GSM无线网络规划 ESTSG34 V1.0GSM 无 线 网 络 规 划II 网络规划序言1网络规划基本知识介绍2网络规划的设计目标2网络规划的流程和内容2基础知识介绍6GSM网络基础知识6一、GSM系统频谱划分6二、GSM系统多址技术8三、GSM空间接口9四、GSM网络组成和功能13移动环境中的电波传播15无线信号的理论分析16移动通信常用预测模型19无线系统容量和配置规划22话务模型、容量计算和用户预测23话务分布预测28系统容量和配置规划流程30系统容量和配置规划计算30基站容量和配置规划301CCCH数量计算和相关参数312SDCCH数量计算和相关参数33BSC、RXCDR所需链路的数量35BSC-BTS链路计算公式：37BSC-MSC链路计算公式：38RXCDR到MSC之间的链路计算40蜂窝小区设计及覆盖预测41基站初始布局、站址选择与勘察41基站初始布局41站址选择与勘察42蜂窝小区各参数的设计43通信概率的设定43系统余量的设定43快衰落及人为噪声引起的恶化量的储备的设定44各类损耗的确定45(1)建筑物的贯穿损耗45(2) 人体损耗45(3)车内损耗46基站天线输入功率EIRP的计算46天线性能参数的选定46天线高度与倾角47天线分集技术的应用47基站使用塔放带来的增益49移动台性能参数的设定49上下行链路平衡的计算49无线覆盖区设计及覆盖预测51频率规划及干扰预测52蜂窝结构的形成规则52无线区簇52理想干扰模型531、同频干扰保护比532、N-复用无线区簇下的载干比估算533、同频干扰概率554、近端-远端干扰56频率复用技术及干扰分析56分组频率复用技术57（1）43频率复用技术57（2） 33复用技术59（3） 13复用技术60（4）26复用61多重频率复用MRP61分组复用与MRP技术的系统容量比较64同心圆（Concentric Cell）技术65小区分裂与频率规划68几种常用抗干扰技术69不连续发射(DTX)69跳频(FH)69动态功率控制(DPC)72“13”复用+射频跳频+DTX+DPC72工程中GSM频率分配的原则总结7273网络规划序言GSM网络规划一般侧重两个问题：第一个问题是针对一般性的电信系统，涉及到交换设备和传输链路的规划；第二个问题是无线网络规划，这是蜂窝无线通信系统的特殊问题，涉及到无线覆盖和频率规划等十分重要的问题。本文将着重介绍GSM系统的无线网络规划设计，以下简称网络规划。由于无线系统容量和配置规划、小区覆盖设计和频率规划是GSM无线网络规划的三个重要方面，所以本文重点讨论这三方面。网络规划基本知识介绍网络规划的设计目标GSM无线网络规划设计是移动通信网的建设中极其重要的环节，它对于网络的建设成本与网络建立后的运行质量有重要的影响。GSM无线网络规划设计目标是指导工程以最低的成本建造成符合近期和远期话务需求，具有一定服务等级的移动通信网络。具体地讲就是要达到服务区内最大程度的时间、地点的无线覆盖，满足所要求的通信概率；在有限的带宽内通过频率复用，提供尽可能大的系统容量；尽可能减少干扰，达到所要求的服务质量；在满足容量要求的前提下，尽量减少系统设备单元，降低成本等几个方面目标。当然上面的目标有些是互相冲突的，所以实际的系统实现常常是上述目标折中的解决产物。网络规划的流程和内容GSM无线网络规划与优化是一个阶梯式循环往复的过程。对于一个GSM网络来说，移动用户在不断地增长，无线环境在不断的变化，话务分布情况也在变化之中，因此，GSM网络是在循环反复的网络规划与优化的过程中不断发展壮大起来的。无线网络规划与优化工作的总体流程可用下面的流程图表示出来。系统需求调查分析系统容量极限网络优化调整用户增长、话务分布改变、无线环境变化网络校验与工程型优化调整工程实施频率规划及干扰预测覆盖预测与规划勘察与站点初始布局容量规划规划网络规划主要包括以下基本过程和内容：（1）网络规划资料收集与调查分析为了使所设计的网络尽可能达到运营商要求，适应当地通信环境及用户发展需求，必须进行网络设计前的调查分析工作。调查分析工作要求做到尽可能的详细，充分了解运营商需求，了解当地通信业务发展情况以及地形、地物、地貌和经济发展等信息。调研工作包括以下几个部分：了解运营商对将要建设的网络的无线覆盖、服务质量和系统容量等要求 ；了解服务区内地形、地物和地貌特征，调查经济发展水平、人均收入和消费习惯；调查服务区内话务需求分布情况 ；了解服务区内运营商现有网络设备性能及运营情况；了解运营商通信业务发展计划，可用频率资源，并对规划期内的用户发展做出合理预测；收集服务区的街道图、地形高度图，如有必要，需购买电子地图。（2）勘察、选址和传播模型校正基站的勘察、选址工作由运营商与网络规划工程师共同完成，网络规划工程师提出选址建议，由运营商与业主协商房屋或地皮租用事宜，委托设计院进行工程可行性勘察，并完成机房、铁塔设计。网络规划工程师通过勘察、选址工作，了解每个站点周围电波传播环境和用户密度分布情况，并得到站点的具体经纬度。为了更准确地了解无线规划区内电波传播特性，规划工程师可将几类具有代表性的地形、地物、地貌特征区域内指定频段的测试数据或现有网络测试数据（已建网络）整理以后，输入网络规划软件进行传播模型的校正，供下一步规划计算中使用。（3）网络容量和配置规划根据对规划区内的调研工作，综合所收集到的信息，结合运营商的具体要求，在对规划区内用户发展的正确预测基础上，根据营运商确定的服务等级，结合无线系统产品的容量和配置能力，从而确定整个区域内重要部分的话务分布和布站策略、站点数目和投资规模等，充分考虑当地高层建筑、楼房和高塔的分布，基本确定站点分布及数目。对于站点的位置及覆盖半径，必须考虑到话务需求量、传播环境、上下行信号平衡等对基站覆盖半径的限制，建站的综合成本等诸方面的因素。 对网络进行初步容量规划。容量规划得出：满足规划区内话务需求所需的基站数； 每个基站的站型及配置；每个扇区提供的业务信道数、话务量及用户数； 每个基站提供的业务信道数、话务量及用户数； 整个网络提供的业务信道数，话务量及用户数； 此步骤的规划是初步规划，通过无线覆盖规划和分析，可能要增加或减少一些基站，经过反复的过程，最终确定下基站数目和站点位置。确定下基站配置后，还要根据BSC和XCDR产品的能力，得出BSC和XCDR的合理配置和数量，还有无线子系统的拓扑结构，并提供与MSC之间所需的2Mbit./s链路数量。（4）无线覆盖设计及覆盖预测无线覆盖规划最终目标是在满足网络容量及服务质量的的前提下,以最少的造价对指定的服务区提供所要求的无线覆盖。无线覆盖规划工作有以下几个部分：初步确定工程参数如基站发射功率、天线选型（增益、方向图等）、天线挂高、馈线损耗等。进行上下行信号功率平衡分析、计算。通过功率平衡计算得出最大允许路径损耗，初步估算出规划区内在典型传播环境中，不同高度基站的覆盖半径。 将数字化地图、基站名称、站点位置以及工程参数网络规划软件进行覆盖预测分析，并反复调整有关工程参数、站点位置，必要时要增加或减少一些基站，直至达到运营商提出的无线覆盖要求为止。（5）频率规划及干扰分析。 频率规划决定了系统最大用户容量，也是减少系统干扰的主要手段。网络规划工程师运用规划软件进行频率规划，并通过同频、邻频干扰预测分析，反复调整相关工程参数和频点，直至达到所要求的同、邻频干扰指标。（6）无线资源参数设计合理地设置基站子系统的无线资源参数，保证整个网络的运行质量。从无线资源参数所实现的功能上来分，需要设置的参数有如下几类：网络识别参数 系统控制参数 小区选择参数 网络功能参数 无线资源参数通过操作维护台子系统配置。网络规划工程师根据运营商的具体情况和要求，并结合一般开局的经验来设置，其中有些参数要在网络优化阶段根据网络运行情况作适当调整。 无线网络规划工作由于技术性强，涉及的因素复杂且众多，所以它需要专业的网络规划软件来完成。规划工程师利用网络规划软件对网络进行系统的分析、预测及优化，从而初步得出最优的站点分布、基站高度、站型配置、频率规划和其它网络参数。网络规划软件在整个网络规划过程中起着至关重要的作用，它在很大程度上决定了网络规划与优化的质量。基础知识介绍在介绍网络规划前，我们先来回顾一下GSM网络的基础知识和无线传播的知识。GSM网络基础知识一、GSM系统频谱划分GSM作为当前世界上分布最广的蜂窝移动系统，也是目前国内移动系统的主干网络，承载了国内的大部分手机用户。我国陆地公用蜂窝数字移动通信网GSM通信系统目前采用了900 MHz和1800MHz两个不同的频段。（1）GSM900工作的无线频率分配为：GSM900：890915MHz上行频率935960MHz下行频率双工间隔为45MHz，工作带宽为25MHz，载频间隔200KHz。频道序号和频点标称中心频率的关系为：fu(n)=890.200MHz+(n-1)0.200MHz上行频率fd(n)= fu(n)+45MHz下行频率n=1124频道GSM900频段共有124个载波频道。在我国GSM900频段分别由中国移动公司和中国联通公司两家 GSM运营商使用：中国移动公司：903909MH（上行），948954MHz（下行），共6M带宽，30个频道，频道号为6695。由于中国移动公司拥有模拟网的频段，各地移动分公司都将模拟网退频，让出一些频段给GSM900使用，因此中国移动公司GSM系统实际占用不止6M带宽。中国联通公司：909915MH（上行），954960MHz（下行），共6M带宽，29个频道，频道号为96124。（2）GSM1800由于900MHz频带有限，可容纳的用户数也受限，所以GSM系统又发展到1800MHz。GSM1800工作的无线频率分配为：GSM1800：1710-1785MHz上行频率1805-1880MHz下行频率双工间隔为95MHz，工作带宽为75MHz，载频间隔为200KHz。频道序号和频点标称中心频率的关系为：fu(n)=1710.2MHz + (n-512)0.200MHz 上行频率 fd(n)= fu(n)+95MHz下行频率 n=512885频道目前只有中国移动公司的部分分公司开通了GSM1800网络，拥有1800网络的移动分公司大多申请了频道号为512562的10M带宽。（3）保护带宽当一个地区GSM900系统与模拟移动通信系统共存时，两系统之间（频道中心频率之间）应有约400KHz的保护带宽，通常是由模拟网预留。中国移动公司与中国联通公司的GSM系统也应有400KHz的保护带宽，即它们之间必须有一个网络少用一个频道，或由中国移动预留，或由中国联通预留。GSM在900MHz和1800MHz的频率分配如下图所示：MOTOROLASuppor