网络规划与优化.doc
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CB-A1340网络规划与优化
学习目标：
l网络规划流程
l网络拓扑结构设计
l网络优化流程
lCDMA1X数据业务的测试与分析
l双载频系统的网络规划与优化
目录
第一节网络规划流程 1
1.1网络规划简介 1
1.2网络规划流程各阶段介绍 2
1.2.1项目预研 2
1.2.2需求分析 2
1.2.3网络评估 2
1.2.4无线环境测试 3
1.2.5网络拓扑结构设计 5
1.2.6规划站点勘察 6
1.2.7规划汇报 6
1.2.8仿真 6
1.2.9PN规划及邻区列表设置 6
1.2.10提交无线网络设计报告 6
第二节网络拓扑结构设计 6
2.1概述 6
2.2站点分布规划过程 6
2.2.1基站覆盖半径要求 6
2.2.2站点分布规划实现过程 6
2.2.3规划过程中的仿真 6
2.2.4覆盖半径和正六边形边长关系 6
2.3组网方式 6
2.3.1射频产品的特点及使用范围 6
2.3.2射频拉远使用注意事项 6
2.3.3组网原则 6
第三节网络优化流程 6
3.1网络优化简介 6
3.1.1网络优化全局流程 6
3.2网络优化流程各阶段介绍 6
3.2.1需求分析 6
3.2.2频谱扫描 6
3.2.3单站抽检 6
3.2.4校准测试 6
3.2.5优化前网络评估 6
3.2.6基站簇优化 6
3.2.7全网优化及优化后网络评估 6
3.2.8项目验收 6
3.3网络运营分析流程 6
第四节CDMA1X数据业务的测试与分析 6
4.1数据业务测试前准备工作 6
4.1.1测试条件 6
4.1.2测试区域 6
4.1.3iperf软件介绍 6
4.1.4PPP参数设置 6
4.1.5近区、远区 6
4.1.6无线参数配置 6
4.2数据业务设备性能测试 6
4.2.1单用户最大吞吐量测试 6
4.2.2单扇区最大吞吐量测试 6
4.3数据业务覆盖测试 6
4.3.1室外测试 6
4.3.2室外定点测试 6
4.3.3室内测试 6
4.4数据业务网络性能测试 6
4.4.1呼叫成功率、呼叫延时 6
4.4.2切换测试 6
4.4.3Dormant状态激活到Active状态 6
4.4.4传输延时测试 6
4.5数据业务分析方法 6
4.5.1用NetScope分析空中延时 6
4.5.2用UltraEdit统计PPP链接延时 6
4.5.3用NetScope统计概率分布PDF 6
4.5.4用NetScope统计Rx、Tx等在时间轴上的对应关系 6
4.5.5TCP吞吐量、RLP吞吐量、SCH速率等在时间轴上的关系 6
第五节双载频系统的网络规划与优化 6
5.1双载频原理 6
5.1.1组网方式 6
5.1.2手机待机的载频 6
5.1.3手机通话使用的载频 6
5.1.4同频之间的切换 6
5.1.5邻区同频业务信道满负荷时的切换 6
5.1.6两载频临界区的切换 6
5.1.7半软切换的理论 6
5.2双载频系统的网络规划 6
5.2.1参数规划 6
5.2.2天馈规划 6
5.2.3双载频区域规划 6
5.2.4射频拉远和直放站规划 6
5.3双载频系统的网络优化 6
5.3.1需求分析 6
5.3.2双载频性能测试 6
5.3.3单站检查优化 6
5.3.4RF优化 6
5.3.5双载频的维护 6
-3-
网络规划与优化
第一节网络规划流程
1.1网络规划简介
网络规划是指根据网络建设的容量需求、覆盖需求以及其他特殊需求，结合覆盖区域的地形地貌特征及供应商设备的特征，设计合理可行的无线网络布局，以最小的投资满足需求的过程。
网络规划是整个网络建设的基础，网络规划确定了整个网络拓扑结构后，后续的网络优化只能在此基础上进行微调。
网络质量能够达到预期的效果主要取决于网络规划结果是否合适。
整个网络建设过程中，根据前后的时间关系，网络规划所处的位置如下图所示：
图1-1网络规划在整个项目中的位置
根据需要执行工作的时间先后关系及相互之间的相关性，可以对网络规划进一步划分，对于普遍的情况（不由运营商规划），可以分为以下一些阶段：
图1-2无线网络规划流程
对于运营商规划的情况，流程中可以不包括需求分析和规划汇报等阶段。
1.2网络规划流程各阶段介绍
1.2.1项目预研
项目预研的目的是在正式开始规划之前，对需要执行的规划项目进行初步的可行性分析，确保项目能够顺利执行。
另外，需要确定项目的投资规模能否达到要求的效果，以及最终的验收标准。
项目预研如果表明项目可行，则进入正式的网络规划阶段，否则需要对项目目标或验收指标等进行调整。
1.2.2需求分析
对于不由运营商规划的情况，网络规划的执行单位需要了解客户具体的需求，以便在网络规划执行过程中以客户的需求为基础来搭建网络，尽可能满足客户需求，达到满意的网络效果；另外还需要了解规划区域的无线传播环境，以便在规划过程中选用合适的无线传播模型。
需求分析阶段需要了解的内容主要包括：
无线传播环境、人口分布信息、准备使用的频点及频段利用情况、现有网络信息（对应扩容网络）、本期网络建设的规模及要求覆盖区域范围、要求重点覆盖区域的信息、对容量有特别需求区域的信息、高档商业区和高档办公区的分布情况、人流量比较大区域的分布情况、网络建设系统参数方面的要求、网络建设过程中可以利用的站点信息、有线或无线网络的站点分布及话务分布信息、数据业务的需求、项目的验收标准、分工界面等。
需求分析过程中，为了充分了解规划区域的无线传播环境，需要对某些关键区域或具有规划区域典型特征点进行实地勘察。
需求分析结束后，规划人员需要根据对无线传播环境的了解程度，决定是否对部分可以利用站点预先进行勘察，实际上这还是一个了解环境的过程。
需求是整个网络规划和建设的基础，只有在充分了解需求，并在规划过程中充分尊重需求，才能确保规划的网络达到满意的效果。
1.2.3网络评估
对于扩容网络，需要首先了解当前网络的状况，在此基础上进行规划，才能有针对的解决当前网络存在的问题，这样就有必要对当前网络进行评估。
网络评估的内容包括DT（DriveTest）测试和CQT（CallQualityTest）测试。
对于具备条件能够统计到后台数据的情况，还包括资源利用率的统计分析。
DT测试包括覆盖率、呼叫成功率、掉话率、话音质量和切换成功率等。
1）覆盖率
覆盖率通过TxPower、RxPower、Ec/Io等参数来衡量。
2）呼叫成功率
呼叫成功率包括起呼成功率和被呼成功率。
3）掉话率
统计路测过程中掉话次数和总呼叫次数的比例。
4）话音质量
包括前向误帧率和反向误帧率，反映空中无线信道的质量。
5）切换成功率
统计测试过程中的切换成功率。
CQT测试包括覆盖率、呼叫成功率、掉话率、质差通话率和拨号后时延等内容。
1）覆盖率
通过各测试点统计到的TxPower、RxPower、Ec/Io等参数来衡量。
2）呼叫成功率
呼叫成功率包括起呼成功率和被呼成功率。
3）掉话率
统计CQT测试掉话次数和总呼叫次数的比例。
4）质差通话率
定点测试过程中，根据主观感觉来评价通话质量，对于出现未接通、掉话、无声、单通、串话、断续、变音、回声、背景噪声等现象的通话，视为话音质量不好，统计所有定点测试呼叫中，话音质量不好的呼叫在所有呼叫中所占比例。
5）拨号后时延
根据实地通话测试，对时延取平均值，和标准值对比。
网络评估过程中，网络规划工程师负责组织分区测试及撰写分区的报告，项目经理组织撰写全局的评估报告。
该报告需要归档。
1.2.4无线环境测试
无线环境测试包括两方面：
一是对规划区域进行频谱扫描，确保频率资源可用；
二是根据规划区域地形地貌和模型库的情况，对不能采用现有模型的环境进行电测站点选择、电测及模型校正，得到合适的无线传播模型。
1.频谱扫描
CDMA通常采用的频段包括：
上行频段范围
下行频段范围
上下行间隔
800M
825~835M
870~880M
45M
1.9G
1850~1910M
1930~1990M
80M
450M
450~458M
460~468M
10M
表1-1CDMA常用的频段
实际扫频时，扫频范围根据客户准备申请的频点或正在使用的频点调整：
以目标频点为中心，前后各扫一段频谱。
对不同频段进行扫频时，上下行都需要扫描，上下行之间有如上表的间隔。
扫频的测试方式包括路测和定点测试。
1）路测
路测的目的是找出可能存在干扰的区域。
用仪器在事先规划好的路线上测试，通过GPS定位，记录频谱随位置变化的情况；一般将分辨率带宽（RBW）设为10k，扫频范围则设为需要扫频的上行或下行频段。
需要注意的是：
a）所有城市都要进行路测；
b）上下行都要进行路测扫频，如果设备允许，可以一次完成上行和下行的扫频；
c）采用全向天线测试，和GPS天线一起置于车顶；
d）记录测试数据随位置实时变化情况；
e）选择的测试路线应到达所有需要覆盖的区域。
2）定点测试
定点测试的目的是找出干扰的频点、大致的位置及干扰的强度。
在选定的位置，用八木天线进行测试，包括时变测试和峰值保持状态测试两种方式：
a）时变测试：
测试方式设为频谱随时间动态变化的方式，用于测量是否存在恒定干扰，测试过程如下：
将八木天线缓慢旋转一周（时间应该在1分钟以上），记录是否存在恒定的干扰，如果存在某方向有恒定干扰，将八木天线正对该方向，小范围旋转找出干扰最强的方向，记录干扰源方位、频率和强度；
b）峰值保持状态测试：
主要用于记录时变干扰，测试分方向进行，用指南针确定八木天线指向，一般可以按每45°记录一组数据，分0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°进行测试，记录各方向是否存在干扰，以及干扰的频率和强度；分辨率带宽（RBW）设为10k；在满足RBW的前提下，扫频范围根据设备要求设置，可以设为需要扫频的整个频段，也可以整个频段分几次完成；上行和下行都要进行扫频；设备许可的情况下，可以同时进行上下行的扫频。
3）底躁过高情况的测试
如果测试过程中，出现底躁比较高的情况，并且确认不是由于设备精度低导致，则需要加宽扫频范围，一直扩到找到真正的底躁，如果确定是一个宽谱的干扰，且干扰强度超过底躁3dB以上，肯定对系统产生干扰。
2.电测及模型校正
对于每个需要规划或优化的区域，首先找出各种典型的环境，将规划或优化区域和典型环境对应起来，找出当前规划或优化区域需要采用的无线传播模型。
根据现有模型库的情况，如果有能够适用于当前环境的模型，则对应环境而不必作电测校模；如果客户能够提供合适的模型，对应环境也不必作电测校模；其他情况下都需要作电测校模，也就需要作电测站点选择。
电测站点必须在能够反映规划区地貌特点的区域中选择，应该是具有典型意义的站点。
电测站点需要满足如下条件：
a）站点周围的地形地貌应与需要校正的模型代表的环境地形地貌一致；
b）站点能够达到的天线挂高应和该模型适用区域大致需要采用的天线挂高接近；
c）站点应高于周围建筑物，但不能高出太多；
d）电测站点周围不能有严重遮挡；
e）电测站点周围应包含有规划区内大多数的地物类型，并有相当数量的道路以便测试时各种地物都能到达；
电测站点楼面不能太大，如果楼面较大，需要天线离楼顶较高，否则楼面（尤其是女儿墙）对电测信号传播影响比较大；
1.2.5网络拓扑结构设计
网络拓扑结构设计阶段主要工作是站点分布规划。
站点分布规划的任务是：
根据规划区域的无线传播环境，选择合适的模型，得到满足覆盖要求的覆盖半径；根据规划区域的容量需求，得到满足容量需求的覆盖半径；两个半径中比较小的一个为比较合适的覆盖半径；根据得到的覆盖半径进行站点分布规划，得到规划站点大致位置，基本确定规划站点无线参数；仿真验证。
如果之前已经进行可提供站点勘察，站点分布规划可以基于选择后的可提供站点给出，但并不局限于可提供站点。
只有在可提供站点满足容量和覆盖要求，以及满足网络拓扑结构才选用。
搭建网络拓扑结构时，用如下的方法计算站点覆盖半径：
没有模型的情况，用链路预算得到；对于有模型的情况，用校模结果修改链路预算的公式后计算得到。
站点分布规划需要仿真确认，确保规划出来的站点满足客户需求。
对于搬迁项目，站点分布规划应基于现有网络覆盖及容量情况，首先考虑客户的建网思路：
如果客户要求基于现有网络，尽量使用现有站点，除非站点存在的问题很难解决；如果要求不考虑现有网络，则根据实际情况尽量选择最佳方案，对于不合适的站点，如存在过高、容量负担过重之类问题的站点不再使用。
对于扩容网络，基于现有网络基础，首先添加合适的客户可提供站点，有空缺位置再加规划站点。
站点分布规划必须综合考虑覆盖和容量因素。
容量因素基于这样的思想：
如能得到现有无线或固定网络的话务分布，以此为基础，按照一定比例关系折算出本期CDMA网络大致的容量分布，得出各区域大致的站点需求。
对于话务量特别高的区域，可以考虑使用多载频等手段满足容量需求，采用多载频时应尽量成片添加，以减少载频之间切换引起的掉话，提高网络性能。
站点分布规划时，应根据规划区域的实际无线传播环境，合理运用宏基站、微蜂窝、射频拉远、光纤直放站等设备综合组网。
网络拓扑结构设计详见第二节。
1.2.6规划站点勘察
网络规划过程中，涉及到可提供站点的勘察和规划站点的勘察。
其中可提供站点通过需求分析阶段和客户交流得到，规划站点在站点分布规划阶段得到。
不是所有的客户可提供站点都在可提供站点勘察阶段完成勘察，根据对规划区域地形地貌环境的把握程度，确定是否对部分或全部客户可提供站点进行勘察，可能只对关键位置的部分可提供站点进行勘察，作为网络拓扑结构的基础，其余的可提供站点在规划站点勘察阶段确定是否勘察。
对于满足网络拓扑结构要求的可提供站点，规划站点勘察阶段作为首选候选站点。
在农村/公路的网络规划过程中，客户可提供站点一般比较分散，可提供站点勘察阶段对所有可提供站点进行勘察比较难实现。
这时可以根据具体情况，以客户可提供站点的分布情况为基础搭建网络拓扑结构，在规划站点勘察阶段完成可提供站点勘察，只有在客户可提供站点不合适的条件下，才选择其它站点。
1.2.7规划汇报
规划站点勘察完成后，需要向客户汇报规划情况。
与客户交流基于勘察得到的站点，介绍规划的过程及所有或部分站点的情况，听取客户对这些站点的意见，对客户认为存在问题的站点，协商后确定是否调整或重新勘察，如应避免选用客户认为肯定租不下来的站点，减少规划出现反复的可能。
在充分考虑客户意见的基础上，网络规划工程师根据地形地貌、站点勘察、现有无线网络话务量分布、路测结果、扫频结果及规划站点勘察过程中的仿真，提出较合适的备选方案。
1.2.8仿真
仿真基于下面的过程：
将电子地图输入仿真软件；将备选方案的站点信息输入仿真软件；基于备选方案中参数执行仿真；调整部分无线参数，如扇区朝向、机械下倾角、天线挂高、天线型号等，使仿真结果尽量满足客户要求；仿真所有备选方案；根据仿真结果选择最能满足客户要求的方案。
仿真的目的主要是选取最佳方案，得到合适无线参数。
网络规划有三个阶段涉及仿真：
1）网络拓扑结构设计阶段：
确保规划站点满足覆盖和容量要求，为规划站点勘察提供参考；
2）规划站点勘察阶段：
确保勘察得到的站点满足要求；
3）仿真阶段：
确保整个网络满足覆盖容量要求，选用合适站点，得到合理无线设计参数。
所有站点勘察完成后，需要和客户交流，汇报站点勘察情况。
根据客户意见提出一种或多种备选方案，由仿真对备选方案进行选择。
仿真阶段对各备选方案进行仿真，从中选择最能满足覆盖和容量需求的方案；对于达不到要求的区域，调整无线参数（扇区朝向、下倾角、天线挂高和天线类型等），直到满足客户需求。
如果只有一种方案，在规划站点勘察阶段的最后一次仿真基础上，将网络性能调整到最能满足客户需求，输出各站点的无线设计参数即可。
1.2.9PN规划及邻区列表设置
1.PN规划
同一系统中，如果延迟估计出错，其它导频有可能被错误解调，影响网络质量。
需要保证不同导频有一定的隔离，避免出现不同小区之间由于导频解调错误产生干扰。
从避免邻PN_Offset干扰和同PN_Offset干扰两个角度考虑相位差（PILOT_INC，每个单位对应64个码片）设置：
避免邻PN_Offset干扰，要求邻PN_Offset间的间隔比传播时延造成的不同大得多；避免同PN_Offset干扰，要求传播时延造成的不同大于导频搜索窗尺寸的一半。
综合考虑这两方面的要求，可以得出PILOT_INC的合理的参数设置。
选定PILOT_INC后，有两种方法设置导频：
1）连续设置，即同一个基站的三个扇区的PN分别为（3n+1）*PILOT_INC、（3n+2）*PILOT_INC、（3n+3）*PILOT_INC；
2）同一个基站的三个导频之间相差某个常数，各基站的对应扇区（如都是第一扇区）之间相差n个PILOT_INC。
如PILOT_INC=3时，同一个站点三个扇区的PN偏置设为n*PILOT_INC、n*PILOT_INC+168、n*PILOT_INC+336；PILOT_INC=4时，三个扇区的PN偏置设为n*PILOT_INC、n*PILOT_INC+192、n*PILOT_INC+384。
中国联通CDMA网络建议使用这种方法。
导频规划时，必须保留一部分导频资源作为保留集，用作以后扩容。
为此，初期规划时，将PILOT_INC扩大一倍设置导频：
一方面减少初期网络由于基站覆盖范围比较大导致导频之间传输延迟产生干扰的可能性；另一方面为后期扩容留出足够多的PN资源。
合理分配导频，可用固定数量的小区组成一个导频复用集，在其余区域按同样的顺序作导频复用。
小区数可以小于且接近[512/（2*PILOT_INC*3）]（每个小区三个扇区、PN预留一半）的某个值。
如PILOT_INC=4，复用集可以是20个小区，复用距离大于6倍小区半径；PILOT_INC=3，复用集可以是25个，复用距离大于8倍小区半径。
实际网络PN规划时，首先选择PILOT_INC，然后用前面两种导频设置方法中的一种设置各扇区的导频。
2.邻区列表设置
PN设定后，需要进行邻区列表设置，邻区列表设置是否合理影响基站之间的切换。
系统设计时初始的邻区列表参照下面的方式设置，系统正式开通后，根据切换次数调整邻区列表：
同一个站点的不同小区必须相互设为邻区；接下来的第一层相邻小区和第二层小区基于站点的覆盖选择邻区（如图1-3），当前扇区正对方向的两层小区设为邻区，小区背对方向第一层可设为邻区。
下面是一个邻区设置的例子（如图1-3）：
1）PILOT_INC设为4，PN规划按照前面介绍两种方法中的第一种设置；
2）红色的是当前小区，3个扇区导频号分别设为4/8/12；粉红色是第一层小区；蓝色是第二层小区。
图1-3邻区列表设置举例
当前小区的邻区可以设为：
扇区号
导频号
邻区列表
1-1
4
8（1-1）、12（1-2）、32（3-2）、48（4-3）、88（8-1）、92（8-2）、100（9-1）、108（9-3）、112（10-1）、128（11-2）、140（12-2）、144（12-3）、156（13-3）、196（17-1）、200（17-2）、204（17-3）、208（18-1）、220（19-1）
表1-2邻区列表设置举例
图中用虚线并加粗表示的即为当前扇区的邻区。
其余扇区的邻区设置依此类推。
邻区配置的原则：
a）根据各小区配置的邻区数情况及互配情况，调整邻区，尽量做到互配，邻区的数量不能超过18个，邻区互配率必须大于90%。
调整的顺序是首先调整不是完全正对方向的第二层小区，然后是正对方向的第二层小区。
b）对于站点比较少的业务区（6个以下），可将所有扇区设置为邻区，只要邻区数目不超过18个。
c）对于载频之间的切换，需要设置临界小区和优选小区。
将两载频到单载频边界处的非基本载频小区设为临界小区。
优选邻区设置有两种方法，一种是handover方式，设置3个覆盖和本扇区重叠比较多的小区，切换时直接切到这三个小区上，由于切换方向不包括本小区的基本载频，切换成功率低一些；另一种是hand-down方式，设置2个覆盖和本小区重叠比较多的小区，切换时往这两个小区及本小区的基本载频上切，成功率比较高，一般用后一种切换方式。
对于搬迁网络，在现有网络邻区设置基础上，根据路测情况调整。
如果存在邻区没有配置导致的掉话等问题，在邻区列表中加上相应的邻区，调整后的邻区列表作为搬迁网络的初始邻区。
1.2.10提交无线网络设计报告
项目负责人根据勘察情况、路测情况及仿真结果，向客户汇报此次网络规划结果，并提交最终的无线网络设计报告。
无线网络设计报告一般包括理论分析，如网规原理、仿真原理、链路预算、容量计算、PN规划等；勘察信息，如勘察站点信息、路测及结果分析、备选方案及各方案的考虑因素、仿真结果及规划建议（最终选站建议）等内容；总结中需要给出各种站型选用情况。
本节小结:
本节介绍了CDMA无线网络规划的流程，主要包括网络规划简介和网络规划流程，其中网络规划流程各阶段包括项目预研、需求分析、网络评估、无线环境测试、网络拓扑结构设计、规划站点勘察、规划汇报、仿真、PN规划及邻区列表设置和提交无线网络设计报告。
思考题:
1、简述网络规划的基本概念和作用。
2、网络评估一般包括哪两部分测试内容，各有哪些测试指标项？
3、PN规划设置的两种主要方法是什么？
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第二节网络拓扑结构设计
2.1概述
网络拓扑结构设计是无线网络规划中的一个阶段，如图2-1所示。
图2-1无线网络规划流程
2.2站点分布规划过程
站点分布规划的一般过程：
1）首先得到各种环境下的基站覆盖半径；
2）根据规划区域的无线传播环境及地形地貌情况搭建网络拓扑结构；
找出拓扑结构中没有站点的位置，加设站点，仿真确认。
2.2.1基站覆盖半径要求
基站的覆盖半径要求分为两种情况：
1）满足覆盖要求的覆盖半径
对于地貌环境和模型库中各种模型不匹配的区域，使用基于标准传播模型的链路预算表，得到各种地形地貌环境下的覆盖半径。
对于地貌环境和模型库中模型匹配的区域，使用根据模型校正公式得到的链路预算表，将参数代入，得到各种环境的覆盖半径。
2）满足容量要求的覆盖半径
网络中的基站，除了要满足覆盖要求，还要满足容量要求，实际网络中站点覆盖半径，应该是满足覆盖要求的半径和满足容量要求的半径中较小的一个。
计算满足容量要求的覆盖半径：
首先得出某片区域要求的大致容量，然后根据目前每扇区配置的最大容量，得到需要的最少小区数，参照这片区域的地形地貌，可以得到满足容量要求的站点数和站型，再根据要求覆盖的总面积，得到大致的覆盖半径。
CDMA网的话务量分布根据现有无线网络的话务量分布情况给出，需要参考各站点忙时话
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