第四章 - TD-SCDMA无线网络规划 - 图文

4.3 网络建设目标分析

TD-SCDMA网络建设目标的确立需要经过全方位的思考、多角度的平衡，关键要考虑覆盖、容量、质量和成本四大要素之间的平衡。本节将详细介绍这些分析过程。

4.3.1 基本数据采集

建设TD-SCDMA网络之前首先要明确该网络将会部署于什么样的环境当中，包括自然环境，社会环境，经济环境等方面，这涉及到网络性能、服务质量、投资效益等运营商比较关注的问题，因而需要采集一些基本数据，为分析建网目标提供理论依据。数据采集包括如下内容：

（1）地理环境特征

对网络建设区域内的地形，如平原、山地、丘陵等进行分类统计，并在地图上做出标记。对交通干线，如重要的国道、省道和城区内交通或商业比较繁忙的街道进行分类统计。对规划区域内的重要建筑物及楼宇，如市政单位、公共场所、居民区、商业区等也要分类统计。

（2）城市行政区划及面积统计

城区、郊区面积，乡镇、行政村和经济开发区统计。 （3）人口分布、组成和教育状况 （4）行业构成、生产总值统计 （5）站点布局及网络覆盖现状 （6）网络用户数

（7）语音和数据业务密度分布

4.3.2 无线网络覆盖目标

4.3.2.1 地物环境分类

无线网络规划中的区域分类指按一定的规则对有效覆盖区进行划分和归类，不同区域类型的覆盖区采用不同的设计原则和服务等级，以达到建网质量和建设成本的平衡，获得最优的资源配置。按照无线传播环境，移动服务区域一般可以分为密集城区、普通城区、城郊和农村4大类。

（1）密集城区

密集城区指大中城市的中心，特点是周围大多数建筑物高于30m（10层以上），区域内有较多的二十层以上的高层建筑物，建筑材料以钢筋混凝土和砖混结构为主。

商务区建筑物以商务楼为主，平均楼高在45m以上，建筑材料以钢筋混凝土框架结构为主。

城中村是密集城区内一种比较特殊的场合，其建筑以5~9层砖混结构的自建民宅为主，建筑密度极高，楼间距仅为1~3m左右。村中除了2~4m宽的小巷外，缺少市政道路。城中村的电磁传播环境非常恶劣。

（2）普通城区

普通城区一般地处市区，周围建筑物平均高度一般在25~30m之间，以居民小区（7层

以下中低建筑）为主，材料以砖混结构为主。

（3）城郊

城郊指城市的边缘地区，以15m以下砖混低矮楼房为主要建筑。周围建筑物平均楼间距约在30~50m之间。基站附近的建筑物一般分布比较均匀，建筑物之间有较宽的空间。

（4）农村

农村房屋以砖混结构为主，平均房高4~6m，周围建筑物散落分布，建筑物之间或周围有较大面积的开阔地。

4.3.2.2 不同区域的业务覆盖需求

对于特定的业务覆盖类型，用于描述覆盖效果的主要指标是通信概率。通信概率是指用户在时间和空间上通话成功的概率，通常用面积覆盖率和边缘覆盖率来衡量。面积覆盖率描述了区域内满足覆盖要求的面积占区域总面积的百分比。边缘覆盖率是指用户位于小区边界区域的通信概率。在给定传播环境下，面积覆盖率与边缘覆盖率可以相互转化。面积覆盖率的典型值为90%-98%，边缘覆盖率的典型值为75%-80%.我国幅员辽阔，经济发展很不平衡，应针对不同覆盖区域、不同发展阶段，合理制定覆盖目标。

在覆盖方面，规划区域可以分为有效覆盖区和无效覆盖区。覆盖范围是指按需要实现无线网络覆盖的目标地区。在覆盖范围内，按照覆盖性质的不同，可以分为面覆盖、线覆盖和点覆盖。面覆盖是指室外大范围的覆盖，以实现整个区域的广覆盖；线覆盖是指对道路、河流等线状目标的覆盖；点覆盖是指对重点楼宇、地下建筑物等的深度覆盖。

在分期建设的情况下，应逐期给出覆盖范围，如表4-1所示。 表4-1 不同业务覆盖类型 网络建设周期 第一期 目标覆盖区域 覆盖类型 覆盖区域统计 单位 面覆盖 线覆盖 点覆盖 第二期 面覆盖 线覆盖 点覆盖 ┆ 第X期 面覆盖 线覆盖 点覆盖 km2 km 个 km2 km 个 km2 km 个 在规划过程中，规划工程师运用网络规划软件，预测规划区内的每个点接收和发送无线信号的质量和强度，根据预先设定好的覆盖门限，判断该点是否被覆盖，然后对整个规划区进行统计，确定覆盖概率是否达标。对于TD-SCDMA系统，下行链路覆盖指标有终端接收导频信号P-CCPCH C/I和RSCP，上行链路以终端发射功率为判断准则。TD-SCDMA系统的覆盖判断参考指标如表4-2所示，表中的3各指标必须同时满足，否则该点即为覆盖盲区。 表4-2 判断覆盖的3个指标参考 业务类型 话音12.2Kbps CS64Kbps 终端最大发射功率(dBm) P-CCPCH RSCP(dBm) P-CCPCH C/I(dB) ?24 ?24 ??95 ??90 ??3 ?0 PS64Kbps PS128Kbps PS384Kbps ?24 ?24 ?24 ??95 ??95 ??95 ??3 ??3 ??3 在有效覆盖范围内，覆盖区域根据业务特征可分为话务密集区、高话务密度区、中话务密度区和低话务密度区4类；根据无线环境又可以分为密集市区、一般市区、郊区和农村4类。不同区域、不同阶段、不同竞争环境下，运营商可以选择不同的无线覆盖目标。规划要对每一区域类型定义无线覆盖目标，参见表4-3。

表4-3 不同区域无线覆盖目标 区域类型 密集市区 一般市区 郊区 农村 穿透损耗要求 面覆盖率 室内 室内 室内 车内 98% 95% 85% 75% 4.3.3 无线网络容量目标

容量目标描述系统建成后所能提供的业务总量，即可用总话务量（Erl）或数据总吞吐量（Kbps）来表示，也可用符合一定话务模型的总话音用户数和总数据用户数来表示。根据用户预测和业务预测来设置网络建设的容量目标，优先满足话音业务的需求。网络容量还和网络拥塞概率相关，该指标在不同的区域有不同的要求，TD-SCDMA系统的网络服务等级参考指标如表4-4所示。

表4-4 话音业务和数据业务的服务等级 业务类型 话音业务 话音业务 CS数据业务 PS数据业务 区域类型 市区 农村 市区 市区 服务等级 拥塞率：2% 拥塞率：5% 拥塞率：5% 交互业务：90%的概率条件下，数据传输时延<5s； 后台业务：不作要求 4.3.4 无线网络质量目标

话音业务的质量可从接续、传输和保持等3个方面来衡量。接续质量表征用户通话被接续的速度和难易程度，可用接续时延和阻塞率来衡量。传输质量反映用户接收到的话音信号的清晰、逼真程度，可用业务信道的误帧率来衡量。对于数据业务，目前通常采用吞吐量和时延来衡量业务质量。业务保持能力表征了用户长时间保持通话的能力，可用掉话率和切换成功率来衡量。

在业务质量中，与无线网络业务质量密切相关的指标有接入成功率、忙时拥塞率、接入时延、误块率（Block Error Rate，BLER）、切换成功率、掉话率等。

4.4 无线网络规模估算

无线网络规模估算包括无线覆盖规划、容量与资源配置核算两项基本内容。其中无线覆

盖规划包括传播模型概述、无线链路预算分析、基站覆盖能力与网络规模估算；容量与资源配置规划包括业务模型分析、极限容量核算、时隙比例分配、资源配置核算。该部分是无线网络理论规划核心内容。

4.4.1 TD-SCDMA网络无线覆盖分析

4.4.1.1 传播模型校正

在TD-SCDMA网络中，传播模型是进行网络规划的重要工具，传播预测的准确性将大大影响网络规划的准确性。在实际工程中，使用的传播模型基本是经验模型，如Okumura-Hata 模型、COST 231-Hata模型、 CCIR模型和SPM模型等。在这些模型中，影响电波传播的主要因素，如收发天线距离、天线高度和地物类型等，都以变量函数的形式在路径损耗公式中反映出来，但是，在不同的地区，地形起伏、建筑物高度和密度以及气候等因素对传播影响的程度不尽相同，所以，这些传播模型在具体环境下应用时，对应的变量函数式各不相同，为了准确预测传播损耗，需要找到能反映本地无线传播环境的合理的函数式。

传播模型校正就是指根据实际无线环境的地形地貌、建筑物高度和密度、街道分布等本地环境特征，以及与无线电波环境有关的系统参数（如信号频率、基站天线高度等），校正现有经验模型公式，使其计算出的服务区内收发两点间的传输损耗更接近实测值。

关于传播模型校正方法，请参见第三章3.5小节。 4.4.1.2 无线链路预算分析

链路预算是对一条通信链路中的各种损耗和增益的核算，来计算出链路所能允许的最大空中损耗或小区最大覆盖距离。通过链路预算可以预先了解一个系统的上下行覆盖平衡性。

链路预算是移动通信无线网络覆盖分析最重要的手段之一，不仅应用于网络规划设计阶段，也应用于网络的优化和运营维护阶段。在采用FDMA技术的第一代移动通信系统和采用TDMA技术的第二代移动通信系统中，链路预算主要用于分析网络的覆盖，并可以通过调整上下行链路预算中的各种参数来达到上下行的链路平衡，扩大网络的覆盖范围和提高网络的覆盖质量。在采用CDMA技术的第三代移动通信（3G）网络中，由于引入了小区负载、

Eb/N0、业务速率等参数，链路预算不仅和网络的覆盖相关，而且与网络的容量及质量也

密切相关。

链路预算关键是为得到链路最大允许路径损耗所应考虑的参数，包括有效发射功率、衰落余量、穿透损耗和接收机灵敏度等。这些参数总体上可以分成发射端和接收端两部分，下面就分别从这两部分分析有效发射功率。

（1）发射端链路预算参数分析 有效发射功率是指考虑天线增益、馈线损耗后从天线端发射出去的功率。有效发射功率有两种表示方法：EIRP和ERP。两者区别在于，EIRP是等效各向同性辐射功率也称为等效全向辐射功率，它是施加到天线的功率与在给定方向上天线绝对增益的乘积；ERP是等效辐射功率，它是施加到天线上的功率与在给定方向相对于半波偶极子的天线相对增益的乘积。在工程设计中，通常使用EIRP这个概念。

为得到发射端的EIRP，可以从单天线最大发射功率、用户每天线最大发射功率、发射