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WCDMA基站按需配置

http://www.sina.com.cn 2007年02月27日 11:56 通信产业报

  -上海邮电设计院有限公司3G设计研究院 许锐

  基站能力的考察论证是无线网络部署的重要环节,近期引入的基站术影响着无线链路和网络业务等方面的发展。各运营商目标市场规模参差、业务构型有别,基站能力应结合具体用户、业务环境来论证。

  基站能力的考察论证是无线网络部署的重要环节。采用CDMA技术的基站,覆盖和容量能力应统一考察,即工程设计中所说的站距控制和站型控制。

  实际工程中由于诸多不确定自然和社会因素的影响,基本无法按照WCDMA常规室外宏基站单小区能力考察的一般流程准确设置;但摒弃基站能力论证的环节,任何场景都简单取50%上行负载来确定基站布局和配置,则可能导致脱离现实和部署失误。尽可能合理地设置需要各环节个性分析,我们从基站能力论证的影响因素说起,结合近期新技术特征引入增加的考虑,探讨一下应注意的要点和方法。

  无线链路参数影响

  链路预算参数因地区环境、厂商设备、运营商网络指标而不同,需综合平衡损益取定:基站接收机Eb/No指标、标准偏差和衰落储备、穿透损耗参数的取定,以及传播模型K因子的校准对链路预算结果有明显影响,业务激活因子、小区的邻本比、正交因子影响负载核算过程。这些对基站能力结论都会造成影响,其中设备与系统性能相关的应根据建设方业务和网络要求、参照实际选用的设备或主流取值,传播模型参数的取定则对传播模型校正的可靠、实用性提出了要求。

  实际校正经验表明,对地形地貌复杂、建筑密集的城市环境,由于布局、构型等原因,校正结果往往难以归纳为少数几种典型,因而对校正工作及其有效性多有争议。由于实际工程中物理站址获取本难以理想等因素,校正结果对链路预算、从而站点布局的影响可以被忽略;于是应该认识到在基站能力论证中采用的传播模型可能只是某区域传播特性的整体平均,或者其中某几个地点传播模型的综合,负载结果、覆盖半径对具体分布的站点本身就包含这部分误差;与预期需求设计匹配时应考虑一定的冗余。

  比较准确的WCDMA蜂窝网无线传播特性的获取,有利用已有二代网络的实测覆盖性能、反推三代等其他无线网覆盖能力的方法,并以共站设置为最理想应用场景。具备较细致地传播特性分布数据,设计后期可以通过仿真软件的业务仿真检验负载设计。

  与上行相比,下行链路预算本身也存在理论上的不确定因素:如终端分布,从而每个业务连接的下行发射功率的难以确切把握和计算或平均路径损耗或终端“Magic Point“的无法确定。通常以上行预算结果减量代替做人工估算,需要精确核算的场合也只能求助软件仿真、以至实测了。

  网络业务的影响

  3G时代移动网业务模式为电路型与分组型业务的共同运行,UMTS还支持64kbps的电路型数据业务,且空中接口支持各类业务同载频内的共同承载。

  业务预测面向的首先是应用属性的描述——如图2中Voice、Video Call、Email……这些描述应包括针对每种业务的平均分组大小、平均会话时长、承载分布等性状特征和平均每用户使用频次、分类用户规模等规模特征。网络设计中应先将应用层的模型转化为以无线承载、QOS指标要求分类的模型,从而论证能满足所有承载类型业务的资源配置。

  那么首先,业务量预测的难以准确成为最大的不确定因素:业务量超预期导致布局缺陷、紧急扩容,不足则造成资源浪费。而CDMA系统的小区分裂不宜,要求在初期建设中就充分考虑远期需求,以“终身布局”为各期建设参照,以最大限度地降低系统的自干扰影响,满足设计业务需求;从而业务预测的前瞻性、准确性影响就更关键——用户规模、分类业务比重、业务空间和时间分布等的改变,都将引起原基站能力论证不同程度的失真。面对业务发展情况的难以预见和把握,笔者建议更多地协同运营商的产品和市场策略,从寻求参照而不得转为主动创立典型业务模式、业务开展上控制先决为主代替测不准而强测,通过网络侧的速控、流控等机制的响应降低服务风险。

  此外,即使业务模型确定,多速率、多GOS混合业务环境以及资源竞争接入、动态共享的模式下,电路型话音、数据和分组的数据、以后的VOIP,以及两种业务并发等复杂状态的负载直接核算依然缺乏成熟、完善的理论。常用的Compbell坎贝尔方法、加权Erlang方法主要适用于电路型业务为主的场景,有设备商采用MDE多维爱尔兰方法、M/G/R-PS共享处理方法,基于排队论模型,从随机过程迭代计算需要的无线接入资源,也难以直接应用。笔者的建议,可以利用仿真软件中的单小区或单站仿真工具,测算上、下行的业务负荷,优化网络设计。

  因为无线链路参数和网络业务不确定因素的影响,理论论证的方法实用有局限性,此外运营商从建设、管理策略的一致性出发,往往倾向于各地统一的负载指标,如按上行负载50%规划。这一共识的设计指标多数情况下是强制为下行受限系统或说使系统不至上行受限,扩容以增加载频提升下行的业务能力。笔者认为实际设计中,各运营商目标市场规模参差、业务构型有别,基站能力应结合具体用户、业务环境来论证,设计负载指标的取定应就具体业务模型做核算及与惯例参数比较取定。如核算的上行负载在50%上下,则按50%规划基站设置就有业务干扰阻塞的危险。又如为节省初期投资,常有建议郊区、农村首期设置OTSR站型,以为业务量稀疏,负载不会高;而实际由于覆盖较市区及单小区范围广,其上、下行负载指标可能比市区站点更高、扩容需求更早;因而这种设置的合理性需根据实际场景分析确定。尽管理论论证的方法难以准确,对临界可行状态的判断仍有指导意义,也可根据运营策略选取各等级的负载标准。

  引入HSDPA的影响

  基站加载HSDPA功能,对上行增加HS-DPCCH信道将引起的小区覆盖收缩已有不少模拟和论证;在目前HSDPA可能开通的市区环境,由于实际蜂窝网格尺度本非严格的测算站距,笔者认为对已筹划的基站布局的影响可以接受,无须特意调整。

  HSDPA占用信道和其他业务信道之间实现动态的功率分配是产业界近年来的新进展之一,于是,如何设置HSDPA可用的最大码道数——即HSDPA业务可用的最大功率怎么取呢?诚然HSDPA是Best Effort的技术,但既然可能收费、以及可能以技术点为吸引,就必然要估计和测算这部分用户量、网络资源消耗;同时对R4等各类承载的其他共享接入业务,也需有上述测算才得以合理配置和保障满足。于是,网络的业务承载策略、资源使用计划——具体如HSDPA HS-DSCH、R99/R4TCH、GPRS PDCH的分工、分类业务和承载的优先级是设计须论证的另一个重要环节。这些论证须结合具体网络情况具体分析,如简单“加载HSDPA初期合载频、之后再独立载频设置“的结论不是普适的;下行负荷预计不足的结果,是升载频比我们预期的更早。

  HSDPA以后更丰富和更高速率数据业务的提供将引来业务模型的很大变化,而网络动态优化有极限,未来技术特征的扰动也难以充分预见,因而多样化补充覆盖手段将尤为必要。

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