隨著3G移動通信技術的日漸成熟，3G網(wǎng)絡規(guī)劃已經(jīng)提到日程上來。3G網(wǎng)絡規(guī)劃不僅包括無線接入網(wǎng)絡的規(guī)劃，還包括核心網(wǎng)絡、傳輸網(wǎng)絡、支撐系統(tǒng)的規(guī)劃，綜合業(yè)務平臺的開發(fā)等許多方面。3G網(wǎng)絡規(guī)劃是比較復雜的，在此，本文主要探討WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃的一些基本原則、規(guī)劃過程、內(nèi)容及方法等。
一、WCDMA與2G無線網(wǎng)絡規(guī)劃的區(qū)別
WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃同傳統(tǒng)的2G網(wǎng)絡相比有著本質(zhì)的區(qū)別：傳統(tǒng)的2G網(wǎng)絡由于所承擔的業(yè)務主要是語音，所采用的規(guī)劃方法相對較為簡單，但WCDMA網(wǎng)絡提供豐富多樣的業(yè)務，從而導致WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃比2G復雜很多。
傳統(tǒng)的2G（GSM）無線網(wǎng)絡規(guī)劃基本上可以分為兩步：第一步主要是無線路徑衰耗的預測，目的是使網(wǎng)絡保證所需業(yè)務區(qū)域的無線覆蓋；第二步是根據(jù)對業(yè)務區(qū)業(yè)務量的估計進行頻率規(guī)劃，以便確定系統(tǒng)的容量。通常在對GSM系統(tǒng)的無線規(guī)劃中，主要考慮的是話音業(yè)務和少量的數(shù)據(jù)業(yè)務（例如SMS業(yè)務），這樣對于給定信道的數(shù)量，小區(qū)的容量是一個常數(shù)。因此，在GSM的無線規(guī)劃中，覆蓋和容量的規(guī)劃可以分別獨立地進行規(guī)劃。
在WCDMA系統(tǒng)中，由于引入了包括話音在內(nèi)的多種不同速率、不同QoS的業(yè)務，多業(yè)務環(huán)境和WCDMA系統(tǒng)本身的特點使得WCDMA系統(tǒng)規(guī)劃有許多不同于GSM系統(tǒng)規(guī)劃的內(nèi)容。其中特別要注意的是，在規(guī)劃WCDMA系統(tǒng)時，小區(qū)的覆蓋和容量要相互結合起來考慮。WCDMA系統(tǒng)覆蓋能力與系統(tǒng)負載狀況相關，系統(tǒng)負載增加會導致覆蓋范圍的縮小，WCDMA每載波的容量與所處環(huán)境、臨區(qū)干擾等因素相關，具有小區(qū)呼吸效應，即“軟”特性。因此，在WCDMA系統(tǒng)中，功率控制（TPC）、軟切換和更軟切換產(chǎn)生的增益、上下行鏈路的功率預算等因素都需要加以考慮。
GSM系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡規(guī)劃是在小區(qū)的容量和覆蓋兩者間求得最佳點，而WCDMA系統(tǒng)無線網(wǎng)絡規(guī)劃要在容量、覆蓋、服務質(zhì)量三者間尋求最佳點，這就無形中增加了WCDMA系統(tǒng)無線網(wǎng)絡規(guī)劃的復雜性。
二、WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃的原則
無線網(wǎng)絡規(guī)劃是根據(jù)規(guī)劃的無線網(wǎng)絡的特性以及網(wǎng)絡規(guī)劃的需求，設定相應的工程參數(shù)和無線資源參數(shù)，并在滿足一定信號覆蓋、系統(tǒng)容量和業(yè)務質(zhì)量要求的前提下，使網(wǎng)絡的工程成本最低。因此，要規(guī)劃好無線網(wǎng)絡，首先就需要了解無線網(wǎng)絡的特點，如WCDMA網(wǎng)絡具有小區(qū)呼吸效應，隨著小區(qū)負載的增加，覆蓋會逐漸收縮；其次，需要了解運營商對無線網(wǎng)絡運行環(huán)境、無線業(yè)務需求等要求，不同的網(wǎng)絡運行環(huán)境、不同的業(yè)務需求決定了不同的網(wǎng)絡需要達到的性能指標。具備了以上兩點條件就可以開始進行無線網(wǎng)絡規(guī)劃，在WCDMA系統(tǒng)網(wǎng)絡規(guī)劃過程中，應該遵循以下基本規(guī)劃原則。
1．WCDMA網(wǎng)絡建設應該堅持規(guī)模發(fā)展的原則，采用全網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施的網(wǎng)絡規(guī)劃建設方案。
2．網(wǎng)絡規(guī)劃初期應該在覆蓋的深度和廣度上根據(jù)經(jīng)濟水平、基礎設施狀況而調(diào)整，在經(jīng)濟發(fā)達、中等發(fā)達地區(qū)和重要城市基本實現(xiàn)地級市和縣級市的全覆蓋，在欠發(fā)達省市可實現(xiàn)大部分地級市的覆蓋。
3．隨著網(wǎng)絡的進一步發(fā)展，網(wǎng)絡規(guī)劃應實現(xiàn)在發(fā)達省市絕大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的覆蓋，在中等發(fā)達地區(qū)大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的覆蓋，在欠發(fā)達地區(qū)可實現(xiàn)少部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的覆蓋，最終實現(xiàn)全國范圍內(nèi)的覆蓋。
4．在技術合理的前提下，網(wǎng)絡規(guī)劃應充分利用運營商現(xiàn)有的通信基礎設施（包括機房、鐵塔、傳輸?shù)龋�，減少重復建設，降低建設和運營成本。
5．選擇合理的技術和手段，加強無線網(wǎng)絡規(guī)劃，提高綜合服務質(zhì)量，協(xié)調(diào)好無線網(wǎng)絡容量、無線覆蓋和網(wǎng)絡質(zhì)量與投資效益之間的關系，確保網(wǎng)絡建設的綜合效益。
6．網(wǎng)絡規(guī)劃應充分考慮遠期發(fā)展目標，具有向前良好的擴展性，即系統(tǒng)容量以滿足用戶增長需要為衡量目標，能方便地進行擴容升級，滿足遠期業(yè)務需求。
7．無線網(wǎng)絡規(guī)劃要將覆蓋與業(yè)務規(guī)劃結合起來，考慮室外與室內(nèi)覆蓋并重。
8．網(wǎng)絡規(guī)劃要規(guī)劃好無線支撐系統(tǒng)的建設，能提供不同用戶的QoS等級服務。
二、WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃的流程
WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃的流程與GSM網(wǎng)絡的規(guī)劃流程基本相同，主要內(nèi)容包括確定規(guī)劃目標及信息收集、預規(guī)劃、初始布局、站址實地勘測和最終設計等幾個階段，如圖1所示。在最終規(guī)劃設計方案進入試運行階段之前，根據(jù)實地勘測結果進行相應參數(shù)的修正。
圖1WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃流程
確定規(guī)劃目標及收集信息主要包括確定規(guī)劃所要覆蓋的區(qū)域、每個區(qū)域所支持的業(yè)務類型、每個區(qū)域內(nèi)每種業(yè)務所要達到的覆蓋率等。此外，收集信息還包括各種業(yè)務量的密度分布圖、地形地貌數(shù)據(jù)資料、運營商初選的站址信息和網(wǎng)絡發(fā)展長期規(guī)劃等信息。規(guī)劃目標應綜合考慮市場需求和成本因素。
預規(guī)劃進程根據(jù)所收集的信息要綜合考慮覆蓋、容量、質(zhì)量等要求，得到理論覆蓋和容量規(guī)劃的初步設計方案，包括建立傳播模型和制定鏈路預算表，評估客戶站點并建議新站點，進行計算機輔助的網(wǎng)絡覆蓋及干擾分析等。
初步設計是要根據(jù)各區(qū)域的具體情況制定出相應的業(yè)務量規(guī)劃和鏈路預算，分別從容量和覆蓋的角度估算基站數(shù)量，將兩者平衡，結合客戶提供的初選站址信息，得出基站的初始布局。
站址實地勘測是一個漫長的過程，需要無線規(guī)劃人員與傳輸規(guī)劃人員、施工人員和土建工程師一起研究，對于站址的選擇不僅需要綜合考慮站址周圍的環(huán)境、建筑物高度、是否使用鐵塔以及周圍阻擋等因素，同時還需要對該站址進行結構核算的可行性研究，即如何減少站址的成本等。在站址勘測過程中，要根據(jù)無線規(guī)劃、傳輸規(guī)劃和安裝過程人員的輸入重新調(diào)整初始布局中的站址信息，通過多次反覆最終確定站址，形成詳細的站址信息報告，包括建筑物或綠地的高度、坐標系、天線配置（位置、傾角、方位角等）、地圖以及基站和天線準確位置的頂視圖等內(nèi)容。站址確定以后進行碼字和頻率的分配。
最終規(guī)劃方案應該包括覆蓋規(guī)劃、容量評估、干擾規(guī)劃、計算功率預算、參數(shù)集規(guī)劃、碼字規(guī)劃、頻率規(guī)劃、站址分布等各個部分的設計方案。
三、WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃的內(nèi)容
WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃可分為覆蓋規(guī)劃、容量規(guī)劃、碼片和頻率規(guī)劃、無線資源規(guī)劃、切換規(guī)劃、功控規(guī)劃等眾多方面，其中覆蓋規(guī)劃和容量規(guī)劃是其核心內(nèi)容。在WCDMA系統(tǒng)中所有用戶在空中接口享有相同的干擾資源，每個用戶影響其他用戶并引發(fā)其發(fā)射功率的變化，因此在進行規(guī)劃時，覆蓋和容量是相關的，必須進行迭代計算。
1．WCDMA覆蓋規(guī)劃
覆蓋依賴于所要覆蓋的區(qū)域、區(qū)域類型和傳播條件。WCDMA覆蓋范圍的計算來源于鏈路預算和通過實測獲得的無線傳播模型校正。WCDMA鏈路預算中包含了一些GSM鏈路預算中不采用的新參數(shù)，如干擾余量、快衰落余量、軟切換增益等參數(shù)。
鏈路預算的主要目的是在對當前系統(tǒng)模型參數(shù)合理取值基礎上，分析小區(qū)的最大允許路徑損耗，從而得出各種情況下的覆蓋半徑。WCDMA系統(tǒng)的鏈路預算不是一個單純的線性過程，它和小區(qū)的負荷估算是結合進行的。首先，必須根據(jù)在不同移動臺速度下每種業(yè)務的質(zhì)量要求，獲得相應的上、下行的Eb/N0指標值(一般由設備廠家給出)，由此計算出各種業(yè)務的參考接收靈敏度。參考接收靈敏度與系統(tǒng)熱噪聲、業(yè)務速率和Eb/N0有關。然后，在設定或者已知小區(qū)負荷的情況下，上行最大允許路徑損耗的計算就變成一個簡單的與GSM系統(tǒng)上行鏈路預算相似的計算過程。而下行鏈路的預算問題要復雜些，面對的是如何把有限的總發(fā)射功率分配給各個活動終端的問題。鑒于終端位置分布、終端軟切換狀態(tài)等不確定性，必須建立一個模型，做一些簡化性的假設，然后才能計算出一個統(tǒng)計性的結果。
2．WCDMA容量規(guī)劃
與GSM無線網(wǎng)絡相比，WCDMA系統(tǒng)容量規(guī)劃更依賴于覆蓋，容量直接和功率預算有關。功率預算針對的是一種典型的業(yè)務，而WCDMA在實際中可能同時存在著多種業(yè)務類型，包括話音業(yè)務和高達384kbit/s的數(shù)據(jù)業(yè)務。這就意味著對于不同的用戶，系統(tǒng)的容量在上行鏈路和下行鏈路是不同的。理論分析與仿真結果表明，上行鏈路的容量是下行鏈路容量的2～2.5倍。
由于WCDMA系統(tǒng)是干擾受限系統(tǒng)，容量的規(guī)劃實質(zhì)上是對干擾量的估計。對于下行負荷的估計，主要是對于基站發(fā)射功率的估計。對于每個用戶所要求的最小功率，由基站到移動臺平均衰耗及移動臺靈敏度決定，條件是不存在多接入引起干擾（包括小區(qū)內(nèi)和小區(qū)外）。干擾引起的噪聲提升使得移動臺所需最小功率比原來有了提高，最后使得系統(tǒng)能接入的用戶數(shù)減少。
3．碼片和頻率的規(guī)劃
從網(wǎng)絡規(guī)劃的角度看，WCDMA系統(tǒng)中的碼片和頻率規(guī)劃相對比較簡單，主要任務是為下行鏈路分配擾碼。擾碼組的碼序列限制在512個，擾碼在網(wǎng)絡規(guī)劃中被分配給扇區(qū)，因為擾碼的數(shù)目太多，擾碼分配這一繁瑣的工作通常由網(wǎng)絡規(guī)劃工具自動完成。
由于WCDMA系統(tǒng)的頻率復用因子為1，為典型的空中接口干擾受限系統(tǒng)。如果運營商有兩個或三個載頻，那么WCDMA系統(tǒng)頻率規(guī)劃時要考慮到哪些載頻分別用于宏蜂窩、微蜂窩和室內(nèi)覆蓋，同時還要考慮到本運營商內(nèi)部寬帶系統(tǒng)和窄帶系統(tǒng)間的干擾和運營商之間的干擾。
四、WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃的基本方法
WCDMA無線網(wǎng)絡的覆蓋、容量和網(wǎng)絡性能之間的關系是相互影響、相互制約的。用戶的分布、用戶的移動速度以及用戶的業(yè)務模型都直接影響到無線網(wǎng)絡的覆蓋、容量和網(wǎng)絡性能。因此要準確地反映未來網(wǎng)絡的實際情況，不僅需要通過鏈路預算、容量推算等方法估算網(wǎng)絡的大致建設規(guī)模以及基本建設方案，而且還需要采用專用的網(wǎng)絡規(guī)劃和仿真工具，建立準確的地理環(huán)境模型、用戶業(yè)務和行為模型，才能仿真出實際網(wǎng)絡的運行效果。下面簡單介紹兩種基本的基站預測方法。
1．以無線網(wǎng)絡覆蓋為依據(jù)的基站預測方法
在這種無線網(wǎng)絡規(guī)劃方法中，主要需要把握如下幾個關鍵點：
確定業(yè)務類型并列出業(yè)務的鏈路預算屬性，如AMR業(yè)務、384kbit/s室外業(yè)務，最大路徑耗損為146dB等；
確定傳播模型，3G經(jīng)典模型有COST23 Hata模型、奧村模型等；
傳播模型的校正：一般是對不同的地理分區(qū)，選擇3～4個具有代表性的區(qū)域進行模型校正，一條測試路徑應該是8字型或螺旋性，避免系統(tǒng)誤差；
傳播模型有效性的確認：校正后的模型，實測數(shù)據(jù)與模型的方差應不大于8dB, 否則要重新考慮測試路徑、地理分區(qū)、測試數(shù)據(jù)的有效性；
參考業(yè)務一般應該在城區(qū)基本覆蓋：如3km2范圍。不同地理分區(qū)覆蓋面積不同，覆蓋面積與傳播模型有關。
基站預算＝總覆蓋區(qū)域/(參考業(yè)務覆蓋范圍，如3km2）。
2．以業(yè)務為依據(jù)的基站預測設計方法
在這種無線網(wǎng)絡規(guī)劃方法中，主要需要把握如下幾個關鍵點。
確定業(yè)務模型：包括分組業(yè)務模型和語音業(yè)務模型。CS業(yè)務主要有如下模型：坎貝爾模型、等效愛爾蘭法、Post Erlang-B方法。以坎貝爾模型為代表，因為它是解決混合實時類業(yè)務模型的理論計算方法之一，其特點是該模型預算值適度。
確定總業(yè)務量的預測分布。
以坎貝爾模型算出基站預算＝坎貝爾業(yè)務/基站坎貝站坎貝爾。
核算CS域剩余信道容量是否滿足PS域數(shù)據(jù)承載。如不能滿足，則根據(jù)數(shù)據(jù)承載需要增加基站預算。
取業(yè)務與覆蓋算法的最大值為基站規(guī)劃數(shù)。
五、總結
由于WCDMA業(yè)務的多樣性和系統(tǒng)本身的許多新特點，如小區(qū)呼吸效應等，WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃比GSM無線網(wǎng)絡規(guī)劃復雜的多，是一項龐大的工程。在WCDMA系統(tǒng)中，每個用戶會影響其他用戶并引起它們發(fā)射功率的變化，這些變化本身再次引起其它變化，而且上行鏈路和下行鏈路的快速功率控制中包括軟/更軟切換和正交下行信道，它們也能夠影響到系統(tǒng)性能。因此，在WCDMA無線網(wǎng)絡規(guī)劃的過程中，需要對運營商的業(yè)務需要和每個小區(qū)的實際傳播環(huán)境進行充分估計，選擇合適的網(wǎng)絡規(guī)劃工具，在整個規(guī)劃過程中進行多次迭代，最終達到穩(wěn)定的無線網(wǎng)絡規(guī)劃配置值。一個簡單的與GSM系統(tǒng)上行鏈路預算相似的計算過程。而下行鏈路的預算問題要復雜些，面對的是如何把有限的總發(fā)射功率分配給各個活動終端的問題。鑒于終端位置分布、終端軟切換狀態(tài)等不確定性，必須建立一個模型，做一些簡化性的假設，然后才能計算出一個統(tǒng)計性的結果。
