GSM無線網(wǎng)絡規(guī)劃

1、第第4部分部分 GSM無線網(wǎng)絡規(guī)劃無線網(wǎng)絡規(guī)劃4.1 相關理論相關理論4.2 GSM網(wǎng)絡規(guī)劃流程網(wǎng)絡規(guī)劃流程4.3 頻率規(guī)劃頻率規(guī)劃4.1 4.1 相關理論相關理論 - -話務量、呼話務量、呼損損話務量概念話務量概念話務量是指單位時間（話務量是指單位時間（1 1小時）內(nèi)進行小時）內(nèi)進行的平均電話交換量的平均電話交換量意義意義度量通信系統(tǒng)通話業(yè)務量或繁忙程度的度量通信系統(tǒng)通話業(yè)務量或繁忙程度的指標指標表達式表達式0A=C t ：每小時的平均呼叫次數(shù)（包括呼叫成功：每小時的平均呼叫次數(shù)（包括呼叫成功和呼叫失敗的次數(shù)）和呼叫失敗的次數(shù)）：每次呼叫平均占用信道的時間（包括接：每次呼叫平均占用信道的時間

2、（包括接續(xù)時間和通話時間）續(xù)時間和通話時間）0tC0t當當 單位為小時，則單位為小時，則A A單位為愛爾蘭（單位為愛爾蘭（Erl)Erl)例例. .如果在一個小時內(nèi)不斷地占用一個信道，如果在一個小時內(nèi)不斷地占用一個信道，則其呼叫話務量為則其呼叫話務量為 Erl Erl （愛爾蘭（愛爾蘭) )例例. .某通信系統(tǒng)，若平均每小時有某通信系統(tǒng)，若平均每小時有300300次呼叫，次呼叫，平均每次呼叫占用信道時間為平均每次呼叫占用信道時間為3 3分鐘，求總的分鐘，求總的話務量？話務量？0t忙時話務量忙時話務量BA指一天中最忙的那個小時（忙時），每個用戶指一天中最忙的那個小時（忙時），每個用戶的平均話務量

3、的平均話務量集中系數(shù)集中系數(shù) K K反映通信系統(tǒng)反映通信系統(tǒng)“忙時忙時”的集中程度的集中程度每個用戶忙時話務量每個用戶忙時話務量BC KTA Erl)3600（C為每個用戶每天平均呼叫次數(shù)為每個用戶每天平均呼叫次數(shù)T 為每次呼叫平均占用信道的時間（為每次呼叫平均占用信道的時間（S)K 為集中系數(shù)為集中系數(shù)例例. .每天每個用戶平均呼叫每天每個用戶平均呼叫3 3次，每次呼叫平均次，每次呼叫平均占用占用2 2分鐘，集中系數(shù)為分鐘，集中系數(shù)為0.10.1，求每個用戶忙時，求每個用戶忙時話務量？話務量？在多信道共用時，系統(tǒng)所能容納的用戶數(shù)在多信道共用時，系統(tǒng)所能容納的用戶數(shù)（M M）為：）為：BAM=

4、A每個信道所能容納的用戶數(shù)（每個信道所能容納的用戶數(shù)（m)m)為：為：BMAmnnAN N為共用信道數(shù)；為共用信道數(shù)；A A為總話務量；為總話務量；A AB B為每個用為每個用戶忙時話務量戶忙時話務量AAB=A呼損率呼損率-呼叫失敗的概率呼叫失敗的概率A：完成話務量（呼叫成功而接通電話的：完成話務量（呼叫成功而接通電話的話務量話務量愛爾蘭呼損表：已知愛爾蘭呼損表：已知B B（呼損率）、（呼損率）、n(n(信道數(shù)）、信道數(shù)）、A A（總話務量）中任意兩個就可查出第三個（總話務量）中任意兩個就可查出第三個例例. .某多信道共用的移動通信系統(tǒng)，每天每個某多信道共用的移動通信系統(tǒng)，每天每個用戶平均呼叫

5、用戶平均呼叫1010次，每次占用信道平均時間為次，每次占用信道平均時間為8080秒，呼損率為秒，呼損率為10%10%，忙時集中系數(shù)為，忙時集中系數(shù)為0.1250.125。問：問：（1 1）給定）給定8 8個信道可容納多少個用戶？個信道可容納多少個用戶？例例. .移動通信網(wǎng)的某個小區(qū)共有移動通信網(wǎng)的某個小區(qū)共有100100個用戶，平個用戶，平均每用戶均每用戶C=5C=5次次/ /天，天，T=180T=180秒秒/ /次，次，K=15%.K=15%.問為問為保證呼損率小于保證呼損率小于5%5%，需共用的信道數(shù)是幾個？，需共用的信道數(shù)是幾個？若允許呼損率達若允許呼損率達20%20%，共用信道數(shù)可節(jié)省

6、幾個？，共用信道數(shù)可節(jié)省幾個？無線網(wǎng)絡規(guī)劃的目的（目標）無線網(wǎng)絡規(guī)劃的目的（目標） 以最低的成本建造成符合以最低的成本建造成符合近期和遠期近期和遠期話務需求、話務需求、 具有具有一定服務等級一定服務等級的移動通信網(wǎng)絡。的移動通信網(wǎng)絡。 能有效解決容量、覆蓋、干擾的問題能有效解決容量、覆蓋、干擾的問題 4.2 GSM網(wǎng)絡規(guī)劃流程網(wǎng)絡規(guī)劃流程無線網(wǎng)絡規(guī)劃的指導思想無線網(wǎng)絡規(guī)劃的指導思想 前瞻性前瞻性 有效性有效性 經(jīng)濟性經(jīng)濟性 反復性反復性 整體性整體性規(guī)劃不當后果規(guī)劃不當后果 如果網(wǎng)絡容量滯后于客戶發(fā)展速度，會造成網(wǎng)絡資源如果網(wǎng)絡容量滯后于客戶發(fā)展速度，會造成網(wǎng)絡資源 緊張，影響通信質(zhì)量緊張，影

7、響通信質(zhì)量 如果網(wǎng)絡容量遠遠超前于市場需求，勢必造成網(wǎng)絡資如果網(wǎng)絡容量遠遠超前于市場需求，勢必造成網(wǎng)絡資源的浪費源的浪費系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)需求分析網(wǎng)絡優(yōu)化調(diào)整網(wǎng)絡優(yōu)化調(diào)整用戶增長用戶增長網(wǎng)絡校驗與工程優(yōu)網(wǎng)絡校驗與工程優(yōu)化調(diào)整化調(diào)整工程實施工程實施頻率規(guī)劃與干擾預測頻率規(guī)劃與干擾預測覆蓋預測與規(guī)劃覆蓋預測與規(guī)劃站點選擇與勘查站點選擇與勘查容量規(guī)劃容量規(guī)劃網(wǎng)絡規(guī)劃與優(yōu)化的關系網(wǎng)絡規(guī)劃與優(yōu)化的關系系統(tǒng)容量極限系統(tǒng)容量極限1 1、資料收集與需求分析、資料收集與需求分析 了解運營商對將要建設的網(wǎng)絡的了解運營商對將要建設的網(wǎng)絡的覆蓋覆蓋、服務質(zhì)量服務質(zhì)量、 容量容量等要求等要求 了解規(guī)劃區(qū)域地形地貌及人口分

8、布情況了解規(guī)劃區(qū)域地形地貌及人口分布情況 了解服務區(qū)內(nèi)話務需求分布了解服務區(qū)內(nèi)話務需求分布 了解現(xiàn)有網(wǎng)絡設備性能及運營情況了解現(xiàn)有網(wǎng)絡設備性能及運營情況 了解規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的頻率資源了解規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的頻率資源選高話務區(qū)選高話務區(qū)和用戶集中區(qū)和用戶集中區(qū)人口分布人口分布話務分布話務分布用戶流向用戶流向 選址原則選址原則基站周圍環(huán)境基站周圍環(huán)境信號傳播質(zhì)量信號傳播質(zhì)量 慎選高山、雷達慎選高山、雷達電臺、森林、電廠等電臺、森林、電廠等2 2、基站站點選擇與勘測、基站站點選擇與勘測3 3、容量規(guī)劃、容量規(guī)劃 滿足規(guī)劃區(qū)內(nèi)話務需求所需的基站數(shù)滿足規(guī)劃區(qū)內(nèi)話務需求所需的基站數(shù) 每個基站的站型及配置每個基站的站型

9、及配置 每個扇區(qū)提供的業(yè)務信道數(shù)、話務量及用戶數(shù)每個扇區(qū)提供的業(yè)務信道數(shù)、話務量及用戶數(shù) 每個基站提供的業(yè)務信道數(shù)、話務量及用戶數(shù)每個基站提供的業(yè)務信道數(shù)、話務量及用戶數(shù) 整個網(wǎng)絡提供的業(yè)務信道數(shù)、話務量及用戶數(shù)整個網(wǎng)絡提供的業(yè)務信道數(shù)、話務量及用戶數(shù)舉例：話務量和用戶數(shù)的計算。舉例：話務量和用戶數(shù)的計算。例例. .若基站配置為若基站配置為2/2/22/2/2，每用戶話務量為，每用戶話務量為0.025 Er0.025 Erl ,呼損不高于呼損不高于2%。求。求Site覆蓋區(qū)域的用戶數(shù)？覆蓋區(qū)域的用戶數(shù)？Site-2Site-3Site-1為基站，為基站，3 3扇區(qū)定向天線）扇區(qū)定向天線）（備注

10、：（備注：4 4、覆蓋預測、覆蓋預測 場強覆蓋預測場強覆蓋預測是整個網(wǎng)絡規(guī)劃工作的基礎，其準確是整個網(wǎng)絡規(guī)劃工作的基礎，其準確性直接影響網(wǎng)絡的規(guī)劃結果，并最終影響網(wǎng)絡建成后的性直接影響網(wǎng)絡的規(guī)劃結果，并最終影響網(wǎng)絡建成后的運行質(zhì)量。運行質(zhì)量。 天線方位角和傾角天線方位角和傾角、天線增益、天線增益、基站發(fā)射功率基站發(fā)射功率、空間、空間衰耗模型等衰耗模型等涉及到：涉及到：在進行覆蓋區(qū)預測時，一條重要的原則是在進行覆蓋區(qū)預測時，一條重要的原則是“實現(xiàn)實現(xiàn)前向前向覆覆蓋蓋和和反向反向覆蓋覆蓋基本平衡基本平衡 1 1、前向覆蓋預測、前向覆蓋預測 前向覆蓋預測是指由基站發(fā)往移動臺方向的信號前向覆蓋預測是指

11、由基站發(fā)往移動臺方向的信號強度的預測。強度的預測。2 2、反向覆蓋預測、反向覆蓋預測 反向覆蓋預測是指由移動臺發(fā)往基站方向的信號反向覆蓋預測是指由移動臺發(fā)往基站方向的信號強度的預測。強度的預測。接收靈敏度：在保證達到所要求的誤比特率的條件下，接接收靈敏度：在保證達到所要求的誤比特率的條件下，接 收所需要的最小輸入功率。收所需要的最小輸入功率。接收靈敏度一般用接收靈敏度一般用dBmdBm來表示。來表示。 例：若基站接收靈敏度為例：若基站接收靈敏度為-110dBm-110dBm， 即接收功率為即接收功率為n nw wm mw w或或1 10 01 10 0- -5 51 11 1若上、下行電波傳播

12、路徑衰耗相同，可粗略估算出上若上、下行電波傳播路徑衰耗相同，可粗略估算出上下行功率平衡式：下行功率平衡式：)(senssensdBTSoutMSBTSMSGPo ou ut tB BT TS SP PoutBTSP：基站輸出功率：基站輸出功率sensMS：移動臺接收靈敏度：移動臺接收靈敏度sensBTS：基站接收靈敏度：基站接收靈敏度dBTSG：基站天線分集增益：基站天線分集增益outMSP：移動臺輸出功率：移動臺輸出功率例例. . 假設假設GSM900系統(tǒng)，假設移動臺輸出功率為系統(tǒng)，假設移動臺輸出功率為2W，dBdBmdBm3, 110, 102dBTSsenssensGBTSMS試計算基站

13、發(fā)射功率。試計算基站發(fā)射功率。5 5、頻率規(guī)劃、頻率規(guī)劃 在在GSMGSM移動通信系統(tǒng)中，為了保證信號覆蓋、減少移動通信系統(tǒng)中，為了保證信號覆蓋、減少系統(tǒng)干擾（同頻干擾、鄰頻干擾），必須對系統(tǒng)進行頻系統(tǒng)干擾（同頻干擾、鄰頻干擾），必須對系統(tǒng)進行頻率設計率設計 網(wǎng)絡規(guī)劃工程師運用規(guī)劃軟件進行頻率規(guī)劃，并通網(wǎng)絡規(guī)劃工程師運用規(guī)劃軟件進行頻率規(guī)劃，并通過同頻、鄰頻干擾預測分析，反復調(diào)整相關工程參數(shù)和過同頻、鄰頻干擾預測分析，反復調(diào)整相關工程參數(shù)和頻點，直至達到所要求的同、鄰頻干擾指標。頻點，直至達到所要求的同、鄰頻干擾指標。4.3 4.3 頻率規(guī)劃頻率規(guī)劃頻率規(guī)劃的原則頻率規(guī)劃的原則 同一基站內(nèi)絕對

14、不能同、鄰頻同一基站內(nèi)絕對不能同、鄰頻 直接鄰近的基站應盡可能避免同頻直接鄰近的基站應盡可能避免同頻 應盡量避免在近距離內(nèi)出現(xiàn)同頻（應盡量避免在近距離內(nèi)出現(xiàn)同頻（BCCHBCCH）同）同BSICBSIC 由于高山站覆蓋范圍大，建議對其分配獨立的頻由于高山站覆蓋范圍大，建議對其分配獨立的頻 點，以免對其它站產(chǎn)生干擾點，以免對其它站產(chǎn)生干擾1）同屬于一個服務區(qū)的）同屬于一個服務區(qū)的 鄰區(qū)之間不允許同鄰區(qū)之間不允許同 BCCH同同BSIC2）根據(jù)站距規(guī)劃同）根據(jù)站距規(guī)劃同BCCH 同同BSIC的復用距離的復用距離例如：例如： 平均站距為平均站距為500M，則建則建 議該復用距離為議該復用距離為5-8

15、KM；BSICBSIC規(guī)劃原則是什么？規(guī)劃原則是什么？NCCNCC根據(jù)運營商使用范圍規(guī)劃，針對大型網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)建議根據(jù)運營商使用范圍規(guī)劃，針對大型網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)建議【0-70-7】全部可用全部可用BSIC=32f1f1BSIC=11GSMGSM頻點號頻點號GSM 900: 1GSM 900: 1 124 其中移動：其中移動：1 95，聯(lián)通：，聯(lián)通：96 124GSM 1800: 512GSM 1800: 512885 (374885 (374個頻點個頻點) ) N*M 復用方式復用方式N-表示復用簇中有表示復用簇中有N個基站個基站M-表示每個基站有表示每個基站有M個小區(qū)個小區(qū)GSM頻率復用結構頻率復用結

16、構有有4*3；3*3；1*3；同心圓；同心圓；MRP等等1、4*3 復用方式復用方式 4 4* *3 3復用方式也叫復用方式也叫4/124/12復用，即是把頻率分成復用，即是把頻率分成1212組，組，并輪流分配到并輪流分配到4 4個站點。這個站點。這1212個扇形小區(qū)為一個頻率復個扇形小區(qū)為一個頻率復用簇用簇. . A3A2A1A3A2A1D3D2D1C3C2C1C3C2C1D3D2D1A3A2D3D2D1A1B3B2B1C3C2C1B3B2B1B3B2B1C3C2C1B3B2B1C3C2C1A3A2A14 4* *3 3頻率復用方式頻率復用方式例：給定例：給定4.8MHz4.8MHz帶寬、帶

17、寬、4 4* *3 3復用復用2424個頻點，個頻點，4/124/12復用，每個小區(qū)復用，每個小區(qū)2 2個載頻。個載頻。最大站型最大站型配置配置為為S S2/2/22/2/2。連續(xù)連續(xù)BCCHBCCH將存在較大的鄰頻干擾。將存在較大的鄰頻干擾。錯開錯開BCCHBCCH鄰頻干擾減少。鄰頻干擾減少。BCCHBCCHTCHTCHBCCHBCCHTCHTCH例：假設可用帶寬為假設可用帶寬為10MHz10MHz，信道號為，信道號為45459494。如果。如果BCCHBCCH分配分配81819494，共，共1414個頻點，其余分配給個頻點，其余分配給TCHTCH用用 第一行的頻點是第一行的頻點是BCCHB

18、CCH頻點，其中頻點，其中8181、8282為為BCCHBCCH備用頻點備用頻點 可以實現(xiàn)的最大站型為？可以實現(xiàn)的最大站型為？ 4 4* *3 3復用距離大，復用距離大，同頻干擾比同頻干擾比C/I 18dB，頻率利用頻率利用率較低，一般用于率較低，一般用于BCCHBCCH載頻規(guī)劃載頻規(guī)劃 為了提高頻率利用率（增大容量），可以采用更加為了提高頻率利用率（增大容量），可以采用更加緊密的復用方式，如緊密的復用方式，如3/93/9、1/31/3，但同時會降低，但同時會降低C/I ；通；通過采取抗干擾技術（如跳頻、功率控制；過采取抗干擾技術（如跳頻、功率控制；DTX；分集技；分集技術等），可有效提高術等

19、），可有效提高C/I 2、3*3 復用方式復用方式 3 3* *3 3復用方式也叫復用方式也叫3/93/9復用，即是把頻率分成復用，即是把頻率分成9 9組，組，并輪流分配到并輪流分配到3 3個站點。這個站點。這9 9個扇形小區(qū)為一個頻率復用個扇形小區(qū)為一個頻率復用簇簇. . A3C2B1B3A2C1C3B2A1A3C2B1B3A2C1B3A1C1A1A3A2C3B2A1A3A3C3C1B2A1B2A1A2C1B3 3 3 3 3頻率復用方式頻率復用方式3*3復用方式，理論值：復用方式，理論值：C/I 13.3dB，實際還達不，實際還達不到這個指標，可通過抗干擾技術來提高載干比。到這個指標，可通

20、過抗干擾技術來提高載干比。采用跳頻時，一般采用基帶跳頻。采用跳頻時，一般采用基帶跳頻。3、1*3 復用方式復用方式1 1* *3 3復用方式也叫復用方式也叫1/31/3復用，即是把復用，即是把頻率分成頻率分成3 3組，并組，并輪流分配到輪流分配到3 3個站個站點。這點。這3 3個扇形小個扇形小區(qū)為一個頻率復區(qū)為一個頻率復用簇用簇. . A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A21*3復用方式，理論值：復用方式，理論值：C/I 9.43dB.必須采用射頻跳頻，自動功率控制、不連續(xù)發(fā)射、必須采用射頻跳頻，自動功率控制、不連續(xù)發(fā)射、天線分集等技術有效降低干擾

21、。天線分集等技術有效降低干擾。跳頻給跳頻給GSMGSM系統(tǒng)帶來多大的增益？系統(tǒng)帶來多大的增益？ 采用合理的跳頻規(guī)劃，一般能給采用合理的跳頻規(guī)劃，一般能給GSMGSM系統(tǒng)帶來系統(tǒng)帶來3-5dB3-5dB的增益的增益終端移動終端移動速度速度越慢，跳頻增益越高；越慢，跳頻增益越高；跳頻可用頻點數(shù)越多，跳頻增益越高。當跳頻跳頻可用頻點數(shù)越多，跳頻增益越高。當跳頻數(shù)量達到一定程度后，由于跳頻數(shù)的增加引起數(shù)量達到一定程度后，由于跳頻數(shù)的增加引起的跳頻增益的增加是有限的。的跳頻增益的增加是有限的。已知頻率資源，如何求得最大站型已知頻率資源，如何求得最大站型? ?GSMGSM最大支持站型由兩個因素同時決定：可

22、用的最大支持站型由兩個因素同時決定：可用的頻率資源頻率資源和選擇的和選擇的頻率復用方式頻率復用方式假設：可用帶寬：假設：可用帶寬：5M 5M ; 采用采用4 4* *3 3頻率復用，則：頻率復用，則：頻點數(shù)：頻點數(shù)：每個小區(qū)可使用頻點次數(shù)：每個小區(qū)可使用頻點次數(shù)：則最大站型：則最大站型：5/0.2=255/0.2=25個；個；25/(425/(4* *3)=23)=2余余2 2；S3/2/2S3/2/2什么是跳頻負荷什么是跳頻負荷? ?跳頻負荷計算：跳頻負荷計算：基站的跳頻負荷基站的跳頻負荷=50%=50%，超過，超過50%50%，則可能給網(wǎng)絡帶來，則可能給網(wǎng)絡帶來嚴重的同鄰頻碰撞嚴重的同鄰頻

23、碰撞該站配置的跳頻頻點數(shù)該站配置的跳頻頻點數(shù)該站參與跳頻的載頻數(shù)該站參與跳頻的載頻數(shù)例：若例：若TCHTCH采用采用1 1* *3 3跳頻，可用頻點數(shù)為跳頻，可用頻點數(shù)為2929個，個，則則TCHTCH最大配置為？最大配置為？參與跳頻的載頻數(shù)為：參與跳頻的載頻數(shù)為：則最大配置為：則最大配置為：29*50%=14個個S5/5/44 4、多層頻率復用方式（、多層頻率復用方式（MRPMRP） 把所有可用的載頻有規(guī)律地分為幾組，每一把所有可用的載頻有規(guī)律地分為幾組，每一組中的載頻作為組中的載頻作為獨立的一層獨立的一層，每一層可根據(jù)網(wǎng)絡，每一層可根據(jù)網(wǎng)絡容量的需要采用不同的復用方式容量的需要采用不同的復

24、用方式.TCH2帶寬帶寬BCCHTCH1用用于于微微蜂蜂窩窩邏輯信道邏輯信道頻道號頻道號BCCH(12)66 67 68 69 70 71 72 7374 75 76 77TCH1(9)78 79 80 81 82 83 84 8586TCH2(6)87 88 89 90 91 92微蜂窩微蜂窩(3)93 94 95例例. .分給移動帶寬分給移動帶寬6MHz6MHz，將，將3030對載頻按對載頻按12/9/6/312/9/6/3分分為為4 4 組組BCCHBCCH采用采用4 43 3復用方式復用方式 ,TCH1,TCH1采用采用3 33 3復用方式，復用方式，TCH2TCH2采采用用2 23

25、3復用方式復用方式. .可配置的站型為：可配置的站型為： S3/3/3S3/3/35 5、同心圓技術、同心圓技術 將小區(qū)分為兩層將小區(qū)分為兩層：外層和內(nèi)層外層和內(nèi)層，分別使用不同，分別使用不同的頻率復用方式，一般外層是的頻率復用方式，一般外層是BCCHBCCH載頻，采用更寬載頻，采用更寬松的頻率復用方式松的頻率復用方式 L1L1L2L2內(nèi)層發(fā)射功率小，采用更內(nèi)層發(fā)射功率小，采用更緊密的頻率復用方式。緊密的頻率復用方式。假設：可用帶寬為假設：可用帶寬為10M10M，BCCHBCCH采用采用4 4* *3 3復用，復用，TCHTCH采用采用1 1* *3 3跳頻，跳頻，BCCHBCCH與與TCHTCH之間需保留之間需保留1 1個隔離頻點，求最個隔離頻點，求最大站型配置？大站型配置？ 可用頻點數(shù)可用頻點數(shù): : BCCH BCCH需需1212個頻點個頻點 TCHTCH可用頻點數(shù)可用頻點數(shù): : 小區(qū)配置的跳頻頻點數(shù)分別為小區(qū)配置的跳頻頻點數(shù)分別為: : 參與跳頻的載頻數(shù)參與跳頻的載頻數(shù)=37=37* *50%=1850%=18，則，則TCHTCH最大配置最大配置 為為: : 加上加上BCCHBCCH載頻，最大站型為：載頻，最大站型為：10M/0.2M=50 個個50-12-1=3750-12-1=37個個12/12/131