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如何规划3G无线网络
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众所周知，无线资源是3G网络中最为宝贵的资源，而无线系统投资在整个3G网络投资中也占据了相当大的比例。因此如何尽量提高频谱效率、充分利用无线网络设施向尽量多的用户提供高性能的接入服务就成了运营商最为关心的一个问题。除了设备和技术水平的因素外，无线网络规划也是其中非常重要的一环，它将直接影响到网络性能和建设成本。由于设计方法和经验的问题也经常导致网络实际部署后达不到原定的设计要求。
规划特点
由于CDMA技术具有较高的频谱利用效率，目前几种主要3G技术均基于CDMA接入方式。与传统的时分多址和频分多址系统相比，基于CDMA的无线系统(包括IS95、 cdm a 2000 和UMTS等)有其共同的显著特点，即各种参数弹性很大，不确定性也随之增大，网络设计更为复杂。如果规划方法不正确或缺乏经验，不仅无法获得预期的容量增益，而且会降低系统性能。概括而言，CDMA无线网规划具有如下特点：首先，
CDMA是一个自干扰系统，每个用户都对其它用户构成干扰，每个小区都对其它小区构成干扰。链路性能和系统容量取决于干扰功率的控制结果，因此进行干扰分析、功率配置和软切换规划等工作显得尤为重要。但是由于各种因素相互制约，往往牵一发而动全身。以软切换为例，它虽然能够改善(上行链路的容量)网络运行质量，但却影响了下行链路容量，因此需要将软切换区域控制在一个合理的范围。
CDMA系统的覆盖、容量和通信质量相互关联，彼此影响。例如在乡村、公路沿线等低话务密度地区，覆盖是主要问题，由于移动台的发射功率有限，网络覆盖范围受限于上行链路(基站需有功率足够大的功放)，而上行链路的小区边界又受上行负载因子的影响；在高话务密度地区，如市区，系统容量取决于下行链路的可分配功率，通过分配不同的导频功率，可以控制下行链路的覆盖范围。小区大小依赖于所承载的业务量，而小区所承担的业务量又由小区面积决定，彼此循环制约。如果能找到较为理想的平衡点，不仅能满足业务需求，而且可以降低网络成本。
另外，在CDMA网络中容易出现导频污染、无主服务小区等共性问题。有时由于站址布局不合理或受地形地貌的影响，会有过多的无线信号能量投射到相邻小区，从而产生导频污染，在市区或郊区很容易发生这种现象。当在同一区域有过多(数目超过Rake接收机的 Fin ger 数)强度接近的信号时，容易发生掉话。只有在设计阶段努力克服上述问题，才便于以后的网络优化。
与第二代CDMA无线网络相比，3G网络设计更为复杂。这主要是因为3G系统将不仅限于提供话音业务和低速电路型数据业务，而是支持包括高速分组数据业务在内的多种业务接入能力。每种业务可以有不同的质量要求(Q o S ) ，例如话音业务的FER典型值为2%，不同速率等级的分组数据业务的BLER可以从1%到10%取值等。QoS的不同将直接影响Eb/No的设定和最终网络设计结果。
在3G网络规划中，除了话音业务仍采用 Erla ng 或BHCA度量外，其它主要的数据业务，如WWW、FTP、 EMAIL 等，需建立相应的呼叫模型，在这方面业界进行了大量的理论研究，并有 In ternet 和目前无线网络上的实际统计数据可供借鉴，3GPP和3 GPP2 也提出了参考模型，数据业务量多采用忙时会话次数(B HSA ) 或忙时平均数据吞吐量(K bps ) 等参数衡量。设计者要结合各地区预计的市场需求，进行业务定义、模型选取，将业务量汇总后映射成对不同种类物理信道的实际需求。需注意的是，所选取的数据呼叫模型将直接影响网络的用户容量。
3G网络业务的一个显著特点是上下行链路的非对称性，即下行带宽的需求往往大于上行带宽要求。在这种情况下，如果根据上行带宽需求设计小区半径，小区覆盖面积会较大，但将降低下行链路的容量，导致基站配置的提高，如增加载波；如果完全按照下行链路业务需求设计小区半径，能满足下行容量需求，但小区面积会显著缩小。北电网络凭借其独特的非对称设计方案和高功放、高接受灵敏度的基站产品能有效地缓解容量和覆盖之间的矛盾，根据业务特性进行网络规划，显著减少所需部署的基站数目，以相对较低的成本满足业务需求。
规划过程
无线工程设计通常包括确定设计目标及信息收集、初步设计、站址勘察和最终设计等几个阶段。
在进行网络规划之前，先要确定设计目标，主要包括所要覆盖的区域、每个区域所支持的业务类型、每个区域内每种业务所要达到的覆盖概率等等。此外，还要收集各种业务量的密度分布图、地形地貌数据资料、客户初选的站址信息和网络增长规划等信息。设计目标应综合考虑市场需求和成本因素，例如决定是否需要在乡村实现各种高速数据业务的无缝覆盖，这些因素将极大地影响所需要的基站数目和配置。
然后，依据所收集的信息进行初步设计，包括建立传播模型及链路预算表，评估客户站点并建议新站点和计算机辅助的网络覆盖及干扰分析等。首先根据各区域的具体情况制定出相应的业务量规划和链路运算(不同的信道类型有各自的链路预算)，分别从容量和覆盖的角度估算基站数量，对两者进行平衡，并结合客户提供的初选站址信息，得出基站的初始布局。
由于CDMA系统中的所有用户在空中接口享有相同的干扰资源，在进行小区规划时不能独立地分析它们，而需要借助于专门的覆盖预测工具，通过 Monte Carlo 模拟法仿真移动话务量分布，对上行链路及下行链路进行分析，整个预测过程要迭代进行，直到发射功率达到稳定值，在多次系统模拟的基础上进行统计平均。通过分析导频覆盖、 Ec / Io 值、反向功率和切换状况等输出结果，评估设计方案。如果覆盖质量等未能满足要求，需进行站点优化。常用的优化措施包括调整基站位置、数量、发射功率、天线方向和高度等。然后重新进行仿真运算，这是一个循环往复的过程，直至满足各项需求。这种方法提供的小区覆盖预测结果比基于区域的链路计算(仅在设计的初始阶段有用)更为精确。
当站点位置最终确定并进行了站址勘测后，应根据实际数据对此前的设计方案进行修正和优化，生成对网络覆盖、干扰及软切换性能的最终预测，确定系统参数，完成最终的网络设计和基站配置。
总结
在3G网络设计、优化和实施过程中，CDMA经验(人员、技术、工具等方面)将起至关重要的作用。“罗马非一日建成”，北电网络拥有近七年的CDMA产品研发历史和众多大规模商用CDMA网络实施经验，在全球12个国家的40多个运营商的网络中安装了超过3万个CDMA基站(其中近1万个已升级到 cdm a 2000 1 x ) ，取得了业界最低的掉话率和接入失败率。随着UMTS网络的不断部署，越来越多的运营商，包括欧洲最主要的几个3G运营集团，如 Vodafone 、mmO2、DT等，选择了北电网络提供的3GPP无线产品和相应的服务，北电网络在CDMA和数据业务方面的宝贵经验将确保UMTS商用网络的成功部署。
摘自通信产业报
规划特点
由于CDMA技术具有较高的频谱利用效率，目前几种主要3G技术均基于CDMA接入方式。与传统的时分多址和频分多址系统相比，基于CDMA的无线系统(包括IS95、 cdm a 2000 和UMTS等)有其共同的显著特点，即各种参数弹性很大，不确定性也随之增大，网络设计更为复杂。如果规划方法不正确或缺乏经验，不仅无法获得预期的容量增益，而且会降低系统性能。概括而言，CDMA无线网规划具有如下特点：首先，
CDMA是一个自干扰系统，每个用户都对其它用户构成干扰，每个小区都对其它小区构成干扰。链路性能和系统容量取决于干扰功率的控制结果，因此进行干扰分析、功率配置和软切换规划等工作显得尤为重要。但是由于各种因素相互制约，往往牵一发而动全身。以软切换为例，它虽然能够改善(上行链路的容量)网络运行质量，但却影响了下行链路容量，因此需要将软切换区域控制在一个合理的范围。
CDMA系统的覆盖、容量和通信质量相互关联，彼此影响。例如在乡村、公路沿线等低话务密度地区，覆盖是主要问题，由于移动台的发射功率有限，网络覆盖范围受限于上行链路(基站需有功率足够大的功放)，而上行链路的小区边界又受上行负载因子的影响；在高话务密度地区，如市区，系统容量取决于下行链路的可分配功率，通过分配不同的导频功率，可以控制下行链路的覆盖范围。小区大小依赖于所承载的业务量，而小区所承担的业务量又由小区面积决定，彼此循环制约。如果能找到较为理想的平衡点，不仅能满足业务需求，而且可以降低网络成本。
另外，在CDMA网络中容易出现导频污染、无主服务小区等共性问题。有时由于站址布局不合理或受地形地貌的影响，会有过多的无线信号能量投射到相邻小区，从而产生导频污染，在市区或郊区很容易发生这种现象。当在同一区域有过多(数目超过Rake接收机的 Fin ger 数)强度接近的信号时，容易发生掉话。只有在设计阶段努力克服上述问题，才便于以后的网络优化。
与第二代CDMA无线网络相比，3G网络设计更为复杂。这主要是因为3G系统将不仅限于提供话音业务和低速电路型数据业务，而是支持包括高速分组数据业务在内的多种业务接入能力。每种业务可以有不同的质量要求(Q o S ) ，例如话音业务的FER典型值为2%，不同速率等级的分组数据业务的BLER可以从1%到10%取值等。QoS的不同将直接影响Eb/No的设定和最终网络设计结果。
在3G网络规划中，除了话音业务仍采用 Erla ng 或BHCA度量外，其它主要的数据业务，如WWW、FTP、 EMAIL 等，需建立相应的呼叫模型，在这方面业界进行了大量的理论研究，并有 In ternet 和目前无线网络上的实际统计数据可供借鉴，3GPP和3 GPP2 也提出了参考模型，数据业务量多采用忙时会话次数(B HSA ) 或忙时平均数据吞吐量(K bps ) 等参数衡量。设计者要结合各地区预计的市场需求，进行业务定义、模型选取，将业务量汇总后映射成对不同种类物理信道的实际需求。需注意的是，所选取的数据呼叫模型将直接影响网络的用户容量。
3G网络业务的一个显著特点是上下行链路的非对称性，即下行带宽的需求往往大于上行带宽要求。在这种情况下，如果根据上行带宽需求设计小区半径，小区覆盖面积会较大，但将降低下行链路的容量，导致基站配置的提高，如增加载波；如果完全按照下行链路业务需求设计小区半径，能满足下行容量需求，但小区面积会显著缩小。北电网络凭借其独特的非对称设计方案和高功放、高接受灵敏度的基站产品能有效地缓解容量和覆盖之间的矛盾，根据业务特性进行网络规划，显著减少所需部署的基站数目，以相对较低的成本满足业务需求。
规划过程
无线工程设计通常包括确定设计目标及信息收集、初步设计、站址勘察和最终设计等几个阶段。
在进行网络规划之前，先要确定设计目标，主要包括所要覆盖的区域、每个区域所支持的业务类型、每个区域内每种业务所要达到的覆盖概率等等。此外，还要收集各种业务量的密度分布图、地形地貌数据资料、客户初选的站址信息和网络增长规划等信息。设计目标应综合考虑市场需求和成本因素，例如决定是否需要在乡村实现各种高速数据业务的无缝覆盖，这些因素将极大地影响所需要的基站数目和配置。
然后，依据所收集的信息进行初步设计，包括建立传播模型及链路预算表，评估客户站点并建议新站点和计算机辅助的网络覆盖及干扰分析等。首先根据各区域的具体情况制定出相应的业务量规划和链路运算(不同的信道类型有各自的链路预算)，分别从容量和覆盖的角度估算基站数量，对两者进行平衡，并结合客户提供的初选站址信息，得出基站的初始布局。
由于CDMA系统中的所有用户在空中接口享有相同的干扰资源，在进行小区规划时不能独立地分析它们，而需要借助于专门的覆盖预测工具，通过 Monte Carlo 模拟法仿真移动话务量分布，对上行链路及下行链路进行分析，整个预测过程要迭代进行，直到发射功率达到稳定值，在多次系统模拟的基础上进行统计平均。通过分析导频覆盖、 Ec / Io 值、反向功率和切换状况等输出结果，评估设计方案。如果覆盖质量等未能满足要求，需进行站点优化。常用的优化措施包括调整基站位置、数量、发射功率、天线方向和高度等。然后重新进行仿真运算，这是一个循环往复的过程，直至满足各项需求。这种方法提供的小区覆盖预测结果比基于区域的链路计算(仅在设计的初始阶段有用)更为精确。
当站点位置最终确定并进行了站址勘测后，应根据实际数据对此前的设计方案进行修正和优化，生成对网络覆盖、干扰及软切换性能的最终预测，确定系统参数，完成最终的网络设计和基站配置。
总结
在3G网络设计、优化和实施过程中，CDMA经验(人员、技术、工具等方面)将起至关重要的作用。“罗马非一日建成”，北电网络拥有近七年的CDMA产品研发历史和众多大规模商用CDMA网络实施经验，在全球12个国家的40多个运营商的网络中安装了超过3万个CDMA基站(其中近1万个已升级到 cdm a 2000 1 x ) ，取得了业界最低的掉话率和接入失败率。随着UMTS网络的不断部署，越来越多的运营商，包括欧洲最主要的几个3G运营集团，如 Vodafone 、mmO2、DT等，选择了北电网络提供的3GPP无线产品和相应的服务，北电网络在CDMA和数据业务方面的宝贵经验将确保UMTS商用网络的成功部署。
摘自通信产业报
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