WCDMA室内分布系统的规划和建设最终

专业技术资格评审论文(高级工程师)北京联通建设大厦WCDMA室内分布系统的研究与实施 作者姓名 刘文冬 作者单位 三维通信股份 研究方向 移动通信室内覆盖 2014年6北京联通建设大厦WCDMA室内分布系统的研究与实施摘 要WCDMA是3G中最成熟，最被重视，也是开通网络最多的技术标准。随着WCDMA网络技术的日益成熟，终端性能的改进和提高，终端价格的日趋合理，数据业务需求的快速增长，全球WCDMA网络迈入了一个良性发展的阶段，用户数量和收入都呈现快速增长的趋势。随着移动通信网络的发展，室内覆盖是实现无线覆盖、优化网络容量分布和基站配置、增加话务收入、提高用户满意度的一个重要手段 从2009年开始，中国联通也大规模的进行WCDMA网络建设，为了带给用户更好的服务体验，有利于激发宽带市场的潜在需求。北京联通的新增网络采取先宏站、后微站的建设策略，在保证覆盖的前提下，逐步实现重点楼宇的深度优化。本论文结合WCDMA的室内分布系统的特点，结合北京联通三区WCDMA的网络建设实际项目，通过介绍室内分布系统的有关知识。结合实际案例的应用将室内分布建设进行一定分析，对室内分布系统的设计标准和规划设计的有关知识，无线网络的建设以及系统建成后的测试和优化，进行了系统的研究。 关键词：3G，WCDMA，室内分布系统The Design and Construction of WCDMA Indoor Distilbution SystemABSTRACTWith the increasingly mature WCDMA network technology, and improve the performance of disruption, the price is reasonable, the interruption of rapid growth data business needs, global WCDMA network entered a benign development stage, the number of users, and both the fast growth the tendency. Along with the development of mobile communication network, indoor coverage in wireless coverage, optimize network capacity distribution and station configuration, increase traffic income, improve customer satisfaction, one of the important meansAt present，the domestic and international operators are set Off a building and the promotion of 3G to a climaxAccording to the experience of advanced foreignoperator,3G network construction focuses on indoor coverage，and built a goodindoor performancethe distribution system is a key to the success of 3G constructionWCDMA is the 3G the most mature and the most attentionis the 1argest open network of technical standardsIn this Paperwith the construction of ChinaUnicom WCDMA for WCDMA indoor distilbution system planning，design，construction and optimization of the entire process was comprehensive and systematic studyIn this Paperfirst the general knowledge and characteristics of WCDMA made to explain，and then introduced the WCDMA radio network，WCDMA indoor distribution system planning and design methods and principles，emphasizing theWCDMA planning and design process.Key Words: WCDMA, 3G,Indoor Distilbution System绪 论近几年来，全球移动通信市场迎来了前所未有的发展契机，随之而来国内外各种移动通信接入技术也以惊人之速发展。第三代移动通信的代表技术为WCDMA技术，即宽带码分多址技术，实现宽带多媒体业务。WCDMA或称为IMT一2000 CDMA DS，最早是由欧洲和日本提出来的，其核心网基于演进的GSMGPRS网络技术。一些发达国家已经有了比较成熟的WCDMA网络的建设。北京联通也WCDMA移动网络通信建设也日趋完善，2008年12月开始联通公司组织相关人员进行了WCDMA试验项目，并于2009-2011年进行了WCDMA系统建设工程。本人从2009年开始负责北京联通三区分公司全部的通信网工程建设工作，我主持并参与了402个宏基站及638个微基站WCDMA网络建设会战工程，在此论文中特意选取了建设大厦具有代表性的楼宇，从WCDMA系统的介绍，到分布系统的规划和设计，到WCDMA站点网络建设，通过实际案例，进行全面的研究和总结，为室内分布系统的研究和实施积累经验，提升水平。目 录目 录3第一章WCDMA 及其室内分布系统的概述611移动通信技术的发展历程612 WCDMA简介7121第三代移动通信的标准和版本情况7122 WCDMA系统结构与功能8124 WCDMA的主要技术10125 WCDMA技术上的优势12126室内分布系统在WCDMA中的地位和重要作用13第二章WCDMA室内分布系统的规划设计和设计标准1521 WCDMA无线网络的特点1522 2G和3G在规划上的不同1623 WCDMA无线网络规划和设计1724 WCDMA室内分布系统部分的规划和设计172.4.1 WCDMA室内覆盖的特点：172.4.2 WCDMA室内分布系统规划和设计原则1825 WCDMA室内分布系统的设计标准202.5.1 WCDMA系统设计依据202.5.2 WCDMA技术指标212.5.3 A级技术指标21无线覆盖区内可接通率21场强21通话效果21移动台发射功率22室内信号的外泄电平22天线端口的最大发射功率222.5.4 B级技术指标22无线覆盖区内可接通率22场强22通话效果22移动台发射功率22室内信号的外泄电平22天线端口的最大发射功率23.5方案设计规范23.5.1方案设计整体原则23.5.2不同覆盖场景实现的业务需求24.5.3楼宇建设分类24.5.4信源选取要求24新技术手段的应用25第三章WCDMA无线网络建设29北京联通无线3G室内覆盖简要分析29信源与分布系统选取原则293.2.1 微型建筑物(6000平米以下)29小型建筑物(600012000平米)29中型建筑物(1200060000平米)30大型建筑物(60000平米以上)30、干放、馈线选取原则303.3.1 RRU的使用30干放的使用31馈线选取原则313.4 WCDMA无线网络覆盖解决方案32第四章 室内分布系统覆盖优化及优化测试3541测试与优化的目的3542测试与优化的内容3543测试项目35第五章 建设大厦大楼覆盖方案37设计方案概述37设计依据38设计技术指标39设计思路及方案说明40效果预测及模拟测试分析43功率分配表45设备安装说明46电磁辐射防护48第六章 结束语49参考文献50致谢51第一章WCDMA 及其室内分布系统的概述11移动通信技术的发展历程随着社会的进步、经济和科技的发展，特别是计算机、程控交换、数字通信的发展，近些年来，移动通信技术以其显著的特点和优越性能得以迅猛发展，它不仅仅提供普通的 业务功能，并能提供或即将提供丰富的多种业务，满足用户的需求。移动通信的主要目的是实现任何时间、任何地点和任何通信对象之间的通信。移动通信系统从40年代发展至今，根据其发展历程和发展方向，可以划分为四个阶段： 第一代-模拟蜂窝通信系统：第二代-数字蜂窝移动通信系统，即2G： 第三代-第三代移动通信系统，即3G； 第四代-第四代移动通信系统，即4G；第一代系统现已被淘汰，目前广泛使用的是第二代系统，而第三代系统以更高速的数据业务和更好的频谱利用率为目标，正在迅速得到推广应用，在不久的将来第四代系统而成为主流。截止2008年2月份，全球范围内有效的3G许可证为284张，其中，WCDMA商用网络202个。在202个WCDMA运营商中有174个已经部署了HSDPA网络，28个部署了HSUPA网络。在252个CDMA运营商中，有43的运营商将网络升级到EV-D0。从网络的商用情况来看，全球已经有大约一般以上的运营商将升级到3G，GSM阵营的3G部署速稍快些稍快些。从3G许可证的数量来看，在度过了2002、2003、2004的全球电信低潮之后，每年颁发的3G许可证的数量又开始快速增加，越来越多的运营商开始积极将网络升级到3G网络，3G的发展已经度过了导入期，进入了快速发展期。目前4G的运营牌照已经陆续发放。 从终端数量来看，全球2008年2月份已经有896种WCDMA终端，445种HSDPA终端，557种EvD0终端。3G终端已经完全成熟，尤其是WCDMA终端种类更多，可供用户选择的范围更广。WCDMA终端已经成熟。12 WCDMA简介121第三代移动通信的标准和版本情况第三代移动通信系统（IMT-2000），在第二代移动通信技术基础上进一步演进的以宽带CDMA技术为主,并能同时提供话音和数据业务的移动通信系统 亦即未来移动通信系统，是一代有能力彻底解决第一、二代移动通信系统主要弊端的最先进的移动通信系统。第三代移动通信系统一个突出特色就是，要在未来移动通信系统中实现个人终端用户能够在全球范围内的任何时间、任何地点，与任何人，用任意方式、高质量地完成任何信息之间的移动通信与传输。可见，第三代移动通信十分重视个人在通信系统中的自主因素，突出了个人在通信系统中的主要地位，所以又叫未来个人通信系统。 众所周知，在第二代数字移动通信系统中，通信标准的无序性所产生的百花齐放局面，虽然极大地促进了移动通信前期局部性的高速发展，但也较强地制约了移动通信后期全球性的进一步开拓，即包括不同频带利用在内的多种通信标准并存局面，使得“全球通”漫游业务很难真正实现，同时现有带宽也无法满足信息内容和数据类型日益增长的需要。第二代移动通信所投入的巨额软硬件资源和已经占有的宠大市场份额决定了第三代移动通信只能与第二代移动通信在系统方面兼容地平滑过渡，同时也就使得第三代移动通信标准的制定显得复杂多变，难以确定。3G系统与现有2G系统有根本的不同3G系统采用CDMA技术和分组交换技术而不是2G系统通常采用的TDMA技术和电路交换技术，因此，与现在的2G系统相比，3G将支持更多的用户，实现更高的传输速率。目前3G共有3种主流的制式标准：WCDMA(带宽5MHz)、CDMA2000和TDSCDMA详细情况见表1-1表1-1 3G移动通信的三种主流制式标准RTT(Radio Transmit Technology)技术WCDMACDMA2000-1xTD-SCDMA提出国家欧洲、日本美国、韩国中国继承基础GSMIS-95 CDMAGSM核心网GSM MAPANSI-44GSM MAP信道间隔5MHz1.6 MHz多址方式单载波直接序列扩频CDMA多址单频波直接序列扩频CDMA多址单频波直接序列扩频时分多址+同步CDMA多址双工方式FDDFDDTDD码片速率基站同步异步(无GPS) 可选同步同步（需GPS）同步（主从同步，需GPS）帧长10ms20ms10ms越区切换软切换，频间切换与GSM间的切换软切换切换，频间与IS-95B间的切换接力切换，频间切换，与GSM间的切换语音编码自适应多速率可变速率可变速率功率控制内环、外速率环控制速率1500Hz开环、闭环控制速率800Hz内环、外环支持可变数据速率业务特性适合于对称业务适合于对称业务支持对称业务，支持不对称业务具有突出的表现。WCDMA或称为IMT一2000 CDMA DS，最早是由欧洲和日本提出来的，其核心网基于演进的GSMGPRS网络技术，空中接口采用直扩DS的宽带CDMA。其标准化工作由3GPP组织完成，3GPP WCDMA技术的标准化工作十分规范。到目前为止，主要有5个版本，即3GPP R99、3GPP R4、3GPP R5、3GPP R6和3GPP R7。122 WCDMA系统结构与功能欧洲的电信业巨头们将采用WCDMA接口的第三代移动通信系统称为UMTS(UniversalMobile TelecoHununication Systems通用移动通信系统)，UMTS系统是基于GSM系统演进而来的，UMTS R99系统在网络结构功能划分上，与GSM一致，在R99的后续的版本中将分阶段实现向全IP演进。从功能上，R99网络单元可以分为无线接入网(RAN)和核心网(CN)，其中无线接少理所有与无线有关的功能，而核心网则处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接与网络的交换和路由。上述两个设备和UE(用户单元)一起构成整个UMTS系统UMTS R99系统。UMTS系统网络单元包括以下部分：1）UE（User Equipment）UE是用户终端设备，它主要包括射频处理单元、基带处理单元、协议栈模块以及应用层软件模块等。UE包括两部分：ME(the Mobi le Equipment)提供应用和服务；USIM(the UMTS Subseiber Module)提供用户身份识别。2) UTRAN(UMTS陆地无线接入网)UTRAN分为NodeB(基站)和RNC(无线网络控制器)两部分：NodeB：包括无线收发信机和基带处理部件。通过标准的lub接口与RNC互连，主要完成Uu接口物理层协议的处理。RNC(Radio Network Controller)：RNC是无线网络控制器，主要完成连接建立和断开、切换，宏分集合合并和无线资源管理等功能，即用来分配和控制与该RNC相连或相关的Nobe B的无线资源。RNC与核心网(才能)之间和接口是Iu接口。在UTRAN内部RNC之间通过Iur接口互联，Iur可以通过RNC之间的直接物理连接或通过传输网连接。3）CN（Core Network，核心网）CN 负责与其他网络的连接和对UE的通信和管理。UMTS核心网子系统的框架结构分成两个部分：电路交换(CS)域和分组交换(Ps)域，分别列应于原来的GSM交换子系统和GPRS交换子系统。CS域和PS域是依据系统对用户业务的支持方式区分的，根据运营商实际网络的规划方案，核心网可以同时包含这两个域，也可以只包括其中之一。移动核心网介于传统的有线通信网络和无线通信网络之间，在两个系统问起到桥接作用，无线接入网(UTRAN)利用电路交换域接人PSTN传统的语音业务；利用分组交换域接人IP等传统数据通信网络的数据业务。核心网提供Iu接口，以支持RNC接入到核心网。原则上讲，核心网和接入网是完全独立的，对核心网而言，它并不关心接入网是采用哪种具体的接人方式。通过IuCS接口，无线接入网子系统利用核心网电路交换域的资源和PSTN网络建立通信。通过IuPs接口，无线接人网子系统利用核心网分组交换域的资源和IP网络建立通信。核心网提供A接口，支持GSM的基站设备通过电路交换域接人传统的PSTN网络的语音业务。核心网提供Gb接口，支持GSM的基站设备通过分组交换域接人传统的IP等数据网络的数据业务。124 WCDMA的主要技术WCDMA的主要特点1）是通过自然界无线传播环境中的独立（或至少高度不相关）多径信号来实现的；2）相对投资低廉；3） 克服小尺度衰落（由移动台附近物体的复杂反射引起），可以采用双天线接收分集； 4)克服大尺度衰落（由于周围环境地段和地物的差别而导致的阴影区引起），可以选择一个所发信号不在阴影区的基站位置选择发射分集；5)发射分集技术还用来提高无线通信中单用户的峰值吞吐率。WCDMA技术体制核心网基于GSM/GPRS网络的演进保持与GSM/GPRS网络的兼容性核心网络可以基于TDM ATM和IP技术并向全IP的网络结构演进核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分分别完成电路型业务和分组型业务UTRAN基于ATM技术统一处理语音和分组业务并向IP方向发展MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA体制移动性管理机制的核心空中接口特性如下(1) 空中接口采用WCDMA(2) 信号带宽5MHz(3) 码片速率(4) 语音编码AMR语音编码(5) 同步方式支持同步/异步基站运营模式(6) 功率控制上下行闭环加外环功率控制方式(7) 发射分集方式下行包括开环发射分集和闭环发射分集提高UE的接收性能开环发射分集又包括空时发射分集STTD Space Time TransmitDiversity 和时分发射分集TSTD Time Switched Transmit Diversity而闭环发射分集也包括两种模式发射分集是可选项(8) 解调方式导频辅助的相干解调方式提高解调性能(9) 编码方式卷积码和Turbo码的编码方式(10) 调制方式上行BPSK和下行QPSK调制方式WCDMA 是一种直扩序列分多址技术，信息被扩展成3084Mchips，然后再5MHz 宽带内传送。它采用了多种技术保证QOS。支持同步、异步基站运行模式，采用上下闭环加外环功率控制方式，同时使用开环和闭环发射分集方式，上下采用QPSK调制，支持Turbo编码及积码。WCDMA产业化的关键技术包括射频和基带处理技术，具体包括射频、中频数字化处理，RAKE接收机、信道编解码、功率控制等关键技术和多用户检测、智能天线等增强技术。射频部分是传统的模拟结构，实现射频和中频信号转换。射频上行通道部分主要包括自动增益控制（射频部分是传统的模拟结构，实现射频和中频信号转换。射频上行通道部分主要包括自动增益控制（RFAGC），接收滤波器（Rx滤波器）和下变频器。射频的下行通道部分主要包括二次上变频，宽带线性功放和射频发射滤波器。中频部分主要包括上行的去混迭滤波器、下变频器、ADC和下行的中频平滑滤波器，上变频器和DAC。与GSM信号和第一代信号不同，WCDMA的信号带宽为达到5MHz的宽带信号。宽带信号的射频功放的线性和效率是普遍存在的矛盾。RAKE接收机是专为CDMA系统设计的经典的分集接收器，其理论基础就是：当传播时延超过一个码片周期时，多径信号实际上可被看作是互不相关的。由于信道中快速衰落和噪声的影响，实际接收的各径的相位与原来发射信号的相位有很大的变化，因此在合并以前要按照信道估计的结果进行相位的旋转，实际的CDMA系统中的信道估计是根据发射信号中携带的导频符号完成的。根据发射信号中是否携带有连续导频，可以分别采用基于连续导频的相位预测和基于判决反馈技术的相位预测方法。在系统中对每个用户都要进行多径的搜索和解调，而且WCDMA的码片速率很高，其基带硬件的处理量很大，在实际实现中有一定困难。信道编解码主要是降低信号传播功率和解决信号在无线传播环境中不可避免的衰落问题。编解码技术结合交织技术的使用可以提高误码率性能，与无编码情况相比，传统的卷积码可以将误码率提高两个数量级达到10-310-4，而Turbo码可以将误码率进一步提高到10-6。WCDMA候选的信道编解码技术中原来包括Reed-Solomon和Turbo码，Turbo码因为编解码性能能够逼近Shannon极限而最后被采用作为3G的数据编解码技术。卷积码主要是用于低数据速率的语音和信令。Turbo编码由两个或以上的基本编码器通过一个或以上交织器并行级联构成。Turbo码的原理是基于对传统级联码的算法和结构上的修正，内交织器的引入使得迭代解码的正反馈得到了很好的消除。Turbo的迭代解码算法包括SOVA（软输出Viterbi算法）、MAP（最大后验概率算法）等。由于MAP算法的每一次迭代性能的提高都优于Viterbi算法，因此MAP算法的迭代译码器可以获得更大的编码增益。实际实现的MAP算法是Log-MAP算法，它将MAP算法置于对数域中进行计算，减少了计算量。Turbo解码算法实现的难点在于高速数据时的解码速率和相应的迭代次数，现有的DSP都内置了解码器所需的基本算法，使得Turbo解码可以依赖DSP芯片直接实现而无需采用ASIC。125 WCDMA技术上的优势 a）更大的系统容量WCDMA 由于自身的宽带较宽，抗衰落性能好，上下行链路实现相干解调，大幅度提高链路容量。WCDMA系统采用快速功率控制技术，使发射机的发射功率总处于最小的水平，从而减少了多址干扰，这些技术都提高了系统容量。 b）更多的业务种类WCDMA系统可以提供和开展和业务种类非常丰富，分为两大类：CS域业务和PS域业务。其中，CS域业务主要包括：基本电信业务语音、特服、紧急呼叫）、补充业务、点对点短消息、电路型承载业务、电路型多媒体业务、智能网业务。PS域业务主要包括：PS域的短消息业务、移动QICQ、移动游戏、移动冲浪、视频点播、 收发E-mail、智能网业务等。 c)更高的数据速率现有的2G系统主要提供语音业务，一般只能提供低速数据业务，GSM演进到最高阶段只能提供384Kbits的数据业务。而3G的业务能力比2G有明显的改进，支持话音、数据和多媒体业务，特别是支持Internet业务，并可根据需要提供带宽。国际电联对第三代移动通信系统传输速率的最低指标要求如下：a) 高速移动环境：最高速率达144Kbits；b) 室内外步行环境：最高速率达384Kbits；c) 室内固定环境：最高速率达2Mbits；d)更好的无线传输：无线信道是一种较恶劣的通信介质。由于它的特性难以预测，因此一般根据实际测量的数据，以统计的方法来表征无线信道的模型。通常认为其具有莱斯或瑞利特性，其中瑞利衰落信道是最恶劣的移动无线信道。要在衰落信道中实现良好的性能，采用分集技术非常关键。因此，通过采用发射分集技术，可以更有效地保证无线传输的质量。在无线传输中，频率选择性衰落和多径是一种普遍现象。WCDMA是宽带信号，信号带宽为5MHz，宽带信号可以更好地抗频率选择性衰落，保证传输性能。另外，如果发射信号带宽比信道的相干带宽更宽，那么，接收机就能分离多径分量。由于WCDMA的带宽更宽，因此它具有更好的多径接收处理能力。e)更高的语音质量：5MHz高带宽使其具有更大的扩频因子带来更大的处理增益；同时，高带宽使其具有更强的多径分辨能力；另外，WCDMA采用发射分集技术，有效改善下行链路的接收性能，并通过交织和卷积编码技术来有效保证传输误码率。f)更低的传送功率：5MHz高带宽使其具有更大的扩频因子带来更大的接收机处理增益，使得WCDMA系统具有更高的接收灵敏度，终端需要的发射功率可以很低；采用快速功率控制技术也降低了发射功率；软切换提高业务信道的接收增益，也可以降低终端发射功率的要求。126室内分布系统在WCDMA中的地位和重要作用随着城市里移动用户的飞速增加以及高层建筑越来越多，话务密度和覆盖要求也不断上升。移动 在大型建筑物内、地下公共场所等室内区域使用的机会增加，这些建筑物规模大、质量好，对移动 信号有很强的屏蔽作用。在大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境下，移动通信信号弱， 无法正常使用，形成了移动通信的盲区和阴影区；在中间楼层，由于来自周围不同基站信号的重叠，产生乒乓效应， 频繁切换，甚至掉话，严重影响了 的正常使用；在建筑物的高层，由于受基站天线的高度限制，无法正常覆盖，也是移动通信的盲区。另外，在有些建筑物内，虽然 能够正常通话，但是用户密度大，基站信道拥挤， 上线困难。这就迫切需要网络有良好的室内信号覆盖环境，以提高全网的总体质量。另一方面随着城市建设的加快，各新建小区越来越多，小区的规模也越来越大，由此也带来了小区内部移动信号的覆盖问题。居民小区建筑多为钢混、砖混结构，对信号衰减较大，特别是在市区繁华的高楼密集区，由于电磁环境、地理环境及建筑环境复杂，存在信号弱区或盲区。小区覆盖其实质是特殊场合的点或面的覆盖，一方面可以解决室内深度覆盖问题，另一方面可以起到充分吸收和平衡话务的作用。 总之，进行室内分布系统建设的直接理由是：1)室内移动通信环境有太多需要完善的地方；2)覆盖方面，由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传输衰耗，形成了移动信号的弱场强区甚至盲区，特别是3G频段因为频率高，穿透能力弱，造成弱场强区甚至盲区更多；3)容量方面，建筑物诸如大型购物商场、会议中心，由于移动 使用密度过大，局部网络容量不能满足用户需求，无线信道发生拥塞现象；4)质量方面，建筑物高层空间极易存在无线频率干扰，服务小区信号不稳定，出现乒乓切换效应，话音质量难以保证，并出现掉话现象。随着移动通信技术和服务的发展，各种新的宽带3G业务逐渐占据越来越多的业务比例，并将成为移动通信业务的主体。在室内场所，尤其是重要公共场所和高层建筑内的移动通信用户对上述业务的需求更为集中。而这些业务尤其是数据业务的引入，对网络质量指标有更高的要求，只有良好的室内覆盖，才能促使用户选择应用这些业务，并逐渐习惯使用。在3G时代，国外先进运营商统计结果表明：70业务发生在室内海外运营商NTT DoCoMo的统计数据)，而针对数据业务来说，室内业务的比例更是高达90。因此，解决市区内热点的容量和室内的覆盖是不可忽视的问题。从市场需求的角度看，如果网络不能对室内话务量进行有效地吸收，就会大大影响到服务质量并造成大量业务收入的流失。建设室内分布系统和小区覆盖是一种简单易行的扩容手段，一方面可以消除大中型建筑物、重要公共场所、宾馆、酒店、商场内的室内覆盖盲区，另一方面还可以吸引更多的用户使用移动通信网络，使室内的话务由室内吸收，减少室外宏蜂窝的负荷。室内覆盖做好了可以大大提高传输速率，传输速率越高，单位传输成本越低，竞争力越强。因此，3G网络建设的重点在于室内覆盖，保证3G网络良好的室内的室内覆盖是提高服务等级，发展客户的关键，室内分布系统建设具有重大意义。 第二章WCDMA室内分布系统的规划设计和设计标准21 WCDMA无线网络的特点1)呼吸效应 WCDMA网络具有小区呼吸效应，其覆盖也仅仅由地貌及系统本身决定，即小区的负荷增加和QoS提高，基站覆盖范围会逐渐收缩(场强增大但可用的覆盖范围收缩)，小区的覆盖范围与小区内的负荷及QoS的变化有直接关系。因此，在WCDMA的网络覆盖计算时，必须基于合适的负载目标，负载目标值选择过小将导致用户增长时出现覆盖空洞，选择过大又会出现网络投资成本过高等现象。2)导频污染导频污染的直接影响就是容易产生掉话。并且一旦出现导频污染问题就很难消除。因此只有在设计阶段努力克服导频污染问题，才便于以后的网络优化。在网络设计阶段控制导频污染，可以从以下方面着手：a)采用可靠的软件仿真设计，进行模型修正以准确地确定小区覆盖，控制越区覆盖范围；b)选择合适的站址；c)选择合适的发射功率。3)软切换先连接，再断开称之为软切换。在切换区域内的移动台通过分集接收多个基站的信号，先连接再断开，可以减低自身的发射功率。软切换对于降低系统干扰是有非常大的作用。而干扰的大小又是直接地决定了容量的大小，同时，软切换的增多直接意味着系统性能的保证，对降低掉话率有着决定的意义；从这个意义上来说，软切换比例的增加是有好处的；从另外一个角度来看，软切换又在一定程度上浪费了系统资源，也就是说软切换的比例应该越小越好；如何把握软切换的比例，在系统设计时，是一个必须要考虑的因素。 为了克服软切换区域过多给网络带来的负面影响，在工程设计阶段就需要采取相应的方法控制过多的软切换区。主要可以采用以下两种方法：a)合理设置邻居列表。邻居列表设置应加以定期调整，初期系统承载用户量不多时，为提高系统的服务质量，邻居列表应设置多一些，随着网上用户数量的增加，基站覆盖区域缩小，邻居列表应相应缩短，一方面缩短了系统搜索时间，另一方面也减小了系统软切换的区域；b)合理调整软切换参数。WCDMA的更软切换软切换就有很高的切换质量，尽可能利用更优质的切换技术以提高切换质量，尽可能增加更软切换的比例。4)上下行业务的非对称性数据业务的特性决定了3G系统中上行链路和下行链路的流量是不对称的，这种上下行负载的不同，就要求在进行覆盖和容量规划时，必须对上下行链路分开计算，分别满足上、下行业务的不同要要求。22 2G和3G在规划上的不同网络规划和建设，要综合考虑覆盖、容量、质量问的关系，从网络建设的侧重点出发进行设计和建设。在基于GSM技术的网络中，容量受限于可用的时隙数和载频数。对网络质量的掌控可以通过链路预算的计算结果及网络规划工具来分析网络的覆盖和容量。整个网络的覆盖和容量二者可以作为相互独立的元素进行考虑。在WCDMA网络中容量受限于：每个用户产生的干扰、可用的下行功率、可用的载频数、码字。覆盖、容量之间的关系密不可分，相互影响，所以在进行规划设计时，就需要在两者之间进行控制，取得整个网络的平衡。这一点，与GSM网络的建设(GSM网络，二者可以相互独立，分别进行)具有很大的不同。WCDMA规划设计的中心思想可以简图形式描述如下图21覆盖反向链路基站的负荷宽带系统的干扰 窄带系统的干扰容量前向链路的干扰背景噪声图21 WCDMA规划设计的中心思想23 WCDMA无线网络规划和设计进行WCDMA无线网络规划时，可以按照以下流程开展：1) 进行业务预测，通过对确定地区经济和用户行为等的分析，确定规划目标：包括对不同区域(密集市区、一般市区、郊区和农村等)覆盖、容量和服务的要求(数据业务速率和QoS等)；2) 覆盖分析：通过链路预算进行初步、粗略的覆盖分析；进一步利用规划软件帮助进行比较精确的覆盖分析，其中需要进行传播模型参数校正，来获得更加准确性和可靠的覆盖预测；3) 容量分析：分析WCDMA系统软容量的特性，从容量的角度分析小区范围；4) 将以上2、3步结果在规划软件上进行综合分析调整，从而在CDMA系统的覆盖和容量之间获得平衡，达到良好的设计效果；5) 基站选择及站址勘察：根据规划结果进行基站选择及站址勘察，实地查勘考核与GSM基站共站的可能性；6) 将查勘后取得的基站数据(可能与原设计有所改变)导入规划软件，再次进行分析，考核其合理性，并取得系统参数设计值(如下行信道功率分配、多载波频率规划、扰码规划和切换算法参数设置等)。24 WCDMA室内分布系统部分的规划和设计2.4.1 WCDMA室内覆盖的特点： WCDMA室内覆盖特点如表2-3所示：表2-3 WCDMA室内覆盖特点WCDMA部分特点说 明工作频段上行：1920-1980MHz 2GHz频段，介质和自由空削传播损耗大，覆盖能力弱下行：2llO-2170MHz输出功率各业务信道功率叠加，输出功率动态分配WCDMA设计时参考导频功率，一般设计为总功率的10 的发射功率语音最大21 dBm数据最大24 dBmWCDMA 的发射功率小，为一个上行受限的系统业务特点语音、高速数据、MMS业务WCDMA主要特点是高速数据，在不同的数据速率要求下，要求信号强度和误码率不一样，即在不同的速率要求导频功率与EcIo不同信号的穿透能力较弱 WCDMA穿透能力绕射能力较差，尽量利用信号直射波，最好不要连续穿透2面墙的设计 最低发射功率 uE： 50dBm防止天线底下的uE在最低功率下，仍然造成系统阻塞。天线口的功率不能太大覆盖策略 重点覆盖，局部覆盖 WCDMA根据业务的发展需求来确定覆盖的深度。 容量动态WCDMA容量是动态的，与上行的受到的互干扰相关，系统设计要求， 的发射功率尽可能小，来获得系统的容量 2.4.2 WCDMA室内分布系统规划和设计原则室内分布覆盖强度指标：一般区域（95%），无线导频信号边缘覆盖场强： -90dBm。重点区域，无线导频信号边缘覆盖场强： -85dBm。电梯、地下室等密闭区域边缘覆盖导频强度： -95dBm。室内分布覆盖质量指标导频强度 -90dBm的一般区域，Ec/Io-12 dB（50%负载）。导频强度 -85dBm的重点区域，Ec/Io-9dB。导频强度 -95dBm的电梯、地下室等密闭区域，Ec/Io-15dB。1)室内分布系统规划和建设时需要考虑的因素有：a)到基站的距离；b)站间距离；c)城区，郊区，农村环境：d)建筑物大小；e)建筑种类；f)传播损耗；g)室内建筑结构。2)3G规划室外室内要统一考虑，是因为：a)室内分布系统是整个网络的重要组成部分：b)CDMA系统的技术特点使室内分布系统更加重要：c)室内室外网络整体考虑可以获得合理、高质量的整网性能。d)任何一个新建的室内分布系统将被看作整个网络新增的一个小区。室内系统的设计成为网络规划与优化的一个紧密部分。3)WCDMA室内分布系统的建设原则：a)室内分布系统与室外系统应该同时建设。根据对2G话务量的统计和目前国外的一些3G运营商的统计数据来看，来自室内的话务量占有相当大的比例。假设室内没有3G信号覆盖，用户出入建筑物时会频繁地在2G和3G系统之间进行切换，不但增加了信令开销，而且系统间的切换成功率很低，极易造成掉话。如果建设室内分布系统比较晚，不仅会使一些话务量流失，而且会影响运营商的形象，对3G用户的发展很不利。b)在WCDMA网络建设的初期，结合2G的经验以及考虑到投资的效益等问题，主要考虑在重要建筑物、办公楼和公共场所建设室内分布系统。c)在WCDMA网络发展到中期以后，由于3G用户逐渐占主流地位，在次重要的建筑物内的3G用户也很多，所以应该进入3G室内分布系统的大规模建设时期。 d)在进行WCDMA室内分布系统的建设时，应当根据建筑物的重要程度实现不同等级的信号覆盖水平。建筑物的重要程度可以参考2G或者WLAN的话务统计数据来确定。e)在进行室内覆盖时，优先采用同频方案。这样做的优点在于今后网络扩容时，可以做到室外和室内同步进行，另外同频切换的成功率也高于异频切换。虽然在某些高楼的高层，来自室外的干扰信号比较强，但这是局部的、个别的情况，通过室内仔细的设计和规划，应该是可以避免的。 f)在室内信号较弱或为覆盖盲区的环境中，在能够获取较纯净且稳定的基站信号的条件下，优先考虑采用直放站(无线或者光纤)作为室内分布系统的信号引入设备，以节省投资；在信号杂乱且不稳定的无线环境中，则避免使用无线直放站作为信号源引入信号。4）WCDMA室内分布系统规划和设计时要注重室内外网络的协调3 G室内覆盖的设计目标应能满足3G室内通信的需求。室内主导频覆盖能有效地控制覆盖范围，干扰最小化，从而 以理想的小功率发射。 发射功率很小，使得背景噪声较少，从而提高系统容量。而如果采用目前的2G室内分布系统设计方法，则难以满足3G系统要求，因为：存在覆盖盲区和信号泄漏干扰；干线放大器增加了维护成本并提高了系统噪声；部分 功率过大加大上行干扰；过多软切换浪费系统资源。室内用户占用室外基站信号，使得发射功率增大，增加系统上行干扰，系统容量减少；室内用户占用室内信号，也会由于室内天线较少，容易产生远近效应；室内信号泄露到室外，室外用户占用室内信号，造成过多的软切换和干扰。所以3G室内覆盖应注意以下几点：a)天线点选取时，应采用多个天线点，使每个天线点的EIRP降低(EIRP10 dBm)，这样才能控制覆盖，减少频率泄漏，并能避免远近效应的影响。b)尽量不使用干放和直放站，以减少噪声。c)信源最好采用射频拉远基站BBU(Base Band Unit)一RRU(Radio Remote Unit)形式，因为：容量高且可控；信噪比高；可以覆盖非常大面积的楼宇；易于安装；高效利用主干的CE与传输。d)尽量采用支持多系统的室内分布系统，这样做可以带来以下好处：共享设备间； 共享天馈线系统；大大减少天线点个数； 对建筑影响小。实现该目标的关键是要采用支持不同的合路要求的合路器。25 WCDMA室内分布系统的设计标准2.5.1 WCDMA系统设计依据1)中国联通2008年9月发布的中国联通GSM/WCDMA数字蜂窝移动通信网技术体制V2.0;2)中国联通2008年9月发布的中国联通2GHz WCDMA数字蜂窝移动通信网分布式基站设备规范;3)中国联通2008年9月发布的中国联通2GHz WCDMA数字蜂窝移动通信网室内分布系统测试规范;4)中国联通2008年12月下发的中国联通2009年WCDMA网络建设指导意见;5)中国联通室内无线综合分布系统设计指导意见（暂行版）;6)中国联通2009年10月下发的联通室内分布系统建设指导意见;7)未尽事宜参照相应国家标准或行业标准;2.5.2 WCDMA技术指标针对总部对覆盖指标的指导性意见并结合北京市楼宇特点及室外网络热点区域划分，对不同区域内不同楼宇采用不同的覆盖指标，将不同楼宇类型分为3个不同等级，进行差异化覆盖：A级（重要楼宇）及B级(非重要楼宇)、C级（地下居所）；对于电梯覆盖标准参照A级。WCDMA室内覆盖系统建设以改造现有2G室内覆盖系统的方式为主；为节省投资最大限度地考虑共用GSM或PHS 等现有室内分布系统；2.5.3 A级技术指标.3.1无线覆盖区内可接通率要求在无线覆盖区内的96位置，99的时间移动台可接入网络；电梯按重要区域标准覆盖，重要楼宇房间内全覆盖，卫生间、楼梯可布点加强覆盖。.3.2场强无线覆盖边缘导频（CPICH）功率场强（50%负载下）：1)地上楼层、电梯、公共卫生间：导频功率80dBm，导频Ec/Io8dB；2)地下室（带公共活动区的区域）、停车场：导频功率83dBm，导频Ec/Io8dB；3)地下室（非活动区）：导频功率86dBm，导频Ec/Io8dB。.3.3通话效果1)对于12.2kbps 的语音业务，BLER%2)对于64kbps 的CS 数据业务，BLER0.1%3)对于PS 数据业务，BLER5%4)覆盖区域内通话应清晰，无断续、回声等现象。.3.4移动台发射功率 室内96%区域内语音业务达到移动台发射功率Tx-10dBm。.3.5室内信号的外泄电平在建筑物室外10米处，室内分布系统泄漏到室外的WCDMA导频信号RSCP低于-90dBm，或者小于室外主导频RSCP 10dB以上。.3.6天线端口的最大发射功率室内天线最大发射总功率15dBm。2.5.4 B级技术指标.4.1无线覆盖区内可接通率要求在无线覆盖区内的95位置，99的时间移动台可接入网络；场强无线覆盖边缘导频（CPICH）功率场强（50%负载下）：1)有效覆盖区、电梯、公共卫生间：导频功率83dBm，导频Ec/Io8dB；2)地下室（带公共活动区的区域）、停车场：导频功率83dBm，导频Ec/Io8dB；3)地下室（非活动区）：导频功率89dBm，导频Ec/Io8dB。.4.3通话效果1)对于12.2kbps 的语音业务，BLER%2)对于64kbps 的CS 数据业务，BLER0.1%3)对于PS 数据业务，BLER5%4)覆盖区域内通话应清晰，无断续、回声等现象。2.5.4.4移动台发射功率室内95%区域内达到移动台发射功率Tx-10dBm；2.5.4.5室内信号的外泄电平在建筑物室外10米处，室内分布系统泄漏到室外的WCDMA导频信号RSCP低于-90dBm，或者小于室外主导频RSCP 10dB以上。.4.6天线端口的最大发射功率室内天线最大发射总功率15dBm。2.5.5方案设计规范2.5.5.1方案设计整体原则a）WCDMA室内覆盖系统建设以改造现有2G室内覆盖系统的方式为主；最大限度地考虑共用GSM或PHS 等现有室内分布系统；b）室内外覆盖一体化原则：确保室内覆盖系统提供良好的室内覆盖，同时要控制好室内信号，避免对室外构成强干扰； c）WCDMA室内覆盖系统改造应确保原有网络系统正常运行，并为后续优化留有余地；d）室内覆盖系统工程的建设必须满足国家和通信行业相关标准，电磁辐射值应满足国家标准；e）充分考虑各通信系统间的干扰控制。f）所有覆盖区域内均能满足提供HSUPA、HSDPA业务网络能力;g）为满足高层楼宇信号覆盖要求，对于计划只做电梯和地下的室分系统A级楼宇，6层（含6层）以上区域要求全覆盖；h）为解决高层导频污染问题，原则上对于需要多小区覆盖的10层以上的全覆盖楼宇，中层（4-10层）以上覆盖区域采用异系统/频点（第三频点）方式覆盖，中层