通信论文范文联通WCDMA网络规划策略

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发布时间：2013-12-13 15:41:45 更新时间：2013-12-13 15:00:45

　　随着电信业重组的进一步完成，中国联通的3G网络选择了WCDMA制式，如何利用WCDMA制式建设好网络，是各大运营商争夺通信网络市场份额的基础。

　　【摘要】首先介绍了WCDMA网络结构和规划的基本原则，然后从核心网和无线网络方面全面阐述了网络规划的策略，并结合联通WCDMA网络规划策略进行具体探讨和分析，从不同角度以实例阐述网络规划的方法和流程，希望通过合理的网络规划策略为规划建设提供参考，提供更好的客户服务。

　　【关键词】WCDMA,网络规划,UTRAN

　　1引言

　　因此，在3G网络建设中，如何做好WCDMA网络的建网规划很重要。本文结合早期进行CDMA2000网络规划积累的经验，同时针对WCDMA网络的特点，从核心网到无线网络，提出了联通WCDMA网络的规划策略。

　　2WCDMA网络规划概述

　　2.1WCDMA系统简介

　　WCDMA系统框图如图1所示。

　　WCDMA系统包括无线接入网络（UTRAN，UMTSTerrestrialRadioAccessNetwork）、3G核心网（CN，CoreNetwork）、终端（UE，UserEquipment），其网络规划与建设主要是3G核心网（CN）和无线接入网（UTRAN）。

　　2.2WCDMA网络规划简介

　　WCDMA网络规划作为网络建设的前期工作，主要涵盖了两方面：3G核心网网络规划和无线网络规划。3G核心网网络规划包括电路域核心网网络规划和分组域核心网网络规划；无线网络规划主要包括链路预算、容量、所需小区站址数目的计算以及各基站站址的详细覆盖和参数规划。由于3G核心网设备网元数量较少，网络规划比无线网络规划简单，因此通常所说的网络规划就是指无线网络规划。

　　WCDMA无线网络规划时要考虑到系统采用的CDMA关键技术，如功率控制、软切换和更软切换等因素对无线规划产生的影响。由于WCDMA系统引入了多种数据业务，多业务环境和WCDMA系统本身的特点使得WCDMA系统规划更具难度，因此WCDMA系统无线网络规划要在容量、覆盖和服务质量三者间寻求平衡点。而三者又是动态变化的，使得WCDMA系统规划更富挑战性。

　　2.3联通WCDMA规划基本原则

　　（1）在保持2G（GSM/GPRS）网络稳定的前提下，进行3G（WCDMA/HSPA）网络建设。

　　（2）实现3G与2G的网络协调发展，尽可能地利用2G网络资源，节省投资，打造可盈利的3G网络。

　　（3）在核心网方面，2G网络中的信令网、智能网、计费营业系统、互联互通关口局、网管系统等，对于3G网络来说都是可以利用的资源（可能需要升级）。

　　（4）在无线接入网方面，3G初期覆盖主要城市，农村采用2G网络覆盖，基础配套设施共享（共站址/机房/传输/室内分布系统等）。

　　3WCDMA核心网网络规划策略

　　核心网络规划在整个WCDMA网络的建设中扮演着重要的角色。核心网络的布局是否合理，关系到整个网络的运行是否稳定，运营商的投资是否达到最优化等重要方面。实质上，核心网络规划就是在某种情况下，如何结合实际情况与各种制约因素合理地建设各种核心网设备的过程。

　　3.13G核心网标准版本选择

　　目前中国联通GSM网络核心网设备实装率很高，没有富裕容量可供WCDMA使用；如果大量扩容2G核心网设备，则向全IP演进时仍需要建设全新的IP交换设备，升级成本较高。因此，采用UMTSR99是不现实的。鉴于联通在全国已经大规模开通移动软交换网络，所以在3G建网初期就引入HSDPA，以保证产品的市场竞争力。

　　R5是全IP（或全分组化）的第一个版本，在无线接口引入下行速率为8～10Mbps的HSDPA技术。HSDPA是为了满足上/下行数据业务不对称的需求而提出的一种调制解调算法，它可以在不改变已经建设的WCDMA网络结构的情况下，把下行数据业务速率提高到10Mbps。该技术是WCDMA网络提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术。

　　此外，R5定义了IP多媒体子系统（IMS，IPMulti-mediaSubsystem）。到了3GPPR5的阶段，全IP核心网中可以没有电路交换部分，而是由归属用户服务器（HSS）、呼叫状态控制功能（CSCF）服务器、媒体网关控制功能（MGCF）服务器和MGW组成IP多媒体子系统，负责控制语音及视频等多媒体信息在IP网络中的传输与交换。由于目前IP承载信令存在抖动、延迟等问题，所以电路域仍然保留，采用TDM承载信令。

　　3.23G核心网整体规划原则

　　（1）3G核心网规划主要目标

　　提供丰富的业务支持，重点是多媒体移动数据业务；要便于网络及业务的演进与融合；尽可能做到合理利用，降低网络建设成本。

　　（2）3G核心网综合成本最优原则

　　长期、全局的角度进行规划；大容量、少局所、广覆盖的原则；具有清晰的全IP演进路线；能够进一步融合移动固定业务能力，便于向NGN演进。

　　（3）3G核心网建设中如何对现网资源能够充分整合利用

　　对传统移动运营商应保证GSM/GPRS设备的再利用，如何考虑现有电路传输网络、分组数据网络、信令网的共享，强调与现有SMS、MMS、IN等业务平台的融合。

　　（4）联通2G/3G核心网发展趋势

　　WCDMA建网可采用独立组网模式，3G网络相对独立，以减少对现网运行的影响；网络结构清晰，便于管理；两个网络独立运行，安全性较有保障；可尽早提供与2G差异化的业务和服务，提供网络间的漫游和切换功能。

　　随着3G网络规模的扩大，可逐渐合并网元，形成混合网络，以降低建设成本，提高网络质量。随着3G用户不断增多，2G网络逐渐空闲退服，全网逐步向3G目标网演进。3.33G核心网电路域规划

　　（1）3G核心网电路域组网原则

　　MSCServer的设置原则：应集中设置，采用大容量设备，考虑备份方案（双归属）。MSCServer的集中设置一方面有利于系统软件升级和新业务普及；另一方面运营商也可以考虑只需要在中心机房配备维护人员，节约维护运营成本。

　　MGW的设置原则：靠近RNC侧分散设置，有利于电路的维护以及业务扩展；每个地区应独立设置MGW，但在初期容量较小时可与其他地区合设；与其他网络（如PSTN）之间的互通直接从GMGW出局，包括话路和信令链路；MGW要求既可以支持TDM方式互连，也支持IP/ATM方式互连。

　　HLR的设置原则：按相对集中的原则集中设置在MSCServer侧，便于集中管理、统一维护，节省费用；也可利用2G网络中的资源。

　　（2）R5网络电路域主要网元接口承载方式的选择

　　Iu-Cs接口采用ATM承载，Mc、Nc、Nb接口采用IP承载，与HLR、SCP等TDM承载的信令网元仍采用TDM承载。除了用于MSCServer与MGW之间局域信令Mc接口连接采用IP方式外，其余信令采用专用的TDM信令网。这样可以充分利用现有的信令网络，节省投资，且有利于与传统网络互通。随着向全IP演进，网络在IP承载QoS、安全性问题得到有效解决后，再将TDM承载的信令网转移到统一的IP承载网中，从而成为真正的全IP下一代网络。

　　3.43G核心网分组域网络规划

　　（1）3G核心网分组域组网原则

　　SGSN和GGSN集中建设在中心城市，接入网的数据业务流量汇聚到中心城市的核心网节点。这种组网方式主要适用于建网初期，3G移动数据需求不强烈，业务量较小或者业务量比较集中。采用这种方式的主要优点在于初期设备投资节省、网络结构简单且易于进行集中管理和维护。

　　（2）某省联通3G核心网分组域网元初期规划

　　原有2GGPRSGGSN升级为2G/3GGGSN，同时新建3GSGSN，用于处理3G分组域业务；2GSGSN仍处理2GGPRS业务。优点是：对现有GPRS网络影响较小；新建SGSN设备处理能力强，专注于大数据量包转发，符合技术发展趋势；容易推出差异性的业务来吸引用户。由于2G的GGSN、SGSN都在省会城市，所以3G的也规划设置在省会城市。DNS、CG、BG等其他分组域网元与GPRS网络共用，无需变动。3G分组域的承载网可以利用原有GPRS网络。

　　2G/3G分组域共用GGSN示意图如图2所示。

　　4WCDMA无线网络规划与优化策略

　　4.1WCDMA无线网络规划简介

　　WCDMA无线网络规划涵盖了无线资源规划、切换规划、容量规划和覆盖规划等多方面，其中容量规划和覆盖规划是核心内容。无线网络规划一般划分为三个阶段：准备阶段、小区估算阶段和详细的网络规划阶段。准备阶段主要建立覆盖和容量目标，因为覆盖和容量目标是所需质量以及整个网络成本之间的一个权衡；小区估算阶段主要依据对小区容量的预测、小区覆盖范围的预测及覆盖区域的业务需求预测，估算出所需小区数；详细的网络规划阶段主要包括站点规划、PN规划、扇区信道载波配置以及在此基础上进行的网络覆盖、话务模型生成等。

　　4.2联通3G无线网络规划策略

　　（1）基于业务发展预测的规划原则

　　业务发展指导覆盖，合理利用资源。网络容量适应用户发展，避免过度超前或频繁扩容，影响网络稳定和用户发展。初期规划可以重点考虑2G网络GPRS业务热点地区，但是不能完全照搬，因为3G网络覆盖是与业务相关的，照搬2G网络来规划会容易造成许多高速业务的覆盖盲区。

　　初期重点关注覆盖，随着用户和业务发展逐步扩容，在城市重点区域实现适当容量的精品覆盖，一步规划，一步实施，避免后续加站增加大量的网络优化工作，影响网络质量。城市其他区域分步实施，降低初期建网成本；农村区域先依托2G网络，以后待有业务需求再进行3G覆盖。

　　3G建网初期引入HSPA，以保持市场竞争高度。在大城市及发达城市：WCDMA+HSPA共用载波覆盖（单频点）；普通城市/发达郊县：WCDMA覆盖（单频点）；农村/郊区：GSM/GPRS覆盖。如图3所示。

　　（2）基于与2G网络资源共享的规划原则

　　由于联通已经拥有了庞大的GSM网络，因而同时拥有数目众多的GSM站址，可以充分利用已有的GSM站址来实施3G网络。这不仅可以节约大量的基础设施投资，而且能降低寻找新站址的难度，节约大量的时间，从而加快网络的建设速度，确立竞争优势。

　　（3）高度重视3G室内分布系统规划

　　在3G时代，90%的数据业务发生在室内，因此室内覆盖非常重要。优质的室内覆盖是业务成功发展的关键，要根据不同楼房的实际情况采用不同的室内覆盖方案。联通进行WCDMA初期规划时，应充分考虑室内覆盖基站的比例。

　　（4）采用新技术高起点的规划原则

　　采用多载波、扇区分裂、塔顶放大器（TMA）、高功率放大器、发射或接收分集、微蜂窝、分布式基站、电调天线等新技术因地制宜地进行规划，不同的情况采用不同覆盖方案。采用BBU+RRU分布式基站，可以解决机房空间不足的问题，降低配套成本，加快建网速度。考虑到天线的调整特别是天线下倾角的调整是WCDMA系统无线优化的一个重要手段，因此对于密集城区的基站使用电调天线，将会给日后无线网络的维护和优化工作提供极大的便利。

　　4.3WCDMA无线网络规划流程

　　WCDMA无线网络规划是在现有网络的基础上，根据无线网络的特性以及市场的需求，设定相应的无线网络结构、资源参数和工程参数，并在满足合理信号覆盖、系统容量和话务吸收要求的前提下，降低网络的工程成本。（1）WCDMA无线网络规划的基本流程

　　按联通公司无线规划的实际情况，WCDMA无线网络规划的流程包括确定规划目标及信息收集、预规划、初始布局、站址实地勘测、最终设计等阶段，如图4所示。最后根据网络实地勘察结果对设计方案进行修正，确保最终方案能最大限度地满足规划目标。

　　网络规划目标及收集信息主要考虑覆盖的区域、该区域所能支持的业务类型、该区域内各种业务所要达到的覆盖率等。此外，还需要制作各种业务类型使用情况的地理渲染图、地形地貌数据资料、运营商初选的站址信息、该区域用户使用网络的反馈信息（如投诉分布）、市场部门业务发展方向、网络发展长期规划等信息。规划目标需要综合考虑市场需求和成本因素，再通过预规划、初始布局和站址勘察，最终确定无线网络规划方案。预规划得到理论覆盖和容量规划的初步设计方案，评估客户站点并建议新站站址，利用工具进行辅助的网络覆盖及干扰分析等。初步设计需根据业务量规划和链路预算，分别从容量和覆盖的角度确定基站数目，并结合初选站址信息，得出基站的初始布局。通过无线规划、传输规划和安装过程人员调整初始布局中的站址信息，最终确定站址，包括建筑物或绿地的坐标系、站高、天线配置（位置、倾角和方位角等）、地图等内容。最终规划方案应该包括容量评估、覆盖规划、计算功率预算、干扰规划、站址分布、参数集规划、频率规划、码字规划等各个部分的设计方案。

　　（2）WCDMA无线网络规划的主要内容

　　在WCDMA无线网络规划中，覆盖规划和容量规划是其核心内容，规划时需要考虑每个用户对其他用户的影响以及系统发射功率的变化。

　　1）WCDMA覆盖规划

　　覆盖根据所要覆盖的区域、区域类型和传播条件来决定。WCDMA覆盖范围的计算来源于链路预算和通过实测获得的无线传播模型校正。WCDMA链路预算中包含了一些GSM中不采用的新参数，如快衰落余量、干扰余量、软切换增益等参数。链路预算的主要目的是在对当前系统模型参数合理取值基础上，分析小区的最大允许路径损耗，从而得出各种情况下的覆盖半径。WCDMA系统的链路预算和小区的负荷估算是结合进行的，不是一个单纯的线性过程。它需要根据手机不同业务对速率的需求，获得相应的上、下行Eb/No指标值，并计算出各种业务类型的参考接收灵敏度。参考接收灵敏度与业务速率、系统热噪声和Eb/No有关。在设定或者已知小区负荷的情况下，上行最大允许路径损耗的计算就变成一个和简单上行链路预算相似的计算过程。而下行链路的预算问题要复杂些，需要面对的是把有限的总发射功率分配给各个活动终端的问题。

　　2）WCDMA容量规划

　　WCDMA系统容量规划更依赖于覆盖，同时容量直接和功率预算有关。功率预算针对的是一种典型的业务，而WCDMA在实际中可能同时存在着多种业务类型，包括话音业务和高达42Mbps的HSDPA数据业务，即针对不同的用户和业务类型，上行链路和下行链路也是不同的。通过分析，虽然上行链路的容量是下行链路的2～3倍，但是由于WCDMA系统是干扰受限系统，容量的规划实质上是对干扰量的估计，对于下行负荷的估计主要是对于基站发射功率的估计，每个用户所要求的最小功率则由基站到移动台平均衰耗及移动台灵敏度决定，干扰引起的噪声提升使得移动台所需最小功率比原来有了提高，最后使得系统能容纳的用户数减少。

　　5结束语

　　网络规划的最终目标是为运营商提供一个可盈利的网络，要求综合成本最低。即在确保精品网络覆盖、金牌服务品种的基础上，达到综合的规划成本、建设成本和运维成本最低，建造可盈利的网络。其理想的状态是盈利业务覆盖最佳、核心业务质量最佳。基于此，本文针对联通WCDMA网络规划策略进行了分析，希望通过合理的网络规划策略为用户提供更好的业务体验。

　　参考文献：

　　[1]王莹，刘宝玲.WCDMA无线网络规划与优化[M].北京：人民邮电出版社，2007.

　　[2]张长钢，孙保红，李猛，等.WCDMA无线网络规划原理与实践[M].北京：人民邮电出版社，2005.

　　[3]胡捍英，杨峰义.第三代移动通信系统[M].北京：人民邮电出版社，2001.