松江GSM網(wǎng)擴容工程基站扶植的規(guī)劃設計

1、北京郵電大學網(wǎng)絡教育學院畢業(yè)設計（論文）題目 松江GSM網(wǎng)擴容工程基站建設的規(guī)劃設計姓 名 胡林鶴學 號專業(yè)名稱 通信工程學習中心 上海目錄第一章 緒論 41.1 課題意義和目的 41.1.1 課題意義 41.1.2 課題目的 41.2 網(wǎng)絡規(guī)劃介紹 51.2.1 無線網(wǎng)絡規(guī)劃流程 51.2.2 無線網(wǎng)絡規(guī)劃的難點 71.2.3 預規(guī)劃的依據(jù) 81.2.4 網(wǎng)絡優(yōu)化簡介 81.2.5 網(wǎng)絡規(guī)劃軟件介紹 10第二章GSM理論概述112.1 GSM勺系統(tǒng)組成112.1.1 GSM 系統(tǒng)結構 112.1.2 GSM 系統(tǒng)接口結構 122.1.3 GSM 系統(tǒng)功能 142.2 GSM勺關鍵技術142.

2、2.1 多址技術 152.2.2 功率控制 152.2.3 蜂窩技術 162.2.4 頻率復用技術 162.2.5 跳頻技術 16第三章GSM系統(tǒng)擴容設計方案 183.1 概述 183.1.1 松江地理環(huán)境 183.1.2 松江GSM網(wǎng)絡現(xiàn)狀183.2 網(wǎng)絡規(guī)劃數(shù)據(jù)收集與分析 203.2.1 數(shù)據(jù)收集 203.2.2 數(shù)據(jù)處理 203.3 站址規(guī)劃 213.3.1 站址選定 213.3.2 站址勘測 213.4 功率預算和上下行平衡 213.4.1 功率預算 223.4.2 上下行平衡 233.5 覆蓋規(guī)劃 253.5.1 天線選用原則 253.5.2 天線安裝原則 263.5.3 覆蓋預算

3、263.5.4 覆蓋預測 273.6 頻率規(guī)劃 293.6.1 頻率計劃 293.6.2 干擾分析 303.6.3 抗干擾措施 31第四章 網(wǎng)絡優(yōu)化設計 324.2 網(wǎng)絡優(yōu)化設計 324.2.1 網(wǎng)絡優(yōu)化軟件 324.2.2 具體問題分析 324.2.3 網(wǎng)絡優(yōu)化調整 33結 論 35致 謝 錯 誤！未定義書簽。參考文獻 36第一章 緒論1.1 課題意義和目的1.1.1 課題意義隨著我國移動通信事業(yè)的蓬勃發(fā)展， 運營商越來越重視無線網(wǎng)絡規(guī) 劃工作，對于運營商來說，系統(tǒng)所能提供的服務質量是最關心的問題， 其中覆蓋范圍是服務質量重要方面。 同時，在無線頻率資源一定的情況 下，如何增加網(wǎng)絡容量、 如

4、何滿足網(wǎng)絡未來發(fā)展的需求是設計時需考慮 的。以上問題都需要通過網(wǎng)絡規(guī)劃來解決，通過網(wǎng)絡規(guī)劃可以使 GSM 網(wǎng)絡在覆蓋、容量、質量、成本等方面實現(xiàn)良好的平衡。網(wǎng)絡規(guī)劃是建 設一個網(wǎng)絡的基礎，良好的網(wǎng)絡規(guī)劃能滿足客戶的需求、節(jié)省資源，是 決定網(wǎng)絡成本和網(wǎng)絡質量的根本因素。無線網(wǎng)絡規(guī)劃的目標在于充分利用頻譜資源， 周密規(guī)劃， 在滿足業(yè) 務需求的前提下， 用最小的分期動態(tài)投入實現(xiàn)最大的技術經(jīng)濟效益。 網(wǎng) 絡覆蓋滿足客戶和技術規(guī)范雙重要求， 具有較強的前后向兼容能力； 容 量和質量滿足市場需要，具有靈活的擴容能力和質量持續(xù)改經(jīng)的能力； 網(wǎng)絡的管理、控制、升級和代換能力都方便快捷；系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間具有 良好

5、的抗干擾協(xié)調措施； 技術經(jīng)濟上兼顧企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益， 有 利于多制式、多系統(tǒng)的共存和發(fā)展。它是一項系統(tǒng)工程，從無線傳播理 論的研究到天線設備指標分析， 從網(wǎng)絡能力預測到工程詳細設計， 從網(wǎng) 絡性能測試到系統(tǒng)參數(shù)調整優(yōu)化，貫穿了整個網(wǎng)絡建設的全部過程 1。1.1.2 課題目的本課題的目的在于通過網(wǎng)絡規(guī)劃設計使 GSM 擴容工程更合理、有 效、經(jīng)濟的進行，使 GSM 網(wǎng)絡質量能夠在滿足網(wǎng)絡覆蓋、容量業(yè)務需 求的情況下， 充分利用頻譜資源， 以最小的分期動態(tài)投入實現(xiàn)最大的技術經(jīng)濟效益，同時具有靈活的擴容能力和質量持續(xù)改經(jīng)的能力，對網(wǎng)絡 的管理、控制、升級和代換都能方便快捷。課題提供的設計是GS

6、M擴容工程實施的依據(jù)，對工程實施過程進行良好的監(jiān)控， 對工程實施過程 中出現(xiàn)的問題及時的進行優(yōu)化的處理， 同時也伴隨著工程實施對網(wǎng)絡規(guī) 劃設計方案進行改進，以使得GSM網(wǎng)絡有更大的網(wǎng)絡容量和更好的網(wǎng) 絡質量，讓GSM網(wǎng)絡更加有利于多制式、多系統(tǒng)的共存和發(fā)展。通過 GSM擴容工程網(wǎng)絡規(guī)劃設計掌握網(wǎng)絡規(guī)劃的流程、 GSM系統(tǒng)的相關知 識。1.2網(wǎng)絡規(guī)劃介紹無線網(wǎng)絡規(guī)劃流程網(wǎng)絡規(guī)劃的流程如圖1-1所示圖1-1網(wǎng)絡規(guī)劃的流程圖第一階段是話務覆蓋分析。話務覆蓋分析的目的是為網(wǎng)絡規(guī)劃提供 依據(jù)，需要收集如下信息：成本限制、各類地圖、覆蓋區(qū)域類型、業(yè)務 類型、人口分布、系統(tǒng)容量增長情況、收入分布情況等。第二

7、階段是仿真。 話務覆蓋分析后， 需要結合目前無線設備和已成 熟的規(guī)劃方法來進行網(wǎng)絡規(guī)模估算， 從而得到各類基站覆蓋范圍并計算 出覆蓋區(qū)基站數(shù)， 再根據(jù)話務分析得到各基站配置， 然后借助規(guī)劃軟件 進行仿真，對估算結果進行驗證和調整，確保區(qū)域的覆蓋和容量目標。第三階段是勘測。 按照仿真結果的站址進行實地勘測， 根據(jù)各種建 站條件（包括電源、傳輸、電磁背景、征地情況等）將可能的站址記錄 下來，再綜合其偏離理想站址的范圍、對將來小區(qū)分裂的影響、經(jīng)濟效 益、覆蓋區(qū)預測等各方面進行考慮，推薦合適的站址方案，并確定基站 附近的電磁環(huán)境是否純凈。第四階段是系統(tǒng)設計。 根據(jù)實際基站分布和站型確定頻率、 鄰區(qū)計

8、劃，確定各小區(qū)運行參數(shù)，完成相關的數(shù)據(jù)庫制作。第五階段是安裝調測。 按照設計數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)的安裝和調測， 使系 統(tǒng)正常運行。第六階段是優(yōu)化。隨著用戶的增加，網(wǎng)絡需要不斷地進行優(yōu)化調整。 優(yōu)化是對規(guī)劃方案實施后的細致調整和方案缺陷的補充， 也包括突發(fā)話 務量等異常情況的資源調整。一般我們采取路測、話統(tǒng)、告警和人為主 觀感受為優(yōu)化的手段， 而信令跟蹤與分析在解決疑難雜癥的時候起著決 定性的作用。優(yōu)化結束后，輸出優(yōu)化報告和未來網(wǎng)絡建設建議。當話務量增長突破建設指出的目標后， 網(wǎng)絡需要擴容， 開始新一輪 的容量、覆蓋分析。網(wǎng)絡規(guī)劃與優(yōu)化伴隨著無線網(wǎng)絡的發(fā)展循環(huán)進行， 如圖 1-2 所示。圖1-2網(wǎng)絡規(guī)劃

9、的循環(huán)示意圖無線網(wǎng)絡規(guī)劃的難點在上一節(jié)描述的6個階段中，一般將前四個階段稱為預規(guī)劃/規(guī)劃 階段，而將后兩個階段稱為優(yōu)化階段。一個網(wǎng)絡的運行質量的高低與前 期規(guī)劃的好壞關系密切，后期的優(yōu)化很難改變一個網(wǎng)絡的結構、很難改 變網(wǎng)絡運行質量。因此需要在網(wǎng)絡建設中充分重視網(wǎng)絡的規(guī)劃工作。GSM網(wǎng)絡規(guī)劃優(yōu)化的難點一般體現(xiàn)在以下幾個方面：第一、傳播環(huán)境復雜，信號起伏大，各種建筑物造成的多經(jīng)傳播差 別大，理論預測覆蓋區(qū)比較困難。第二、干擾現(xiàn)象嚴重。除了人為噪聲外，各種同鄰頻干擾、互調干 擾以及其他無線電干擾等，都要在工程設計中加以考慮并采取必要的措 施將之抑制在允許的指標之內(nèi)。第三、頻率資源受限，而且隨著用戶

10、的大量增加更趨緊張。第四、在實際工程中，因外界因素的影響，未頻率復用而設計的蜂 窩結構和基站布局無法完全按照規(guī)劃方案實現(xiàn)第五、特殊場合的規(guī)劃設計1.2.3 預規(guī)劃的依據(jù)預規(guī)劃的依據(jù)主要有三點：（1）服務區(qū)要求及話務量 一定區(qū)域內(nèi)的話務分布和覆蓋要求是進行網(wǎng)絡規(guī)劃的依據(jù)之一， 一 般由建設單位提供。如果要求不明確，應通過現(xiàn)場進行調查分析，明確 哪些地區(qū)需要滿足覆蓋和容量需求， 哪些地區(qū)因用戶少建站不經(jīng)濟， 暫 不考慮或降低服務質量指標；區(qū)分本期、遠期網(wǎng)絡建設的目標。將這些 信息和話務量分布數(shù)據(jù)標注在 1/50000或 1/200000地形圖或城市規(guī)劃圖 上。如果缺乏話務量分布數(shù)據(jù)， 可以在圖上標

11、明不同區(qū)域各占總用戶預 測數(shù)的百分比。 由于網(wǎng)絡建設的階段性， 不可能從一開始就能實現(xiàn)區(qū)域 內(nèi)的全覆蓋和容量需求。一般說來，網(wǎng)絡建設初期，用戶較少，重點考 慮的是網(wǎng)絡的連續(xù)覆蓋；建設后期一般以提高網(wǎng)絡服務質量為目標。（2）鄰近網(wǎng)絡信息 需要收集相關鄰近區(qū)域已建網(wǎng)絡的信息 （包括分界處相鄰基站的覆 蓋區(qū)設計、頻率計劃等） ，為本區(qū)域內(nèi)的規(guī)劃做好準備。（3）地形地物數(shù)據(jù) 地形數(shù)據(jù)：開闊地、平地、丘陵、山區(qū)、水面等； 地物數(shù)據(jù)：人為環(huán)境如市區(qū)、郊區(qū)、鄉(xiāng)村、交通干道（包括項目實 施期間新增建筑、公路或景區(qū)等）等；地面建筑物數(shù)據(jù)如建筑物類型、 建筑密度分布和地面植被（森林、草原、農(nóng)作物等） 。預規(guī)劃處于

12、無線移動網(wǎng)絡建設的前期階段， 也是最重要的階段， 體 現(xiàn)了網(wǎng)絡規(guī)劃的系統(tǒng)設計水平。 預規(guī)劃決定了今后網(wǎng)絡的格局、 質量和 發(fā)展空間。1.2.4 網(wǎng)絡優(yōu)化簡介GSM 移動通信網(wǎng)主要分交換傳輸部分和無線部分，由于用戶的移 動性和電波傳播的復雜性，無線部分常常成為 GSM 網(wǎng)絡質量的決定性 因素。無線網(wǎng)絡優(yōu)化是指按照一定的準則， 對通信網(wǎng)絡的規(guī)劃設計進行 合理的調整，使網(wǎng)絡運行更加可靠、經(jīng)濟，網(wǎng)絡服務質量更高，資源利用率更高，這無疑對網(wǎng)絡運營商和用戶都有重要的意義。網(wǎng)絡優(yōu)化的流程如圖1-3所示：網(wǎng)絡優(yōu)化報告圖1-3網(wǎng)絡優(yōu)化流程前期的準備工作包括：對網(wǎng)絡建設進度的了解、網(wǎng)絡運行狀況的分 析、網(wǎng)絡優(yōu)化測

13、試設備和分析軟件的準備、網(wǎng)絡規(guī)劃報告和工程設計文 件的收集等。 到現(xiàn)場后網(wǎng)絡基本情況的獲取，包括：對當?shù)責o線環(huán)境 和話務熱點地區(qū)的進一步考察、對實際安裝的工程參數(shù)和網(wǎng)絡參數(shù)的確 認、與用戶方溝通及了解用戶的具體需求等。數(shù)據(jù)收集包括：手機用戶 的主觀反映、路測收集數(shù)據(jù)、OMC收集數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)分析包括：優(yōu)化 軟件的后臺分析、OMC的話務統(tǒng)計分析、網(wǎng)優(yōu)分析工具等。網(wǎng)絡參數(shù) 調整包括：網(wǎng)絡工程參數(shù)的調整和網(wǎng)絡功能參數(shù)的調整。 網(wǎng)絡性能指標 按照國家統(tǒng)一指標。網(wǎng)絡優(yōu)化報告包括本次優(yōu)化的措施、 網(wǎng)絡達到的性 能的指標、對網(wǎng)絡發(fā)展提出有益的建議。1.2.5 網(wǎng)絡規(guī)劃軟件介紹Nastar軟件是適用于GSM B

14、SS 900/1800系統(tǒng)的網(wǎng)絡規(guī)劃和優(yōu)化工 具。綜合利用 OMC-R 話統(tǒng)、配置、工程參數(shù)等數(shù)據(jù)，對 GSM BSS 網(wǎng) 絡進行深入綜合的分析，提供了網(wǎng)絡規(guī)劃、性能分析、地理化和多種界 面表現(xiàn)形式等功能。提供了話統(tǒng)、配置參數(shù)的公共接口，不同廠家的話 統(tǒng)和配置數(shù)據(jù)能夠通過公共接口導入到數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一分析。Nastar支持設備 BSC 話統(tǒng)數(shù)據(jù)的動態(tài)導入，支持多個 BSC 同時分析。利用 NESTAR 網(wǎng)絡規(guī)劃軟件，可以對系統(tǒng)參數(shù)、網(wǎng)絡容量、頻率 分配方案的設置和分析完成對網(wǎng)絡的設計， 模擬網(wǎng)絡運行效果 （如覆蓋 預測、話務分析、鄰區(qū)分配、頻率計劃、干擾分析等） ，指導工程建設。NESTAR工作

15、在PC機平臺上，采用 WINDOWS 2000/NT操作系統(tǒng)， 菜單結構組織合理，便于學習和操作，該軟件可以安裝在便攜機上，隨 工程人員到現(xiàn)場進行設計和通過實際測試數(shù)據(jù)調整設計方案。用NESTAR規(guī)劃軟件可以進行Best Server和2nd Server的覆蓋分 析，對于地形和地物比較復雜的地區(qū)，可以通過連續(xù)波測試校正NESTAR 里面的傳播模型， 提高預測精度。 可以根據(jù)覆蓋預測的結果自 動生成鄰區(qū)列表，這樣可以減少漏作鄰區(qū)和“孤島”效應的出現(xiàn)。NESTAR 規(guī)劃可以進行自動頻率分配，同時在自動頻率分配過程 中，設計人員可以隨時根據(jù)頻率分配結果進行人工干預， 調整設置參數(shù)， 使頻率分配結果

16、產(chǎn)生的干擾更小。 可以針對頻率規(guī)劃的結果進行同頻 和鄰頻干擾分析， 找到載干比不符合要求的區(qū)域和對應的干擾頻點和被 干擾頻點，干擾分析能夠考慮到跳頻和 DTX 等對載干比的改善效果。 采用 Cell Layer 的設置方式，支持對同心圓和雙頻網(wǎng)的規(guī)劃。采用 Carrier Layer 的設置方式，可以將載波層分成不同的復用方式進行規(guī) 劃。支持對 BSIC 和 HSN 的規(guī)劃?？梢杂美L圖儀或彩色打印機輸出同 頻載干比 C/I 和鄰頻載干比 C/A 的干擾分布圖。 針對規(guī)劃結果可以進行 統(tǒng)計分析，包括整個網(wǎng)絡的覆蓋和干擾統(tǒng)計，并以文本格式輸出報告。第二章GSM理論概述2.1 GSM的系統(tǒng)組成2.1

17、.1 GSM系統(tǒng)結構GSM系統(tǒng)結構由圖2-1所示IOSS圖OSS :操作維護子系統(tǒng)NMC :網(wǎng)絡管理中心PCS :用戶識別卡個人化中心VLR :來訪用戶位置寄存器EIR :移動設備識別寄存器MS :移動臺HLR :歸屬用戶位置寄存器BSS :基站子系統(tǒng)DPPS :數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)OMC :操作維護中心BSC :基站控制器PDN :公用數(shù)據(jù)網(wǎng)2-1 GSM系統(tǒng)結構NSS :網(wǎng)絡子系統(tǒng)SEMC :安全性管理中心MSC :移動業(yè)務交換中心AUC :鑒權中心BTS :基站收發(fā)信臺PSTN :公用電話網(wǎng)A接AbisU1m接NSS系統(tǒng)BSS系統(tǒng)ISDN :綜合業(yè)務數(shù)2.1.2 GSM系統(tǒng)接口結構GS的接口如

18、圖2-2、2-3所示C接口 4 L R / A U CJb接口1接口圖2-2 GSM內(nèi)部接口示意圖PSTH圖2-3 GSM系統(tǒng)主要接口示意圖GSM系統(tǒng)的主要接口指 A接口、Abis接口和Um接口。A接口、 Um接口為開放式接口。A接口定義為網(wǎng)路子系統(tǒng)（NSS與基站子 系統(tǒng)（BSS之間的通信接口。其物理鏈接通過采用標準的 2.048Mb/s PCM數(shù)字傳輸鏈路來實現(xiàn)，此接口傳遞的信息包括移 動臺管理、基站管理、移動性管理、接續(xù)管理等。Abis接口定義為基站子系統(tǒng)的兩個功能實體基站控制器（BSC和基站收發(fā)信臺（BTS之間的通信接口，物理鏈接通過 采用標準的2.048Mb/s或64kbit/s PC

19、M 數(shù)字傳輸鏈路來實現(xiàn)。 BS接口作為Abis接口的一種特例，用于 BTS（與BSC并置）與 BSC之間的直接互連方式，此時BSC與 BTS之間的距離小于10米。Um接口（空中接口）定義為移動臺與基站收發(fā)信臺（BTS 之間的通信接口，用于移動臺與GSMS統(tǒng)的固定部分之間的互通， 其物理鏈接通過無線鏈路實現(xiàn)，傳遞的信息包括無線資源管理， 移動性管理和接續(xù)管理等.GSM網(wǎng)絡規(guī)劃主要關注的環(huán)節(jié)是BSS系統(tǒng)和Abis和Um接口2.1.3 GSM系統(tǒng)功能一個GSM系統(tǒng)可由三個子系統(tǒng)組成，即操作維護子系統(tǒng)（OSS）,基站子系統(tǒng)（BSS）和網(wǎng)絡子系統(tǒng)（NSS）三部分組成。 其中，基站子系統(tǒng)（BSS）是GSM

20、系統(tǒng)中與無線蜂窩方面關 系最直接的基本組成部分，它通過無線接口直接與移動臺相連， 負責無線發(fā)送接收和無線資源的管理；同時，它與NSS相連，實現(xiàn)移動用戶間或移動用戶與固定網(wǎng)絡用戶之間的通信連接，傳送 系統(tǒng)信息和用戶信息等；當然，也要與操作維護子系統(tǒng)（OSS）之間實現(xiàn)互通。網(wǎng)絡子系統(tǒng)（NSS）是整個系統(tǒng)的核心，它對GSM移動用戶 之間及移動用戶與其它通信網(wǎng)用戶之間通信起著交換、連接與管 理的功能。主要負責完成呼叫處理、通信管理、移動管理、部分 無線資源管理、安全性管理、用戶數(shù)據(jù)和設備管理、計費記錄處 理、公共信道、信令處理和本地運行維護等。操作支持子系統(tǒng)（OSS主要完成移動用戶管理、移動設備管 理

21、、系統(tǒng)的操作與維護移動臺由SIM卡與物理設備組成，二者是分離的。SIM卡上包含所有與用戶有關的無線接口一側的信息，也含 有鑒權和加密實現(xiàn)的信息，具體包括以下三種數(shù)據(jù)。固化數(shù)據(jù)：IMSI、Ki、安全算法（A3 A8）臨時網(wǎng)絡數(shù)據(jù)：TMSk LAI、KC被禁止的PLMN PLMN選擇預編程業(yè)務相關數(shù)據(jù)：PIN（個人識別號）物理設備可以是手持機，車載機或是由移動終端直接與終端設 備相連而構成。2.2 GSM的關鍵技術GSM系統(tǒng)擴容設計方案多址技術多址技術使眾多的用戶共用公共的通信線路。為使信號多路 化而實現(xiàn)多址的方法基本上有三種：頻分多址 （FDMA ）、時分多 址（TDMA ）和碼分多址（CDMA

22、 ）。FDMA是以不同的頻率信 道實現(xiàn)通信的，TDMA是以不同的時隙實現(xiàn)通信的，CDMA是以 不同的代碼序列實現(xiàn)通信的。GSM系統(tǒng)采用了 TDMA方式，TDMA是一種較復雜的結構， 最簡單的情況是單路載頻被劃分成許多不同的時隙，每個時隙傳 輸一路猝發(fā)式信息。TDMA中關鍵部分為用戶部分，每一個用戶 分配給一個時隙，用戶與基站之間進行同步通信，并對時隙進行 計數(shù)。當自己的時隙到來時，手機就啟動接收和解調電路，對基 站發(fā)來的猝發(fā)式信息進行解碼。同樣，當用戶要發(fā)送信息時，首 先將信息進行緩存，等到自己時隙的到來。在時隙開始后，再將 信息以加倍的速率發(fā)射出去，然后又開始積累下一次猝發(fā)式傳輸。TDMA的

23、一個變形是在一個單頻信道上進行發(fā)射和接收，稱 之為時分雙工（TDD ）。其最簡單的結構就是利用兩個時隙，一 個發(fā)一個收。當手機發(fā)射時基站接收，基站發(fā)射時手機接收，交 替進行。TDD具有TDMA結構的許多優(yōu)點：猝發(fā)式傳輸、不需 要天線的收發(fā)共用裝置等等。它的主要優(yōu)點是可以在單一載頻上 實現(xiàn)發(fā)射和接收，而不需要上行和下行兩個載頻，不需要頻率切 換，因而可以降低成本。TDD的主要缺點是滿足不了大規(guī)模系統(tǒng) 的容量要求。功率控制當手機在小區(qū)內(nèi)移動時，它的發(fā)射功率需要進行變化。當它 離基站較近時，需要降低發(fā)射功率，減少對其它用戶的干擾，當 它離基站較遠時，就應該增加功率，克服增加了的路徑衰耗。所有的GSM

24、手機都可以以2dB為一等級來調整它們的發(fā)送 功率，GSM900移動臺的最大輸出功率是 8W （規(guī)范中最大允許功率是20W,但現(xiàn)在還沒有20W的移動臺存在）。DCS1800移動 臺的最大輸出功率是1W。相應地，它的小區(qū)也要小一些。223蜂窩技術移動通信系統(tǒng)是采用一個叫基站的設備來提供無線服務范圍 的。基站的覆蓋范圍有大有小，我們把基站的覆蓋范圍稱之為蜂 窩。采用大功率的基站主要是為了提供比較大的服務范圍，但它 的頻率利用率較低，也就是說基站提供給用戶的通信通道比較少， 系統(tǒng)的容量也就小，對于話務量不大的地方可以采用這種方式， 我們稱之為大區(qū)制。采用小功率的基站主要是為了提供大容量的 服務范圍，同

25、時它采用頻率復用技術來提高頻率利用率，在相同 的服務區(qū)域內(nèi)增加了基站的數(shù)目，有限的頻率得到多次使用，所 以系統(tǒng)的容量比較大，這種方式稱之為小區(qū)制或微小區(qū)制。224頻率復用技術頻率復用是蜂窩移動無線電系統(tǒng)的核心概念，頻率復用系統(tǒng) 中，處在不同地理位置（不同的小區(qū)）上的用戶可以同時使用相 同頻率的信道，頻率復用系統(tǒng)可以極大地提高頻譜效率。在一個 系統(tǒng)的作用區(qū)域內(nèi)重復使用相同的頻率一一這種方案用于蜂窩系 統(tǒng)中。蜂窩式移動電話網(wǎng)通常是先由若干鄰接的無線小區(qū)組成一 個無線區(qū)群，再由若干個無線區(qū)群構成整個服務區(qū)。為了防止同 頻干擾，要求每個區(qū)群（即單位無線區(qū)群）中的小區(qū)，不得使用 相同頻率，只有在不同的無

26、線區(qū)群中，才可使用相同的頻率。225跳頻技術跳頻就是手機和基站都按照一個相同的頻點序列來收發(fā) 信息，這個頻點序列就是跳頻序列（HSN）。一個跳頻序列就是在 給定的包含N個頻點的頻點集（MA ）內(nèi)，通過一定算法，由跳 頻序列號（HSN）和移動分配偏移（MAIO ）唯一確定所有（N 個）頻點的一個排列。不同時隙（TN）上的N個信道可以使用 相同的跳頻序列，同一小區(qū)相同時隙內(nèi)的不同信道使用不同的移 動分配偏移（MAIO ）。采用緊密頻率復用技術時，系統(tǒng)干擾是決 定頻率復用比的最重要因素。為了降低系統(tǒng)干擾，通常采用的技 術是功率控制、非連續(xù)發(fā)射技術；而為了抗干擾，提高系統(tǒng)在同 等干擾條件下的通信質量，

27、通常采用跳頻技術。因此，跳頻是GSM 系統(tǒng)抗干擾和提高頻率復用度的一項重要技術。按照GSM規(guī)范, 慢跳頻可以用于GSM通信系統(tǒng)中，跳頻是指載波頻率在一定范 圍內(nèi)，按某種規(guī)律跳變。每個小區(qū)信道組的跳頻功能都能單獨激 活或關閉。BCCH由于是廣播信道，不參與跳頻，TCH信道， SDCCH信道可以使用跳頻?；臼褂玫奶l有兩種，基帶跳頻 和射頻跳頻，各自的實現(xiàn)原理是不相同的。第三章GSM系統(tǒng)擴容設計方案3.1概述隨著我國移動通信事業(yè)的蓬勃發(fā)展，使用GSM的運營商越來越重視無線網(wǎng)絡規(guī)劃工作，我就拿松江地區(qū)為例，設計一個 GSM擴容網(wǎng)絡規(guī)劃設計方案松江地理環(huán)境松江是上海市西南部地區(qū)，城市內(nèi)高樓較多，建筑

28、物密集， H基站主要覆蓋兩縣區(qū)和邊際網(wǎng)地區(qū)，地形復雜，無線環(huán)境變動 較大，具體描述如下：第一、松江處于上海邊緣地帶，農(nóng)田較多，地物分布沒有規(guī) 則；第二、設備在A、B兩基站，間距多大，覆蓋區(qū)域廣；第三、區(qū)道周圍用戶居住范圍疏密程度差別較大，鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)街 道相對擁擠，鄉(xiāng)鎮(zhèn)外相對開闊，這些特點造成無線環(huán)境復雜。松江GSM網(wǎng)絡現(xiàn)狀松江移動BSC175下掛A縣區(qū)域的基站，BSC176下掛B縣 區(qū)域的基站。松江移動 GSM網(wǎng)絡結構圖如圖3-1所示：WSCldkii） -對釧酗時- JtMlA（脅耳-血芻陽卻-皿霑（1M劇圖3-1松江GSM組網(wǎng)示意圖松江移動公司BSC176為6個模塊，下掛81個基站，407個

29、載頻；BSC175為5個模塊下掛84個基站，共433個載頻。松江 移動公司BSC詳細信息如表3-1所示：表3-1 :松江移動公司 BSC信息表BSC編號模塊數(shù)基站數(shù)載頻數(shù)BSC175584433BSC176681407總計11165810其中絕大部分基站覆蓋地區(qū)都能夠滿足連續(xù)覆蓋的要求。但 隨著經(jīng)濟建設的飛速發(fā)展，移動用戶的不斷增加，造成在某些地區(qū)出現(xiàn)擁塞，容量已經(jīng)明顯受到了用戶數(shù)發(fā)展的限制。因此有必 要引入新的載頻資源，加強網(wǎng)絡的服務質量，從而增強移動GSM網(wǎng)絡的市場競爭力。為此上海移動松江分公司在2012年一階段工 程對全省GSM網(wǎng)絡進行擴容建設，此次工程不增加新的BSC只是通過網(wǎng)絡規(guī)劃在

30、還有需要并可以增加載頻的基站增加載頻，新 建89個宏站，其中新建物理站址33個，新增載頻1602個。，實 現(xiàn)松江A、B兩縣的連續(xù)覆蓋、解決擁賽問題、滿足松江移動話務 量增長等業(yè)務的需求。3.2網(wǎng)絡規(guī)劃數(shù)據(jù)收集與分析數(shù)據(jù)收集規(guī)劃收集的數(shù)據(jù)主要有：（1）目前VLR用戶數(shù)：A縣有7.1萬用戶，B縣有5.1萬用戶。（2）現(xiàn)網(wǎng)配置：包括小區(qū)載頻數(shù)、PDTC信道數(shù)、全速率TCH 信道數(shù)、半速率TCHw道數(shù)、忙時話務量等等。（3）A、B兩縣目前網(wǎng)絡中的弱覆蓋區(qū)域分布情況。（4）A、B兩縣現(xiàn)有基站的工程參數(shù)以及 A、B兩縣的電子地圖 信息。數(shù)據(jù)處理（1）通過VLR用戶增長趨勢圖預測到今年年底H公司的VLR用

31、戶數(shù)，經(jīng)計算的A縣用戶數(shù)為8萬，B縣為6.2萬。（2）計算每用戶話務量：計算方法是用每個縣的總話務量除 以該縣VLR用戶數(shù)得到。（3） 通過分析以前基站控制器和基站的話務量信息，找出話 務量的增長趨勢，預測兩縣區(qū) GSM網(wǎng)絡的擴容需求。最后經(jīng)過以上數(shù)據(jù)的收集和分析，確定擴容工程的規(guī)模，再 利用網(wǎng)絡規(guī)劃工具Nestar軟件確定理想基站的站址信息3.3站址規(guī)劃3.3.1 站址選定高質量的網(wǎng)絡規(guī)劃方案是建立在合理的站址選定和站點勘察 工作基礎上的。決定站址選擇最主要的因素 有：網(wǎng)絡結構；話務分布；覆蓋要求；無線傳播環(huán)境；工程條件。公司針對松江地理環(huán)境情況、技術規(guī)范書的要求以及工程的 實際情況，對站址

32、的選定進行仔細的規(guī)劃勘測。在初步規(guī)劃過程 階段，在軟件模擬環(huán)境中結合覆蓋預測選定站址進行規(guī)劃，并反 復調整，以達到最佳覆蓋的效果。站址勘測在工程規(guī)劃勘測實施階段，公司網(wǎng)絡規(guī)劃人員與松江移動公 司技術人員配合，對選定的理想站點逐個進行勘測，勘測時進一 步結合本地地物信息，確定是否滿足建站條件，以及在未來幾年 內(nèi)該地區(qū)地貌地物是否發(fā)生很大的改變等。在勘測后輸出勘測的 建站地點的經(jīng)緯度、海拔、方位角以及建站點周圍8個方向上的圖 片信息等。同時對每一個理想站點都選定1-2個預備站點，以便在 理想站點不可用時應用，對預備站點也進行勘測并輸出相應的信 息。勘測結束后進一步結合預測軟件對站點的覆蓋進行反復的

33、預 測。3.4功率預算和上下行平衡341功率預算本規(guī)劃方案采用移動公司 BTS312基站，其最大發(fā)射功率為40W (46dBm，在理想傳播模型下覆蓋預測如下。假設：GSM90基站天線高度為30m增益為15dBi ；GSM900移動臺發(fā)射功率為 2W(33dBm)，移動臺的靈敏度為-102dBm移動臺天線高度1.5m，增益為0dB;M90(使用CD時，靈敏度為-110dBm饋線長 100m 損耗 4.03dB/100m(900MHz)。900M系統(tǒng)Okumur傳播模型：Ld = 69.55 + 26.16lgF - 13.82lgHb - a(Hm) +(44.9-6.55lgHb)lgd(3-

34、1) 其中，Hb = 30m為基站天線高度，Hm = 1.5m為手機天線高度，F(xiàn) = 900MHz a(Hm) = (1.2lgF - 0.7)Hm-(1.56lgF-0.8)= 0.01dB。上述計算結果歸納如表3-2所示：表3-2覆蓋半徑應用環(huán)境(900M)TRX發(fā)射功率(W)手機最小接收功率(dBm)覆蓋半徑(km)大樓室內(nèi)40-700.75市區(qū)室外40-902.8GSM系統(tǒng)擴容設計方案上下行平衡在對松江移動GSM絡進行規(guī)劃設計時，必須要確保系統(tǒng)無線 鏈路的上下行平衡。否則，如果上行信號覆蓋大于下行信號覆蓋， 小區(qū)邊緣下行信號較弱，容易被其它小區(qū)的強信號“淹沒”；如 果下行信號覆蓋大于上

35、行信號覆蓋，移動臺將被迫守侯在該強信 號下，但上行信號太弱，話音質量不好。當然，平衡并不是絕對 的相等。上下行路徑的示意圖如圖3-5所示。TXCDU饋塢” . Poul Gab圖3-5功率預算模型Sh系統(tǒng)在功率預算中必須考慮到上下行功率平衡。由上下平衡公式：Poutb = Poutm + Gdb + ( Pi nm - Pi nb ) + Lcb(3- 2)其中，Poutb為基站發(fā)射功率，Poutm為移動臺發(fā)射功率，Gdb 為基站分集接收增益，Pinm為移動臺接收電平，Pinb為基站接收 電平，Lcb為合路器損耗?？梢钥吹?，平衡方程與基站天線增益、饋線損耗等是沒有關系 的，主要決定于基站的發(fā)射

36、功率、合路器損耗、基站的靈敏度、 移動臺的發(fā)射功率、移動臺的靈敏度、基站分集增益等指標。但是增加天線增益和降低饋線損耗可以同時擴大上下行鏈路的 覆蓋范圍。以此次工程中使用的站型S2/2/2為例，可以用表3-3更清楚的描述上下行功率預算結果：表3-3 GSM900上下行功率平衡表上行下行發(fā)射部分最大輸出功率dBm33 (2W)46 (40W)饋線損耗dB03合路器損耗dB04.5dB天線增益dBi015EiRP3350收信部分天線增益dBi15*饋線損耗dB30分集增益dB3接受靈敏度dBm-110-102噪聲值dB88最大路徑衰耗dB149147.5經(jīng)計算得上下行相差1.5dB，基本達到上下行

37、平衡。顯然，實際的覆蓋范圍應由信號較弱的方向決定。發(fā)射功率 根據(jù)功率預算的結果進行設定。3.5覆蓋規(guī)劃天線選用原則天線的選型，要根據(jù)覆蓋、基站天線安裝空間等要求加以綜 合考慮，以期給出最佳選擇。根據(jù)技術規(guī)范書的要求，本期工程 推薦使用ANDREW司的天線產(chǎn)品，其中水平波瓣寬度為 65度、增 益為15dBi的定向天線主要應用于市區(qū)；水平波瓣寬度為90度、增 益為15.5dBi的定向天線應用于郊區(qū)和郊縣；全向站選用增益為 11dBi的天線，應用于郊縣。本次規(guī)劃主要是針對對兩個郊縣的GSM 網(wǎng)絡基站進行的，因此選用水平波瓣寬度為90度、增益為15.5dBi 的定向天線。該天線主要參數(shù)如表3-4所示：

38、表3-4天線參數(shù)天線型號工作頻段(MHZ水平波瓣寬度增益(dBi)極化方式前后比(dB)CTSD09-09015-0DM8069609015雙極化>30方位角的設計是針對定向基站而言的，由于巴南基站小區(qū)采 用水平波瓣為90度的半功率角天線，因此原則上同一基站小區(qū)天 線方位角間隔120度。另外，為了控制覆蓋、減小交調，要采用波束下傾技術，方 法為機械下傾和電下傾。在設計天線傾角時必須考慮的因素有： 天線的高度、方位角、增益、垂直半功率角，以及期望小區(qū)覆蓋 范圍。根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，對于分布在市區(qū)的基站，天線下傾角 調整范圍在015度，對于分布在縣鄉(xiāng)的基站，天線下傾角調整范 圍在0-6度。天線

39、安裝原則GSI移動通信網(wǎng)的建設，需考慮天線安裝問題。GSM90天線水 平隔離間距要求Tx-Tx，Tx-Rx之間的隔離度要不小于30dB,根據(jù) 這一要求，表3-5適用于Tx-Tx和Rx-Tx的水平隔離度間距要求。表3-5定向天線水平間隔65度天線90度天線105度 天線120度天線180度天線900- 9000.4m1.0m1.5m2.0m5.0m另外，同一 Site不同CelI間Tx-Tx、Tx-Rx是定向天線時最小 間距要求：20cm覆蓋預算在本期規(guī)劃中，基站的有效覆蓋范圍不僅取決于基站的有效 發(fā)射功率和實際傳播環(huán)境，還取決于覆蓋指標的要求。結合移動 通信網(wǎng)的服務質量指標要求，可以從理論上給

40、出各種覆蓋要求下 的基站覆蓋范圍。移動通信網(wǎng)的服務質量指標見表 3-6。表3-6移動通信網(wǎng)的服務質量指標應用環(huán)境最小接收功率備注大樓至內(nèi)-70dBm手機靈敏度-102dBm，快衰落保護3dB， 慢衰落保護（室內(nèi)）7dB （慢衰落標準 偏差室內(nèi)7dB，室外8dB，覆蓋區(qū)內(nèi)可 通率90%），穿入損耗16dB，干擾噪聲 2dB，環(huán)境噪聲保護 2dB。小臥車內(nèi)或 市區(qū)一般建 筑物一層室 內(nèi)-80dBm手機靈敏度-102dBm，快衰落保護3dB， 慢衰落保護5dB，穿入損耗8dB，干擾 噪聲2dB，環(huán)境噪聲保護2dB。室外-90dBm手機靈敏度-102dBm，快衰落保護3dB， 慢衰落保護5dB，干擾噪

41、聲2dB，環(huán)境 噪聲保護2dB。有了規(guī)劃區(qū)域的數(shù)字化地圖，就可以借助規(guī)劃軟件進行實際 覆蓋的計算機模擬預測，基本原理也是如上所述，只是結合地圖 再加上地貌損耗因素即可做全網(wǎng)的實際覆蓋效果預測，再根據(jù)預 測結果進行調整直到符合要求為止，最后在此基礎上再進行頻率 計劃、干擾分析等。覆蓋預測在對松江移動擴容工程進行計算機輔助模擬覆蓋預測之前首 先要明確覆蓋要求，包括室內(nèi)和室外覆蓋要求，考慮到實際傳播 環(huán)境的復雜性，對GSI系統(tǒng)，設定覆蓋要求為-70dBm室外覆蓋設 定為-90dBm在針對松江移動擴容工程GSI網(wǎng)絡規(guī)劃中，我們使用 的規(guī)劃軟件是Nestar軟件，軟件規(guī)劃靈活性比較大，界面友好， 操作方

42、便，性能成熟穩(wěn)定。在用規(guī)劃軟件進行覆蓋預測前，傳播 模型的選取及模型參數(shù)的校正對覆蓋預測的精確度有很大的影 響。規(guī)劃軟件使用的是Okumura-Hata模型的改進模型：Ploss=K1+K2logd+K3(Hms)+K4lg(Hms)+K5lg(Heff)+K6lg(Heff)lg(d)+K7diffn+Kclutteer(3-3)傳播模型參數(shù)見表3-7，地物損耗修正參數(shù)見表3-8。表3-7 K參數(shù)列表K1K2K3K4K5K6K71303810-13.55-6.31表3-8地物損耗修正參數(shù)CategoryOffset(dB)CategoryOffset(dB)Openland inSuburb

43、a n-16Parallel lowBuildi ng4Sea-16High Buildi ng8In la nd Water-16Wetla nd-16Openland in Suburba n-16Tow n-13Openland in Urba n-16Forest4Ran gela nd-16Dense Old5Buildi ngVillage-14Large Buildi ng9Dense NewBuildi ng5根據(jù)現(xiàn)實環(huán)境中各種地物地貌對電波傳播的影響靈活的調整 參數(shù)，可提供CW測試，針對實際環(huán)境校準模型，從而更好的保證 覆蓋預測結果的準確性。3.6頻率規(guī)劃頻率計劃頻率規(guī)劃是網(wǎng)

44、絡規(guī)劃的核心之一，直接關系網(wǎng)絡質量，話音 質量差，掉話率高，切換頻繁并且成功率低、話務擁塞等許多想 象產(chǎn)生的根本原因就是頻率規(guī)劃不夠合理 。對松江的頻率規(guī)劃 是將N公司基站和H公司基站的工程信息輸入規(guī)劃軟件，生成基站 拓撲圖，可以非常直觀地規(guī)劃或檢查小區(qū)頻點。松江GS擴容工程可使用的頻率資源為：892MH" 909MHz（上行，移動臺發(fā)，基站收）；937MHz- 954MHz（下行，移動臺收，基站發(fā)）；可供使用的帶寬為17MHz頻率編號為1195,頻點共85個。由 于松江存在在兩家設備，決定了不同廠家設備在進行頻率配置時 要充分考慮與相鄰其他廠家站點間的頻率協(xié)調問題，保證系統(tǒng)同 鄰頻

45、干擾控制在允許的范圍內(nèi)。原有網(wǎng)絡頻率對BCC和TCH載頻分段使用，BCC載頻使用11 41之間的頻點，TCF使用4295頻點，本次我們規(guī)劃頻點根據(jù)網(wǎng)上 基站插花特點重點考慮在BCC上如何避開與愛立信基站的同頻、 鄰頻干擾。松江GSI基站頻率規(guī)劃信息請見附錄：松江 GS擴容工程參數(shù) 總表。362干擾分析根據(jù)GS工程規(guī)范的要求，必須滿足以下條件：同頻道干擾保護比：C/I （載波/干擾）=12dB 鄰頻道干擾保護比：C/I （載波/干擾）=-6dB;載波偏離400kHz時的干擾保護比C/I （載波/干 擾）=-38dB。在頻率規(guī)劃中，根據(jù)干擾效果多次調整頻率計劃，本次頻率 規(guī)劃確定后經(jīng)規(guī)劃軟件預測得

46、到的BCC干擾和整個載波干擾的統(tǒng) 計情況見表3-9、3-10。表3-9 松江GSM網(wǎng)絡BCCH!干擾統(tǒng)計總面積：85.74平方公里所占面積（平方公 里）所占百分比例（%有干擾的地區(qū)C/l12dB0.050.06無干擾的地區(qū)C/I12dB85.6899.94表3-10松江GSM網(wǎng)絡整個載波干擾統(tǒng)計總面積：85.74平方公里所占面積（平方公 里）所占百分比例（%）有干擾的地區(qū)0.170.2C/I<12dB無干擾的地區(qū)C/l>12dB85.5799.8從GS網(wǎng)絡BCC干擾統(tǒng)計分析來看，由于在頻率計劃中給BCCH 層分配的頻點比較多，所以松江GS網(wǎng)絡BCC層的干擾非常低，大 部分區(qū)域符合G

47、S工程規(guī)范要求；而對整個松江地區(qū)的干擾預測表 明，覆蓋區(qū)域99%勺區(qū)域C/I大于12dB,大部分區(qū)域滿足網(wǎng)絡干擾 指標要求。對于不合要求的區(qū)域將在實際工程中通過調整基站工 程參數(shù)來解決。363抗干擾措施GS是干擾受限的系統(tǒng)，隨著頻率復用越來越緊密，有效抑制 同頻、鄰頻和互調干擾是在網(wǎng)絡規(guī)劃時必須考慮的。除了仔細規(guī) 劃頻點和提高射頻部件性能外，還有一些無線網(wǎng)絡技術要考慮。首先是天線參數(shù)設計，設計合理的方向角，減少同頻復用小 區(qū)對向，設計合理的下傾角控制有效覆蓋范圍，避免同頻小區(qū)出 現(xiàn)重疊。其次是功率控制。功控可以人為地調節(jié)基站有效覆蓋距離， 減少小區(qū)間干擾。在松江GS擴容工程網(wǎng)絡規(guī)劃中我們開啟了

48、上行 功率控制。再者是靈活使用了多種切換算法，包括邊緣切換、基于質量 和干擾的緊急切換、PBG切換等。最后是DT）技術的使用。DTX分為上行和下行兩種，DTX技術在 上行和下行中的主要作用是：上行節(jié)省手機電池，減少系統(tǒng)內(nèi)干 擾。下行降低基站功耗，減少系統(tǒng)內(nèi)干擾，減少基站內(nèi)交調。當 下行DTX與上行DT）一起使用時，將改善系統(tǒng)的C/I同頻干擾比。這 種改善可用在頻率緊密復用的小區(qū)規(guī)劃上，特別是和跳頻一起使 用的時候，可獲得更高的系統(tǒng)容量。第四章網(wǎng)絡優(yōu)化設計4.2網(wǎng)絡優(yōu)化設計網(wǎng)絡優(yōu)化軟件網(wǎng)絡優(yōu)化設備，包括有：SAFC測試設備、ANTM試設備等。 這里具體介紹ANTS備的實用性：支持多模式的測試方式

49、。ANT優(yōu)化軟件支持全頻段掃頻功能和 通話測試功能；在雙手機測試模式下，支持雙網(wǎng)測試和干擾測試。實時的圖形描述窗口顯示。在空閑狀態(tài)下，ANT優(yōu)化軟件能夠 實時地顯示主服務小區(qū)及六個鄰小區(qū)的BCC場強及小區(qū)主要信息；在通話模式下，ANT優(yōu)化軟件還能夠實時顯示切換行為及表示 通話質量的各種指標。通過小區(qū)信息的實時顯示，將有助于優(yōu)化 工程師對路測過程中發(fā)現(xiàn)的問題進行現(xiàn)場分析處理，迅速定位問 題。精確的地理定位功能。ANT優(yōu)化軟件使用高精度的GP進行地 理定位，可以實時顯示路測路徑，并在路徑圖上用圖標形式顯示 手機發(fā)生的各種行為（如掉話、切換失敗、指配失敗等）。在后 臺分析時完全可以根據(jù)路徑圖進行數(shù)據(jù)回放、問題定位、及各種 指標的地理化顯示。強大的分析統(tǒng)計功能。ANTt化軟件的后臺分析包括：網(wǎng)絡覆 蓋盲區(qū)、孤島定位、同頻和鄰頻干擾、掃頻分析等。AN就化軟件 能夠根據(jù)用戶方要求自動生成無線測量統(tǒng)計報告，包括：干擾統(tǒng) 計、無線指標統(tǒng)計、系統(tǒng)性能評估、工程參數(shù)檢查。具體問題分析問題一越區(qū)覆蓋在池園900基站開通后，通過路測分析，發(fā)現(xiàn)基站池園900的1 扇區(qū)對基站福斗的1扇