本部分知识及结构参考自人民邮电出版社出版的王振世先生的《实战无线通信应知应会》
网络规划就是网络架构的设计过程, 类似于组织架构的搭建过程, 也要围绕"三高一低"的规划目标: 要求在尽量低的建网运营成本下, 尽量扩大网络的覆盖范围, 增加网络的容量, 提高网络的质量.
移动通信的网络规划包括三大组成部分: 无线网络规划, 传输网络规划和核心网规划. 我们的重点是无线网络规划 (radio network planning, RNP).
无线网络规划是根据无线网络建设的覆盖目标, 容量目标, 质量目标以及成本目标, 确定无线网络建设的规模及相应的配置及参数的过程. 通过无线网络规划, 最终可以确定基站的数目及位置, 站型配置, 天线方向角, 下倾角,高度等工程参数, 邻区, 频率, 扰码, 小区发射功率等小区参数, 还可以得出基站到 RNV/BSC (3G/2G) 的传输带宽需求.
目前无线网络规划在业界有两种理念: “一次规划, 分步实施"和"多次规划, 分层建设”. 无论是哪种理念, 在实施过程中都包括五个关键过程: 信息收集阶段 , 网络规模确定阶段 (传播模型校正, 覆盖估算和容量估算), 站址位置确定阶段 (消频测试和站址勘测), 工程参数确定阶段 (仿真及工程参数调整) 和无线参数确定阶段 (信道功率参数, 邻区规划, 频率规划, 扰码规划和 RNV/LAC 规划).
覆盖估算 (coverage dimensioning) 的最根本的思路是给定要覆盖的面积和每个基站的覆盖范围, 求解在这个面积上需要放多少个基站.
站型 | 站间距 | 面积 |
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全向站 | D = 3 R ≈ 1.7 R D = \sqrt{3}R \approx 1.7 R D=3R≈1.7R | S = 3 2 3 R 2 ≈ 2.6 R 2 S = \frac{3}{2}\sqrt{3}R^{2} \approx 2.6 R^{2} S=233R2≈2.6R2 |
三叶草站型 | D = 1.5 R D = 1.5 R D=1.5R | S = 9 8 3 R 2 ≈ 1.95 R 2 S = \frac{9}{8}\sqrt{3}R^{2} \approx 1.95 R^{2} S=893R2≈1.95R2 |
我们可以根据最大允许路损 (maximal allowed path loss, MAPL) 得到基站的覆盖半径.
损耗 (loss) | 余量 (margin) | 增益 (gain) | |
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发射端 | 馈线损耗 L B S L_{\rm{BS}} LBS | —— | 发射天线增益 G B S G_{\rm{BS}} GBS |
空中无线环境 | 路径损耗 P L PL PL, 穿透损耗 L p L_{\rm{p}} Lp | 干扰余量 M I M_{\rm{I}} MI, 克服慢衰落余量 M f M_{\rm{f}} Mf, 克服快衰落功控余量 M p c M_{\rm{pc}} Mpc | 软切换增益 G S H O G_{\rm{SHO}} GSHO |
接收端 | 人体损耗 L b L_{\rm{b}} Lb | —— | 接收天线增益 G U E G_{\rm{UE}} GUE |
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无线通信领域的仿真 (simulation) 就是在无线网络建设之前, 对规划好的方案在无线的模拟环境中进行验证的过程, 主要看网络的覆盖, 容量, 质量等性能指标是否能够达到设计要求. 它一般包括:
通过仿真得到覆盖效果图, 业务质量分布图, 导频污染分布图, 干扰分布图, 负荷分布图, 切换分布图等.
Monte-Carlo 仿真是一种静态仿真.
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无线网络优化 (radio network optimization, RNO) 是指一切提高无线网络性能的工作, 即在完善覆盖水平, 满足容量要求的情况下, 控制干扰, 提高业务质量和资源利用效率的一切活动.
- RF 优化 (radio frequency optimization) 即射频优化, 主要目的是对覆盖问题进行优化. 另外, 还可以控制干扰且解决切换类问题. 总而言之, RF 优化是网络优化的基础性工作, 也是决定网络性能高低的关键工作.
- 无线参数设置 (radio parameter optimization) 是和系统无线资源配置, 管理和应用相关的参数. 主要包括覆盖相关参数, 信道配置相关参数, 功率控制相关参数, 移动性相关参数, 分组调度相关参数, 负荷和准入控制相关参数, 算法开关相关参数, 以及各种定时器和计时器等.
评测网络性能的指标有三个组成要素: 数据源, 分析维度, 字段和算法.
关键性能指标 (key performance indicator, KPI) 是衡量网络性能水平的重要参数. 无线网络的关键性能指标对不同部门的作用和要求不一样. 可以分为覆盖类指标, 保持类指标, 移动性相关的指标, 时延类指标, 吞吐率相关的指标, 系统可用性的指标等.
信号强度 | 信号质量 | 备注 | |
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下行 | RSCP | E c / I o ( C / I ) E_{\rm{c}}/I_{\rm{o}}(C/I) Ec/Io(C/I) | RSCP 和 E c / I o ( C / I ) E_{\rm{c}}/I_{\rm{o}}(C/I) Ec/Io(C/I) 要大于一个水平, 在合理范围内大一点好 |
上行 | UE Tx Power | RTWP | UE Tx Power 和 RTWP 要小于一个水平, 数值越小越好; 大了说明上行覆盖较差或上行干扰较大 |