsm 网络的运营商而言，双模无线网络在网络建设初期甚至很长一段时 间内将占主导道地位。双模网络对网络建设的影响可以从以下两方面考虑： 网络复杂性角度。 现有2g运营商的运营发展角度。 从网络复杂性角度来看，双模网络不仅要考虑 3g 网络的建设，还要考虑如何实现 现有 2g 网络升级，

26、以及和 3g 网络的切换及小区重选控制。此外，如何在双模间平衡各 种业务（语音和低速率数据业务），对系统进行合理调配，也是双模网络需要解决的问 题。 从网络的运营发展角度来看，双模网络有利于 2g 运营商发展用户。通过均衡 2g 和 3g 的负荷，根据业务要求可以合理利用两个网络的资源。此外，采用双模网络有利 于实现现有 2g 用户逐步向 3g 过渡。而且在建网初期无需考虑大范围或整网覆盖，网 络可以先覆盖热点地区然后逐渐扩大，减少初期建网投资（只需升级小部分与 3g 有切 换 2g 设备，3g 只需覆盖热点地区）。在没有 3g 没覆盖到的地方，如郊区和乡村，可 以利用 2g/2.5g 来提供

27、服务，实现业务的连续覆盖。 3g 的双模网络需要不同的阶段采用适当的运营策略，以便有效整合 2g 和 3g 网络。 关于双模运营策略的的详细描述，参见第二部分。 3g 建网初始阶段 在 3g 建网初始阶段，可以采取两种策略部署网络。 一种是构建一个 overlay 的 umts 网络来吸引快速增长的 3g 新用户以及积累必要 的 3g 网络运营经验。并且对于 2g 运营商而言，这也意味着不会影响现有 2g 网络的运 营业务、网络质量及策略。这样在网络初期， 运营商能够采用已商用的 umts 设备实 现快速建网，来提供相对独立的 3g 业务。 一种是构建一个 2g/3g（r99）融合的移动网络以

28、实现 3g 网络的迅速扩展。移动 核心网设备应支持 2g/3g 的无线设备，与第一种方案不同，核心网络部分已不能简单地 划分位 2g 或 3g 设备。例如，在第一种策略中的网间切换/漫游在这里为网内的切换/漫 游。 从接入网的角度来看，两种策略均需增加接入网设备。对于后一种策略而言，现有 2g 网络的运营商除了增加新的基站及控制器外，还需要将现网 2g 核心网设备升级至 3g 核心网。升级后的 3g 核心网设备将能承载 2g/3g 业务。 在阿尔卡特 2g gsm 交换设备的后续版本也能够很好的支持与 3g 网络的互通（切 换/漫游），并且能提供向 3g 设备的平滑演进方案。 3g 建网发展阶

29、段 如果在建网初始阶段在热点地区实现 3g 覆盖，在发展阶段需要考虑大范围或整网 覆盖，提供整网 3g 业务覆盖。为了合理利用网络资源，对于语音和低速率数据业务， 则考虑与 2g 网络平衡负荷。根据负载荷业务平衡网络资源，需要一个合理有效的机制。 当3gpp完成相关r00规范的定义，阿尔卡特提供的umts r00产品将使运营商 r99设备平滑过渡至r00网络（部分网元需升级）。阿尔卡特r00网络保证了与r99设备 的兼容和互通，先进的网络结构和技术方案将提供运营商新的业务增长点。 6.2业务引入策略及用户发展预测 而当用户对现存系统 的服务质量有更高的要求时，如更快的速率，新系统是具有很 大优

30、势的。而新的应用对用户更具吸引力。3g 不仅以新的应用改善现存的服务，而且 提供全面的新型服务。imt2000 服务目标是在高速移动、广域环境下至少提供 128kbps（甚至 384kbps）的业务，在低速移动本地环境下提供 2mbps（umts tdd）的 业务。 不同的应用具有不同的业务特点，对网络容量和网络覆盖均会产生影响。因此，业 务模型载系统网络设计中具有重要的地位。3g 中的多业务环境使其网络设计与 2g 相比 更具挑战性。 6.2.1 业务类型及其承载 3gpp 中定义了四种 umts qos 类型，即业务类型： 会话类（conversational class）； 数据流类（s

31、treaming class）； 交互类（interactive class）； 后台类（background class）。 这些业务类型的主要区别在于对时延的敏感程度，如会话类对时延非常敏感，而后 台类则对时延最不敏感。每种业务类型中会包括多种不同的业务，如语音和视频电话属 于会话类，而电子邮件和文件下载属于后台类等。 对于 3g 无线网络设计和网络规划而言，除了采用了新的无线介入技术外，多业务 环境是 3g 网络区别于 2g 网络设计显著特征。针对某种具体业务而言，该业务的无线 承载类型、上下行非对称传输情况、渗透率及其数据量对 3g 网络设计影响很大。因此， 对业务模型的市场分析和精确

32、定义就变得尤为重要。 2002 年 9 月 20 日，在上海移动规划设计研究中心的组织下，该中心成员和多家厂 商讨论定义了 3g 网络中的业务类型及其推荐承载等。表 6.1 为当日讨论的业务类型描 述结果。 service nameconnection type user data rate (kbps)asymmetry factor voicecs12.2ul=dl video telephonycs64ul=dl mmsps64dl:ul = 50% info services1ps64 for the first phases, 128 afterul=20% wwwpsfirst 6

33、4, then 128 and finally 384ul=10% data downloadingpsul=15% entertainments2ps384ul=30% 1 包括 lbs, e-mail(no attachment), ads 等 2 包括 vod, games 等 表 6.1 业务类型描述 alcatel 综合考虑欧洲尤其日本市场，对其作出一定的修改。 service name connection type dl bitrate(kbps) ul bitrate(kbps) asymmetry factor voicecs12.212,2ul=dl video telep

34、honycs6464ul=dl mmsps6464dl:ul=1 info servicesps64 for the first phases, 128 after64dl:ul=5.67 wwwpsfirst 64, then 128 and finally 38464dl:ul=9 data downloadingps64 for the first phases, 128 after64dl:ul=9 entertainmentspsfirst 64, then 128 and finally 38464, then128dl:ul=2.33 emailps6464dl:ul=2.33

35、intranet extensionpsfirst 64, then 128 and finally 38464dl:ul=9 e-commerceps64 for the first phases, 128 after64dl:ul=4 表 6.2 改进的业务类型描述 *红色表示作出修改的部分。 表 6.2 中可以看到，增加了三项业务类型。对于业务类型的引进，不同的运营商都 会有自己的运营策略，如以何种业务作为切入点最佳，什么样的业务用户最感兴趣。从 市场角度来看，建网初期除了提供最佳切入点业务外，还应该提供 6.2.1 中所述的所有 业务。关于业务的详细阐述，参见第四部分。 此外，考虑到乡

36、村地区对于数据业务的要求会远远小于市区，因此在乡村地区提供 的最大承载为 128kbps 即可。这样网络建设会更加合理有效。 6.2.2 业务承载演进策略 业务承载演进策略对建网规模会产生一定的影响，并在一定程度上影响某种业务的 市场接收度。所以演进策略应该反映客观需要，还要考虑到现实条件。 alcatel 设备目前已经可以提供 384kbps。运营商可以在建网初期立即推出 384kbps 的业务。但这并不意味着对于每一项业务均需要如此高的服务速率。对于每一项业务都 应该有推荐使用的承载。 alcatel 认为运营商应该根据实际情况分阶段采用不同的承载。即使某项业务（如 entertainme

37、nts）的推荐承载为 384kbps，也不应在初始阶段即刻采用。因此，有必要采 取一个合理的业务承载演进策略。 下表给出了一个业务承载的演进。运营商可以根据上海的实际情况采用合适的策略。 bearerphase 1phase 2phase 3phase 4 cs12.2yesyesyesyes cs64yesyesyesyes ps 64yesyesyesyes ps128noyesyesyes ps384nonoyesyes 表 6.3 业务承载演进 结合表 6.2 可以看出每项业务的推荐承载及其演进。 例如，对于 entertainment 而言， 其上行和下行的推荐承载为 ps128kb

38、ps 和 ps384kbps，但这并不意味着在初始阶段就采 用推荐承载。从表 6.3 可以看到在第一阶段仅引入 64kbps，即 entertainment 在初期上行 和下行仅采用 64kbps，只有到第三阶段才使用推荐承载。 6.2.3 业务数据量及用户预测 业务数据量预测及用户预测是确定移动通信建设规模的重要依据，决定了建设投资 及以后的经济效益。因此，预测及要反映客观需要，又要考虑现实条件的可能行。 业务数据量和用户预测有几种方法：趋势外推法、回归分析预测法和类比法等。 业务数据量预测 penetration of mobile sub. (100%) average traffic

39、/sub/bh - phase 1 4service duusurduusur service1 service2 表 6.4 移动用户渗透率及业务数据量 用户预测 进行移动用户预测应符合国家的宏观经济政策和总体发展策略，并与上海的实际情 况相结合。第 8 章给出了用户预测的情况。 6.3网络覆盖策略 6.3.1 网络覆盖策略 首先考虑广域覆盖，然后随着网络的发展，采用多层网优化网络资源，并考虑对室 内、隧道等特殊区域的覆盖。 图 6.1 是一个网络覆盖的示意图。 图 6.1 3g 网络覆盖的示意图 分期覆盖 全面建设 3g 网络需要充分考虑网络投资规模和上海的实际情况。因此建议采用分 期覆盖

40、策略。建设初期热点地区 3g 覆盖，市区其余地方和郊区 2g 覆盖；建设中期市 区 3g 覆盖，郊区 2g；建设后期整网 3g 覆盖。根据上海的实际情况，建设后期也可以 采取外环线以内、重点区域、城镇及道路的 3g 覆盖，其余地区 2g 网络作为补充。随 着网络技术的发展和市场的需求，最终做到整网无缝覆盖。 需要特别注意的是，初期覆盖区域也应考虑多个阶段的情况，以避免随着网络的发 展而产生覆盖空洞。 多层网 与 gsm 网络类似，分层网络结构是必然趋势，可以很好解决容量和覆盖问题。在建 网初期，网络的覆盖和容量不会产生太大的问题。随着网络的发展，在中后期就需要采 用多层网结构来满足容量和覆盖的

41、要求。 室内和隧道等特殊区域覆盖就是为了满足这样的要求提出的。上海市的室外区域和 市内的三星级以上宾馆、大型商业文化体育场所、地铁全线、越江隧道都应实现无缝覆 盖。 6.4在网络发展过程中的呼吸效应 3g 网络在发展过程中，随着网络中业务数据量的增加或早或迟会遭受小区呼吸效应 的影响。这是由于 3g 所采用的多址接入技术 cdma 本身造成的。 如果用户数及其业务数据量增长迅速，则网络会出现覆盖空洞。因此，在建网初期 应该事先考虑网络中数据量的增长情况。例如将某段时期的网络发展分为三个或四个阶 段，每个阶段对用户数及其业务数据量的增长作出预测（可以参照运营商若干季度或若 干年的网络发展计划）。

42、根据每个阶段的预测可以计算得出网络的规模及投资，运营商 据此考虑如何建网。这样就有效的避免了呼吸效应对网络造成的影响。 alcatel 网络设计方法综合考虑上下行链路平衡，并利用数学模型合理估算网络 负载（而不是仅仅增加或减少一个余量来简单估计网络负载或功率分配情况）。考虑到 多个阶段并通过计算，可以很好的预测网络呼吸效应所产生的影响。 6.5总体建设思路 上海 3g 网络建设需要和上海的实际情况相结合，应充分考虑市场要求和网络技术 的发展。关于 3g 网络总体建设思路，已经和 shmc 的相关人员多次讨论过并达成共识。 在网络发展的每个阶段，均须相应的双模运营策略和基站传输方案。双模策略详见

43、第 2 部分。基站传输方案详见第 3 部分。 网络建设即使在初期也应考虑今后多个阶段的发展情况。前面已经提到，可以参照 运营商季度或年度网络发展计划，分为四个阶段。初期热点区域覆盖，同时采取合适的 双模运营策略和基站传输方案。此时的网络容量的均衡并不是主要问题，双模切换主要 解决 3g 网络覆盖不足的问题。而基站传输网络建议采用 lmds，可以迅速有效的部署 网络。 网络建设中后期逐渐实现市区或较大范围的覆盖。这时，3g 不仅在网络上而且在用 户及业务种类上都已经发展到一定规模，需要考虑双模网络如何在业务上实现合理分配。 而传输网络采用 ip 网络，结合 lmds 采用灵活的部署方案。 7 7

44、alcatel 3g 无线网络设计及演进策略无线网络设计及演进策略 7.13g网络设计无线参数 alcatel 无线设计参数主要来自： 通过测量和仿真而得到的参数，如地貌校正因子、慢衰落余量、快衰落余量、 穿透损耗和软切换增益等； 推荐值、标准或文献中提到的参数，如终端发射功率和天线增益、基站最大发 射功率、传播模型等； alcatel 在移动网络中的经验参数，如馈线损耗、地貌校正因子等； 与 alcatel 设备规范有关的参数，如基站噪声系数等。 我们以上所描述的参数，一些参数值与系统有关，根据 alcatel 的假设通过仿真得出。 alcatel 所作的假设精确的反映的实际网络的情况。一些

45、参数值由规范给出或有测量得出， 在作规划时可以根据实际情况作出改进。还有一些参数值是标准值，对所有运营商来说 是相同的。 7.23g无线网络设计方法 7.2.1 网络设计的难点和挑战 umts 系统作为第三代移动通信系统，在技术方面和所面临的业务环境上都与第二 代移动通信系统（gsm 和 dcs）有很大的不同，因而在无线网络设计时也带来了巨大 的难点和挑战。我们认为这种难点和挑战主要来自两个方面：采用了新的无线接入技术 （wcdma）；面临新的业务环境 （多业务环境）。 wcdma 技术 wcdma 作为 umts 无线接入技术，和以往的系统最大的区别在于 cdma 系统的 载波工作在同一频段

46、，即频率复用率为“1”。这种特性提高了系统的频率利用率，带 来诸如软切换、软容量等增强系统性能的益处，同时也使得 cdma 系统成为一个自干 扰的系统，即用户信号既是有用信号也是干扰信号。使得 cdma 系统容量与覆盖密切 相关，产生呼吸效应。这些特点，给无线网络设计特别是确定基站覆盖范围带来很大的 困难和挑战。 cdma 系统容量与覆盖密切相关联的特性不仅要求在网络建设初期要考虑到容量 和覆盖的相互关系，同时，还需要充分考虑随着用户的不断增加、业务的不断发展小区 呼吸效应造成的小区覆盖范围收缩。合理的选择站间距，避免产生覆盖空洞。这不仅要 求对业务和用户的增长趋势有一个较为准确的预测，同时还

47、要求具有完善的对抗呼吸效 应和小区收缩的措施及解决方案。 多业务环境 第三代移动通信网络的引入和建设不仅是为了满足话音业务的需求，更是为了满足 日益增长的数据业务需求。因此 umts 无线网络设计面临一个纷繁复杂的多业务环境。 在多业务环境中，各种不同的业务在数据传输速率 (从 voice 12.2kbps 到 384kbps)、服 务质量 (阻塞, 延时, 流量, bler) 、 连接方式 (实时和，非实时) 、行为特点和话务不对 性称等方面有很大的不同。如何准确全面的确定各种业务的特点和业务流量，并根据其 进行网络资源配置是 umts 无线网络设计的又一难点和挑战。 在多业务环境中，由于不

48、同的业务具有不同的数据传输速率，因而使得接收机对不 同的业务有不同的接收灵敏度，最终导致各种业务有不同的覆盖半径，如图 7.1。 图 7.1 不同的业务的覆盖范围不同 umts 无线网络设计过程中，在用户分布确定的前提下，小区覆盖范围的确定受到 其干扰水平的影响。而小区干扰水平又和小区内业务流量直接相关，小区覆盖范围内业 务流量的确定反过来受到小区覆盖范围的影响。因此小区的覆盖范围、小区干扰水平又 和小区内业务流量三者相互关联相互影响。这就需要在 umts 无线网络设计过程中需 要对话务量分析和 链路预算分析进行迭代处理，最终达到容量和覆盖的相互平衡。如图 7.2 小区范围小区范围小区范围小区

49、范围 小区内多业务小区内多业务 业务流量业务流量 干扰水平干扰水平干扰水平干扰水平 v vo oi ic ce e a an nd d l lo ow w d da at ta a r ra at te e mme ed di iu umm d da at ta a r ra at te e h hi ig gh h d da at ta a r ra at te e 图 7.2 迭代处理 小区的覆盖范围和小区容量紧密相关是 cdma 网络的重要特性，对这个特性的深 刻理解有助我们设计一个精确 wcdma 网络。 alcatel 基于对 wcdma 技术特点的深入研究和分析，并根据自身丰富的设

50、计经验 形成了一套完整、可靠、先进的 umts 无线网络设计方法和解决方案。具体分为四个 步骤： 数据收集和分析 无线网络设计 无线网络规划 综合 7.2.2 数据收集和分析 3g 无线网络设计数据收集和分析的目的是为了明确运营商对网络的需求，确定设 计的各项输入参数。同时，还需要了解现有二代移动通信网络的配置和分布情况，尽可 能利旧已有资源，以节省投资，从而使设计方案更加符合运营商的要求。这一方面需要 和运营商进行深入的沟通，另一方面需要结合以往的设计经验。 umts 网络预设计数据收集和分析的内容主要包括以下方面： 覆盖要求； 话务密度及预测； 业务和服务质量； 现有设备情况； 无线传播参

51、数。 i.覆盖要求 覆盖要求主要包括覆盖的区域和结构、覆盖目标。 覆盖的区域和结构 在 3g 无线网络设计中，首先要了解完成连续覆盖或重点覆盖的目标区的基本情况。 通常，按照需要完成覆盖目标区的地理位置和建筑密度等情况将目标区域划分为四类： 密集市区（dense urban）、市区(urban)、郊区(suburban)、乡村(rural)。在设计结果中 这四类区域将采用不同的站间距。 覆盖的区域和结构就是指以上四种覆盖目标区域的面积和分布情况。通常可以通过 分析各种建筑密度不同的功能区域如商场、写字楼、政府机关、机场车站、旅游景点、 居民区等的分布情况，确定出各种不同目标区域的面积及分布。如

52、果用户在连续覆盖的 区域之外，还有对特定铁路和公路的覆盖要求，则需要确定相应的铁路、公路的位置和 长度信息。网络设计过程中会根据其特点采用大覆盖基站、直放站等解决方案。 覆盖目标 覆盖目标是指在各种不同的区域运营商所希望达到的覆盖要求和覆盖概率。覆盖目 标在各种不同的区域有不同的要求，如在密集市区环境就要求有良好的室内深度覆盖， 而在乡村要求做到车内覆盖。在密集市区环境覆盖概率达到 98%，而在乡村要求做到 90%。 ii.话务密度及预测 话务密度及预测主要是了解目标区域目前的话务分布情况、各种业务的业务量，以 及对未来用户和业务增长的预测。主要内容包括： 业务的目标阶段的划分 业务的目标阶段

53、是指由于 cdma 系统存在呼吸效应，随着用户量的不断增长，基 站的覆盖范围也不断收缩。在 umts 网络设计时，必须考虑到未来用户和业务的发展 情况，这样才能避免因业务的发展造成覆盖的空洞的情况。这就要求我们把业务的目标 分成若干个阶段。 通常，在 umts 网络设计中，把业务的目标分成四个阶段 （phase1、phase2、phase3、phase4），每个阶段可以是 1 年、半年或其它与用户发展 计划相关的时间阶段。在整个 umts 网络预设计过程中，未来用户数和业务量的预测、 链路预算等都是针对不同的阶段分别进行的，最终确定合理的站间距和基站配置，保证 设计方案在整个目标阶段（phas

54、e1 到 phase4）都能够做到良好的覆盖。 用户计划提供的业务类型； 由于移动数据业务类型非常丰富，因此运营商需要根据其运营策略确定其中主要的 业务类型和其承载方式。业务类型（service name ）是指运营商提供服务的业务的具体 种类，如语音、可视电话、internet 浏览、电子邮件服务等。承载方式主要包括连接类 型、用户数据速率及非对称性。连接类型（connection type）是指每种业务采用的连接 是电路交换方式（实时）还是分组交换方式（非时实）。用户数据速率（user data rate）是指每种业务采用的承载的速率。通常，随着业务的发展各种业务所采用的承载 的速率也会变

55、化，这也和用户在不同阶段提供侧承载类型有关。非对称因子 （asymmetry factor）是指各种业务特别是数据业务上下行数据量不相等时，下行和上 行数据量的比值。 运营商计划提供的业务类型通常是用户根据市场调查和分析，结合自己的市场发展 计划及运营策略确定的。 运营商计划在不同阶段提供的承载服务； umts 网络可以提供的业务承载主要有：话音（12.2kbps）、 cs64k、ps64k、ps128k、ps384k。在不同的阶段运营商可以根据数据业务的发展情况 提供不同的承载服务。 不同阶段不同区域的用户数； 由于 cdma 系统的呼吸效应，用户数量的增长直接影响基站的覆盖范围。因此在 u

56、mts 网络设计中，必须确定在不同阶段不同区域的移动用户数的分布情况。 当前（phase1）的不同区域的用户数可以通过搜集现 gsm 网各基站忙时话务统计 和基站的分布情况，结合忙时平均每用户话务量计算获得。其他阶段的用户数可以以 phase1 用户数为基础，通过适当的移动用户预测方法取得。 常用的移动用户预测方法有趋势外推法、回归预测法、普及率法、类比法等。 平均每用户各种业务的话务量和不同阶段不同区域的业务类型。 umts 网络预设计需要了解各种速率的承载服务（话音、 cs64k、ps64k、ps128k、ps384k）忙时的业务量，而各承载服务忙时的业务量可以通 过计算各种业务的忙时话务

57、量获得。各种业务的忙时话务量等于每种业务的用户数乘以 该业务忙时平均每用户业务量。 每种业务的用户数可以通过不同阶段不同区域的移动用户数乘以每种业务的渗透率 获得。在不同区域每种业务的渗透率通常是运营商根据市场调查和分析获得 各业务忙时平均用每户业务量是指每种业务在忙时平均每个用户的话务量，cs 业 务的单位为 merl，ps 业务的单位为 kbits，通常可以通过对各种业务的市场调查和分析 获得。由于现阶段 gprs 现网用户数有限，业务类型较简单，用户的业务量较低，因此 gprs 现网的数据只具有有限的参考意义。更有效的方法是通过搜集固定 internet 网上 各种业务的使用情况及流量，

58、并考虑移动因素加以修正后的值作为参考。 iii. 服务质量(qos) 服务质量（qos）是指每种业务所要达到的质量要求，对于 cs 业务衡量服务质量 的标准是阻塞率，对于 ps 业务衡量服务质量的标准是最大延时时间和时延比例。cs 业 务的阻塞率可参考 gsm 现网通常的质量要求（2%-5%），ps 业务的最大延时时间和时 延比例可参考固定网上各种业务的质量要求。 iv. 现有设备情况 在 umts 网络建设过程中，为了节省投资，降低运营成本，应该考虑尽最大可能 利旧现有设备，这就需要了解现网设备情况。 umts 系统和 gsm 系统能否共站址首先应当考虑是否存在相互干扰，如果存在干 扰有无解

59、决办法。只有确保两个系统间没有相互干扰才可以考虑共享站址.。alcatel 有 一套完整的共站系统干扰分析和解决方案，可以确保共站址时无系统间干扰。通常的系 统间的利旧往往是指利旧机房、电源设备、传输设备等可共用的部分。因此需要了解机 房有无剩余空间，电源、传输设备容量有无剩余等情况。 alcatel 共站址的解决方案可以从天线、馈线、机架、基站、传输、rnc 到核心网 都可以和 gsm 系统共享。充分了解现网的设备情况，分析利旧的可能性，可以充分节 省投资，降低成本。 v.无线参数 无线参数是指在网络预设计中涉及到的 umts 系统参数和传播模型参数，这部分 内容在 7.1 节已经简单讨论。

60、 7.2.3 无线网络设计 i.概述 无线网络设计（dimensioning）的主要目的是将数据搜集和分析的结果作为输入， 通过一个主要处理过程之后，输出小区半径和负荷，如图 7.3。 图 7.3 dimensioning 过程 umts 无线网络设计过程中，在用户分布确定的前提下，小区覆盖范围和容量相互 关联相互影响。这就需要在 umts 无线网络设计过程中需要对话务量分析和 链路预算 分析进行迭代处理，最终达到容量和覆盖平衡。 由于上下行受限机理并不相同，因此上下行链路的迭代处理是分别进行的，如图 7.4。 小区间距小区间距小区间距小区间距 干扰干扰干扰干扰 话务分析话务分析w-cdma