3G無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的共容策略
隨著時(shí)間的推移,3G移動(dòng)通信技術(shù)日漸成熟,有關(guān)3G網(wǎng)絡(luò)的部署,設(shè)計(jì)也逐步提上日程.從設(shè)計(jì)的理念來(lái)說(shuō),3G與2G及2.5G的網(wǎng)絡(luò)有著顯著不同,這種不同,除了表現(xiàn)在無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)上外,還表現(xiàn)在核心網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),支撐系統(tǒng)的規(guī)劃,業(yè)務(wù)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)等諸多方面.3G網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)是比較復(fù)雜的,本文僅就一些大的原則提出3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的基本思想,并提出與現(xiàn)有系統(tǒng)共容的策略.
一,網(wǎng)絡(luò)組織架構(gòu)和規(guī)劃總則
無(wú)線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作是隨著小區(qū)制蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的出現(xiàn)而提出的.在蜂窩移動(dòng)通信階段,網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和容量不但與設(shè)備性能有關(guān),還與每個(gè)小區(qū)基站的站點(diǎn)選擇,參數(shù)選擇,小區(qū)間干擾,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等因素有關(guān),在綜合這些因素的過(guò)程中,逐步形成了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù).一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要包括無(wú)線接入部分,傳輸部分和交換部分,因此相應(yīng)的無(wú)線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃也分為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,傳輸中繼規(guī)劃和交換網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃三個(gè)部分,具體的3G網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示.該圖展示了3G網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)有網(wǎng)之間的關(guān)系,網(wǎng)絡(luò)組織及采用的主要技術(shù)路線.
圖13G網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的特性以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的要求,設(shè)定相應(yīng)的工程參數(shù)和無(wú)線資源參數(shù),并在滿(mǎn)足一定信號(hào)覆蓋,系統(tǒng)容量和業(yè)務(wù)質(zhì)量要求的前提下,使網(wǎng)絡(luò)的工程成本最低.要規(guī)劃好無(wú)線網(wǎng)絡(luò),需做好四個(gè)方面的工作.
1.要了解無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),不同的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)決定了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的重點(diǎn)和難點(diǎn).例如,GSM網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用帶來(lái)頻率規(guī)劃的問(wèn)題,CDMA網(wǎng)絡(luò)使用擾碼相位區(qū)分則帶來(lái)了擾碼相位規(guī)劃的問(wèn)題等.
2.要了解網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的需求,其中包括運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境要求,無(wú)線業(yè)務(wù)需求等.運(yùn)營(yíng)商的要求對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃有指導(dǎo)意義,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境不同時(shí),網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的策略也要做相應(yīng)的改變;網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的無(wú)線業(yè)務(wù)需求決定了網(wǎng)絡(luò)需要達(dá)到的性能指標(biāo).
3.進(jìn)行具體的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作.規(guī)劃的最終目標(biāo)是滿(mǎn)足一定的信號(hào)覆蓋,系統(tǒng)容量和業(yè)務(wù)質(zhì)量指標(biāo).達(dá)到目標(biāo)的手段是合理設(shè)置系統(tǒng)的工程參數(shù)和無(wú)線資源參數(shù).
4.考慮經(jīng)濟(jì)效益,在滿(mǎn)足規(guī)劃目標(biāo)的情況下,盡可能保證工程造價(jià)最低.
二,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃總體原則和主要性能指標(biāo)
1.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)總體原則
第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下四個(gè)主要原則.
(1)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋與業(yè)務(wù)規(guī)劃相結(jié)合.
(2)室外與室內(nèi)覆蓋并重.
(3)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)要具有良好的向前擴(kuò)展性,即系統(tǒng)容量能滿(mǎn)足用戶(hù)增長(zhǎng)需要.
(4)要規(guī)劃好無(wú)線支撐系統(tǒng)的建設(shè),能提供不同用戶(hù)的QoS等級(jí)服務(wù).
(5)考慮網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃規(guī)模,技術(shù)手段的未來(lái)發(fā)展和演進(jìn)方向.
2.網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的主要技術(shù)指標(biāo)
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)初始布局是基于運(yùn)營(yíng)商對(duì)多方面的考慮,包括對(duì)可能的配置和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量的估計(jì),主要包括以下三個(gè)方面.
(1)覆蓋:覆蓋區(qū),區(qū)域類(lèi)型信息,傳播條件.
(2)容量:可用頻譜,用戶(hù)增長(zhǎng)預(yù)測(cè),業(yè)務(wù)密度信息.
(3)服務(wù)質(zhì)量:區(qū)域定位概率(覆蓋率),阻塞率,終端用戶(hù)吞吐量.
初始布局包括無(wú)線鏈路預(yù)測(cè),覆蓋分析,容量估計(jì)和最后對(duì)站點(diǎn),基站硬件,RNC,不同接口設(shè)備和核心網(wǎng)絡(luò)元素(電路域和分組交換域的核心網(wǎng))等數(shù)量的估計(jì).上述指標(biāo)中,最關(guān)鍵的是對(duì)無(wú)線鏈路的預(yù)測(cè),覆蓋效率的規(guī)劃及負(fù)載因子和頻譜效率的計(jì)算.
三,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法
1.單一3G網(wǎng)絡(luò)的情況
用戶(hù)的分布,用戶(hù)的移動(dòng)速度以及用戶(hù)業(yè)務(wù)模型都直接影響到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋,容量和網(wǎng)絡(luò)性能.而傳統(tǒng)的鏈路運(yùn)算,容量推算等方法都無(wú)法準(zhǔn)確地反映未來(lái)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況,只有采用上面流程中專(zhuān)用的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和仿真工具,并建立準(zhǔn)確的地理環(huán)境模型,用戶(hù)業(yè)務(wù)和行為模型,才能仿真出實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效果.我們可以從無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋和業(yè)務(wù)兩個(gè)方面對(duì)基站的規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行預(yù)測(cè).
(1)以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋為依據(jù)的基站預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)方法.在這種設(shè)計(jì)方法中,首先要列出基站覆蓋的參考業(yè)務(wù),主要關(guān)鍵點(diǎn)是業(yè)務(wù)類(lèi)型,傳播模型,對(duì)傳播模型的校正,模型有效標(biāo)準(zhǔn),基本覆蓋等.在確定以上因素的情況下進(jìn)行基站預(yù)算:基站預(yù)算=總覆蓋面積/參考業(yè)務(wù)覆蓋范圍.
(2)以業(yè)務(wù)為依據(jù)的基站預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)方法.在這種預(yù)算中,首先要確定業(yè)務(wù)的類(lèi)型,包括分組業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù);第二,要確定總業(yè)務(wù)量的預(yù)測(cè)分布;第三,以坎貝爾模型算出基站預(yù)算;最后核算CS域剩余信道容量是否滿(mǎn)足PS承載,如不滿(mǎn)足,則根據(jù)數(shù)據(jù)承載需要增加基站預(yù)算.
2.3G與2G并存的情況
在單一3G網(wǎng)絡(luò)存在的情況下,我們構(gòu)架了3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu).但是,對(duì)于傳統(tǒng)的2G,2.5G(后面我們統(tǒng)稱(chēng)為2G)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō),覆蓋廣泛的網(wǎng)絡(luò),龐大的用戶(hù)群對(duì)于3G網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)既是優(yōu)勢(shì)也是限制因素.2G運(yùn)營(yíng)商既要保持其網(wǎng)絡(luò)覆蓋及用戶(hù)優(yōu)勢(shì),又要引入3G技術(shù),這必然會(huì)產(chǎn)生兩種系統(tǒng)的相互影響.如何通過(guò)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃將兩者之間的影響降到最低,使兩者能夠?qū)崿F(xiàn)共容是亟待解決的問(wèn)題.3G/2G網(wǎng)絡(luò)的相互影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面.
(1)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò):主要是要考慮到2G/3G網(wǎng)絡(luò)間的漫游,切換,基礎(chǔ)設(shè)施公用(共站址,共享室內(nèi)分布系統(tǒng),共機(jī)房等)等方面.
(2)核心網(wǎng):主要考慮到2G網(wǎng)絡(luò)中的信令網(wǎng),承載網(wǎng),BOSS系統(tǒng),以及如何進(jìn)行2G/3G之間"號(hào)碼攜帶NMP"等.
(3)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò):智能網(wǎng),業(yè)務(wù)平臺(tái),業(yè)務(wù)管理平臺(tái)等.
為了使3G/2G做到很好地共容,在無(wú)線接入網(wǎng)部分需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題.
1.漫游
3GPP對(duì)于2G/3G之間的漫游,小區(qū)重選,系統(tǒng)設(shè)備,終端都指定了詳細(xì)的規(guī)范.并要求原有的BSS進(jìn)行協(xié)議升級(jí),以支持3G鄰近小區(qū)的廣播,系統(tǒng)間切換等特性.另外,為了支持系統(tǒng)間切換,MSC設(shè)備也需要進(jìn)行相應(yīng)的軟件升級(jí).
2G/3G雙重覆蓋時(shí),我們傾向于3G用戶(hù)優(yōu)先接入3G網(wǎng)絡(luò),并保持在3G網(wǎng)絡(luò)中.這一方面可以給用戶(hù)提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù),另一方面還可以分擔(dān)2G網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷.當(dāng)3G用戶(hù)離開(kāi)3G覆蓋區(qū)時(shí),才進(jìn)行3G到2G的重選過(guò)程.一旦用戶(hù)重新進(jìn)入3G覆蓋區(qū),馬上再進(jìn)行2G到3G的重選.此時(shí),2G的BSC必須軟件升級(jí),否則無(wú)法自動(dòng)漫游回3G;而對(duì)于漫游而言,2GMSC可以不升級(jí),3GMSC也不用進(jìn)行任何適配處理.
2.切換
現(xiàn)階段,在2G/2.5G和3G之間的切換還存在很多問(wèn)題.3GPP只制定了R99版本的3G/2G之間的切換,因此,只有對(duì)原有的2G網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到R99,才能夠支持系統(tǒng)間的切換.而升級(jí)原有的網(wǎng)絡(luò),對(duì)于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商是個(gè)巨大的風(fēng)險(xiǎn).為解決以上問(wèn)題,可以采取3GMSC兼容2GMSC的做法.根據(jù)目前中興通訊3G網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)驗(yàn),除按協(xié)議3GMSC應(yīng)作的適配外,由于在具體組網(wǎng)中存在3GMSC下掛RNC,R99/R98BSC和2G MSC(V3和V2版本)下掛R99/R98 BSC等不同情況,需要對(duì)3G MSC提出更多具體的特殊要求.
3.基礎(chǔ)設(shè)施共用
(1)共站址及機(jī)房
在3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中,和2G共站址不僅是可行的而且是必須的.調(diào)研結(jié)果顯示,80%的2G站址是可以用作3G站址的.在3G站址的選擇過(guò)程中,特別要考慮到諸如電源,傳輸(高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)尤為突出),機(jī)房空間以及原有2G站址的合理性等因素.
共用機(jī)房非常重要.其中機(jī)房屋頂情況比較復(fù)雜,民用建筑設(shè)計(jì)承重不能滿(mǎn)足3G機(jī)房條件,必須靈活進(jìn)行基站建設(shè).當(dāng)空間,承重等條件滿(mǎn)足的前提下,可充分利用2G機(jī)房.
(2)共享室內(nèi)分布系統(tǒng)
在3G建網(wǎng)初期,就需要考慮對(duì)一些室內(nèi)的熱點(diǎn)地區(qū)引入專(zhuān)門(mén)的3G室內(nèi)分布系統(tǒng),如果已有2G室內(nèi)分布系統(tǒng),應(yīng)優(yōu)先考慮2G/3G之間共用室內(nèi)分布系統(tǒng).對(duì)3G室內(nèi)分布系統(tǒng)來(lái)講,與GSM共用是簡(jiǎn)單,有效而且經(jīng)濟(jì),快速的建設(shè)方案,這里最主要的工作是需要保證在基站設(shè)備接入端采用能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)間隔離度要求的雙工器.
(3)共天饋系統(tǒng)
3G與2G系統(tǒng)間共享天饋資源也非常重要.其中可以通過(guò)采用共用抱桿,鐵塔等基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn).也可以通過(guò)使用特定的多頻合路器,在2G,3G覆蓋區(qū)域一致的情況下,2G與3G共用天饋系統(tǒng).
除此之外,我們?cè)谝?guī)劃3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候,還需要考慮到2G和3G之間的干擾情況.在2G/3G共址的情況下,兩個(gè)系統(tǒng)之間存在如雜散干擾,阻塞干擾,互調(diào)干擾等,這些干擾在兩個(gè)系統(tǒng)頻帶相鄰的情況下尤其嚴(yán)重,如TD-SCDMA與GSM1800系統(tǒng),CDMA1900與WCDMA等.除此之外,在2G/3G共址的情況下,頻帶相鄰的兩個(gè)系統(tǒng)還存在鄰頻干擾的情況.這些干擾因素也都會(huì)影響系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo),必須予以重視.
四,結(jié)論
3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃是一個(gè)復(fù)雜浩大的工程,由于3G業(yè)務(wù)的多樣性和3G本身的許多特點(diǎn),使得它的設(shè)計(jì)復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的規(guī)劃.在我們構(gòu)架出基本3G框架的基礎(chǔ)上還需要考慮3G/2G的共容,使系統(tǒng)間能夠方便的進(jìn)行通信,并充分地利用已有的系統(tǒng)克服因站址選擇的局限性而導(dǎo)致不同系統(tǒng)共站址,共機(jī)房等造成的系統(tǒng)間的干擾問(wèn)題.