隨著3G移動(dòng)通信技術(shù)的日漸成熟，3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃已經(jīng)提到日程上來(lái)。3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃不僅包括無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，還包括核心網(wǎng)絡(luò)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、支撐系統(tǒng)的規(guī)劃，綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)的開發(fā)等許多方面。3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是比較復(fù)雜的，在此，本文主要探討WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的一些基本原則、規(guī)劃過(guò)程、內(nèi)容及方法等。
一、WCDMA與2G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的區(qū)別
WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃同傳統(tǒng)的2G網(wǎng)絡(luò)相比有著本質(zhì)的區(qū)別：傳統(tǒng)的2G網(wǎng)絡(luò)由于所承擔(dān)的業(yè)務(wù)主要是語(yǔ)音，所采用的規(guī)劃方法相對(duì)較為簡(jiǎn)單，但WCDMA網(wǎng)絡(luò)提供豐富多樣的業(yè)務(wù)，從而導(dǎo)致WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃比2G復(fù)雜很多。
傳統(tǒng)的2G（GSM）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃基本上可以分為兩步：第一步主要是無(wú)線路徑衰耗的預(yù)測(cè)，目的是使網(wǎng)絡(luò)保證所需業(yè)務(wù)區(qū)域的無(wú)線覆蓋；第二步是根據(jù)對(duì)業(yè)務(wù)區(qū)業(yè)務(wù)量的估計(jì)進(jìn)行頻率規(guī)劃，以便確定系統(tǒng)的容量。通常在對(duì)GSM系統(tǒng)的無(wú)線規(guī)劃中，主要考慮的是話音業(yè)務(wù)和少量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（例如SMS業(yè)務(wù)），這樣對(duì)于給定信道的數(shù)量，小區(qū)的容量是一個(gè)常數(shù)。因此，在GSM的無(wú)線規(guī)劃中，覆蓋和容量的規(guī)劃可以分別獨(dú)立地進(jìn)行規(guī)劃。
在WCDMA系統(tǒng)中，由于引入了包括話音在內(nèi)的多種不同速率、不同QoS的業(yè)務(wù)，多業(yè)務(wù)環(huán)境和WCDMA系統(tǒng)本身的特點(diǎn)使得WCDMA系統(tǒng)規(guī)劃有許多不同于GSM系統(tǒng)規(guī)劃的內(nèi)容。其中特別要注意的是，在規(guī)劃WCDMA系統(tǒng)時(shí)，小區(qū)的覆蓋和容量要相互結(jié)合起來(lái)考慮。WCDMA系統(tǒng)覆蓋能力與系統(tǒng)負(fù)載狀況相關(guān)，系統(tǒng)負(fù)載增加會(huì)導(dǎo)致覆蓋范圍的縮小，WCDMA每載波的容量與所處環(huán)境、臨區(qū)干擾等因素相關(guān)，具有小區(qū)呼吸效應(yīng)，即“軟”特性。因此，在WCDMA系統(tǒng)中，功率控制（TPC）、軟切換和更軟切換產(chǎn)生的增益、上下行鏈路的功率預(yù)算等因素都需要加以考慮。
GSM系統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是在小區(qū)的容量和覆蓋兩者間求得最佳點(diǎn)，而WCDMA系統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要在容量、覆蓋、服務(wù)質(zhì)量三者間尋求最佳點(diǎn)，這就無(wú)形中增加了WCDMA系統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的復(fù)雜性。
二、WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的原則
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是根據(jù)規(guī)劃的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的特性以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的需求，設(shè)定相應(yīng)的工程參數(shù)和無(wú)線資源參數(shù)，并在滿足一定信號(hào)覆蓋、系統(tǒng)容量和業(yè)務(wù)質(zhì)量要求的前提下，使網(wǎng)絡(luò)的工程成本最低。因此，要規(guī)劃好無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，首先就需要了解無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，如WCDMA網(wǎng)絡(luò)具有小區(qū)呼吸效應(yīng)，隨著小區(qū)負(fù)載的增加，覆蓋會(huì)逐漸收縮；其次，需要了解運(yùn)營(yíng)商對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境、無(wú)線業(yè)務(wù)需求等要求，不同的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境、不同的業(yè)務(wù)需求決定了不同的網(wǎng)絡(luò)需要達(dá)到的性能指標(biāo)。具備了以上兩點(diǎn)條件就可以開始進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，在WCDMA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過(guò)程中，應(yīng)該遵循以下基本規(guī)劃原則。
1．WCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)該堅(jiān)持規(guī)模發(fā)展的原則，采用全網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)方案。
2．網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃初期應(yīng)該在覆蓋的深度和廣度上根據(jù)經(jīng)濟(jì)水平、基礎(chǔ)設(shè)施狀況而調(diào)整，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、中等發(fā)達(dá)地區(qū)和重要城市基本實(shí)現(xiàn)地級(jí)市和縣級(jí)市的全覆蓋，在欠發(fā)達(dá)省市可實(shí)現(xiàn)大部分地級(jí)市的覆蓋。
3．隨著網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)實(shí)現(xiàn)在發(fā)達(dá)省市絕大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的覆蓋，在中等發(fā)達(dá)地區(qū)大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的覆蓋，在欠發(fā)達(dá)地區(qū)可實(shí)現(xiàn)少部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的覆蓋，最終實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)的覆蓋。
4．在技術(shù)合理的前提下，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)充分利用運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有的通信基礎(chǔ)設(shè)施（包括機(jī)房、鐵塔、傳輸?shù)龋�，減少重復(fù)建設(shè)，降低建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本。
5．選擇合理的技術(shù)和手段，加強(qiáng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，提高綜合服務(wù)質(zhì)量，協(xié)調(diào)好無(wú)線網(wǎng)絡(luò)容量、無(wú)線覆蓋和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量與投資效益之間的關(guān)系，確保網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的綜合效益。
6．網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)充分考慮遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)，具有向前良好的擴(kuò)展性，即系統(tǒng)容量以滿足用戶增長(zhǎng)需要為衡量目標(biāo)，能方便地進(jìn)行擴(kuò)容升級(jí)，滿足遠(yuǎn)期業(yè)務(wù)需求。
7．無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要將覆蓋與業(yè)務(wù)規(guī)劃結(jié)合起來(lái)，考慮室外與室內(nèi)覆蓋并重。
8．網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要規(guī)劃好無(wú)線支撐系統(tǒng)的建設(shè)，能提供不同用戶的QoS等級(jí)服務(wù)。
二、WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的流程
WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的流程與GSM網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃流程基本相同，主要內(nèi)容包括確定規(guī)劃目標(biāo)及信息收集、預(yù)規(guī)劃、初始布局、站址實(shí)地勘測(cè)和最終設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段，如圖1所示。在最終規(guī)劃設(shè)計(jì)方案進(jìn)入試運(yùn)行階段之前，根據(jù)實(shí)地勘測(cè)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的修正。
圖1WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程
確定規(guī)劃目標(biāo)及收集信息主要包括確定規(guī)劃所要覆蓋的區(qū)域、每個(gè)區(qū)域所支持的業(yè)務(wù)類型、每個(gè)區(qū)域內(nèi)每種業(yè)務(wù)所要達(dá)到的覆蓋率等。此外，收集信息還包括各種業(yè)務(wù)量的密度分布圖、地形地貌數(shù)據(jù)資料、運(yùn)營(yíng)商初選的站址信息和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展長(zhǎng)期規(guī)劃等信息。規(guī)劃目標(biāo)應(yīng)綜合考慮市場(chǎng)需求和成本因素。
預(yù)規(guī)劃進(jìn)程根據(jù)所收集的信息要綜合考慮覆蓋、容量、質(zhì)量等要求，得到理論覆蓋和容量規(guī)劃的初步設(shè)計(jì)方案，包括建立傳播模型和制定鏈路預(yù)算表，評(píng)估客戶站點(diǎn)并建議新站點(diǎn)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助的網(wǎng)絡(luò)覆蓋及干擾分析等。
初步設(shè)計(jì)是要根據(jù)各區(qū)域的具體情況制定出相應(yīng)的業(yè)務(wù)量規(guī)劃和鏈路預(yù)算，分別從容量和覆蓋的角度估算基站數(shù)量，將兩者平衡，結(jié)合客戶提供的初選站址信息，得出基站的初始布局。
站址實(shí)地勘測(cè)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，需要無(wú)線規(guī)劃人員與傳輸規(guī)劃人員、施工人員和土建工程師一起研究，對(duì)于站址的選擇不僅需要綜合考慮站址周圍的環(huán)境、建筑物高度、是否使用鐵塔以及周圍阻擋等因素，同時(shí)還需要對(duì)該站址進(jìn)行結(jié)構(gòu)核算的可行性研究，即如何減少站址的成本等。在站址勘測(cè)過(guò)程中，要根據(jù)無(wú)線規(guī)劃、傳輸規(guī)劃和安裝過(guò)程人員的輸入重新調(diào)整初始布局中的站址信息，通過(guò)多次反覆最終確定站址，形成詳細(xì)的站址信息報(bào)告，包括建筑物或綠地的高度、坐標(biāo)系、天線配置（位置、傾角、方位角等）、地圖以及基站和天線準(zhǔn)確位置的頂視圖等內(nèi)容。站址確定以后進(jìn)行碼字和頻率的分配。
最終規(guī)劃方案應(yīng)該包括覆蓋規(guī)劃、容量評(píng)估、干擾規(guī)劃、計(jì)算功率預(yù)算、參數(shù)集規(guī)劃、碼字規(guī)劃、頻率規(guī)劃、站址分布等各個(gè)部分的設(shè)計(jì)方案。
三、WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的內(nèi)容
WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃可分為覆蓋規(guī)劃、容量規(guī)劃、碼片和頻率規(guī)劃、無(wú)線資源規(guī)劃、切換規(guī)劃、功控規(guī)劃等眾多方面，其中覆蓋規(guī)劃和容量規(guī)劃是其核心內(nèi)容。在WCDMA系統(tǒng)中所有用戶在空中接口享有相同的干擾資源，每個(gè)用戶影響其他用戶并引發(fā)其發(fā)射功率的變化，因此在進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，覆蓋和容量是相關(guān)的，必須進(jìn)行迭代計(jì)算。
1．WCDMA覆蓋規(guī)劃
覆蓋依賴于所要覆蓋的區(qū)域、區(qū)域類型和傳播條件。WCDMA覆蓋范圍的計(jì)算來(lái)源于鏈路預(yù)算和通過(guò)實(shí)測(cè)獲得的無(wú)線傳播模型校正。WCDMA鏈路預(yù)算中包含了一些GSM鏈路預(yù)算中不采用的新參數(shù)，如干擾余量、快衰落余量、軟切換增益等參數(shù)。
鏈路預(yù)算的主要目的是在對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)模型參數(shù)合理取值基礎(chǔ)上，分析小區(qū)的最大允許路徑損耗，從而得出各種情況下的覆蓋半徑。WCDMA系統(tǒng)的鏈路預(yù)算不是一個(gè)單純的線性過(guò)程，它和小區(qū)的負(fù)荷估算是結(jié)合進(jìn)行的。首先，必須根據(jù)在不同移動(dòng)臺(tái)速度下每種業(yè)務(wù)的質(zhì)量要求，獲得相應(yīng)的上、下行的Eb/N0指標(biāo)值(一般由設(shè)備廠家給出)，由此計(jì)算出各種業(yè)務(wù)的參考接收靈敏度。參考接收靈敏度與系統(tǒng)熱噪聲、業(yè)務(wù)速率和Eb/N0有關(guān)。然后，在設(shè)定或者已知小區(qū)負(fù)荷的情況下，上行最大允許路徑損耗的計(jì)算就變成一個(gè)簡(jiǎn)單的與GSM系統(tǒng)上行鏈路預(yù)算相似的計(jì)算過(guò)程。而下行鏈路的預(yù)算問(wèn)題要復(fù)雜些，面對(duì)的是如何把有限的總發(fā)射功率分配給各個(gè)活動(dòng)終端的問(wèn)題。鑒于終端位置分布、終端軟切換狀態(tài)等不確定性，必須建立一個(gè)模型，做一些簡(jiǎn)化性的假設(shè)，然后才能計(jì)算出一個(gè)統(tǒng)計(jì)性的結(jié)果。
2．WCDMA容量規(guī)劃
與GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相比，WCDMA系統(tǒng)容量規(guī)劃更依賴于覆蓋，容量直接和功率預(yù)算有關(guān)。功率預(yù)算針對(duì)的是一種典型的業(yè)務(wù)，而WCDMA在實(shí)際中可能同時(shí)存在著多種業(yè)務(wù)類型，包括話音業(yè)務(wù)和高達(dá)384kbit/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這就意味著對(duì)于不同的用戶，系統(tǒng)的容量在上行鏈路和下行鏈路是不同的。理論分析與仿真結(jié)果表明，上行鏈路的容量是下行鏈路容量的2～2.5倍。
由于WCDMA系統(tǒng)是干擾受限系統(tǒng)，容量的規(guī)劃實(shí)質(zhì)上是對(duì)干擾量的估計(jì)。對(duì)于下行負(fù)荷的估計(jì)，主要是對(duì)于基站發(fā)射功率的估計(jì)。對(duì)于每個(gè)用戶所要求的最小功率，由基站到移動(dòng)臺(tái)平均衰耗及移動(dòng)臺(tái)靈敏度決定，條件是不存在多接入引起干擾（包括小區(qū)內(nèi)和小區(qū)外）。干擾引起的噪聲提升使得移動(dòng)臺(tái)所需最小功率比原來(lái)有了提高，最后使得系統(tǒng)能接入的用戶數(shù)減少。
3．碼片和頻率的規(guī)劃
從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的角度看，WCDMA系統(tǒng)中的碼片和頻率規(guī)劃相對(duì)比較簡(jiǎn)單，主要任務(wù)是為下行鏈路分配擾碼。擾碼組的碼序列限制在512個(gè)，擾碼在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中被分配給扇區(qū)，因?yàn)閿_碼的數(shù)目太多，擾碼分配這一繁瑣的工作通常由網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具自動(dòng)完成。
由于WCDMA系統(tǒng)的頻率復(fù)用因子為1，為典型的空中接口干擾受限系統(tǒng)。如果運(yùn)營(yíng)商有兩個(gè)或三個(gè)載頻，那么WCDMA系統(tǒng)頻率規(guī)劃時(shí)要考慮到哪些載頻分別用于宏蜂窩、微蜂窩和室內(nèi)覆蓋，同時(shí)還要考慮到本運(yùn)營(yíng)商內(nèi)部寬帶系統(tǒng)和窄帶系統(tǒng)間的干擾和運(yùn)營(yíng)商之間的干擾。
四、WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基本方法
WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、容量和網(wǎng)絡(luò)性能之間的關(guān)系是相互影響、相互制約的。用戶的分布、用戶的移動(dòng)速度以及用戶的業(yè)務(wù)模型都直接影響到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、容量和網(wǎng)絡(luò)性能。因此要準(zhǔn)確地反映未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，不僅需要通過(guò)鏈路預(yù)算、容量推算等方法估算網(wǎng)絡(luò)的大致建設(shè)規(guī)模以及基本建設(shè)方案，而且還需要采用專用的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和仿真工具，建立準(zhǔn)確的地理環(huán)境模型、用戶業(yè)務(wù)和行為模型，才能仿真出實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效果。下面簡(jiǎn)單介紹兩種基本的基站預(yù)測(cè)方法。
1．以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋為依據(jù)的基站預(yù)測(cè)方法
在這種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法中，主要需要把握如下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：
確定業(yè)務(wù)類型并列出業(yè)務(wù)的鏈路預(yù)算屬性，如AMR業(yè)務(wù)、384kbit/s室外業(yè)務(wù)，最大路徑耗損為146dB等；
確定傳播模型，3G經(jīng)典模型有COST23 Hata模型、奧村模型等；
傳播模型的校正：一般是對(duì)不同的地理分區(qū)，選擇3～4個(gè)具有代表性的區(qū)域進(jìn)行模型校正，一條測(cè)試路徑應(yīng)該是8字型或螺旋性，避免系統(tǒng)誤差；
傳播模型有效性的確認(rèn)：校正后的模型，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與模型的方差應(yīng)不大于8dB, 否則要重新考慮測(cè)試路徑、地理分區(qū)、測(cè)試數(shù)據(jù)的有效性；
參考業(yè)務(wù)一般應(yīng)該在城區(qū)基本覆蓋：如3km2范圍。不同地理分區(qū)覆蓋面積不同，覆蓋面積與傳播模型有關(guān)。
基站預(yù)算＝總覆蓋區(qū)域/(參考業(yè)務(wù)覆蓋范圍，如3km2）。
2．以業(yè)務(wù)為依據(jù)的基站預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)方法
在這種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法中，主要需要把握如下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。
確定業(yè)務(wù)模型：包括分組業(yè)務(wù)模型和語(yǔ)音業(yè)務(wù)模型。CS業(yè)務(wù)主要有如下模型：坎貝爾模型、等效愛爾蘭法、Post Erlang-B方法。以坎貝爾模型為代表，因?yàn)樗墙鉀Q混合實(shí)時(shí)類業(yè)務(wù)模型的理論計(jì)算方法之一，其特點(diǎn)是該模型預(yù)算值適度。
確定總業(yè)務(wù)量的預(yù)測(cè)分布。
以坎貝爾模型算出基站預(yù)算＝坎貝爾業(yè)務(wù)/基站坎貝站坎貝爾。
核算CS域剩余信道容量是否滿足PS域數(shù)據(jù)承載。如不能滿足，則根據(jù)數(shù)據(jù)承載需要增加基站預(yù)算。
取業(yè)務(wù)與覆蓋算法的最大值為基站規(guī)劃數(shù)。
五、總結(jié)
由于WCDMA業(yè)務(wù)的多樣性和系統(tǒng)本身的許多新特點(diǎn)，如小區(qū)呼吸效應(yīng)等，WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃比GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃復(fù)雜的多，是一項(xiàng)龐大的工程。在WCDMA系統(tǒng)中，每個(gè)用戶會(huì)影響其他用戶并引起它們發(fā)射功率的變化，這些變化本身再次引起其它變化，而且上行鏈路和下行鏈路的快速功率控制中包括軟/更軟切換和正交下行信道，它們也能夠影響到系統(tǒng)性能。因此，在WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的過(guò)程中，需要對(duì)運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)需要和每個(gè)小區(qū)的實(shí)際傳播環(huán)境進(jìn)行充分估計(jì)，選擇合適的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具，在整個(gè)規(guī)劃過(guò)程中進(jìn)行多次迭代，最終達(dá)到穩(wěn)定的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃配置值。一個(gè)簡(jiǎn)單的與GSM系統(tǒng)上行鏈路預(yù)算相似的計(jì)算過(guò)程。而下行鏈路的預(yù)算問(wèn)題要復(fù)雜些，面對(duì)的是如何把有限的總發(fā)射功率分配給各個(gè)活動(dòng)終端的問(wèn)題。鑒于終端位置分布、終端軟切換狀態(tài)等不確定性，必須建立一個(gè)模型，做一些簡(jiǎn)化性的假設(shè)，然后才能計(jì)算出一個(gè)統(tǒng)計(jì)性的結(jié)果。
