摘要 以WCDMA系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和特性為基礎(chǔ),介紹了WCDMA無線接入網(wǎng)的規(guī)劃流程,并結(jié)合大量的工程規(guī)劃實(shí)戰(zhàn)素材,歸納出了無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的關(guān)鍵步驟,對(duì)其中的具體實(shí)施方法和技巧作了詳盡的分析與介紹。
各種條件的日益成熟,中國的3G步伐正悄然加快。作為3G主流標(biāo)準(zhǔn)的WCDMA,在近幾年的試驗(yàn)應(yīng)用中日趨完善。其無線接入網(wǎng)的規(guī)劃也形成了一定的流程和方法。本文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目中積累的經(jīng)驗(yàn),介紹WCDMA無線接入網(wǎng)的規(guī)劃方法和技巧。
1、WCDMA的關(guān)鍵技術(shù)和特性
WCDMA系統(tǒng)首先是一個(gè)CDMA系統(tǒng),它承襲了CDMA系統(tǒng)的特性。
CDMA系統(tǒng)是自干擾系統(tǒng),移動(dòng)臺(tái)使用相同的頻率,因此,每一個(gè)移動(dòng)臺(tái),對(duì)其他移動(dòng)臺(tái)來說,都是一個(gè)干擾源,移動(dòng)臺(tái)越多,總的干擾電平就會(huì)越高。距離基站近的移動(dòng)用戶臺(tái)到達(dá)基站時(shí)的信號(hào)較強(qiáng),在反向鏈路上會(huì)對(duì)其他移動(dòng)臺(tái)造成很大的干擾,這就是遠(yuǎn)近效應(yīng)。CDMA系統(tǒng)的容量與用戶分布情況和干擾情況等因素有關(guān),是不確定的容量,因此被稱為軟容量。
CDMA系統(tǒng)的小區(qū)覆蓋范圍與小區(qū)容量密切相關(guān)。當(dāng)小區(qū)負(fù)荷增大時(shí),小區(qū)覆蓋范圍縮?。划?dāng)小區(qū)負(fù)荷減少時(shí),小區(qū)覆蓋范圍擴(kuò)大。這就是所謂的小區(qū)呼吸效應(yīng)。
與GSM系統(tǒng)相比,CDMA系統(tǒng)引入了軟切換和更軟切換,由此引入了兩個(gè)明顯的影響,一是增加了系統(tǒng)內(nèi)的資源開銷;二是有效地對(duì)抗了陰影衰落,帶來了額外的增益,增大了小區(qū)覆蓋范圍。
此外,CDMA系統(tǒng)還有一個(gè)特性就是導(dǎo)頻污染。由于受限于RAKE接收機(jī)的檢測性能,當(dāng)某一區(qū)域,導(dǎo)頻信號(hào)數(shù)目超過RAKE接收機(jī)的最大檢測能力時(shí),原來有利的多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)就變得有害了,它使得切換算法無法有效工作。另外,某一區(qū)域內(nèi)導(dǎo)頻信號(hào)過多,也抬高了該區(qū)域的干擾電平,進(jìn)而影響網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量。
上述這些,都是在進(jìn)行WCDMA無線接入網(wǎng)規(guī)劃的時(shí)候,必須著重考慮的系統(tǒng)特性。
2、WCDMA無線接入網(wǎng)的規(guī)劃流程
根據(jù)WCDMA系統(tǒng)多年來試驗(yàn)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn),其無線接入網(wǎng)的規(guī)劃流程大致可以分為以下6個(gè)步驟:
?。?)確定規(guī)劃目標(biāo)
確定規(guī)劃目標(biāo)是指,結(jié)合運(yùn)營商對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求,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)各種業(yè)務(wù)所要達(dá)到的覆蓋率等。規(guī)劃目標(biāo)應(yīng)綜合考慮市場需求和成本因素。
?。?)模型調(diào)校
無線傳播模型是基于某些地區(qū)大量測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)模型,只是客觀上反映了這些地區(qū)的無線傳播環(huán)境的特點(diǎn)。按實(shí)際工程的經(jīng)驗(yàn),將一個(gè)沒有經(jīng)過修正的模型應(yīng)用在其他地區(qū),有可能導(dǎo)致高達(dá)20 dB以上的均方誤差和-30至-40 dB的平均誤差。
模型調(diào)校就是要通過電測將傳播模型中的某些參數(shù)修改成更加貼近所應(yīng)用地區(qū)無線傳播環(huán)境實(shí)際情況的值。
?。?)預(yù)規(guī)劃
預(yù)規(guī)劃步驟根據(jù)所收集的信息要綜合考慮覆蓋、容量、質(zhì)量等要求,通過建立傳播模型和制定鏈路預(yù)算表,從理論上得到覆蓋和容量規(guī)劃的初步設(shè)計(jì)方案,并進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助的網(wǎng)絡(luò)覆蓋及干擾分析等。
(4)基站選址勘察
根據(jù)預(yù)規(guī)劃的輸出結(jié)果,進(jìn)行基站選擇和站址勘察。
?。?)小區(qū)規(guī)劃
系統(tǒng)投入運(yùn)行前,要對(duì)小區(qū)進(jìn)行下行信道的功率分配,多載波的頻率規(guī)劃,PN碼規(guī)劃,切換算法參數(shù)設(shè)置等詳細(xì)規(guī)劃與設(shè)計(jì)。
(6)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整及優(yōu)化
系統(tǒng)開通以后,還必須對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整及優(yōu)化,使實(shí)際網(wǎng)絡(luò)滿足設(shè)計(jì)要求,使網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量達(dá)到較好的效果。
3、WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃的方法和技巧
WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是一個(gè)長期、復(fù)雜的過程,需要從網(wǎng)絡(luò)覆蓋,網(wǎng)絡(luò)容量,站址選擇難易程度等多個(gè)方面綜合考慮,涉及面非常廣。下面就規(guī)劃中幾個(gè)關(guān)鍵的部分,分析講解其中的方法和技巧。
3.1 無線傳播環(huán)境定義
無線傳播環(huán)境決定了無線信號(hào)的傳播距離,從而影響著無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋規(guī)劃方案。一般地,根據(jù)周圍建筑物的平均高度,平均樓距,以及建筑物分布的密集程度,把無線傳播環(huán)境分為密集市區(qū)、普通市區(qū)、郊區(qū)和農(nóng)村4類。
劃分無線傳播環(huán)境,需要進(jìn)行實(shí)地勘察,在所考察區(qū)域的制高點(diǎn)拍照記錄,并借助于電子地圖,軍用地圖,城市旅游圖,以及向熟悉地形的人詢問當(dāng)?shù)厍闆r等輔助手段,根據(jù)之前制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。
無線傳播環(huán)境的分類只是給出一個(gè)大概的初步結(jié)論,某些區(qū)域很可能介乎于兩個(gè)分類等級(jí)之間,像這種情況就要在站點(diǎn)選擇勘察的時(shí)候根據(jù)實(shí)際環(huán)境對(duì)覆蓋方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
3.2 鏈路預(yù)算
無線鏈路預(yù)算是對(duì)一條通信鏈路中的各種損耗和增益的核算。對(duì)收發(fā)信機(jī)之間信號(hào)傳遞過程中的各要素?fù)p益進(jìn)行分析,獲得一定場景下滿足覆蓋要求允許的最大傳播損耗,選用合適的電磁波傳播模式,可以有效地評(píng)估基站的覆蓋范圍。鏈路預(yù)算分為前向鏈路預(yù)算和反向鏈路預(yù)算,其中反向鏈路預(yù)算的各種因素為已知或準(zhǔn)確估計(jì),結(jié)果較為可靠,且WCDMA系統(tǒng)是上行覆蓋受限系統(tǒng),因此,通常使用反向鏈路預(yù)算對(duì)基站覆蓋能力進(jìn)行估算。
上行鏈路預(yù)算計(jì)算公式如下:
最大允許空間路徑損耗=移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率(dBm)+移動(dòng)臺(tái)天線增益(dB)-人體損耗(dB)-饋線損耗(dB)+基站接收天線增益(dBi)+軟切換增益(dB)-建筑物或車體穿透損耗(dB)-慢衰落余量(dB)-功控余量(快衰落余量)(dB)-干擾余量(dB)-基站接收靈敏度(dBm)
如表1所示,給出密集市區(qū)的鏈路預(yù)算表。
表1 鏈路預(yù)算表
?
表1中的小區(qū)負(fù)載是反映網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋影響的一個(gè)參數(shù)。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),在密集市區(qū)和普通市區(qū),小區(qū)負(fù)載一般取50%,郊區(qū)取40%,農(nóng)村取30%。這是在權(quán)衡網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期成本投入與效益產(chǎn)出之后得到的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中后期,在密集市區(qū)的某些區(qū)域可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)載超過50%,小區(qū)覆蓋范圍縮小的情況,這時(shí),我們建議采用增加第二載頻的方法來解決問題。
根據(jù)COST-231-HATA模型,可以利用以下公式得出基站覆蓋半徑dkm預(yù)測的結(jié)果。式中的K值應(yīng)根據(jù)具體電測后模式調(diào)校的結(jié)果來進(jìn)行調(diào)整。
其中,K1為衰減常數(shù);K2為距離衰減系數(shù);K3、K4為移動(dòng)臺(tái)天線高度修正系數(shù);K5、K6為基站天線高度修正系數(shù);K7為繞射修正系數(shù);Kclutters為地物衰減修正值;Hmeff為移動(dòng)臺(tái)天線的有效高度;Heff為基站天線的有效高度。
在實(shí)際工程中,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商對(duì)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)承載能力都有明確的目標(biāo),如密集市區(qū)通常都會(huì)被劃分成A類業(yè)務(wù)區(qū),要求能滿足PS384業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋;農(nóng)村通常被劃分成D類業(yè)務(wù)區(qū),只要求滿足語音業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋等等。因此,我們可以根據(jù)這些具體要求選取不同業(yè)務(wù)下的鏈路預(yù)算值,來求出基站覆蓋半徑dkm。一般地,對(duì)于要求同時(shí)支持語音和一種或多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連續(xù)覆蓋的區(qū)域,我們只需根據(jù)最小的鏈路預(yù)算值Ploss來計(jì)算基站覆蓋半徑dkm。因?yàn)樽钚〉腜loss對(duì)應(yīng)最小的dkm,以最小的dkm分布的基站必定能滿足Ploss值更大的業(yè)務(wù)連續(xù)覆蓋的要求。
得到不同區(qū)域類型的基站覆蓋半徑d之后,可以依照標(biāo)準(zhǔn)蜂窩結(jié)構(gòu)三葉草模型算出基站覆蓋面積S以及站間距D:
3.3 站點(diǎn)數(shù)目預(yù)估計(jì)
借助電子地圖,按照區(qū)域分類原則,將規(guī)劃區(qū)域劃分成密集市區(qū)、普通市區(qū)、郊區(qū)和農(nóng)村四類,然后分別算出這四類區(qū)域的有效面積。再將結(jié)果分別除以不同類型區(qū)域的單站覆蓋面積S,即可得到不同區(qū)域的基站數(shù)目。
預(yù)估計(jì)出來的基站數(shù)目對(duì)評(píng)判整個(gè)方案的成本有一定的指導(dǎo)意義。
3.4 站點(diǎn)選址方法技巧
站點(diǎn)選址勘察是一個(gè)漫長的過程,既要以理論知識(shí)為基礎(chǔ),又要聯(lián)系實(shí)際情況,在實(shí)際情況允許的前提下,最大限度地滿足理論的要求。站點(diǎn)選址合理與否是影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案優(yōu)劣的關(guān)鍵因素,在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中應(yīng)予以高度重視。
3.4.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理性
和GSM網(wǎng)絡(luò)不同,WCDMA網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)自干擾系統(tǒng),基站使用相同的載頻,容易產(chǎn)生導(dǎo)頻污染。因此,在規(guī)劃中應(yīng)特別注重網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理性。
結(jié)構(gòu)的合理性首先體現(xiàn)在站點(diǎn)距離均勻上。選址勘察時(shí),應(yīng)根據(jù)鏈路預(yù)算得出的基站覆蓋半徑推導(dǎo)出不同類型區(qū)域的站間距,以此為依據(jù)選取站址,保持同一區(qū)域內(nèi)的各基站之間站距均勻。如,通過鏈路預(yù)算得出某城市密集市區(qū)和普通市區(qū)的基站覆蓋半徑分別為300 m和600 m。則密集市區(qū)和普通市區(qū)內(nèi)的站間距分別為450 m和900 m。實(shí)際操作中,由于種種原因,并不能做到完全符合站間距要求。實(shí)際站址和理想站址會(huì)存在一定的偏差。按以往的經(jīng)驗(yàn),這種偏差只要能控制在1/8以內(nèi),就不會(huì)對(duì)整個(gè)方案產(chǎn)生大的影響。
其次,基站的方向設(shè)置要具有互補(bǔ)性,盡量避免兩個(gè)小區(qū)方向?qū)Υ虻那闆r出現(xiàn)。這樣做其實(shí)是和鏈路預(yù)算的依據(jù)保持一致的。在鏈路預(yù)算中,得出基站覆蓋半徑之后,是按標(biāo)準(zhǔn)蜂窩結(jié)構(gòu)推算站間距的,標(biāo)準(zhǔn)蜂窩結(jié)構(gòu)中的基站方向就具有互補(bǔ)性。反過來,如果基站的方向不具備互補(bǔ)性,為了達(dá)到相同的覆蓋效果,站間距就不能再按標(biāo)準(zhǔn)蜂窩結(jié)構(gòu)推算,必須進(jìn)行調(diào)整。再者,基站方向互補(bǔ)是為了保證每個(gè)區(qū)域都有主導(dǎo)導(dǎo)頻,從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上避免出現(xiàn)導(dǎo)頻污染。
?
圖1 密集市區(qū)布點(diǎn)情況
?
圖2 普通市區(qū)布點(diǎn)情況
3.4.2 設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)方向
為了使基站方向具有互補(bǔ)性,最簡單的方法就是設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)方向(每小區(qū)相差120度)。沒有特殊因素影響的基站一律使用標(biāo)準(zhǔn)方向。若遇覆蓋區(qū)域偏離了標(biāo)準(zhǔn)方向或標(biāo)準(zhǔn)方向上有阻擋等特殊情況,則可以適當(dāng)調(diào)整小區(qū)方向,一般情況下,調(diào)整范圍在30度以內(nèi)。
標(biāo)準(zhǔn)方向的設(shè)置應(yīng)“遷就”對(duì)小區(qū)方向最為敏感的區(qū)域,如水域。由于水面對(duì)無線電波有鏡面反射的特性,無線電波沿水面的傳播距離會(huì)比陸地上遠(yuǎn)得多。為了防止基站越區(qū)覆蓋,靠近海洋、江河、湖泊的基站應(yīng)盡量避免設(shè)置指向水域的小區(qū)方向。如果不能避免,要控制天線高度和下傾角,同時(shí)盡量將小區(qū)方向設(shè)置為垂直水域,這樣其對(duì)周邊基站的影響將會(huì)降到最低。
3.4.3 結(jié)合話務(wù)分布特點(diǎn),合理選擇站址位置
WCDMA系統(tǒng)是一個(gè)覆蓋與容量密切相關(guān)的系統(tǒng)。其獨(dú)有的軟容量、呼吸效應(yīng)等特點(diǎn),使得在覆蓋規(guī)劃過程中,要同時(shí)兼顧話務(wù)需求的分布特點(diǎn)。
假設(shè)把基站建在熱點(diǎn)區(qū)域的邊緣,也就是說讓話務(wù)熱點(diǎn)區(qū)落在基站覆蓋范圍的邊緣,這樣做很容易在話務(wù)繁忙時(shí),由于呼吸效應(yīng)的影響而在熱點(diǎn)區(qū)產(chǎn)生覆蓋空洞。就算是在站點(diǎn)規(guī)劃時(shí)已充分考慮話務(wù)影響,無論話務(wù)如何繁忙,小區(qū)覆蓋范圍如何收縮,也不會(huì)出現(xiàn)覆蓋空洞,但跟把基站設(shè)在熱點(diǎn)區(qū)域中心的做法相比,還是會(huì)帶來很多不必要的干擾,從而降低了系統(tǒng)的效率和質(zhì)量。因此,對(duì)于話務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域的覆蓋,應(yīng)把站址選擇在該區(qū)域的中心,以便于吸收話務(wù),降低干擾。
一個(gè)很典型的應(yīng)用例子就是在諸如火車站、碼頭等人流密集的重要交通樞紐建立基站。另一個(gè)典型的例子是在大的十字路口建立基站,其主要目的也是為了吸收話務(wù)。此外,由于波導(dǎo)效應(yīng)和拐角效應(yīng)的影響,十字路口附近的信號(hào)比較雜亂,需要一個(gè)較強(qiáng)的信號(hào)“壓制”其他信號(hào),充當(dāng)主導(dǎo)信號(hào)。
3.4.4 合理控制基站高度
基站高度是一個(gè)重要的網(wǎng)絡(luò)參數(shù),它直接影響基站的覆蓋范圍,進(jìn)而影響網(wǎng)絡(luò)的容量、質(zhì)量。過高的站高會(huì)增加對(duì)網(wǎng)絡(luò)的干擾,帶來質(zhì)量和容量的損失;過低的站高又會(huì)妨礙基站效率的發(fā)揮。基站高度是否合理是一個(gè)相對(duì)的概念,一般來說,基站高度比需覆蓋區(qū)域高10 m左右是比較合適的。
若選取的站點(diǎn)和周圍的樓房相比,不具備什么優(yōu)勢,則考慮采用在樓頂建升高架等手段提高天線掛高;若選取的站點(diǎn)過高,則可以采用在外墻掛裝天線或在裙樓平臺(tái)安裝天線等降低天線掛高的方法;若不具備降低天線掛高條件,則要充分利用遠(yuǎn)處建筑物的阻擋去避免造成基站過大的越區(qū)覆蓋。
如圖3所示,是某基站某個(gè)小區(qū)的覆蓋范圍,靠近基站的范圍內(nèi)是一大片的平房,高度與基站高度相去甚遠(yuǎn)。但可以利用遠(yuǎn)處的高樓(圖3中所圈部分)對(duì)無線信號(hào)的阻擋,防止造成越區(qū)覆蓋。
?
圖3 某小區(qū)覆蓋區(qū)域
對(duì)于目標(biāo)覆蓋區(qū)域內(nèi)建筑物高度差別比較大的情況,可利用射頻拉遠(yuǎn)的方式降低某些方向的天線掛高。
如圖4所示,某基站位于某大樓頂層,三個(gè)方向覆蓋目標(biāo)高度相差較大,且第一、第二方向受附近大樓阻擋。
?
圖4 某大樓基站位置
方向一:如圖5所示,主要覆蓋道路及基站所在大樓東側(cè)的建筑,覆蓋目標(biāo)屬于中等高度。天線以射頻拉遠(yuǎn)方式安裝在圖5中圓圈所示梯間頂上,掛高28 m。
?
圖5 方向一覆蓋區(qū)域
方向二:如圖6所示,主要覆蓋道路及海邊的古炮臺(tái)等旅游景點(diǎn),覆蓋目標(biāo)高度較矮,且臨近海域,需要控制覆蓋范圍。天線以射頻拉遠(yuǎn)方式安裝在圖中紅圈所示位置,掛高20 m。
?
圖6 方向二覆蓋區(qū)域
方向三:如圖7所示,主要覆蓋住宅群,覆蓋目標(biāo)高度較高,基站所在大樓對(duì)其具有高度優(yōu)勢,適合安裝天線。天線掛高32 m。
?
圖7 方向三覆蓋區(qū)域
3.5 典型區(qū)域覆蓋方案
下面根據(jù)總結(jié)出來的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn),介紹幾種典型區(qū)域的覆蓋方案。
3.5.1 密集市區(qū)覆蓋解決方案
高樓林立是密集市區(qū)很明顯的特點(diǎn),這種環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重的多徑現(xiàn)象。其次,密集市區(qū)內(nèi)的高樓檔次較高,樓體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,外墻較厚,不利于室外信號(hào)穿透進(jìn)室內(nèi)。再者,密集市區(qū)內(nèi)需要覆蓋的目標(biāo)多種多樣,既要考慮建筑物的深度覆蓋,又要考慮熱點(diǎn)區(qū)域的覆蓋,還要兼顧道路覆蓋。此外,在密集市區(qū)內(nèi)選取站點(diǎn),難度要比郊區(qū)、農(nóng)村困難得多,一是空間資源的限制,二是業(yè)主對(duì)無線信號(hào)輻射敏感,反對(duì)建站。
針對(duì)上述的這些特點(diǎn),可以采取下列相應(yīng)手段來解決:
?。?)在熱點(diǎn)區(qū)域設(shè)置基站,吸收話務(wù),降低干擾;
?。?)采用室外基站+室內(nèi)分布系統(tǒng)等多種覆蓋手段相結(jié)合,解決室內(nèi)信號(hào)弱的問題;
(3)盡量利用賓館、酒店、政府機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位等公共物業(yè)建站,盡可能避免在居民住宅、中小學(xué)、幼兒園等談點(diǎn)難度較大的地方建站;
(4)在無法租賃房間充當(dāng)機(jī)房的情況下,可利用天面空間自建簡易機(jī)房;
?。?)在有必要的情況下,應(yīng)對(duì)天饋系統(tǒng)做美化、隱蔽處理。
3.5.2 普通市區(qū)覆蓋解決方案
普通市區(qū)與密集市區(qū)的特點(diǎn)大同小異,相對(duì)地,樓高較矮一點(diǎn),樓間距較大一點(diǎn),周邊道路稍寬一點(diǎn)。
因此,在做普通市區(qū)覆蓋方案時(shí),應(yīng)注意把站距相對(duì)密集市區(qū)拉大一點(diǎn)。同樣地,在建設(shè)初期也先在熱點(diǎn)區(qū)域設(shè)立宏蜂窩基站,把網(wǎng)絡(luò)的“骨架”搭好,再結(jié)合微基站、射頻拉遠(yuǎn)和光纖直放站等手段,補(bǔ)充完善網(wǎng)絡(luò)覆蓋。
3.5.3 城中村的覆蓋解決方案
城中村是城市不斷向外擴(kuò)張發(fā)展的產(chǎn)物,相對(duì)于密集市區(qū)、普通市區(qū)來說,是一種特殊的區(qū)域。它一般由大片的農(nóng)民房組成,其樓高比普通市區(qū)略為矮一點(diǎn),但密集程度比密集市區(qū)的樓房還要大,有時(shí)只有1~2 m。在這種環(huán)境下,無線信號(hào)損耗很大,很難穿透建筑物進(jìn)入室內(nèi)。另一方面,由于是農(nóng)民自建的樓房,因此承重能力有限,且很多城中村受高壓電纜或飛機(jī)航線的影響,難以通過建設(shè)鐵塔或者升高架提高天線掛高。此外,城中村內(nèi)的樓房多為出租性質(zhì),物業(yè)談判較為容易,低端用戶也較多。
綜合分析上述的特點(diǎn),我們總結(jié)出以下幾點(diǎn)覆蓋解決手段:
?。?)在承重等條件允許的情況下,盡可能建設(shè)鐵塔、升高架等設(shè)施,以提高天線掛高,增大下傾角,加強(qiáng)深度覆蓋;
?。?)條件有所限制時(shí),要充分利用地勢起伏等特殊的地形,盡量增加基站對(duì)周邊樓房的高度優(yōu)勢;
(3)由于城中村多為低端用戶,可以結(jié)合工程投資,在建設(shè)初期,先以宏蜂窩基站解決大面積的覆蓋問題,后期再考慮增設(shè)街道站或室外分布系統(tǒng)解決深度覆蓋的問題。
3.5.4 高尚住宅的覆蓋解決方案
在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的城市,高尚住宅的數(shù)量較多,解決這些住宅區(qū)的覆蓋是一個(gè)難題。一方面,住宅區(qū)相對(duì)封閉,外圍信號(hào)較難進(jìn)入;另一方面,業(yè)主對(duì)無線輻射非常敏感,不同意在住宅區(qū)內(nèi)建站,但是,又希望無線信號(hào)質(zhì)量好,一旦信號(hào)質(zhì)量差,容易產(chǎn)生投訴,對(duì)運(yùn)營商的品牌塑造有較大影響。
針對(duì)上述的這些特點(diǎn),我們可以采取下列相應(yīng)手段來解決。
?。?)主要利用室外宏蜂窩基站進(jìn)行覆蓋,合理選擇室外站站址,利用樓宇的空隙使室外信號(hào)到達(dá)小區(qū)內(nèi);
?。?)采用射頻拉遠(yuǎn)或微蜂窩設(shè)備,補(bǔ)充解決住宅區(qū)內(nèi)的覆蓋問題;
?。?)做好天線的隱蔽、美化工作,條件允許的,可在小區(qū)內(nèi)的水塔上,或會(huì)所的樓頂安裝小尺寸天線,條件不允許的,可在小區(qū)內(nèi)安裝偽裝天線,模仿成樹木或者路燈。
3.5.5 大面積住宅小區(qū)覆蓋解決方案
這種類型區(qū)域具有建筑分布整齊有序,高度較高,占地面積較大等特點(diǎn)。同時(shí),業(yè)主對(duì)無線信號(hào)輻射也同樣敏感。
和前述一致,可以通過天線隱蔽或美化來解決業(yè)主對(duì)無線輻射敏感的問題。此外,應(yīng)盡量避免選擇有樓頂花園的住宅樓作為候選站點(diǎn),因?yàn)檫@些樓宇的天臺(tái)多半為頂層住戶所買下,所以在天臺(tái)安裝天線幾乎不可能。
利用建站分布整齊有序的特點(diǎn),避免從住宅群的正面設(shè)置天線,而是從側(cè)面設(shè)置天線,這樣更有利于無線信號(hào)傳播。如圖8所示,在左圖所示的方向設(shè)置天線要比在右圖所示的方向有利。
?
圖8 充分利用建筑物分布特點(diǎn)
見圖9,在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期,應(yīng)在有一定高度優(yōu)勢的建筑物(圖9中箭頭所指建筑物)上建站,以解決大范圍的覆蓋問題。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后期,再根據(jù)實(shí)際測試的情況,考慮在深度覆蓋不好的小范圍區(qū)域(圖9中圓圈所畫區(qū)域)增設(shè)微蜂窩或射頻拉遠(yuǎn)基站解決問題。
圖9 大面積住宅小區(qū)
3.5.6 城市在建區(qū)覆蓋解決方案
無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃方案應(yīng)滿足未來2~3年的城市變化需要。因此在進(jìn)行規(guī)劃時(shí)應(yīng)充分考慮城市在建區(qū)的覆蓋問題。
如上面圖9所示的在建住宅區(qū),可以通過觀察其建筑吊臂的高度大致估計(jì)其樓高,或到售樓部觀察模型,了解樓盤的具體情況。在站址選擇時(shí),就要將樓宇按建好后的情況來考慮。
若是科技園、軟件園、工業(yè)區(qū)等面積較大的在建區(qū)域,則可按以下步驟進(jìn)行規(guī)劃:
(1)根據(jù)在建區(qū)域的規(guī)劃圖紙,定出傳播類型,通過鏈路預(yù)算確定站間距;
?。?)結(jié)合區(qū)域面積,確定站點(diǎn)數(shù)目;
?。?)實(shí)地考察,利用GPS定位在建區(qū)域的具體位置;
?。?)考慮區(qū)域周邊站點(diǎn)的分布情況,結(jié)合規(guī)劃圖紙中建筑物高度,確定站點(diǎn)位置、天線方向等。
限于篇幅,上面只介紹了6種典型區(qū)域的覆蓋方案,實(shí)際工程中涉及到的特殊區(qū)域、場景遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些。但無論是在什么場景,都要根據(jù)不同的具體情況,確定區(qū)域的傳播類型,再通過鏈路預(yù)算得出基站覆蓋半徑,從而估算出站間距和區(qū)域內(nèi)的站點(diǎn)數(shù)目。并不是相同類型的典型區(qū)域就一定有相同的站間距。例如,區(qū)域A和B同為高尚住宅區(qū),假設(shè)區(qū)內(nèi)都是高端用戶,都要滿足PS384業(yè)務(wù)連續(xù)覆蓋。區(qū)域A位于市中心,區(qū)內(nèi)樓房較高,樓間距也較密,傳播類型定義為普通市區(qū);區(qū)域B位于城郊,區(qū)內(nèi)以花園小洋房為主,樓房較矮,樓與樓之間有大片綠化帶,傳播類型定義為郊區(qū)。這兩個(gè)區(qū)域在覆蓋手段上雖然都遵循上述的高尚小區(qū)覆蓋解決方案這個(gè)相同的原則,但在站間距和站點(diǎn)數(shù)目上則存在著一定的差異。
3.6 數(shù)據(jù)仿真
根據(jù)基站規(guī)劃方案,采用校正后的無線傳播模型,用無線規(guī)劃仿真工具(如:Asset)對(duì)基站設(shè)置方案進(jìn)行評(píng)估和調(diào)整的循環(huán)調(diào)校,確定最終滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)的基站設(shè)置方案。
在定義無線傳播模型時(shí),通常會(huì)把一個(gè)地區(qū)劃分為密集市區(qū)、普通市區(qū)、郊區(qū)和農(nóng)村等四種區(qū)域類型,也可以根據(jù)具體需求劃分為更具體的區(qū)域類型。在不同的地區(qū),對(duì)于同樣的區(qū)域類型,其無線傳播模型往往不盡相同。某一地區(qū)內(nèi)各種區(qū)域類型傳播模型的確定,需要進(jìn)行實(shí)地測試,對(duì)測試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并作后期調(diào)校而得到。
數(shù)據(jù)仿真所使用的數(shù)字地圖信息以及基站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性對(duì)仿真結(jié)果的可信度起著決定性的作用,因此,我們在進(jìn)行規(guī)劃方案仿真時(shí),必須尊重事實(shí),實(shí)事求是,不得隨意修改基礎(chǔ)數(shù)據(jù),只有這樣,仿真結(jié)果才會(huì)對(duì)實(shí)際的工程規(guī)劃實(shí)踐有指導(dǎo)意義。
在使用Asset仿真軟件進(jìn)行WCDMA網(wǎng)絡(luò)的Monte Carlo仿真時(shí),可以輸出仿真報(bào)告及若干仿真預(yù)測圖,如表2所示。
表2 Asset Monte Carlo仿真預(yù)測圖
?
3.7 重選點(diǎn)
若仿真輸出結(jié)果表明某些站點(diǎn)選址不好,對(duì)周邊站點(diǎn)影響較大,或者物業(yè)談判時(shí)遇到困難,則要進(jìn)行重選點(diǎn)工作。
重選點(diǎn)工作最重要的一條是要明確站點(diǎn)的覆蓋目的,如果是因?yàn)榉抡娼Y(jié)果不好而重選點(diǎn)的,則是指修正后的覆蓋目的。新選的點(diǎn)要滿足覆蓋上的要求,如果一個(gè)新選點(diǎn)不能滿足覆蓋要求,可以考慮用多個(gè)站點(diǎn)來進(jìn)行覆蓋,具體用哪些站型來實(shí)現(xiàn),則要根據(jù)具體情況具體分析??梢圆捎脙蓚€(gè)微蜂窩,也可以使用一個(gè)宏基站加射頻拉遠(yuǎn),總之,手段是多種多樣的,根據(jù)需求來選擇。
WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)非常注重結(jié)構(gòu)性,我們應(yīng)盡量避免牽“一發(fā)”而動(dòng)“全身”。選取新點(diǎn)的時(shí)候,應(yīng)盡量減少對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響,一般建議變動(dòng)基站的選擇范圍不要超過原基站覆蓋半徑的1/8,實(shí)際中還可以利用建筑物的阻擋和天線的高度等多種手段去達(dá)到既滿足覆蓋要求,又降低對(duì)其它基站影響的目的。
3.8 HSDPA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃
據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2006年4月,商用HSDPA網(wǎng)絡(luò)已達(dá)18個(gè)。另有47個(gè)國家和地區(qū)的94個(gè)HSDPA網(wǎng)絡(luò)正在規(guī)劃、部署或試商用。歐洲很多UMTS運(yùn)營商也將在今年把網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到支持HSDPA。WCDMA向HSDPA演進(jìn)是一種不可避免的趨勢,因此HSDPA規(guī)劃是進(jìn)行WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)應(yīng)充分考慮的一個(gè)問題。
根據(jù)HSDPA技術(shù)特點(diǎn)和工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié),在進(jìn)行HSDPA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)選好覆蓋區(qū)域。綜合考慮WCDMA和HSDPA的站點(diǎn)布局,選取數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用頻繁和潛在使用可能性高的區(qū)域作為HSDPA覆蓋區(qū)域。
?。?)減少對(duì)WCDMA網(wǎng)絡(luò)的影響。一方面,應(yīng)盡量避免因?yàn)橐際SDPA而改變原WCDMA規(guī)劃方案中基站的覆蓋范圍;另一方面,若WCDMA和HSDPA共用載頻,則要盡量在不降低WCDMA網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的前提下,合理分配好兩者之間的功率資源和碼資源。
?。?)重視網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)能力。在HSDPA規(guī)劃時(shí)就應(yīng)考慮到日后對(duì)高數(shù)據(jù)速率的支持,同時(shí)還應(yīng)考慮到設(shè)備的后續(xù)演進(jìn)能力。
在HSDPA建設(shè)初期,業(yè)務(wù)需求不會(huì)很大,而且大部分用戶可能都是采用數(shù)據(jù)卡加筆記本電腦的方式接入網(wǎng)絡(luò),對(duì)移動(dòng)性要求并不高,因此,建議采取熱點(diǎn)覆蓋,WCDMA R99和HSDPA共用單載頻的形式建網(wǎng)。隨著HSDPA智能手機(jī)的發(fā)展普及,用戶對(duì)移動(dòng)性的要求會(huì)越來越高,此時(shí)可以發(fā)展連續(xù)覆蓋。另一方面,在R99和HSDPA業(yè)務(wù)需求不斷提高的區(qū)域,可以考慮增加第二載頻。而在載頻分配上,在增加第二載頻的初期建議采用R99和HSDPA共享雙載頻的方式,等HSDPA業(yè)務(wù)需求進(jìn)一步增大之后,再考慮將第二載頻改為HSDPA專用。
4、結(jié)束語
WCDMA作為3G的主流標(biāo)準(zhǔn),有別于已有的2G標(biāo)準(zhǔn),其無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃具有鮮明的特點(diǎn),是一個(gè)復(fù)雜的課題。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,對(duì)WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃進(jìn)行了進(jìn)一步的研究探討,通過對(duì)大量工程規(guī)劃實(shí)踐的總結(jié),歸納出貼近實(shí)戰(zhàn)的WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法和技巧。我們相信,隨著WCDMA網(wǎng)絡(luò)商用化程度日益加深,WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法和流程將日趨成熟完善。
評(píng)論