无线网络规划及后评估Word格式文档下载.docx

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由于技术特性、工作频段及建网要求的差异，打造精品的LTE网络，需要远多于CDMA基站的站址资源，LTE、CDMA、WLAN多网协同亦不容忽视。

2为提高投资管控效率，适应LTE网络、市场及业务发展要求，有必要建立一套完善的无线网络规划及后评估体系，规划先行、合理储备、快速实施，促进项目建设各环节的高效协同和资源优化配置，划小核算单元，提升移动网络建设项目管理与投资管控的精确化水平。

1.2研究目标本项目面向LTE、CDMA无线目标网，结合现有基站资源的摸查及可用性分析，利用无线网络规划软件、三维电子地图等工具，仿真输出中长期的站址需求。

根据区域属性、移动业务发展情况以及投资安排等，分级分类统计候选站址，建立储备站址信息库，指导基站选址工作，提高网络规划与工程实施的吻合度。

储备站址信息库将根据规划仿真、选址租赁、业务发展、DT/CQT测试及用户投诉等情况，不定期进行动态更新。

为适应企业精细化管理与投资管控的要求，还将研究建立一套无线网络建设项目后评估体系。

根据不同类型的无线项目属性，给出可操作性较强的项目后评估模板，针对性地设置评估指标及配分权重，通过横向和纵向对比，评估项目的建设目标实现程度和投资效益，为同类项目的投资决策提供参考，实现资金和资源的合理化配置。

本项目的预期目标和主要成果为：

（1）构建无线网络规划标准体系，形成无线目标网储备站址信息库；

（2）建立无线网络建设项目后评估体系及操作流程，提出不同类别项目的后评估模板。

1.3进度安排本项目是2013年LTE网络规划相关各项工作的延续和深化。

面向LTE精品网，梳理前期工作成果，研究、构建无线网络规划标准体系及建设项目后评估体系。

本项目自2014年2月中旬启动，2014年12月初完成，如图1.3-1所示。

其中，中期评审时间为2014年6月27日，中期目标为无线目标网储备站址信息库构建；

结题评审时间为2014年12月5日，终期目标为储备站址信息库及项目后评估体系等一系列研究成果。

3图1.3-1项目进度安排1.4简要结论本项目各阶段目标均已按计划完成，主要成果包括：

。

（1）完成北京市各种典型场景下的1.8GHz传播模型校正；

（2）基于Atoll软件，对北京公司LTE无线网络进行多轮次规划仿真；

（3）建立并滚动更新北京公司无线网站址信息库；

（4）编制北京公司无线网络规划及基站选址相关标准化文件；

（5）建立无线网建设项目投资后评估指标体系；

（6）建立典型无线网建设项目的投资后评估模板（含指标权重）。

二、无线网络规划标准体系无线网络规划标准体系研究研究2.1主要研究内容网络结构就是网络中基站的布放和配置，包括站间距、站高、天线方位角和下倾角、载波配置、室内/外站点分布等。

网络结构与无线覆盖及质量有密切的联系。

站址是无线网络的重要基础资源，是决定无线网络结构是否合理的关键要素。

结合现有基站资源的摸查及可用性分析，利用无线网络规划软件、三维电子地图等工具，仿真输出中长期的站址需求。

同时，构建无线网络规划标准体系。

2114142115180282893428282832分簇DT路测传播模型校正规划仿真选址勘察站址信息库架构搭建站址信息库动态更新无线网络规划指导原则编制储备基站选址与建设指导意见编制中期评审项目后评估对象确定项目后评估体系研究评估指标体系建立与论证后评估操作流程制定分类后评估模板编制结题评审42.1.1储备站址库储备站址信息库的生成与更新过程如下：

（1）利用无线网络规划工具Atoll结合三维电子地图，根据网络规划指标要求和既定的网络参数设置，导入现网可共址利旧的CDMA基站，结合DT测试数据校正的传播模型，分别对密集城区、一般城区、郊区平原进行仿真预测，输出规划候选基站工参表。

（2）选址勘察人员根据候选站工参表进行现场选址，在满足站址偏离限值、站高、无线环境等要求下，填报一主两备候选站址信息。

（3）根据区域属性、移动业务发展、用户投诉、投资计划等情况，将所有选址初勘后的信息进行分级分类统计，形成储备站址信息库。

（4）列入当期建设计划的，在立项前将此类储备站址重新进行软件仿真，如果仿真结果满足规划要求，即可提交负责谈站租赁的部门，否则重新选址。

（5）设计勘察、工程实施、工程优化以及日常优化后，及时汇总更新LTE基站信息。

后续的网络规划输入以最新的基站信息表为准。

（6）路测、MR测量结果可用于比较仿真与实际网络的差异，并可据此对仿真设置参数及储备站址信息库进行调整、校正。

储备站址信息库按“仿真选址优化测量仿真”的流程不断更新完善，如图2.1-1所示。

日常网优路测MR测量LTE共址可用性判断规划候选基站工参表储备站址信息库当期建设计划满足规划要求谈站租赁设计勘察工程实施工程优化LTE基站信息CDMA基站信息选址勘察（一主两备）无线网络规划仿真Atoll+三维地图CDMA可用基站信息网络规划指标要求分级分类统计是是否图2.1-1储备站址信息库建立与更新流程52.1.2无线网络规划标准体系无线网络规划标准体系主要用于指导和规范北京公司无线网络规划，包括规划指标要求、规划原则及流程、仿真参数、要求与建议，以及基站规划选址原则、建设场景和建设原则等内容。

2.2传播模型校正2.2.1无线电传播与传播模型无线传播环境是一种随时间、环境和其它外部因素而变化的传播环境。

由于与模型校正直接相关的是电波传播特性，因此必须关注两个方面：

无线电波的传播方式和无线电波的衰落特性。

2.2.1.1无线电传播在自由空间中由于没有阻挡，电波传播只有直射，不存在其它现象。

而在实际传播环境中由于存在各种各样的物体从而影响到电波的传播，使得电波的传播既有直射、绕射和衍射，又有反射。

这就造成电波传播的多样性和复杂性。

经直射波传播的信号最强，反射波次之，绕射波强度与反射波相当，散射波强度最弱。

从电磁波传播上看，直射、发射和绕射是主要的，但有时穿透的直射波与散射波的影响也是需要考虑的，如图2.2-1所示。

图2.2-1无线电波的传播形式空间中电波的传播由于阻挡、距离等多种因素使得其必然存在传播损耗（又称之为衰落）。

由于阻挡和反射的原因，当移动台在移动时，在基站与移动台之间有时有阻挡，有时又没有，其中最主要的有瑞利衰落和阴影衰落，也就是我们常说的快衰落和慢衰落，如图2.2-2所示。

图2.2-2无线电波的衰落特性BAdDLOSNLOSRFD建筑/汽车的穿透多径传播=+平均信号强度慢衰落快衰落信号（dBm）距离6

（1）自由空间衰落自由空间传播损耗与弥散用nd表示。

路径损耗代表大尺寸（公里量级空间距离）传播特性，中值信号功率具有幂定律传播特征。

自由空间传播模型用于预测接收机和发射机之间是完全无阻挡的视距路径时的接收信号场强。

接收功率RP满足如下公式：

RTTRGGdPP24=其中，TP、RP分别为发射功率和接收功率（W），为波长，TG、RG分别为发射天线和接收天线的增益，d为接收天线与发射天线之间的距离（m）。

可以看出，自由空间中电磁波传播损耗，与工作频率f和传播距离d有关。

f或d增大一倍，空间传播损耗将增加6dB。

（2）阴影衰落阴影衰落用（）dS表示，这是由于传播环境中的地形起伏、建筑物及其他障碍物对电波遮蔽所引起的衰落（慢衰落，数百波长量级），其中值电平上的平均功率变化趋于正态分布，因而又称为对数正态阴影。

阴影效应是产生慢衰落的主要原因，由气象条件变化引起的慢衰落常常可以忽略。

慢衰落的衰落速率与频率无关，主要决定于传播环境，即移动台周围地形，包括山丘起伏、建筑物的分布与高度、街道走向、基站天线的位置与高度以及移动台速度。

慢衰落的深度，即接收信号局部中值电平变化的幅度取决于信号频率与障碍物状况。

频率较高的信号比频率较低的信号容易穿透建筑物，而频率较低的信号比频率较高的信号具有较强的绕射能力。

阴影衰落服从对数正态分布，其信号中值的概率密度函数可表示为：

（）（）222exp21mxxp其中，x为电波信号中值（dB），m为电波信号中值的均值（dB），为信号中值x的标准方差。

累积概率分布函数（）xP只与标准偏差值有关。

当要求场强在790%的地点均能达到所要求的门限值，应取1.28作为慢衰落的余量。

当要求95%的概率，则应取1.64作为余量。

（3）多径衰落多径衰落用（）dR表示，这是由于移动传播环境的多径传输而引起的衰落（快衰落，数十波长量级）。

信号包络的变化一般遵从瑞利分布或莱斯分布。

快衰落又可细分为空间选择性衰落、频率选择性衰落与时间选择性衰落。

所谓选择性是指在不同的空间、不同的频率和不同的时间其衰落特性是不一样的。

当收发端之间不存在视距，各条径的电波振幅随机分布，相位在02内随机均匀分布，接收信号的总包络（即振幅）概率密度服从瑞利分布，即：

2exp）（222sssp=0s其中，s为接收信号场强的包络，为一个与电波场强平均功率有关的参数。

当收发端之间存在占支配地位的直射信号时（如某些室内环境），合成的信号是直射波和多径波之和，其概率密度函数服从莱斯分布，即：

）（2exp）（202222svIvsssp+=其中，s为接收信号场强的包络，为s的方差，v为直射波幅度，）（0I为零阶修正贝塞尔函数。

2.2.1.2传播模型传播模型研究的是大尺度和中尺度的信号传播机制，考察信号在不同环境下路径损耗以及障碍物阴影效应所带来的慢衰落影响，其表征的是在某种特定环境或传播路径下电波的传播损耗情况。

传播模型研究方面有两种具有代表性的流派。

一种流派支持的是基于大量测量数据的统计模型，如COST-231Hata模型、SPM模型；

另一种流派所推崇的是应用电磁理论计算的确定性模型，如射线跟踪（RayTracing）模型。

由于确定性模型涉及的边界参数很多，此外实际地理环境的千差万别，使得应用比较复杂，计算量非常之大，对软件功能及地图精度要求较高，适用场合相对受限。

统计模型由于应用的灵活方便性，且能有效地和实际环境结合起来，从而得到了众多通信设备厂商、设计单位及运营商的认同。

8

（1）COST-231Hata模型COST-231Hata模型路径损耗计算公式为：

MbmbCdh.）a（hh.f.L+=loglog556944log8213log933346其中：

f载波工作频率，MHzfMHz23001500，单位MHzbh发射天线有效高度，mhmb20030，单位mmh接收天线有效高度，mhmm101，单位md发射机与接收机之间的距离，kmdkm201，单位km）a（hm移动台天线修正因子，其数值取决于环境，单位dBMC大城市中心修正因子。

在中等城市和郊区，dBCM0=，在大城市中心，dBCM3=

（2）SPM（StandardPropagationModel）模型SPM模型以修正的Hata模型为原型，路径损耗计算表达式为：

（）iCluttermmbbClutterfKhKhKdhKDiffKhKdKKL+=）log（loglogloglog7654321其中：

1K与频率相关的常量，单位dB2K距离衰减因子3K发射机天线高度修正因子，默认值5.834K衍射损耗乘积因子，默认值05K与发射天线有效高度和距离相关的因子，默认值-6.556K移动台天线有效高度修正因子，默认值07K与移动台天线有效高度相关的因子，默认值0ClutterK地物损耗因子d发射机与接收机之间的距离，单位m9bh发射天线有效高度，单位mmh接收天线有效高度，单位mDiff障碍路径上的衍射损耗，单位dB（）iClutterf因地物引起的平均加权损耗（3）COST-231Hata模型与SPM模型参数的对应关系SPM模型以修正的Hata模型为原型，将Hata公式中的系数改为可变，增加了地物绕射的计算，采用不同的常数项1K和距离因子2K，增加了模型的灵活性。

COST-231Hata模型公式可变形为：

MbmbCdhBB）a（hhAfAAL+=1000loglogloglog21321忽略衍射、地貌及移动台天线高度修正的影响，得到SPM模型与COST-231Hata模型的系数间对应关系如下：

12113BlogfAAK+=12BK=2333BAK=25BK=2.2.2传播模型校正原理与流程传播模型是移动通信网小区规划的基础，是影响无线网络规划准确性的关键因素。

每种传播模型都有其对应的适用条件，如传播环境、频率范围、通信距离等。

严格意义讲，每个基站周围的地形地貌都是不同的，即只有对所有基站都进行传播模型校正，才能完全准确地保证规划结果的准确性，但现实中难以实现。

由于统计模型是以大量测试数据为基础的，为尽可能准确地反映规划区域的传播特性，一般通过导入针对当地实际无线环境所做的无线传播特性测试数据，获取本征长度上反映慢衰落特性的局部均值，利用无线网络规划工具，对局部均值采取迭代法或回归分析法等处理来实现模型校正，根据无线电波的传播理论，信号在几十个波长的距离上经历慢的随机变化，其10统计规律服从对数正态分布。

利用随机过程的理论分析移动通信的传播，可表示为）（）（）（xrxmxro=其中，x为距离，）（xr为接收信号,）（xro为瑞利衰落,）（）（）（xrxmxro=为本地均值，即长期衰落和空间传播损耗的合成。

+=lxlxdyyrlxm）（21）（其中，2L为平均采样区间长度也叫本征长度。

根据著名的李氏定理，当402=L，采样点数达到3650个时，能有效“消除快衰落、保留慢衰落”。

在402=L的空间距离上取接收信号电平的平均值，就可得到其均值包络，即所谓局部均值。

因此，传播模型校正中，必须达到李氏定理所要求的测试密度，才能使得测试数据与实际本地均值之差最小。

传播模型校正是一个系统的工程，主要流程如图2.2-3所示。

图2.2-3传播模型校正流程图工程实际证明，准平坦地形条件下，实测数据对于预测数据的标准偏差不大于8dB（丘陵地形不大于11dB），实测数据的均值相对于预测数据偏差不大于3dB，即认为模型是可用的。

校模结束测试数据待校模型误差满足要求缺省参数设置软件分析设置校正条件模型参数修改再次调校模型输出数据过滤否否是112.2.3路测数据用于传播模型校正的可行性业界通常采用的实测方法为CW连续波测试。

CW测试发射的是单频正弦波信号，其带宽趋近于0。

这种情况下，窄带信号接收功率可表示为（）322214frGPkcPtr=其中，rP是接收信号功率，tP是CW信号源发射功率，c是光速，G是接收天线增益，f是信号频率，r是收发端之间的距离，k是常数。

对于路测数据来说，其发射信号是具有一定带宽的调制信号。

假定发射带宽为B，则宽带信号的接收功率可表示为（）（）2232222B-114ffrGPkcPtr=可以看出，即便当宽带信号的带宽20fB=时，宽带信号的接收功率也仅仅大于窄带信号接收功率0.56dB，差别非常小。

即在传播模型校正中，无论发射机发射窄带连续波信号还是实际宽带信号，接收机接收到的信号功率差别很小，两者间所预测的传播路径损耗间的差别可以忽略。

在实际工作中，采用CW信号和实际宽带信号作为信号源进行传播模型校正是等效的。

根据李氏定理，测试车辆的速度与测试设备的采样速率之间的关系可表示为samplemaxmaxsampleV0.8V50VV40其中，是信号波长，sampleV是接收机采样速率。

路测信号需要接收端进行解调和解码，导致路测终端的采样速率通常在14个/s，即路测的最高车速在2km/h以内，这在实际工程中是不太可能做到的。

因此，在适当增加路测次数的前提下，充分利用相同区域的历史数据以及在待校正小区测试中获得的邻区信息，从而获得足够多的可用采样点数量。

采用相同频率的CW信号和路测信号进行路径损耗预测在理论上是无差别的，即路测数据可用于传播模型校正。

两者进行传播模型校正的流程基本上是相同的，主要异同点如表2.2-1所示。

12表2.2-1CW测试与DT测试进行传播模型校正的异同点测试方式CW测试DT测试发射端要求单独CW发射设备无要求发射端信息获取难易程度容易容易发射端信息与实际基站差异较大较小发射端信息准确程度准确可能存在偏差发射端架设难易程度难容易发射信息单频无调制信号调制有带宽信号测试次数一次多次测试要求需测试各种地物类型需收集或测试各种地物类型是否有可利用的历史数据一般没有有接收端要求单独CW接收设备一般DT测试设备接收端采样速率100点左右/秒12点/秒传输模型准确程度较好较好传播模型适用程度相同地物类型的区域相同地物类型的扇区或小区成本较高原有数据可以重用当然，对于路测数据而言，影响模型校正精度的关键要素包括：

（1）采样数据量的充分性判断：

路测数据量要求（）0.8LDDT=（DTL为路测总里程）。

（2）采样数据的有效性过滤：