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CDMA网络规划设计论文 篇1：
WCDMA无线通信网络规划的研究
摘要:WCDMA网络规划是移动通信网建设的核心部分,无论是 WCDMA网络建设初期还是网络的扩容时期,细致周密的网络规划对于网络的建设成本与运行质量都具有极为重大的意义。本文结合WCDMA的技术特点,在汲取GSM网络建设经验的基础上,对WCDMA无线网络规划的特点、内容、过程等进行了初步的探讨,并重点对规划过程进行了研究。
关键词:WCDMA;网络规划;网络优化;扰码规划;功率控制
1、绪论
WCDMA(Wideband CDMA)是第三代移动通信系统(3G,3rd Generation)三大主流技术标准之一,3G 目前已经成为通信行业的热门话题。随着用户的不断增长和数字通信的发展,第二代移动电话系统逐渐显示出它的不足之处。随着科学技术和通信业务的发展,需要的将是一个综合现有移动电话系统功能和提供多种服务的综合业务系统,所以国际电联要求,在2000年实现商用化的第三代移动通信系统,即 IMT-2000。
本文就一小城市的城区设计一个WCDMA蜂窝通信网络。第二章主要介绍了WCDMA数字蜂窝移动通信网网络的组成、结构、特点和关键技术;第三章详细介绍了WCDMA蜂窝通信网网络规划流程。第四章对文章进行了总结,并且展望了WCDMA技术的发展。
2、WCDMA移动通信系统
WCDMA技术体制是核心网基于GSM/GPRS 网络的演进,保持与GSM/GPRS网络的兼容性的同时可基于TDM(Time Division Multiplex,时分复用)、ADM(Add/Drop Multiplex,分插复用)和IP技术向全IP网络结构演进。要做好WCDMA网络预规划,需要进行关于WCDMA无线网络规划原理准备,了解 WCDMA相关技术特点是基本前提和基础。
WCDMA系统的组网采用了与第二代通信系统类似的结构,包括无线接入网络(RadioAccess Network, RAN)和核心网络(Core Network, CN)。其中,无线接入网络 RAN 又包括陆地无线接入网(UMTS Terrestrial Radio Access Network, UTRAN)和用户终端设备(User Equipment, UE),负责处理所有与无线有关的功能,而 CN 处理系统内部所有的话音呼叫和数据连接,并实现与外网的交换和路由功能。CN从逻辑上分为电路交换(Circuit Switch, CS)域和分组交换(Packet Switch,PS)域。WCDMA作为3G的技术标准之一,其核心频率为 2GHz,上行频段为1920-1980MHz,下行频段 2110-2170MHz,每载频带宽为5MHz。WCDMA 系统是基于CDMA的码分多址接入技术,只是在更宽频谱上进行直接序列扩频。和CDMA一样,WCDMA也是一个自干扰系统。其单扇区的最大容量(极限值)可以用如下公式计算:
式中,α代表话音激活因子,d表示信噪比Eb/No,β代表其它小区的干扰占本小区干扰的比例(基站越密集,扇区之间重叠越多,该值越大),g代表系统的处理增益,从极限容量的公式来看,β就表示其它小区对本小区的干扰,也就是WCDMA系统內部的自干扰。因此,如果设计不合理,使系统存在严重的导频污染的话,系统的容量就会大为下降。
在WCDMA系统中,功率管理是一个非常重要的环节。这是因为在WCDMA系统中,功率是最终的无线资源,所以最有效地使用无线资源的惟一手段就是严格控制功率的使用。在功率管理部分,一方面提高针对某用户的发射功率能够改善该用户的服务质量;另一方面WCDMA系统具有自干扰性。蜂窝式MS在小区内的位置是随机的,而且经常变动,所以路径损耗会大幅度变化。在WCDMA系统中,所有小区均采用相同频率,理论上不同用户分配的地址码是正交的,但实际上很难保证,造成各信道间的相互干扰,从而不可避免地引起严重的“远近效应”和“拐角效应”。
因此,如何有效地进行功率控制,在保证用户要求的QoS的前提下,最大程度地降低发射功率,减少系统干扰,增加系统容量是WCDMA网络规划关键技术中的关键。WCDMA系统有前向功率控制(即控制基站发射功率)和反向功率控制(即控制移动台发射功率)。其中反向功率控制尤为重要,因为要确保系统容量和通信质量,克服衰落和解决远近效应等问题,很大程度上都要依靠它。
3、WCDMA无线网络规划流程
无线网络规划是根据规划需求和网络特性,设定工程参数和无线资源参数,在满足一定信号覆盖、系统容量和业务质量要求的前提下,设计最优化的网络,使工程成本最低。WCDMA无线网络规划的目标和原则是综合建网成本最小、盈利业务覆盖最优、有限资源容量最大和核心业务质量最优。WCDMA无线网络规划包括链路预算、对所需小区站址数目进行估算、小区参数规划等。与GSM网络规划相比,WCDMA的网络规划因系统的白干扰和软容量特性以及引入具有多种速率和QoS要求的混合业务而变得复杂。
从技术上,WCDMA系统采用了CDMA的多址方式,其原理是基于扩频技术,把需要传送的具有一定信号带宽的信息数据,用一个带宽远大于信息带宽的高速伪随机码进行调制,使原信息数据的带宽被扩展,再进行载波调制并发送出去。利用不同伪随机码序列之间的自相关特性和互相关特性,由接收端进行解扩。通过这种为不同用户分配不同的扩频码作为区分标志的方式,达到在同载频内多用户互不干扰且同时通信的目的。由于WCDMA采用了CDMA多址方式,所以WCDMA的技术特点更接近 CDMA,但WCDMA网络规划远比 CDMA网络规划更复杂,因为WCDMA面对的是多业务混合的业务环境,规划时要充分考虑各种类型的数据业务达到的可能性。
站址选择在整个网络规划过程中是非常关键的工作。站址选择合理,规划时只需要对参数进行微调就可以满足要求;反之如果站址选择不合理,常常导致规划性能不佳,甚至重新选择站址,使前一阶段的规划工作的作废。根据覆盖和容量的需要确定站点的站型,在此基础上搭建合理的网络拓扑结构。在站点分布规划中,根据综合的因素选择网络单元,这些因素包括:地形、地貌、覆盖、容量、机房条件等,组网中常见的网元有宏蜂窝、微蜂窝、射频拉远、直放站等。把他们灵活运用到网络建设当中,以取得良好的效果。
WCDMA无线网络规划站址勘察是网络规划工作的重要组成部分,必须认真对待。网络规划基站勘察人员必须认真进行站点的规划勘测,确保勘察数据的真实性和准确性,为将来的网络建设作好准备,为后期网络优化工作提供一份有效的规划报告。进行无线网络勘察的目的是确认规划所选站址是否满足建站要求。
4、总结
本文介绍了移动通信的发展过程、移动通信的国内外现状,WCDMA数字蜂窝移动通信网的基本结构,频率配置,基本参数的配置。就一个给定城市区域从满足容量和覆盖两个方面来对该小区进行了设计。通过小区容纳的信道数和小区半径之间的关系来权衡信道数和小区半径,并总结出小区容量和小区覆盖之间的关系,小区的容量和小区的覆盖是成反比的关系。同时对基站的发射功率进行了调整,使下行链路的半径和上行链路的半径相等,这个时候基站的功率最小,这样也节约了基站的功率,同时减少了小区里的干扰。同时,结合本文的工作,可以进一步针对本课题的主要内容,在现有WCDMA网络的基础上而进行的网络的规划。
参考文献:
[1] 张玉胜.WCDMA无线网络有关覆盖问题的分析[J].电信工程技术与标准化,2004.
[2] 向际鹰. CDMA2000技术特征及现状[J].通信世界, 2001.
[3] Toskala A,Holma H,Muszynski P.ETSI WCDMA for UMTS[J].IEEE 5th Internationa
作者：丁新平
CDMA网络规划设计论文 篇2：
WCDMA无线网络规划探讨
摘要:重点讨论WCDMA网络规划的原则、流程和若干重点,并提出一种校园无线网络建设方案。
关键词:WCDMA;3G;网络规划
文献标识码:A
1 WCDMA系统及需要解决的主要问题
在全球3G发展正在稳步推进的现实情况下,通信技术领域已经为3G的建设进行了足够的技术准备,随着3G标准的确立和相关的技术不断成熟,一些通信公司也开始进行了网络平滑过渡的建设准备,并进行了网络现状的调研,以期能以较为经济的手段建设高标准的3G网络。作为 3G三大标准之一的 WCDMA,其技术比较成熟,是目前3G标准中应用最广的,研究WCDMA无线网络规划具有十分现实的意义。一个好的网络结构不仅能够使网络的性能得到有效的发挥,而且为日后的网络优化 、运营维护 、容量的平滑演进奠定一个很好的基础。
WCDMA中文译名为“宽带分码多工存取”,它可支持384Kbps到2Mbps不等的数据传输速率,在高速移动的状态,可提供384Kbps的传输速率,在低速或是室内环境下,则可提供高达2Mbps的传输速率。WCDMA系统的组网采用了与第二代通信系统类似的结构,包括无线接入网络(Radio Access Network, RAN)。其中无线接入网络RAN又包括陆地无线接入网(UTMS Terrestrial Radio Access Network, UTAN)和用户终端设备,而CN处理系统内部所有的话音呼叫和数据连接,并实现和外网的交换和路由功能。CN从逻辑商分为电路交换(Circuit Switch, CS)域或分组交换(Packet Switch, CS)域。WCDMA系統结构和主要接口如图1所示。
通过了解WCDMA系统结构可知,可以看到无线网络规划的好坏直接关系到网络的性能。无线网络建设的投资要占总投资的70%以上,因此无线规划在整个网络规划中占据着相当重要的地位。WCDMA 无线网络需要解决的主要问题来自两个方面,一是来是CDMA多址方式固有的多址干扰和多径干扰问题;另一方面则是来自于WCDMA系统面临的移动通信环境本身。
2 WCDMA无线网络规划的原则及流程
无线网络规划是根据规划的无线网络的特性以及网络规划的需求,设定相应的工程参数和无线资源参数,并在满足一定信号覆盖、系统容量和业务质量要求的前提下,使网络的工程成本最低。在WCDMA系统网络规划过程中,应该遵循以下基本规划原则:
(1)WCDMA网络建设应该坚持规模发展的原则,采用全网统一规划、分步实施的网络规划建设方案。
(2)网络规划初期应该在覆盖的深度和广度上根据经济水平、基础设施状况而调整,在经济发达、中等发达地区和重要城市基本实现地级市和县级市的全覆盖,在欠发达省市可实现大部分地级市的覆盖。
(3)随着网络的进一步发展,网络规划应实现在发达省市绝大部分乡镇的覆盖,在中等发达地区大部分乡镇的覆盖,在欠发达地区可实现少部分乡镇的覆盖,最终实现全国范围内的覆盖。
(4)在技术合理的前提下,网络规划应充分利用运营商现有的通信基础设施(包括机房、铁塔、传输等),减少重复建设,降低建设和运营成本。
(5)选择合理的技术和手段,加强无线网络规划,提高综合服务质量,协调好无线网络容量、无线覆盖和网络质量与投资效益之间的关系,确保网络建设的综合效益。
(6)网络规划应充分考虑远期发展目标,具有向前良好的扩展性,即系统容量以满足用户增长需要为衡量目标,能方便地进行扩容升级,满足远期业务需求。
(7)无线网络规划要将覆盖与业务规划结合起来,考虑室外与室内覆盖并重。
(8)网络规划要规划好无线支撑系统的建设,能提供不同用户的QoS等级服务。
WCDMA无线网络规划的流程与GSM网络的规划流程基本相同,主要内容包括确定规划目标及信息收集、预规划、初始布局、站址实地勘测和最终设计等几个阶段,如图2所示:
确定规划目标及收集信息主要包括确定规划所要覆盖的区域、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率等。收集信息还包括各种业务量的密度分布图、地形地貌数据资料、运营商初选的站址信息和网络发展长期规划等信息。规划目标应综合考虑市场需求和成本因素。最终规划方案应该包括覆盖规划、容量评估、干扰规划、计算功率预算、参数集规划、码字规划、频率规划、站址分布等各个部分的设计方案。在最终规划设计方案进入试运行阶段之前,根据实地勘测结果进行相应参数的修正。
3 校园无线网建设的策略选择
无线网络的覆盖、容量和网络性能之间的关系是相互影响、相互制约的。用户的分布、用户的移动速度以及用户的业务模型都直接影响到无线网络的覆盖、容量和网络性能。因此要准确地反映未来网络的实际情况,不仅需要通过链路预算、容量推算等方法估算网络的大致建设规模以及基本建设方案,而且还需要采用专用的网络规划和仿真工具,建立准确的地理环境模型、用户业务和行为模型,才能仿真出实际网络的运行效果。由于WCDMA网络是一个多业务网络,在不同环境里的混合业务种类各不相同,通常选择各个环境下对无线网络性能要求较高的业务作为连续保障业务。能够满足这种业务的无线要求的链路理论上更能满足其他业务的连续覆盖要求。对于采用R4版本的具体组网方式,建议核心网电路域建设采用混合R4组网方式,实现承载与控制分离,语音承载采用IP传输,信令网采用TDM传输的网络建设方式。根据以上分析,校区采用混合R4的组网方式。
TMSC1:汇接TMSC2间、TMSC2与其他TMSC1间或本地端局的业务;TMSC2:负责汇接MSC的省内业务、转接至TMSC1的省际业务;VMSC:负责本局交换功能、来/去话功能以及漫游用户数据管理等;GMSC:汇接本网与其他网络的来、去话呼叫,实现网间互联互通。HLR/AuC:保存用户各种数据,实现用户的位置更新、呼叫、切换等各种流程。网内任一VMSC、GMSC都可以通过STP访问某一HLR/AuC。为了实现移动用户的漫游、呼叫等各种业务,必须建设移动NO.7信令网。信令网的网络结构和移动话路网的结构一样,分为三级:HSTP:汇接省际NO.7信令业务;LSTP:汇接省内信令信令业务和省际信令业务;移动网络中任一节点如:VMSC、GMSC、TMSC、HLR等都作为SP连接到LSTP、或HSTP。本地校园网无线网络结构如图3:
电路域包含VMSC、GMSC、HLR等,所以电路域本地网必须包括VMSC、GMSC、HLR。由这几个网元组成的移动本地网一方面要完成移动本地网内各种呼叫业务,同时还要完成本地网到其他网络的呼叫以及移动长途呼叫业务。不同的网元组网方式、建设思路也不同。对于VMSC和HLR,可以按照本地网内用户规模的大小设置一个或多个节点。GMSC主要处理网间话务,通常成对设置,负荷分担。通过有关仿真结果分析,上行负载必须任60%以下,下行负载在80%以下才能保证系统的稳定性,在设计中还应留有一定的余量,故设计最大上行负载取50%,下行取75%。由于密集城区的用户密集,业务密度高,且业务增长迅速,突发增长可能性大,并且是网络质量的重点保证区域,所以录用相对保守的规划策略,把站点的设计负载制定得高一些,以便网络有较大的承载能力,增加网络的安全系数。在 WCDMA网络规划中,传播模型是进行网络规划的重要工具,传播预测的准确性将大大影响规划的准确性。在具体应用时由于地形、建筑物密集程度和高度等方面的不同,各种对应变量函数应该各不相同,从而导致一般的传播模型对具体的无线环境预测不够准确,而需要在这些典型的传播模型基础上进行传播模型校正。
参考文献
[1]华为技术有限公司著.WCDMA系统原理与规划建设培训,2005.
[2]张长刚,孙保红等.无线网络规划原理与实践[M].北京:人民邮电出版社,2005.
[3]郭东亮等著.WCDMA规划设计手册[M].北京:人民邮电出版社,2005.
[4]中兴通讯.CDMA网络规划与优化.编写.CDMA网络规划与优化[M].北京:电子工业出版社,2005.
作者：张念群
CDMA网络规划设计论文 篇3：
TD-SCDMA网络规划计研究
摘要： 介绍TD-SCDMA技术特点，对TD-SCDMA网络规划中涉及的关键技术，包括资源调度技术、上下行时隙分配等进行介绍。对TD-SCDMA网络规划设计原则、内容及流程进行细致研究。分析网络规划和网络优化的关系，并研究TD-SCDMA网络优化的方法和具体流程。
关键词： TD-SCDMA；网络规划；时分双工；资源调度
1 TD-SCDMA技术特点
1）时分双工（TDD）方式。TDD方式由于上下行链路工作在同一频率，因此组网时不需要成对频段。频谱安排灵活，单载波带宽仅1.6MHz，三个载波共占用5MHz带宽，能够使用各种分散、零碎的空闲频段。同时，TDD系统的工作频段在全世界绝大多数国家很容易得到安排，即当前只有TD-SCDMA才可能最好地支持全球漫游。
2）综合多址方式。综合采用CDMA、FDMA、TDMA和SDMA等各种多址方式，充分发挥各种技术的优越性。未来第三代移动通信系统交主要承担的IP和宽带多媒体业务，其主要特点正是上下行业务量的严重不对称。而TDMA制式能动态调整上下行时隙，在支持对称的话音业务的同时，可以高效地满足上下行不对称业务的需求。
2 TD-SCDMA网络规划
2.1 TD-SCDMA网络规划关键技术
1）资源调度技术。资源调度算法是标准和技术规范中没有具体规定的内容，无线信道可以有空分、时分、频分以及码分等多种形式，TD-SCDMA的无线资源模型发生了变化，资源调度算法更灵活、更复杂。
2）上下行时隙分配。支持上下行不对称业务是TD-SCDMA无线网络的一个重要特点，调整具体的时隙分配可实现上下行不同的业务流量。在时隙分配时，既要从业务流量的角度考虑，还要考虑小区之间的干扰问题。
3）干扰分析。尽管很多情况下，干扰不是TDD网络的主要矛盾。但随着用户数的增加，加之传播时延和上下行时隙分配问题，空分方式有时并不能完全隔离掉干扰，且相邻小区之间会产生比较大的干扰。
4）业务模型。TD-SCDMA网络在支持数据业务方面更加灵活。例如：在3G的网络规划中，应尽可能保证业务模型预测的准确性。对于实时性要求高的业务，规划的重点是缩短信道分配的时间；对于实时性要求不高的业务，规划的重点是提高网络和单个用户的吞吐量。
2.2 TD-SCDMA网络规划原则
1）可持续发展原则。在网络建设的初级阶段，既要考虑网络后期的维护、扩容和升级要求，又要考虑现阶段网络建设的容量、覆盖和质量等要求。2）区域性原则。不同的区域应该采取不同的策略，密集区域要考虑以容量为主，其他区域考虑以覆盖为主。3）阶段性原则。在网络建设初期，通常首先考虑的是大范围的连续覆盖，随着用户量增加和业务需求的不断增长，容量和质量将成为网络建设考虑的关键性因素。
2.3 TD-SCDMA网络规划内容
1）基础设施规划，主要是基站位置、发射机/接收机数目、天线倾角和天线高度等。2）相应的频率规划，如分配SMHZ带宽，有3个载频可供基站选用。3）固定网络结构，即基站控制器、交换中心和数据库。4）链接所有这些实体的传输网。
2.4 TD-SCDMA网络规划流程
TD-SCDMA无线网络规划流程如下：
1）进行业务预测，通过对确定用户行为和地区经济等的分析，确定规划目标：包括对不同区域覆盖、容量和服务的要求；
2）覆盖分析：通过链路预算进行初步、粗略的覆盖分析，需要进行传播模型参数校正，来获得更加准确性和可靠的覆盖预测，进一步利用规划软件帮助进行比较精确的覆盖分析；
3）容量分析：从容量的角度分析小区范围并分析CDMA系统软容量的特性；
4）将2）、3）步结果在规划软件上进行分析调整，在CDMA系统的容量和覆盖之间获得平衡，从而获得良好效果；
5）基站选择及站址勘察：根据规划结果进行基站选择及站址勘察，实地查勘考核与GSM基站共站的可能性；
6）将查勘后取得的基站数据导入规划软件，再次进行分析，考核其合理性，并取得系统参数设计值。
3 TD-SCDMA网络优化
1）网络优化与规划设计的关系。合理的无线规划，是网络后期工程优化的基础，是网络优化的重要前提。网络规划的目的在于通过认真、细致的网络规划工作，构建一个可承受未来若干年业务和用户发展同时符合TD-SCDMA技术特性的合理无线网络架构体系，为未来的网络发展奠定良好的网络基础。而网络优化，将对合理网络构架予以继承，对粗线条的网络规划予以细化，对网络潜力实施挖潜。网络优化对网络性能的改善、容量的提高作用显著，细致和完善的网络优化，可以改善网络性能，充分降低全网的干扰水平，提高呼叫接通率，提高网络的数据业务吞吐能力，提高网络容量。
网络规划、布局、设计和施工越合理，网络优化的工作量越小，即合理的及网络规划、设计和施工，为网络优化奠定了一个良好的基础。因此，合理的无线网络规划，是网络工程优化的基础，是网络优化的重要前提。
2）TD-SCDMA网络优化流程。TD-SCDMA网络优化流程如图2所示，主要包括了单站优化阶段、分簇优化阶段、分区优化阶段、厂家边界区域优化和全网优化。
单站优化阶段的工作是在单站开通后，对网络中的站点进行初步的调整，为后期的分簇优化做好准备。分簇优化阶段是在单站优化进行一段时间后，为了达到周围己开通站点的连续覆盖，制定的按区域优化的手段。分簇优化阶段除了关注覆盖指标之外，还要关注相应的业务指标。分区优化阶段是为了完成信号在一个相对较大的区域内的连续覆盖，在分簇优化结束后，对簇与簇的边界进行重点调整。厂家边界区域优化是为了保证网络建设的完整性，实现跨厂家的优化，为放号测试做好准备。全网优化阶段是对之前工作进行的一次完整性检查和梳理，尽最大程度解决网络中存在的问题，为初验做好准备。
作者：吴文波