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基于2G网络的WCDMA建设的探讨分析

IT.SOHU.COM  2004-09-14 11:40  转自: 通信世界
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  中京邮电通信设计院 刁兆坤

  中国移动当前GSM网络的建设已经相当成熟,具有良好的覆盖性和稳定性,所提供的业务也是主要以话音和低速数据业务为主。目前中国移动通信市场的移动电话用户还在高速增长,在未来很长的一段时间里话音业务仍将是中国移动网络的主要收入来源。而3G网络要想在移动通信业务中具有一定的竞争优势,必须提高其服务能力,尤其是高速数据的业务能力,所以中国移动3G网络的定位应该是“面向数据兼顾话音的精品网络”。为了能够创造最大的市场、最多的用户并对用户有持续的吸引力,WCDMA移动通信网络必须具备以下条件:高覆盖率和稳定的网络信号;系统需要能够具有一定的的容量来面对可能发生的高话务冲击;网络必须是持续可盈利的网络。

  要在复杂的无线环境条件下创造优良的网络服务,3G移动通信网络必须具有比2G更完备的网络覆盖的能力、支持更高速率要求的数据服务以及综合话音、数据及其他各种实时的多媒体业务。无线网络结构对将来的3G网络性能具有决定性的作用,必须具体结合目前GSM900和GSM1800的实际情况来考虑,同时必须符合将来的业务发展策略。

  一、移动发展3G的内在驱动力

  1. 企业发展战略的需要

  根据中国移动的整体发展战略,中国移动应努力为用户提供多样化、个性化的业务,突出差异性,保持服务优势,使业务始终处于市场的领先地位。但目前中国移动除了为用户提供优质的话音业务外,由于GPRS网络的实际承载速率的限制,还不能为用户提供优质的移动数据业务,而3G网络为中高速数据业务的实现和质量提供了保证,使得中国移动可以在移动数据业务市场保持优势地位。

  2. 开辟新的业务增长点的需要

  由于市场竞争日益激烈,而且以价格竞争为主要手段,加上新增用户的低端化,使得近年来中国移动的用户数虽仍在稳步增长,但MOU和ARPU却不断下降,话音业务的利润空间一再压缩,中国移动的新业务收入比例仅为10%左右,而且其中绝大部分来自短消息和来电显示。只有移动数据业务的大发展才能有效改善这种增量不增收的局面,实现运营收入的持续稳定增长,而3G网络的部署为中国移动提供了大力发展移动数据业务的机遇。

  二、网络建设总体策略

  由于CDMA技术的自干扰特性,3G无线网络在建设前应当做好整体规划,具体建设可以分步实施,逐步达到规划目标。

  WCDMA初期建网应当实现目标覆盖区的连续覆盖,以减小与GSM的系统间切换,提高3G网络的服务质量。为加快建设进度,节约建设成本,中国移动的3G无线网络建设应当充分利用2G网络资源。3G基站在市区,尤其是密集市区应当按照高负荷目标进行设置,保证站址相对稳定,同时初期可以按小容量进行配置,随用户数上升对基站硬件逐步进行扩容。由于3G无线网络承载的数据业务多发生在室内,因此3G无线网络的建设要重视室内覆盖,部署初期即应考虑建设室内分布系统。

  总之,一期工程建设在考虑话音业务的基础上,应重点考虑数据业务的发展和建设,工程建设总体指导思想应强调数据业务中等速率覆盖的连续性,给数据业务的发展创造契机,提升网络的知名度和总体服务能力,创造出一个真正的精品网。

  三、2G和3G网络协同发展

  中国移动现有的GSM网络作为一种先进的移动通信网络在全球已得到广泛的使用,未来仍会是良好的话音业务承载网,GSM具有一些模拟网当年所不具备的优势,包括业务的多样性、资源利用率、保密性和容量等。GSM网络正在向EDGE演进,在未来相当长的一段时间内GSM/EDGE和WCDMA网络将处于共存状态,并实现互通和业务分担,是一个可持续发展的移动通信网络。无论从全球漫游和自身网络投资保护的角度出发,GSM网络仍然具有存在价值。因此,在可以预见的将来,WCDMA网络的建设不会重复当年GSM网络替代模拟网络那样的情况,即用WCDMA网络来完全替代现有GSM网络。

  四、WCDMA网络一期工程覆盖和承载业务目标

  一类地区密集市区和一般市区宜采用CS64K进行连续覆盖;二类地区的密集市区宜采用CS64K进行连续覆盖,一般市区可采用PS64K进行连续覆盖;三类地区密集市区和一般市区均采用PS64K进行连续覆盖;各类地区市郊和交通干线统一采用PS64K进行连续覆盖。下表为不同区域类型覆盖业务汇总表。

  表1 不同区域类型覆盖业务汇总表

  区域类型 密集市区 一般市区 市郊 交通干线

   业务类型 网络负载 业务类型 网络负载 业务类型 网络负载 业务类型 网络负载

  一类地区 CS64K 50% CS64K 40% PS64K 30% PS64K 30%

  二类地区 CS64K 40% PS64K 40% PS64K 30% PS64K 30%

  三类地区 PS64K 40% PS64K 30% PS64K 30% PS64K 30%

  五、WCDMA系统与GSM网络的共同规划

  在无线接入部分,利用现有GSM网络资源的方式有如下几种:在条件合适的情况下,与GSM基站共站,共享机房、传输、电源、天线、铁塔等;通过对现有GSM系统的改造,与GSM共享室内分布系统;利用现有GSM网络覆盖,依托现有GSM网络保证话音业务的连续性。

  可见,3G接入网与2G接入网应该是互相补充、互相配合的关系,即使在广域的连续覆盖的网络里依然很重要,对于拥有成熟GSM网络的运营商来说,将GSM和WCDMA视为一个统一的无线资源来管理,为终端用户提供最佳服务,才能获得最大效益(参见图1)。

  下面为2G/3G双模网在各时期的组网策略及切换、话务均衡原则:

  图1 网络最大效益示意图

  阶段一:此时WCDMA用户数少,网络容量空间大,运营商应制定3G双模终端用户优先选择WCDMA网的原则,以保证WCDMA用户尽可能享受到3G提供的新业务。具体的切换和话务均衡原则如下:当运营商在SIM卡设置开机时优先选择WCDMA网络;当WCDMA小区信号强度低于一给定门限值时,双模终端开始测量GSM小区,当GSM小区的信号强度超过规定的门限值时才执行3G到2G的切换;当WCDMA用户处在GSM网时,为保证3G用户尽可能享受3G服务,当它发现相邻小区有WCDMA小区时,手机将启动对WCDMA小区的测量,一旦信号强度达到门限值,并且GSM网络负荷满足一定要求,就切换回WCDMA网络。

  阶段二:此时WCDMA终端用户上升,高速数据业务获得发展,网络规模进一步扩大,在市区热点地区可能出现了话务拥塞,此时可考虑当WCDMA 负荷达到一定门限值时将新的语音呼叫业务建立分配在GSM网上,对于PS业务,由于GSM网不支持可以不必考虑;对于PS的Best effort 业务, 由于不保证其QoS,所以不必转到GSM。

  阶段三:随着移动互联网业务日趋成熟,WCDMA终端用户增长到较高比例,并且WCDMA网络实现全网覆盖。GSM与WCDMA网络均已发展成熟,网络间需要进一步的平衡机制来优化网络负荷,实现双网统一。此时的原则是通过在两个网络间提供基于不同内容的差异性服务及负荷控制,来平衡 GSM/WCDMA无线网络负荷,提高网络服务质量,例如WCDMA和GSM网络根据各自网络负荷做越区切换和小区重选。此外,也可根据负荷和业务种类来选择网络,如语音由GSM网承担,高速数据业务由WCDMA网承担。

  六、3G核心网、无线网利用现有2G网络设备的可能性分析

  GSM CN设备能够在WCDMA网络中共用。从技术层面来看,主要分为以下几种情况:仅须扩容(硬件、软件都不用升级修改);仅须软件升级,硬件无须修改 ;软件、硬件都需要升级。具体到现网设备,不同厂家设备对于升级方案(共用)的支持程度也有差异 。此外,能否共用还要综合考虑设备实装率(扩容潜力)、对于GSM网络质量(包括稳定性)的影响、工程实施难度、设备成本等多方面因素。总之,需要统筹考虑各方面因素,针对各地、各个设备具体情况综合决策。

  七、WCDMA一期工程建设总体规划原则及流程指导

  综合以上各点,我们认为在进行WCDMA无线网络规划时,可以按照以下流程开展:

  1. 充分的业务预测及评估,确定规划目标

  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. 详尽的覆盖分析

  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,以获得更加准确和可靠的覆盖预测。

  3. 周到的容量分析

  分析CDMA系统软容量的特性,从容量的角度分析小区范围。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。

  4. 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。

  5. 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)。

  6. 对不满意的部分再次进行查勘和系统分析,直至达到满意的结果和预期的设计目标。

  

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