移動通信網(wǎng)規(guī)劃課件

第五章移動通信網(wǎng)規(guī)劃1第五章移動通信網(wǎng)規(guī)劃1移動通信的概念移動通信就是通信雙方至少有一方在運(yùn)動中進(jìn)行信息的交換。其中包括：移動體之間的通信；移動體與固定點(diǎn)之間的通信。2移動通信的概念移動通信就是通信雙方至少有一方在運(yùn)動中進(jìn)行信息移動通信的特點(diǎn)與固定通信相比，移動通信具有下列主要特點(diǎn)：移動通信必須使用無線通信技術(shù)；無線電波傳播特性復(fù)雜，易受干擾；組網(wǎng)方式靈活多樣；對終端要求較高；存在頻率資源的限制；存在切換、漫游的問題。3移動通信的特點(diǎn)與固定通信相比，移動通信具有下列主要特點(diǎn)：3移動通信系統(tǒng)的組成移動通信系統(tǒng)一般由以下四部分組成：移動臺(MS)；基地站(BS)；移動業(yè)務(wù)交換中心(MSC)；傳輸線路（包括交換中心與基站之間、交換中心之間以及與固定網(wǎng)之間的連接線路）4移動通信系統(tǒng)的組成移動通信系統(tǒng)一般由以下四部分組成：4市話局移動交換中心（MSC）基站（BS）BSBS市話用戶移動網(wǎng)（PLMN）市話網(wǎng)（PSTN）中繼線移動臺（MS）MSMSMS移動臺可分為手持機(jī)和車載臺等。它包括收發(fā)信機(jī)、監(jiān)控單元等?；卣驹O(shè)有收、發(fā)信機(jī)和天饋線等設(shè)備。移動業(yè)務(wù)交換中心主要用來處理信息的交換和整個系統(tǒng)的集中控制管理。5市話局移動交換中心（MSC）基站（BS）BSBS市話用戶移動我國蜂窩移動通信發(fā)展戰(zhàn)略未來五年間，我國的蜂窩移動通信網(wǎng)將形成以GSM網(wǎng)為主，CDMA網(wǎng)為輔，互為補(bǔ)充、協(xié)調(diào)發(fā)展的格局。發(fā)達(dá)沿海省份的服務(wù)范圍將覆蓋90%~98%的人口，滿足所有城市和大部分地區(qū)農(nóng)村的需求。全網(wǎng)將無縫覆蓋所有市縣城、主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)、全部高速公路、國道等基干公路及交通干線；省內(nèi)公路、省會至發(fā)達(dá)縣的公路基本實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋，各主要鐵路沿線、航運(yùn)碼頭、候車室、侯機(jī)室等全部實(shí)現(xiàn)完全覆蓋。6我國蜂窩移動通信發(fā)展戰(zhàn)略未來五年間，我國的蜂窩移動通信網(wǎng)將形我國蜂窩移動通信的發(fā)展戰(zhàn)略數(shù)字移動網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)與絕大多數(shù)相同制式國家和地區(qū)的國際漫游。提供優(yōu)良的通話質(zhì)量和無線數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)，實(shí)現(xiàn)全球自動漫游。提供移動網(wǎng)上的智能業(yè)務(wù)，包括有預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)、移動虛擬網(wǎng)業(yè)務(wù)、個人電話號碼業(yè)務(wù)等。還開放因特網(wǎng)移動接入業(yè)務(wù)和較高速率的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。在運(yùn)營方面，完善符合國際規(guī)范的實(shí)時話單傳遞系統(tǒng)和處理制度，全面實(shí)現(xiàn)對所有移動電話用戶的實(shí)時計(jì)費(fèi)、及有效的用戶信用管理。7我國蜂窩移動通信的發(fā)展戰(zhàn)略數(shù)字移動網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)與絕大多數(shù)相同制式我國“十五”期間的發(fā)展戰(zhàn)略我國“十五”期間的發(fā)展可以劃分為前期和后期的戰(zhàn)略。“十五”前期（2001~2002）的發(fā)展戰(zhàn)略是：TACS網(wǎng)絡(luò)于2001年全面結(jié)束，退出頻率給GSM，利用各種新技術(shù)手段增加GSM網(wǎng)絡(luò)容量和挖掘網(wǎng)絡(luò)潛力。在高用戶密度的城市建設(shè)DCS1800系統(tǒng)，推出雙模終端，提高GSM網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量，根據(jù)市場的需求，適度發(fā)展CDMA網(wǎng)絡(luò)?！笆濉焙笃冢?003~2005）的發(fā)展戰(zhàn)略是：GSM網(wǎng)絡(luò)容量在2003年達(dá)到高峰后，應(yīng)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，提供服務(wù)質(zhì)量。加大發(fā)展CDMA系統(tǒng)的力度，提供話音等服務(wù)，滿足不斷增長的用戶需要，積極跟蹤試驗(yàn)3G的發(fā)展，根據(jù)市場的需求及時推出商用系統(tǒng)。8我國“十五”期間的發(fā)展戰(zhàn)略我國“十五”期間的發(fā)展可以劃分為前移動通信網(wǎng)規(guī)劃的主要內(nèi)容移動通信網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃經(jīng)濟(jì)分析固定網(wǎng)規(guī)劃（移動通信局所規(guī)劃）頻率規(guī)劃無線網(wǎng)規(guī)劃（基站、信道規(guī)劃）9移動通信網(wǎng)規(guī)劃的主要內(nèi)容移動通信網(wǎng)業(yè)務(wù)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃經(jīng)濟(jì)分析固無線網(wǎng)規(guī)劃無線網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容應(yīng)包括確定蜂窩網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和各種參數(shù)：基站的數(shù)量和位置，無線小區(qū)的服務(wù)半徑，信道數(shù)和容量，天線的制式、高度和有效輻射功率等。首先要確定網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)稱布局，包括蜂窩無線小區(qū)結(jié)構(gòu)和最小頻道分組數(shù)的確定，蜂窩無線網(wǎng)主要參數(shù)的確定等。如果規(guī)劃涉及的是由若干個移動本地網(wǎng)連成一片的移動網(wǎng)，則稱之為移動電話區(qū)域網(wǎng)，區(qū)域網(wǎng)規(guī)劃除以上問題之外，還存在地理相鄰的兩個移動交換區(qū)的邊界上的無線網(wǎng)規(guī)劃和頻率規(guī)劃。10無線網(wǎng)規(guī)劃無線網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容應(yīng)包括確定蜂窩網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和各種參數(shù)頻率規(guī)劃頻率規(guī)劃的中心內(nèi)容是在無線網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上給每個基站區(qū)或扇區(qū)分配頻率，使它們相互間頻率干擾最小，又能保證與遠(yuǎn)期的頻率分配相一致，不會因發(fā)展而輕易變動造成建設(shè)投資上的浪費(fèi)。頻率規(guī)劃一般涉及人工頻率預(yù)分配和干擾分析（包括同頻干擾和鄰頻干擾分析）優(yōu)化兩部分，兩部分串聯(lián)反復(fù)進(jìn)行。11頻率規(guī)劃頻率規(guī)劃的中心內(nèi)容是在無線網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上給每個基站區(qū)頻率資源的管理與有效利用頻率的管理頻率的有效利用頻率域的頻率有效利用時間域的頻率有效利用空間域的頻率有效利用多信道共用12頻率資源的管理與有效利用頻率的管理12頻率的管理頻率的分配和使用需要在全球范圍內(nèi)制定統(tǒng)一的規(guī)則。國際上，由國際電信聯(lián)盟(ITU)召開世界無線電行政大會，制定無線電規(guī)則，它包括各種無線電系統(tǒng)的定義、國際頻率分配表和使用頻率的原則、頻率的分配和登記、抗干擾的措施、移動業(yè)務(wù)的以及無線電業(yè)務(wù)的分類等。目前大容量陸地移動通信系統(tǒng)一般使用900MHz（1800MHz）和800MHz頻段。13頻率的管理頻率的分配和使用需要在全球范圍內(nèi)制定統(tǒng)一的規(guī)則。1頻率域的頻率有效利用信道窄帶化相鄰信道之間必須有足夠的頻率間隔，應(yīng)用窄帶化技術(shù)減小信道間隔，可在有限的頻段內(nèi)設(shè)置更多的信道，從而提高頻率的利用率。寬帶多址技術(shù)為進(jìn)一步提高頻率利用率，可采用同頻共用技術(shù)，關(guān)鍵是采用合適的多址方式?？刹捎玫亩嘀贩绞接蠪DMA、TDMA、CDMA以及它們的組合。14頻率域的頻率有效利用信道窄帶化14頻率域的頻率有效利用頻分多址（FDMA）：不同的移動臺占用不同的無線頻率，基站必須同時發(fā)射和接收多個不同頻率的信號，頻率利用率較低，而且容易形成干擾。時分多址（TDMA）：把時間分成周期性的幀，每一幀再分成若干個時隙，然后根據(jù)一定的時隙分配原則，多個移動臺可占用同一個無線頻率，各移動臺的信號都按順序安排在預(yù)定的時隙中傳播。碼分多址（CDMA）：不同用戶傳輸信息所用的信號用各自不同的編碼序列來區(qū)分。15頻率域的頻率有效利用頻分多址（FDMA）：不同的移動臺占用不蜂窩系統(tǒng)無線容量的計(jì)算一個無線系統(tǒng)的容量被定義為一定頻段內(nèi)能提供的信道數(shù)、用戶的最大數(shù)目或系統(tǒng)輸入話務(wù)總量。通常用無線容量m來表示。蜂窩系統(tǒng)每個小區(qū)無線信道數(shù)可定義為：m：無線容量；Bt：分配給系統(tǒng)的總頻譜；Bc：信道帶寬；N：頻率重用的小區(qū)數(shù)。16蜂窩系統(tǒng)無線容量的計(jì)算一個無線系統(tǒng)的容量被定義為一定頻段內(nèi)能不同制式系統(tǒng)無線容量的計(jì)算I模擬TACS系統(tǒng)（FDMA）例：假設(shè)Bt=1.25MHz，信道帶寬Bc=25kHz，頻率重用的小區(qū)數(shù)N=7，則系統(tǒng)容量17不同制式系統(tǒng)無線容量的計(jì)算I模擬TACS系統(tǒng)（FDMA）17不同制式系統(tǒng)無線容量的計(jì)算II數(shù)字GSM系統(tǒng)（TDMA）例：假設(shè)Bt=1.25MHz，載頻間隔200kHz，每載頻時隙數(shù)為8，頻率重用的小區(qū)數(shù)N=4時，則系統(tǒng)容量18不同制式系統(tǒng)無線容量的計(jì)算II數(shù)字GSM系統(tǒng)（TDMA）18不同制式系統(tǒng)無線容量的計(jì)算III數(shù)字CDMA系統(tǒng)CDMA系統(tǒng)容量計(jì)算較為復(fù)雜，按照理論公式計(jì)算，在總頻帶寬度為1.25MHz時，CDMA系統(tǒng)容量計(jì)算結(jié)果為115（信道/小區(qū)），是模擬FDMA系統(tǒng)的16倍，是GSM系統(tǒng)的9倍左右。但實(shí)際上CDMA系統(tǒng)的容量比理論值會有所下降，下降的多少將隨著其功率控制精度的高低而變化。比較普遍的看法是CDMA系統(tǒng)的容量是模擬FDMA系統(tǒng)的8~10倍，是GSM系統(tǒng)的3~5倍。19不同制式系統(tǒng)無線容量的計(jì)算III數(shù)字CDMA系統(tǒng)19空間域的頻率有效利用在某一地區(qū)（空間）使用了某一頻率之后，只要能控制電波輻射的方向和功率，在相隔一定距離的另一地區(qū)可以重復(fù)使用這一頻率，這就是所謂頻率“再用”，蜂窩移動通信網(wǎng)就是根據(jù)這一概念組成的。20空間域的頻率有效利用在某一地區(qū)（空間）使用了某一頻率之后，只時間域的頻率有效利用在某一地區(qū)，若某一用戶固定占用了某一信道，事實(shí)上它不可能占用全部的時間。在該用戶空閑的時間內(nèi)，任何其它用戶都無法再使用這個信道，只有讓它閑置著，這是很大的浪費(fèi)。假如一個信道供若干用戶所共用，那么頻率資源的利用就可以提高。若多個信道供大量用戶所共用，頻率資源的利用率還可以進(jìn)一步提高，但這時會存在呼損。21時間域的頻率有效利用在某一地區(qū)，若某一用戶固定占用了某一信道多信道共用多信道共用是指在網(wǎng)內(nèi)大量用戶共用享有若干無線信道，這種占用信道的方式相對于獨(dú)立信道方式來說，可以顯著地提高信道利用率。每個信道能容納的用戶數(shù)（m）的計(jì)算：C：每用戶每天平均呼叫次數(shù)（次）；T：每次呼叫平均占用信道的時間（秒）；K：忙時集中系數(shù)；A：總呼叫話務(wù)量；n：信道數(shù)。22多信道共用多信道共用是指在網(wǎng)內(nèi)大量用戶共用享有若干無線信道，固定網(wǎng)規(guī)劃I移動通信網(wǎng)的固定網(wǎng)規(guī)劃部分主要應(yīng)包括局所規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)規(guī)劃、中繼網(wǎng)規(guī)劃和移動網(wǎng)與其他業(yè)務(wù)網(wǎng)的互通等。局所規(guī)劃：確定移動電話局的數(shù)量、交換機(jī)數(shù)量、局所性質(zhì)和位置等；23固定網(wǎng)規(guī)劃I移動通信網(wǎng)的固定網(wǎng)規(guī)劃部分主要應(yīng)包括局所規(guī)劃、網(wǎng)固定網(wǎng)規(guī)劃II我國GSM網(wǎng)采用三級結(jié)構(gòu)：一級移動業(yè)務(wù)匯接局（TMSC1）、二級移動業(yè)務(wù)匯接局（TMSC2）和本地移動交換局（MSC）。全國共設(shè)8個TMSC1，之間用網(wǎng)狀相連，每省設(shè)1~2個TMSC2，與相應(yīng)的TMSC1相連，以下劃分為若干個移動本地網(wǎng)，每個網(wǎng)設(shè)1~n個MSC，每個MSC與相應(yīng)的TMSC2相連。移動本地網(wǎng)中，移動局MSC與所在地固定電話網(wǎng)的匯接局TM和長途局TS通過中繼電路相連，為了提高可靠性，移動交換局一般與兩個或多個TM相連。24固定網(wǎng)規(guī)劃II我國GSM網(wǎng)采用三級結(jié)構(gòu)：一級移動業(yè)務(wù)匯接局（固定網(wǎng)規(guī)劃III中繼網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)包括移動交換局MSC與基站之間的中繼電路配置、MSC與PSTN的TS、TM或LS之間的中繼電路配置和移動局三級結(jié)構(gòu)之間的中繼電路配置等內(nèi)容。25固定網(wǎng)規(guī)劃III中繼網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)包括移動交換局MSC與基站之間的固定網(wǎng)規(guī)劃IV在區(qū)域網(wǎng)內(nèi)，通話電路的設(shè)置原則是：相鄰交換區(qū)之間無線覆蓋已相連，為實(shí)現(xiàn)越局切換，應(yīng)設(shè)置專用通話電路，若不相鄰，為實(shí)現(xiàn)自動漫游，應(yīng)設(shè)置專用信令鏈路，通話電路則應(yīng)盡量利用長途電路。移動匯接局間，移動匯接局至移動端局間在設(shè)置專用通話電路條件下，如果無線覆蓋區(qū)已經(jīng)相連，為實(shí)現(xiàn)自動漫游及越局頻道切換，應(yīng)設(shè)置專用低呼損電路群，端局間如無線覆蓋區(qū)已經(jīng)相連，則視需要經(jīng)主管部門批準(zhǔn)，可設(shè)置高效直達(dá)電路群。26固定網(wǎng)規(guī)劃IV在區(qū)域網(wǎng)內(nèi)，通話電路的設(shè)置原則是：26移動電話網(wǎng)

與固定電話網(wǎng)之間的互聯(lián)移動電話網(wǎng)與固定電話網(wǎng)之間的互通業(yè)務(wù)量很大，為此建議當(dāng)移動端局?jǐn)?shù)量達(dá)到4個左右（容量約47萬）的移動本地網(wǎng)，應(yīng)建立獨(dú)立的網(wǎng)關(guān)局（GMSC），其余移動本地網(wǎng)至少有兩個移動端局具有網(wǎng)關(guān)局功能，與固定網(wǎng)的互聯(lián)采用來去話匯接方式。GMSC應(yīng)成對設(shè)置，移動端局與GMSC對的連接采用平均負(fù)荷分擔(dān)的工作方式。27移動電話網(wǎng)

與固定電話網(wǎng)之間的互聯(lián)移動電話網(wǎng)與固定電話網(wǎng)之間廣州B1廣州G1廣州G4廣州G2廣州G3廣州B2廣州G5廣州G6廣州G7廣州G8廣州G9廣州G10廣州G11廣州G12廣州G13廣州G14廣州G15番禺G1番禺G2番禺G3增城G1廣州GW1廣州GW2廣州GW3廣州MTM1廣州MTM2廣州A1廣州A2本地PSTN網(wǎng)國際出口局TACS網(wǎng)聯(lián)通GW廣州G16廣州G17從化G11860廣州VMS廣州SMP廣州SSP1廣州SSP2廣州SCP3廣州SCP2廣州SCP1廣州GW428廣州B1廣州G1廣州G4廣州G2廣州G3廣州B2廣州G5廣州移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算I平均忙時話務(wù)量按照《移動通信技術(shù)體制》中規(guī)定，平均忙時話務(wù)量參考值為0.01~0.03Erl/戶。應(yīng)根據(jù)規(guī)劃地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與業(yè)務(wù)需求，以及實(shí)際測量數(shù)據(jù)做適當(dāng)調(diào)整。29移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算I平均忙時話務(wù)量29移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算II移動交換局BHCA取值由于移動交換機(jī)除了象固定交換機(jī)處理正常通話的BHCA外，還應(yīng)包括移動交換系統(tǒng)內(nèi)部處理的額外BHCA需求，另外又按照原郵電部對程控交換機(jī)統(tǒng)一規(guī)定要有20%的話務(wù)量過荷和50%的呼叫次數(shù)過荷能力。因此，移動網(wǎng)的BHCA可按照下列公式進(jìn)行測算。其中余量因子可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和未來預(yù)測由經(jīng)驗(yàn)取值，如五歷史數(shù)據(jù)參考也可粗略取為1.5。30移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算II移動交換局BHCA取值30移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算III話務(wù)流量流向參數(shù)對于蜂窩移動電話網(wǎng)的流量流向參數(shù)，是指移動交換局之間，移動局與固定本地電話網(wǎng)、與固定長途網(wǎng)之間，和本移動局內(nèi)用戶之間的比例。移動電話網(wǎng)流量流向參數(shù)的總的趨勢是隨著移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，移動用戶的業(yè)務(wù)從最初的大部分流向固定網(wǎng)，逐漸會在移動用戶之間增大業(yè)務(wù)量，并且移動用戶與本地用戶之間和與長途用戶之間的話務(wù)量比例逐漸趨于平衡。31移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算III話務(wù)流量流向參數(shù)31移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算IV移動端局或移動匯接局MSC與長途局TS之間話務(wù)量aTS的計(jì)算，根據(jù)MSC服務(wù)的用戶數(shù)、平均忙時話務(wù)量和固定長途網(wǎng)流量比，即可求得MSC到固定長途網(wǎng)的總話務(wù)流量。32移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算IV移動端局或移動匯接局MSC與長途移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算V移動局MSC與固定本地匯接局TM之間話務(wù)量aTM的計(jì)算，根據(jù)MSC服務(wù)的用戶數(shù)、平均忙時話務(wù)量和固定網(wǎng)本地流量比，即可求得MSC到固定本地網(wǎng)的總話務(wù)流量。33移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算V移動局MSC與固定本地匯接局TM之移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算VI如果固定本地網(wǎng)有多個匯接局，應(yīng)根據(jù)實(shí)際測量的流量流向統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算出各自的吸引系數(shù)，將計(jì)算出的總話務(wù)流量分?jǐn)偟礁鱾€TM上。如果沒有實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，則可以采用與距離無關(guān)（k=0）的簡化重力法，即以每個匯接局負(fù)責(zé)的匯接區(qū)的用戶比例，粗略地作為移動局到各個固定匯接局的流量比例。34移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算VI如果固定本地網(wǎng)有多個匯接局，應(yīng)根移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算VII單個移動本地網(wǎng)中MSC與TS之間的中繼電路數(shù)：按照呼損值取0.5%和計(jì)算得到的長途業(yè)務(wù)量，由全利用度愛爾蘭公式求得電路數(shù)。中繼電路的平均忙時話務(wù)量應(yīng)不大于0.7Erl，且對來去話的中繼電路應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算。35移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算VII單個移動本地網(wǎng)中MSC與TS之移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算VIII單個移動本地網(wǎng)中MSC與TM或LS之間的中繼電路數(shù)：按照低呼損電路的呼損值取1.0%和計(jì)算得到的固定本地網(wǎng)業(yè)務(wù)量，由愛爾蘭全利用度公式求得電路數(shù)，平均忙時話務(wù)量應(yīng)不大于0.7，當(dāng)然也應(yīng)對來去話的中繼電路分別進(jìn)行計(jì)算。36移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算VIII單個移動本地網(wǎng)中MSC與TM移動電話網(wǎng)參數(shù)取值和計(jì)算IX對于移動區(qū)域網(wǎng)而言，其固定網(wǎng)部分對中繼電路的需求除移動局到長途局、移動局到固定網(wǎng)匯接局和移動局到