第7章移動通信網絡的規劃、設計與優化7.1移動通信網絡規劃與設計的基礎知識7.1.1概述移動通信系統的規劃與設計一般就是指移動通信網絡的規劃與設計。其中，網絡規劃一般是指在初始階段對移動通信中網絡工程的粗略估計與布局的考慮；網絡設計則主要負責在初步規劃的基礎上對正式運營的不同制式移動通信蜂窩網進行工程設計。無線（射頻）網絡規劃設計與核心網設計是移動通信網絡規劃設計的主要內容，除此以外，還有水暖、供電、標識和土木建筑等配套工程的規劃設計。7.1.2網絡規劃設計的原則要權衡好服務質量、服務范圍與建設成本的關系。要用發展的眼光去進行規劃設計。以系統工程的觀念進行規劃設計。在無線網絡的規劃設計中對不同用戶和不同環境要區別對待。應根據不同移動通信系統的特點來進行規劃設計。規劃設計要符合國家的產業政策導向。7.1.3網絡規劃設計的流程對于不同體制的移動通信網絡或移動通信網絡的不同部分，其網絡規劃設計的流程會有所區別，但總體來說，都可以粗分為準備階段、總體規劃階段（也稱預設計階段）、詳細設計階段和方案優化階段。1、無線網絡規劃設計流程準備階段初始規劃與布局覆蓋要求容量要求質量要求地形、地貌/無線傳播基站站址數目初估基站配置初估設備投資概算小區類型業務分布干擾分布通信制式覆蓋設計容量設計站址選擇參數規劃基站站址確定與配置基站參數選取覆蓋分析容量分析質量分析網絡設計優化網絡仿真網絡測試無線資源管理RRM參數調整是否滿足設計要求設計方案輸入輸出無線網絡規劃與設計否是2、核心網規劃設計流程基礎信息收集現有資料整理規劃依據收集建設原則確認發展環境分析總體發展目標業務定位和功能主要業務發展策略⑴資料準備階段⑵確定規劃目標階段⑶用戶預測、業務預測階段全省移動用戶數預測智能業務用戶數預測數據業務用戶數預測分地區擬合全省擬合分析取定預測值分析建立預測模型討論確定業務模型用戶數預測數據業務預測分地區話務模型確認話務量預測短消息業務預測業務預測本地話務量省內話務量省際話務量…確定工程總體規模分析確定網絡建設規劃網絡總體發展策略⑷確定工程規模和建設規劃階段⑸電路域網元、分組域網元、信令域網元規劃階段網絡拓撲結構端局設置HLR設置匯接局設置關口局設置…確定CS域組網方案GGSN設置和數量SGSN設置和數量DDS設置和數量CG設置和數量NTP設置和數量…確定PS域組網方案⑹話路、帶寬、信令鏈路計算配置階段信令網結構STP設置方式信令鏈路路由設置智能網結構SCP等智能網元設置確定信令網、智能網組網方案網絡處理能力計算公式、計算參數的確定CS域設備容量和處理能力要求PS域設備容量和處理能力要求信令設備容量和處理能力要求CS域中繼或帶寬計算PS域帶寬需求計算CS/PS域相應信令鏈路計算規劃軟件仿真檢驗CS域設備端口配置、話路配置PS域設備端口配置、數據傳輸帶寬信令設備配置、信令鏈路配置⑺網管、同步及其他支撐系統規劃階段網管、同步以及綜合業務支撐系統組網分析⑻編號、路由階段編號計劃路由選擇⑼規劃設計方案評估、優化階段7.1.4網絡規劃設計的主要環節1、數字地圖在網絡規劃設計中的應用

電子地圖是無線網絡規劃設計需要建立起來的數字化的地理信息數據庫，它是進行基站選址的基礎，同時也是進行業務密度預測、網絡模擬和傳播模型校正的必備數據。所有的網絡規劃設計軟件都必須借助于電子地圖才能運行。2、從覆蓋、容量和質量3個不同角度進行規劃設計

從原理上說，以TDMA技術為主體的GSM/GPRS系統可以分別從覆蓋、容量和質量3個不同角度獨立進行無線網絡的規劃與設計，然后再根據具體的環境與條件選取其中之一為主體；在CDMA技術為主體的IS-95CDMA系統和3G系統需要綜合衡量覆蓋、容量和質量指標來展開無線網絡的規劃與設計，這是因為這3個質量指標是相關的。覆蓋目標的指標主要包括服務區域的覆蓋率、通信概率要求和需要連續覆蓋的基本業務。容量目標描述的是在系統建成后所能提供的業務類型以及滿足的語音用戶數和數據業務指標值。質量目標包括語音業務質量指標和數據業務質量指標兩類。說明：表示除法的方向圖7-3基站數目選取的3類方法3、頻率規劃頻率規劃是指移動通信系統在建網過程中，根據某地區的話務量分布分配相應的頻率資源，以實現有效覆蓋。在進行頻率規劃之前，首先要確定網絡中的基站，即確定基站的數目，并進行基站站址的選擇（通常要在電子地圖上標注）。再根據規劃小區的的需求話務量A和呼損率E，通過查詢相應表格得出某小區需要的頻率數k。4、導頻偏移量規劃和擾碼規劃CDMA移動通信系統雖然不需要進行頻率規劃，但需要進行碼資源的分配或者說PN碼規劃，以便于在下行鏈路區分小區。不同體制的系統PN碼使用的方法不同，其PN碼規劃方式也不同，IS-95CDMA和CDMA2000系統進行導頻偏移量（PN碼的相位差，也稱為導頻相位）規劃系統方式，WCDMA和TD-SCDMA系統則采用擾碼規劃方式。5、核心網規劃設計移動通信的核心網規劃設計內容很多，而且移動通信系統的標準和版本不同，核心網的網絡結構和網元差異很大。但總體來說，在核心網實現全IP化之前，一般還是分別對CS域和PS域進行規劃設計。7.2業務預測及業務模型7.2.1概述業務數據是進行移動通信網絡規劃設計的重要輸入數據，具體的數據指標主要有業務密度分布（即業務密度圖）、業務滲透率、業務種類、業務承載方式、業務容量（包括流量、吞吐量和用戶數等）和業務QoS要求等。預先得出這些業務數據，成為規劃設計移動通信網絡的無線覆蓋、網絡規模、網絡結構和具體網絡設備數質量的重要依據。這樣設計出來的網絡既能滿足業務需求，又能節省建設成本，避免造成不必要的設備及無線資源浪費。7.2.2業務預測1、預測基礎在規劃設計中，要進行業務預測的基礎和前提條件為以下幾點。首先需要明確預測對象，確定要預測的業務及區域范圍，調研設計核心網、無線網絡等所需的數據。對基礎數據進行收集。對現有用戶發展情況進行分析，找出規律和趨勢，并能夠分析出該區域/省市的用戶發展的顯著特點，這為業務預測的取值及結果判斷起著至關重要的作用。運用科學性的預測方法和工具也是業務預側的重要基礎，需要結合預測范圍及對象選擇合適的預測方法和工具。結合國家經濟發展政策、移動市場發展環境等因素，準確把握蜂窩移動通信的發展規律、正確認識我國蜂窩移動通信所處的發展階段是進行市場需求預側的前提。明確預測期（預測年限），一般可根據移動通信網絡的建設年限來決定，但運營商也可根據需要進行短期業務預測或長期業務預測。2、預測方法業務預測是一個涉及數據統計、分析、數學計算等知識的復雜過程，它涉及的主要理論基礎有數學模型、統計分析、擬合分析等。在通信業內，根據多年的實踐總結，有效的移動用戶數預測方法（其他預測內容的預測方法略有不同，但基本近似）有多種，現列舉幾種主要的方法如下。人口普及率法趨勢外推法回歸預測法瑞利分布多因素法3、業務模型⑴、業務模型構建工程性考慮一般來說，業務模型至少包括以下內容：①每種業務有多少人使用；②某業務的使用者使用該業務的頻繁程度；③提供的業務種類④從數據傳輸的角度，每種業務具有怎樣的特性；⑤用戶使用某業務時期望怎樣的服務質量7.3無線傳播模式及校正7.3.1無線傳播模型無線傳播模型是對無線傳輸信道的一種模擬和仿真，在網絡規劃軟件中，用于預測無線傳播的損耗，并預測接收信號的場強?，F有的無線傳播模型有3大類，即幾何模型、概率模型和經驗模型。其中，幾何模型是在電子地圖的基礎上直接應用電磁理論計算出確定性模式，但要求電子地圖精度高，且計算復雜，因而較少使用；概率模型是利用數學知識得出接收信號場強的概率分布情況，主要用于理論研究；經驗模型是基于大量測量數據的統計模型，在工程上應用較多。本節介紹幾種在工程上推薦使用的無線傳播模型。7.3.2傳播模型校正所謂的模型校正是指充分利用測試數據，對原始傳播模型公式的各個