網(wǎng)絡規(guī)劃、設計與優(yōu)化

1、1網(wǎng)絡規(guī)劃、設計與優(yōu)化吳偉陵2 一、概況w網(wǎng)絡規(guī)劃n規(guī)劃是初始階段的粗略估計；n主要解決傳播的覆蓋問題；n規(guī)模初估與投資概算；n在原郵電部分工是由郵電規(guī)劃院完成。3網(wǎng)絡設計n在初步規(guī)劃的基礎上實現(xiàn)蜂窩網(wǎng)的工程設計；n它與具體移動通信體制(如TDMA，CDMA)、具體生產(chǎn)廠家的技術性能有關，要求完成實用化工程設計；n在原郵電部分工是由郵電設計院完成；n信息產(chǎn)業(yè)部在機構(gòu)改革以后，規(guī)劃與設計職責難分，有相互滲透的傾向。4網(wǎng)絡優(yōu)化n規(guī)劃、設計是在正式建網(wǎng)前進行并完成，而優(yōu)化則是在正式建網(wǎng)并運營以后才進行；n網(wǎng)絡優(yōu)化是由運營商為主體進行并完成的；n網(wǎng)絡優(yōu)化是一項復雜的系統(tǒng)工程，它涉及無線傳輸、基站與移動

2、交換；n網(wǎng)絡優(yōu)化的基礎與條件是：已運營的網(wǎng)絡；大量、充分的實測數(shù)據(jù)；專用的分析與優(yōu)化的軟件，并在運營網(wǎng)絡綜合評估的基礎上進行。5二、網(wǎng)絡規(guī)劃與設計的滲透與合 一，一般 統(tǒng)稱為規(guī)劃w從三個不同角度進行覆蓋容量質(zhì)量6覆蓋n基于電波傳播模型的無線鏈路估算，并加以必要的修正參量，使模型更符合于實際；n在傳播模型與無線鏈路估算的基礎上，求解小區(qū)覆蓋范圍；n在給定要求總覆蓋范圍的條件下，由小區(qū)覆蓋范圍，求解總覆蓋區(qū)內(nèi)基站數(shù)目初估；n覆蓋范圍類型分析。7容量n調(diào)研總服務區(qū)內(nèi)的業(yè)務分布、業(yè)務需求、業(yè)務模型概況；n調(diào)研總服務區(qū)內(nèi)使用環(huán)境與條件；n在上述調(diào)研的基礎上，估算基站數(shù)量。8質(zhì)量n計算不同體制下上、下行小

3、區(qū)切換方程，求解小區(qū)覆蓋區(qū)域；n根據(jù)總覆蓋范圍，求解在保證質(zhì)量前提下的基站數(shù)量；n再根據(jù)阻塞概率、切換失敗率、呼損率以及覆蓋率進一步修正。9綜合覆蓋、容量、質(zhì)量三條件下的小區(qū)規(guī)劃n在滿負荷下，取三者之中基站數(shù)量最大者；n在低負荷下，取三者之中基站數(shù)量最小者；n在一般負荷情況下，一般取基站數(shù)目的折衷值。10三、網(wǎng)絡優(yōu)化w優(yōu)化目標n全面提高網(wǎng)絡系統(tǒng)指標，達到用戶要求：掉話率、接通率、信道完好率等；n網(wǎng)絡性能和質(zhì)量的進一步改善；n提高網(wǎng)絡容量；n解決設計工程中的遺留問題；n為系統(tǒng)擴容提供建議。11優(yōu)化基礎n現(xiàn)行運營網(wǎng)絡的全面評估n大量、充分的實測數(shù)據(jù)n專業(yè)的網(wǎng)絡分析與優(yōu)化軟件12四、網(wǎng)絡優(yōu)化的基本條

4、件(1)w三大基礎軟件庫n基礎模型庫w信源業(yè)務模型：各類混合編碼話音、各類數(shù)據(jù)業(yè)務、各類圖像業(yè)務以及流媒體業(yè)務等模型；w信道模型：AWGN、慢衰落、各類快衰落、矢量信道模型；w移動用戶模型：密集市區(qū)、市區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村；w電波傳播模型：室內(nèi)、室外各類電波傳播模型；w業(yè)務流量模型：電路型、分組型、廣播型。13四、網(wǎng)絡優(yōu)化的基本條件(2)w三大基礎軟件庫(續(xù))n蜂窩網(wǎng)參數(shù)庫w地形地貌庫(三維)； 電子地圖、MapInfo以及BTS、BSC、MSC分布圖；w場強覆蓋分布三維圖；w業(yè)務分布圖；w干擾分布圖；w頻率與導頻相位配置參數(shù)數(shù)據(jù)庫；w基站參數(shù)庫：發(fā)射功率、天線增益、天線高度、天線仰角、天線波束寬度

5、(水平、垂直)、饋線損耗等。14四、網(wǎng)絡優(yōu)化的基本條件(3)w三大基礎軟件庫(續(xù))n基本性能分析模塊w電波場強覆蓋分析模塊；w容量分析模塊：扇區(qū)、小區(qū)容量分析，總要求服務區(qū)容量分析；w質(zhì)量分析模塊：接通率、切換成功率、切換失效率、呼損率、掉話率、同/鄰區(qū)干擾分析、誤碼/誤幀率等；w設備故障分析模塊；w界面模塊；15四、網(wǎng)絡優(yōu)化的基本條件(4)w仿真手段n鏈路級仿真；n系統(tǒng)級仿真；w監(jiān)測手段n路測與分析(空中接口)：數(shù)據(jù)測試DT，通信質(zhì)量測試CQT，及其分析；n信令測試與分析：Abis接口、A接口信令分析與測試；nOMC數(shù)據(jù)表格與分析；16四、網(wǎng)絡優(yōu)化的基本條件(5)w網(wǎng)絡優(yōu)化n在以上三大基礎模

6、塊、兩大測試手段以及運營網(wǎng)絡全面性能評估的基礎上進行；n設備故障分析與排除；n網(wǎng)絡參數(shù)的調(diào)整、基站站址優(yōu)化、網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的改善，以及網(wǎng)絡模型的修正；n覆蓋、容量、質(zhì)量三者在性能上的平衡與優(yōu)化等等。17基站數(shù)量預測的三類方法18根據(jù)容量進行的小區(qū)規(guī)劃(1)w首先確定規(guī)劃區(qū)內(nèi)人口n規(guī)劃區(qū)內(nèi)居住人口；n規(guī)劃區(qū)內(nèi)工作的人口；n車流量n特殊事件以及主要娛樂場所19根據(jù)容量進行的小區(qū)規(guī)劃(2)w確定規(guī)劃區(qū)內(nèi)無線用戶數(shù)n統(tǒng)計人群中使用移動電話的比例(%)；n將總?cè)丝跀?shù)乘以使用率，求得規(guī)劃區(qū)內(nèi)無線用戶數(shù)；w確定規(guī)劃區(qū)內(nèi)總業(yè)務量n每個用戶所需的話務量是由用戶業(yè)務使用率決定；n話音業(yè)務平均通話時間典型值是1201

7、80秒；n統(tǒng)計平均每用戶每天通話次數(shù)，并乘以平均通話時間，確定每天平均通話時間；n確定每用戶平均業(yè)務量，乘以無線用戶數(shù)，即求得規(guī)劃區(qū)內(nèi)單位時間總業(yè)務量。20根據(jù)容量進行的小區(qū)規(guī)劃(3)w確定每小區(qū)容量與平均業(yè)務量n小區(qū)容量可以基于仿真或者基于分析方程式進行預測；n干擾中斷概率越小，網(wǎng)絡質(zhì)量越好，小區(qū)容量就越??；n實際平均業(yè)務量是小區(qū)容量乘以負荷因子(大約75%)；w最后確定容量含義下基站數(shù)目n將規(guī)劃區(qū)內(nèi)總業(yè)務量被每小區(qū)平均業(yè)務量除，即求得容量含義下基站數(shù)N121根據(jù)覆蓋進行的小區(qū)規(guī)劃(1)w選擇適當電波傳播模型n常用的有“Okumura-Hata”模型n在傳播模型的基礎上加上適當?shù)男拚齾?shù)，比

8、如地形校正因子、地物干擾校正因子等w確定最大路徑損耗n在上述傳播模型和修正參數(shù)的基礎上進行n設定體制與基站參數(shù)：比如載波頻率、基站天線高度、移動臺天線高度等22根據(jù)覆蓋進行的小區(qū)規(guī)劃(2)w確定小區(qū)半徑與覆蓋面積n在確定鏈路最大損耗后，再根據(jù)最大損耗方程，求解小區(qū)覆蓋半徑n確定小區(qū)覆蓋面積w最后確定覆蓋含義下基站數(shù)目n將規(guī)劃區(qū)內(nèi)總覆蓋面積被小區(qū)覆蓋面積除，即可求得基站數(shù)目N223根據(jù)質(zhì)量進行小區(qū)規(guī)劃w根據(jù)與體制有關(門限接收電平Eb/N0)上行鏈路方程確定上行鏈路切換邊界；w根據(jù)與體制有關(門限接收電平Eb/N0)下行鏈路方程確定下行鏈路切換邊界；w上、下行切換邊界的平衡；w由平衡方程確定小區(qū)覆蓋范圍；w將規(guī)劃區(qū)總覆蓋范圍被小區(qū)覆蓋范圍除，即可求得質(zhì)量含義下的規(guī)劃區(qū)內(nèi)的基站數(shù)目N3。24規(guī)劃區(qū)內(nèi)最終基站數(shù)目選取w綜合平衡三類基站數(shù)目；w在輕負荷區(qū)，一般選用覆蓋含義下基站數(shù)目N2；w在重負荷區(qū)，一般選用容量含義下基站數(shù)目N1；w在保證質(zhì)量的重負荷區(qū)，一般選用N1、N2、N3中最大者。25IS-95的切換方程(*注解)w上行鏈路邊界方程：w下行鏈路邊界方程：w上、下行鏈路平衡方程：其中， ， 為兩個基站的門限信噪比， ， 為移動臺至