移动通信网络规划与工程设计第7章

1、7.1 引言,CDMA2000 1x EV-DO是世界范围内的第二大移动通信网，是3G三个主流标准之一。我国CDMA网建设始于2001年，版本为IS-95A，次年二期工程时升级为CDMA2000 1x，3G牌照发放后，升级为现在的CDMA2000 1x /EV-DO Rev.A网络。 CDMA2000 1x采用了ANSI 41标准，网络结构采用模块化，系统分成若干相对独立的模块，并可按照自身发展需求单独进行演进，使单个模块的升级尽量减少对其它模块的影响，因此在3G三个主流标准中，发展及商用速度是最快的。 。,7.2 CDMA无线网规划的特点和分析方法,7.2.1 扩频通信 CDMA系统属于扩展

2、频谱通信(Spread Spectrum Communication)简称为扩频通信，扩频通信与光纤通信、卫星通信一道被誉为信息时代三大高技术信息传输方式。 扩频通信的主要工作方式有直接序列扩频系统(DS-SS)、跳频扩频系统(FH-SS)、跳时扩频系统( TH-SS)、脉冲线性扩频系统(Chirp-SS)等。,扩频通信的主要特征,采用数字传输方式； 传输信号的带宽远大于被传信息带宽；带宽的展宽，是利用称为与传输信息无关的扩频函数，对被传信息的信元重新调制来实现的； 接收端用相同的扩频函数进行相关解扩，求解出被传信息的数据。使用扩频函数调制和对信号相关处理是扩频通信有别于其他通信的两大主要的特

3、点。,扩频通信具有的优点,抗干扰、抗噪音、抗多径衰落能力强 保密性强 功率谱密度低，具有隐蔽性和低的截获概率 可多址复用和任意选址 可高精度测量,7.2.2 CDMA无线网规划的特点,CDMA系统典型的技术特征是用户使用相同的频率而靠使用不同的地址码来区分，是一个使用码分信道，频率复用系数为1的系统。 CDMA系统在网路设计中遇到的另外一个问题是小区覆盖、容量和通信质量密切关联并且互相制约。,7.2.3 CDMA无线网络分析方法,蒙特卡罗（Monte Carlo）仿真分析,统计模型,7.3 CDMA2000 1x网络结构及接口,7.3.1网络组成及标准 CDMA2000 1x系统包括核心网和无

4、线网两大部分，此外还有移动智能网、WAP、定位等。,7.3.2 网络结构, CDMA2000 1x 网络参考模型, CDMA2000 1x /EV-DO网络参考模型,1x与EV-DO混合组网,7.3.3 接口,7.3.4 CDMA信道, CDMA中的地址码.在CDMA系统中用户地址是用码字区分的，称为码分信道，因此地址码的特性将直接影响CDMA系统容量、抗干扰的能力、接入、切换锁定等网络性能.CDMA2000采用了m序列伪随机序列，也称为PN码做为用户地址，用来区分不同的用户。 CDMA2000 1x信道结构. CDMA反向信道主要有接入信道（AC）、反向业务信道（RTC）和反向补充信道（R-

5、SCH）。 CDMA2000 1x /EV-DO信道结构. CDMA2000 1x /EV-DO为了更好的支持数据业务,采用了时分方式，即在某一时间全部功率给一个用户，不同用户使用不同的时间接入。,7.4 设计指标,7.4.1 CDMA200 1x质量指标设计要求 误帧率PER指标：语音业务：PER1%；数据业务：PER5%。 无线可通率覆盖区内的移动台在90%的位置可以接入网络。 电路呼损指标： 无线信道呼损率：高话务密度区不大于2%；其它区域不大于5%。 2.中继电路呼损： 长途及其它基干路由的呼损不大于1%； 低呼损直达路由的呼损不大于1%； MSC至BSC间及其它中继间呼损不大于0.5

6、%； 无线信道的通信概率=可通率(1-呼损率)。,7.4.2 CDMA200 1x /EV-DO(HRPD)质量指标设计要求, 前、反向唤输误包率（PER）的目标值均应不高于1%。 导频强度（C/I）：要求90%覆盖区内的C/I-6dB。 在CDMA2000 1x/EV-DO（HRPD）系统中，接续时延应符合下列要求： 在90%概率情况下，会话建立时延7S。 重激活时间应符合以下要求： 在90%概率情况下，由系统AN发起的建立时间6S。 在90%概率情况下，由终端AT发起的建立时间1.5S。 在90%概率情况下，PPP建立时间3S。,7.4.3 分组数据业务质量指标设计要求, 从进分组网到出分

7、组网总延迟不超过120ms。 从进分组网到出分组网的时延抖动不超过80ms。 从进分组网到出分组网丢包率不超过5%。,7.5 核心网规划,7.5.1 核心网网络结构,7.5.2 核心网电路域规划,电路域网络结构.按800MHz/2GHzCDMA2000网技术体制和设计规范，CDMA2000网话路网的网络结构分为省际网、省内网和移动本地网三级结构。 网元设置原则 TMSC1设置原则 TMSC1可以独立设置或与MSC合设。 每个TMSC1可以覆盖一至多个省市自治区。 从网络安全的角度，TMSC1宜成对设置，并且应设在有相当距离（一般5km）的两个不同的局址内。 TMSC1用设在长途传输枢纽节点上，

8、宜设在省会或中心城市。,TMSC2设置原则。TMSC2可以独立设置，也可以与TMSC1、MSC或与抵立GMSC合设。从网络安全的角度，TMSC2宜成对设置，并且应设在有相当距离的两个不同的局址内。TMSC2用设在长途传输枢纽节点上，宜设在省会或中心城市。 HSTP设置原则，HSTP可独立设置，也可和TMSC1合设。每个HSTP可覆盖一至多个省市自治区。为了网络安全，HSTP应成对设置，并选在有相当距离的两个不同的局址内。HSTP应设在长途传输枢纽节点上，宜设在省会或中心城市。,LSTP设置原则；HSTP可独立设置，也可和HSTP或TMSC2合设。为了网络安全，LSTP应成对设置，并选在有相当距

9、离的两个不同的局址内。HSTP应设在长途传输枢纽节点上。 MSC设置原则。一个MSC可以覆盖一个或多个移动业务本地网。VLR应与MSC合设。MSC应具备SSP智能业务交换点功能。当一个本地网有多个MSC时，MSC宜设在不同的局。设计时MSC应选用大容量、高处理能力的设备，以便为业务发展留出余地。MSC设计应包括容灾备份设计。,GMSC设置原则。当本地网的MSC数量少于3个时，不宜设独立GMSC，可由MSC兼作；当MSC数量多于3个时应考虑设独立的GMSC。GMSC应具备SSP智能业务交换点功能。为了网络安全，GMSC应成对设置，且分设于不同的局址，并作容灾备份设计。设计时应选择大容量、高处理能

10、力的设备，以便为业务发展留出余地 HLR设置原则。AC应与HLR综合设置。 HLR/AC可独立设置，也可以与MSC合设。每个移动业务本地网可以设一个或若干个独立的HLR，也可以多个移动业务本地网合设一个独立的HLR。为了网络安全，HLR宜分设在不同的局址，并根据网络规模进行容灾备份设计。设计中应选择大容量、高处理能力的HLR，以便为业务的发展留出余地。, 信令网网路组织原则, 网络结构,长途信令网网路组织, 电路域网间互通设计原则, 话路网互通原则 信令网互通原则与话路网一致。,7.5.3 核心网分组域规划, 分组网的网络结构, 分组域网元设置原则,PCF通常与BSC（或MSC）合设，但也可单

11、独设置。 PDSN/FA应具备FA功能，以实现宏漫游。 AAA分为省级AAA、全国中心AAA、互联互通AAA。 归属代理HA设置原则 域名服务器DNS设置原则 网络定时服务器NTP（Network Time Protocol）主要任务是实现分组域中PDSN、AAA、HA等各功能实体间的时间同步, 分组域网路组织,R-P网络结构 ；,7.5.4 1x/ EV-DO核心网规划, 组网原则。 1x/ EV-DO在满足业务需求的条件下，应充分利用1x分组网已有的传输、承载等资源。 1x /EV-DO的骨干网使用IP数据骨干网承载进行传输，因此可以使用1x分组网相同的网络结构。 1x/ EV-DO省内网

12、原则上共用1x分组网PDSN、RADIUS等核心网设备，只需根据业务需求进行扩容。各省内网间通过骨干网互联。, PDSN设置方案, 集中设置原则 PDSN宜集中设置，初期每省设一套（多台）PDSN。有利于降低维护成本。 接入原则 PDSN原则上应通过接入路由器连接到骨干网，但也可以直接接到骨干网。 安全原则 从安全考虑，省内网应接到两个骨干网节点上。连接方式可以直连PDSN端口或经汇聚后接入PDSN。 应具备备份或负荷分担的能力。,7.6 无线网规划概述,7.6.1CDMA无线网络规划原则 7.6.2 CDMA无线网规划步骤及内容 覆盖规划 实地勘察，初步落实基站选址 根据业务预测和业务密度分

13、布，确定网络负荷，进行网络仿真 进一步通过仿真分析覆盖、导频污染、软切换因子等是否达到设计要求 进行设备配置和网路组织 根据业务密度分布配置基站各扇区的载频及信道板数量 PN码规划 基站编号规划和信令点编码,7.7 覆盖规划,影响覆盖的主要参数系统参数：工作频率、数据速率、扩频带宽等。 设备参数：发射功率、天线增益、馈线损耗、设备热噪声、解调门限、接收机灵敏度、接收分集增益等。 环境参数：环境热噪声、衰落余量、地物损耗、人体损耗等。 技术体制参数：软切换参数、多用户分集增益、干扰余量等。,7.7.4 1x覆盖能力分析,前向链路和反向链路 链路预算通常包括前向链路预算和反向链路预算，在实际工程设

14、计中，更重视反向链路的预算。这是由于蜂窝小区实际的大小是由该地区的传播模型以及前向链路、反向链路可容忍的路径损耗共同决定的，而在CDMA系统中，更多情况下是一个反向受限系统，因此小区的覆盖范围取决于反向链路,7.7.5 EV-DO覆盖能力分析, EV-DO与1x覆盖上的差异 EV-DO前向采用时分信道 在反向链路上，终端发射功率不同 前向业务解调门限不同 EV-DO在前向链路采用了多用户调度算法 用户间干扰不同,7.7.6 基站选址和布局, 城区按照蜂窝结构选择基站站址和进行基站布局设计 应根据链路预算来确定合理的基站站距 大城市中基站选址时，基站之间可以尽量利用高层建筑来作为隔离 大城市中基

15、站选址时，话务量比较大的街道沿线的基站选址宜尽量靠近街道 限制天线高度，把基站覆盖范围控制在小区范围内 在交通干线及广阔的乡镇，低话务密度区域应尽量将站址选在高地 采用直放站、微蜂窝、射频拉远模块等解决覆盖问题时应有针对性,7.7.7 天线系统设计, 天线选择.应根据覆盖要求、站型（全向站还是扇区站）话务密度、安装条件等合理选择天线的增益、半功率角等指标。 天线挂高 天线主瓣方向及下倾角 馈线选择原则,7.7.8 多载波基站设计, 根据业务密度需求，多载波基站载波配置应一致且应成片连续覆盖。 应优化硬切换，尽量减少硬切换引发的掉话。 宏蜂窝基站系统的多载波区域边界应设置在低话务密度区及低切换频

16、率区，多载波区域切换边界应避开用户移动频繁的区域。 在多载波和单载波覆盖的边界区域应根据使用设备的具体情况，采用以下方法来减少硬切换掉话率：数据库辅助的硬切换;伪导频（Beacon）触发的硬切换;通过常规软切换程序触发的Hand up/Hand down（HASH）算法;频点指派算法,7.7.10 规划方案的优化, 一般先分析前向链路覆盖 然后进一步重点分析高密区覆盖情况 分析导频Ec/Io覆盖,7.8 容量规划,无线网扩容 CDMA系统扩容的基本方法有： 增加载频增加载频是CDMA系统扩容最基本的方法，其设计原则见多载波基站设计。 增加新扇区 如将原全向站改为扇区站。 增加新的基站 在城区增

17、加新的基站需要注意对全网的影响，应控制好小区的覆 盖范围，并与原有基站保持较良好的蜂窝结构。 在高密区增建室内分布系统，分流室外宏蜂窝基站容量。,7.9 无线子系统网路设计,7.9.1 无线子系统网络结构,7.10 软切换规划,7.10.2 软切换过程分析,7.10.4 软切换规划, 认真做好网路规划，合理选择站址，优化基站布局使尽量其构成标准蜂窝结构； 合理设置相邻小区列表，当网络发生变化时应及时调整相邻小区列表； 选择基站天线及无线参数，通过调整小区覆盖范围来合理控制软切换因子； 根据网络负荷，及时调整与软切换有关的参数。,7.11 频率规划,根据国家无委分配，CDMA2000使用频率为：

18、 表7-19 CDMA2000工作频段, 频道号 表7-20 CDMA2000网络无线频道号,7.12 PN码规划,由于CDMA2000各个蜂窝都工作在同一频段，为了区分不同基站和扇区，因此在CDMA有关规范中定义了512个PN-Offset（PN码偏置）码。PN码规划就是将若干相邻基站分成一簇，在簇内每个基站按一定规则分配不同的PN码偏置，在簇外采用复用方式，类似于GSM的频率复用。PN码有多种方式，下图所示为常用的一种方法。,7.12.2 规划原则,综上所述，PN码规划原则概括如下： 相邻扇区不能分配相邻的PN码。 PN-Offset的间隔应尽可能大。 相同PN-Offset复用时，复用的

19、基站要有足够远的地理间隔。 保留出一定数量PN码，以备扩容或者分配给不同类型的基站使用或用于边界基站的规划。,7.12.3 规划案例,表7-24,7.12.4 导频污染,由于传播时延和PN码复用距离等问题，在CDMA系统中会发生导频污染。所谓导频污染是指在覆盖区内某一地区域同时存在过多的而且强度差不多的导频，由于没有主导频，其结果是发生强干扰和掉话。因此在无线网设计中应最大限度控制导频污染，尤其是高话务密度区内应避免发生导频污染。,7.13 编号规划, 移动用户号码(MDN) 移动用户号码簿号码，又称为MDN（Mobile Directory Number）码，是本网移动用户被叫时，主叫用户所

20、需拨打的号码。号码结构如下图所示：, 国际移动用户识别码IMSI是在CDMA2000网中唯一识别一个移动用户的号码，由15位十进制数字组成。号码结构如下：, 移动台识别码MSIN是IMSI的后10位。MSIN由电信运营商自行制定编号原则。 临时本地用户号码TLDN是呼叫一个用户时，网络为了选择路由，由MSC临时分配给移动用户的号码。其结构如下：, ESN号又称为电子序列号，是分配给每个双模移动台的唯一的电子序号，长度为32比特。由设备生产厂家设置。 UIM ID UIM ID为UIM卡的标识。在使用UIM卡的移动台中，这个参数将代替ESN号码参加鉴权，也参与构造CDMA反向信道。,7.13.4 分组域IP地址, 分组区域标识PZID 一个PCF对应一个分组区域，在一个特定的SID/NID区域内，分组区域标识PZID用以唯一确定PCF所覆盖的区域，即分组区域。SID/NID/PZID的组合一一对应于PCF和分组区域。 IP地址 当移动用户使用分组业务时，需要给用户分配IP地址。与核心网分组域有关的设备也应分配IP地址。,7.13.5 智能网编码, 智能网业务用户MDN号码 智能网业务用户IMSI号码 结构与普通用户的IMSI号一样，用来唯一的识别一个智能网业务用户。 MSC/SSP、SCP号码.规划时每个MSC/SSP、SCP都应分配一个信令点编码和E.164号码，并给SS