無線網絡：WCDMA規劃與優化的挑戰
2019-11-05 02:26:04
供稿：網友
隨著國際上3G商用網絡推出的增多，以及中國3G執照發行的臨近，3G網絡規劃已經被越來越多的中國移動通信運營商提到議事日程上來。因為前期網絡規劃在很大程度上決定了網絡的結構，對網絡投資以及質量起著決定性作用，是將來網絡發展的基礎，故越來越多的人開始關心3G網絡的規劃與設計。WCDMA的網絡規劃及優化與GSM有很大的不同，在此僅對WCDMA網絡規劃及優化面臨的一些挑戰做一簡單介紹。 WCDMA在變革中誕生
眾所周知，GSM由于其優越的開放標準及其良好的兼容性，得到了長足發展，已經成為第二代移動通信的主要標準并吸收了超過全球70%的移動用戶，尤其是從今年以來，在全球新增用戶中，有超過80%用戶選擇了GSM。但是，隨著數據業務的普及及互聯網的發展，終端移動用戶對業務種類的多樣性，以及數據傳輸速率的要求也相應提高，第三代移動通信標準UMTS應運而生。作為第三代移動通信標準之一的WCDMA由于其良好的兼容性及可發展性，是目前GSM網絡的自然演進，得到了廣大運營商的青睞。WCDMA所提供的可變速率，多業務能力，為運營商提供了堅實的技術平臺以及廣闊的市場空間，但同時也為網絡規劃及優化帶來了很大的挑戰。
由于WCDMA要提供可變速率的多業務能力，又要考慮網絡的兼容性和可擴展性，故和GSM相比，其網絡復雜程度大為增加。非凡是在無線接口方面，業務的不同對空中接口提出了許多新的要求。因此，為了更好地治理和使用網絡，WCDMA系統引入了許多新的技術及特性，這些都和GSM大不相同，相應的WCDMA網絡規劃和優化也和以前不同，需要考慮的因素也更多，復雜程度大為增加。
規劃成功的WCDMA網絡
網絡規劃工作通常包括初規劃、具體的網絡規劃和網絡優化等內容。初規劃是在進行具體的網絡規劃前，基于運營商業務發展計劃及投資計劃和質量目標，進行初步容量及覆蓋分析，確定網絡配置，從而為運營商提供經濟的解決方案的過程。這是網絡規劃工作的初始階段，也是非常要害的一項工作。
初規劃通常由功率預算、小區大小評估、覆蓋及容量的計算和初始網絡配置評估等內容組成。由于WCDMA系統的復雜性及業務多樣性，其初規劃工作更顯得尤其重要，需要考慮的輸入參數也較多。一個好的初規劃要考慮到規劃方案的經濟性、靈活性和可擴展性，既要滿足近期網絡發展目標，又要考慮到長期發展及新業務的推廣。因此，基于運營商長期商業模式的話務模型是初規劃非常重要的一個基本輸入。
在WCDMA中，無線頻率的復用因子為1，同一頻率被分配在所有小區中，所有空中接口連接發生在同一載頻上，同時進行操作的用戶數量對接收機的噪音水平及接收靈敏度有著直接的影響，因此，WCDMA是一個干擾受限的系統，干擾控制在WCDMA網絡中顯得尤為重要。在WCDMA網絡中，負載和靈敏度分析都需要干擾控制，它的好與壞直接影響到網絡容量。干擾評估在覆蓋區猜測階段已經至關重要。因此，干擾余量是初規劃中需要考慮的一個重要參數。
小區呼吸是WCDMA中的一個重要特征。小區呼吸即指小區的覆蓋隨著網絡用戶數的增加，網絡負載增大而減小。因此，容量和覆蓋規劃在WCDMA中不再是兩個分開的任務，而是很大程度上交織在一起，需要平衡后綜合考慮。用于小區呼吸的鏈路預算的余量值被稱作干擾余量。在初規劃階段，網絡的覆蓋計算必須基于合適的負載目標，必須考慮到網絡增長的因素來設置合理的干擾余量值。負載目標選擇過小將導致用戶增長時出現覆蓋問題，而選擇過大又會出現網絡投資成本過大不經濟的現象，因此要慎重考慮。 WCDMA的一個基本要求是多業務能力，不同業務(話音，數據)有不同的處理增益和由此產生的不同的接收機SNR要求。在現有GSM覆蓋規劃過程中，基站靈敏度是不變的，每個基站的覆蓋門限值都是一樣的。在WCDMA中，覆蓋門限是由用戶數量和所有小區所使用的比特率決定的，因此針對不同的業務及用戶數量，小區覆蓋門限是不同的，覆蓋區域是變化的。WCDMA的另一個特點是上行鏈路和下行鏈路中業務的非對稱性，通常下行鏈路的數據量要遠遠大于上行鏈路，因此在覆蓋和容量規劃中必須對不同的業務分別進行分析，且必須對上行鏈路和下行鏈路都進行分析。
為了降低陰影衰落的影響以提高通信概率和降低掉話率，WCDMA引入了軟切換技術。軟切換為網絡帶來了軟切換宏分集結合增益及軟切換增益，但同時也為網絡的容量帶來了損失。這些增益對上行鏈路和下行鏈路的效果并不是完全相同的，需要分別考慮。軟切換因子與容量有關，它可以決定除了正常業務所需信道外，實際所需的信道資源，在下行鏈路方向，每個軟切換連接都會增加干擾，從而減低最大的可用容量。軟切換還需要額外的BTS基帶資源、通過Iub接口的額外傳輸容量以及額外的RNC資源。因此軟切換因子也是需要考慮及平衡的一個重要因素。
漸進的規劃過程
具體的網絡規劃是一個不斷重復的過程。在GSM網絡中，具體的無線網絡規劃重點在于覆蓋規劃，而在WCDMA網絡中具體的網絡規劃不僅要對覆蓋進行規劃，而且更重要的是要對干擾和容量進行分析，網絡規劃就是對受干擾影響的覆蓋和容量進行不斷研究及調整的過程。通過對這些因素進行折衷，網絡規劃的最終結果就是生成一些網絡參數值，在優化階段可以對這些參數進行調整。由于覆蓋，容量及質量的密切關系，更由于WCDMA所引入的新的無線接口技術，如功率控制PC，切換HO，接入控制AC，分組調度PS，負載控制LC，資源治理RM等都引入了一些新的參數，因而參數規劃及優化是WCDMA中非常重要的一項工作。
通常在網絡發展初期，WCDMA是一個覆蓋受限的系統，非凡是由于移動終端的發射功率限制，往往上行覆蓋是網絡的瓶頸。由于所有終端用戶共享基站發射功率以及小區呼吸效應，下行覆蓋也會成為網絡的瓶頸，因此可能需要增加傳輸功率使鏈路平衡。由于覆蓋和容量是交織在一起的，因而引出了許多覆蓋及容量解決方案。下面列出了一些主要的容量及覆蓋提高措施：多載波，多(六)扇區，NOKIA智能覆蓋SRC，塔頂放大器MHA，遠端射頻放大器，發射或接收分集，中繼放大器，波束成型，微蜂窩，室內站及多層網等。這些都增加了網絡規劃及優化的復雜性。
除了WCDMA本身特點及其對網絡規劃要求以外，還有其它一些因素必須考慮。WCDMA不再是一個孤立的系統，它必須與現有網絡共存。對于現有GSM運營商需要考慮基于GSM網絡的平滑演進，系統間干擾，與GSM共站以及系統間切換等問題。大部分WCDMA的運營商是現在GSM的運營商，因此，如何基于GSM向WCDMA平滑演進，如何在現有傳輸網絡，電路及分組交換核心網中使用WCDMA是要研究的一個重要課題。
因為GSM和WCDMA有不同的質量要求及不同的規劃側重，如何降低系統間干擾，如何充分利用現有GSM站點，以及實現順利的系統間切換也是非常重要的工作。即使對于全新WCDMA運營商，也要考慮系統間干擾及資源共享等問題。
網絡優化是網絡規劃工作的自然延續，是不斷提高網絡整體質量的過程，可以使移動終端用戶感受到網絡質量的不斷提高，從而提高終端用戶的滿足度。網絡優化將在充分利用現有網絡資源的基礎上使系統容量和覆蓋最大化。網絡優化包括每種業務類型優化目標的定義、網絡分析以及網絡配置和性能的提高等。值得注重的是不同的業務會有不同的質量目標，這也是WCDMA網絡優化工作復雜的主要原因。另外，網絡規劃和優化也是一個交織在一起相互作用的過程。當網絡已被設計和建好時就需要進行相應的網絡優化工作，從而找到網絡的最佳工作狀態。但是隨著網絡中業務量的增長，通常又需要進行網絡擴容工作，因此又需要新的規劃和優化工作，這是一個不斷循環的過程。 WCDMA網絡優勢 WCDMA網絡比現有GSM網絡功能強大，將提供更多更好的業務，但是網絡規劃優化工作也更復雜，對其工具要求也更加苛刻，所以網絡規劃優化流程和工具必須能夠迅速適應網絡中的新特性。網絡規劃優化工具必須能夠集成無線、傳輸、電路及分組交換的規劃工作，能夠提供GSM和WCDMA結合的網絡規劃優化功能，能夠提供網絡測量數據的輸入接口并對測量數據進行分析等，這些是對網絡規劃優化工具的基本要求。
上面簡單介紹了WCDMA網絡規劃及優化的挑戰和在工作中需要注重的一些因素。我們堅信，憑借NOKIA全球WCDMA網絡規劃及優化的寶貴經驗，以及中國強大的在GSM網絡規劃及優化實戰中成長起來的隊伍，我們可以提交給我們的客戶一個優質高效的WCDMA網絡，從而最大限度地滿足終端用戶的質量需求，為我們的客戶在日益激烈的競爭中取得質量競爭優勢。
