大唐WCDMA無線網絡規(guī)劃及優(yōu)化

摘要：WCDMA無線網絡無疑是目前最具有發(fā)展?jié)摿Φ漠a業(yè)，它的產品、技術、以及標準化發(fā)展等情況都備受關注。其中功率管理，移動性管理，負載管理，等幾個方面都包含在無線資源管理中。功率管理則是重中之重的一環(huán)。無線網絡體系中，資源的獲取最終都由功率來決定，因此如何有效地使用無線資源，它唯一的途徑就是對功率運用的嚴格控制。本文分為兩大部分，第一部分從技術特點對WCDMA原理進行了說明;第二部分介紹第三代移動通信系統(tǒng)的國際應用狀況分析。

關鍵詞：無線網絡容量與覆蓋;網絡革新

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）22-0065-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 WCDMA原理和技術特點

3GPP（歐洲標準化組織）制定了WCDMA，并由ISO、設備生產商、器件供應商、IODC所支持，也必將成為主流體制。基于GSM/GPRS的基礎演化出“管理中樞”，并與GSM/GPRS保持相容性。其主要包括了TDM、ATM和IP技術，從而演化成全網絡結構。從邏輯上看由分組域和電路域組成，分別完成分組型和電路型業(yè)務。WCDMA體系調動性管理構架的核心是GPRS隧道技術和MAP技術。WCDMA作為空中接口：碼片3.84Mcps/v，信號帶寬5MHz，運營模式可支持同一或不同BSC下小區(qū)切換，掌握方式為上下行閉環(huán)及外環(huán)P，采用QPSK對上行和下行進行編制。

2 WCDMA無線網絡籌備

2.1 網絡籌備流程

應對不同情況下，無線網絡規(guī)劃包括了計算鏈路存量、基站密度及預算，同時預測覆蓋率，規(guī)劃參數，并策劃整個網絡。在此規(guī)劃中，性能測量都需被引入，如掉話率和閉塞等指標。針對不同業(yè)務采取不同策略，高比特和低比特業(yè)務均勻覆蓋全部小區(qū)，既可以實現連續(xù)覆蓋，也可以實現特定區(qū)域覆蓋。無線網絡規(guī)劃可分成三個步驟，準備階段：制定覆蓋及容量標準、執(zhí)行策略;預測階段：小區(qū)業(yè)務量估算、覆蓋范圍估算和鏈路計算;調整階段：優(yōu)化覆蓋率、控制ACLR、規(guī)劃導頻參數、切換PN偏移。再確認其環(huán)境特性和控制信道的分配、計議切換參數后，分析具體的覆蓋率。在籌備過程中，需要持續(xù)地進行網絡解析，評估其干擾比例，從而預測不同的小區(qū)覆蓋率，小區(qū)內的干擾比例，是否具有唯一性。在反復反饋過程后，直至達到約束。過程是否自動化且覆蓋中是否有縫隙都需要使用規(guī)劃工具來監(jiān)督。一般情況下，網絡業(yè)務的不均衡，會導致性能下降。同時也存在著兩個方面的因素：一方面，質量會隨著業(yè)務稠密范圍干擾的增加而反向變化;另一方面，隨著質量的多余，容易產生不必要的損失。為了改善系統(tǒng)效能，可以通過自調節(jié)的控制小區(qū)范圍、天線方向和上行鏈路TX門限這三種方法。

2.2 WCDMA無線網絡規(guī)劃中天線選型

就無線信號而言，仍然存在如何減少網絡干擾，有效利用頻率資源以及如何最大功率完成電波信號轉化的問題?；咎炀€連接用戶終端與控制設備，完成兩者間的互通，此方法在蜂窩移動通信系統(tǒng)中被廣泛應用?；緮盗康亩嗌儆捎脩袅縼頉Q定，中小型城市的移動通信需求，只需要較少的載頻和基站即可滿足，并采用角形反射器或全向天線。移動終端需求量隨著經濟的發(fā)展也在急劇增加，已不能滿足于舊基站的使用，尤其對于市區(qū)多路徑衰落、區(qū)域分配和多信道網絡組織的改善，更好的發(fā)展數字蜂窩技術，都需要配置新型天線。數字蜂窩系統(tǒng)廣泛應用平板式天線，其優(yōu)點為剖面低、結構精細、電性能穩(wěn)定、便于安裝。隨著信號檢測方式和無線技術的改變，必須隨之調整蜂窩網絡，更新基站天線，因此雙極化天線得以運用，例如現代化天線和自調節(jié)控制天線。

由此表格可知，基站天線的采用應依據以下原則：（1）合理挑選定向天線的3dB波束寬度及增益，按照所需扇區(qū)的數量、話務密度以及覆蓋要求。（2）采用雙工器來消減天線地點。（3）將雙極化天線應用于城市密集區(qū)。在實際情況中，定向天線的下傾角和最大輻射波束范圍可以根據通信質量需求和話務散布情況進行適當的調整。為了避免干擾，工程中需要注意天線的隔離度，按照經緯隔離度的要求進行安裝。

2.3 WCDMA無線網絡的存儲量與覆蓋策劃

在WCDMA系統(tǒng)中，覆蓋率和存儲量是網絡規(guī)劃的重要部分。覆蓋率一般用小區(qū)半徑來表示，存儲量一般用吞吐率來表示，兩者之間通過干擾余量相聯(lián)系。其中發(fā)射和接收天線的高度、傳送環(huán)境和Max路徑損耗決定著覆蓋范圍的面積，而Max路徑損耗也與干擾余量有關。小區(qū)接收到的干擾會隨著系統(tǒng)負載的變化成正比變化，為了能正常通信，在規(guī)劃系統(tǒng)時干擾余量MI需要相對應的大一些，MI增加會帶來了可接受范圍內的最大路徑損耗的減小，從而覆蓋半徑d也會隨之地減小;反之，相反。小區(qū)的存儲量（吞吐率為全部用戶的傳輸速率之和）與負載因子有關，根據《WCDMA技術與系統(tǒng)設計》中有關干擾余量和負載因子的關系式：

Ml= 1/（1 - gUL）

MI干擾余量：gUL負載因子

無線網規(guī)劃中的覆蓋率主要通過對鏈路進行預算和系統(tǒng)的仿真來實現。鏈路預算的目的是為了獲取小區(qū)的覆蓋半徑，那么就要在滿足覆蓋條件的基礎上分析不同場景中的路徑損耗。但是鏈路的預算會受很多因素的影響，主要從TX、空間損耗和RX等三個方面考慮。1）TX：TX功率、TX增益及人為損耗;2）空間損耗：穿透損耗和陰影衰落余量;3）RX： RX靈敏度、RX和軟切換增益、干擾和快衰落余量、線纜及人為損耗。由于陰影衰落服從對數正態(tài)分布，因此障礙物的狀況、工作頻率、車速等都會影響陰影衰落。覆蓋概率需要陰影衰落余量來保證。一般在移動通信系統(tǒng)中，區(qū)域覆蓋概率為90%，在沒有余量時，邊緣覆蓋概率只有50%，所以需要一定的陰影衰落余量。WCDMA是一個自擾亂系統(tǒng)，也就是說，隨著用戶數量的變化，干擾也隨著正向變化。外界的干擾和頻率的復用方式是干擾的主要來源。因此，這兩種主要來源是否準確決定著系統(tǒng)的干擾是否準確。從這一點上，WCDMA與傳統(tǒng)的TDMA以及FD-MA是不同的。WCDMA的TX功率（上行和下行）需要遞增以保障RX端能接收到信號且該信號能達到解碼所需要的Eb/No。

在WCDMA設計中，分兩步來計算一個小區(qū)覆蓋的大?。篗ax路徑耗損的計算和小區(qū)覆蓋范圍的計算。在范圍邊緣允許的路徑損耗也就是Max路徑損耗，根據《鏈路預算》Max路徑損耗的計算有以下計算公式：

上行

PL UL= Pout UE+ Ga__ BS+ Ga UE- Lf_ BS- Mf- Ml - /p- /b-s_BS

其中：PL_UL上行鏈路Max傳播損耗/Pout_UE終端業(yè)務信道Max發(fā)射功率/Ga_BS基站天線增益/Ga_UE終端設備天線增益/U_BS饋線損耗/Mf陰影衰落余量/MI干擾余量/Lp建筑物穿透損耗/Lb人體損耗/S_BS基站TX靈敏度

下行

PL DL= Pout BS- Lc BS- Lf BS+ Ga BS+ GaUE- Mf- M/- /p- SUE

其中：PL_DL下行鏈路Max傳播損耗/Pout_BS基站業(yè)務信道Max發(fā)射功率/Lc_BS基站內合路器消耗、S_UE終端設備rIX靈敏度

覆蓋半徑（采用COST231 - Hata模型）：PL=46.3+33.9logf- 13.82logHb-a（Hm）+44.9-6.5 5logHb）logd+Cm

其中：PL傳輸損耗lf工作頻率ld傳播距離/Cm環(huán)境校正因子/Hb為天線高度/Hm為終端天線高度以定向小區(qū)為例，說明以下系統(tǒng)的各個參數的取值：

3 總結

本文簡介了WCDMA無線網絡的技術原理以及對WCDMA無線網絡產業(yè)的規(guī)劃。至今，后繼大唐/ADI、CYIT等企業(yè)推行了移動臺的基帶芯片，在測試了對已開發(fā)的芯片的各項指標后，對于設計方面的目標已經預期。通過TDSCDMA產業(yè)化專項測試后，這些移動臺的通信功能已經趨向穩(wěn)定了。

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【通聯(lián)編輯：光文玲】

作者簡介：水晶（1983-），女，安徽蕪湖人，本科，生產調度工程師，主要研究方向為通訊設備。