隨著第三代移動(dòng)通信技術(shù)的興起，UMTS網(wǎng)絡(luò)的建立將帶來(lái)一場(chǎng)深刻的革命，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃也提出了更高的要求。

在德國(guó)轟動(dòng)一時(shí)的UMTS執(zhí)照拍賣，引起了公眾對(duì)這一新技術(shù)的極大興趣。第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)正方興未艾。這一全新的移動(dòng)通信技術(shù)與傳統(tǒng)的GSM 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃有著本質(zhì)的不同。在全球范圍內(nèi)，人們正緊鑼密鼓地開(kāi)發(fā)和研制新的規(guī)劃工具和計(jì)算方法，設(shè)計(jì)新的工作流程。

GSM 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

GSM 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃基于基站的傳播分析。根據(jù)基站的發(fā)射功率和天線配置，計(jì)算其覆蓋區(qū)域。通常只對(duì)下行鏈路進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)镚SM 技術(shù)不必考慮上行鏈路的情況。下一步是由網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師分析所需的小區(qū)容量。根據(jù)計(jì)算得到的小區(qū)面積，就可借助電子地圖估算各個(gè)小區(qū)的業(yè)務(wù)量，再通過(guò)話務(wù)量模型(如Erlang-B 或Erlang-C) 算出所需的 信道數(shù)目。接下來(lái)就是給基站分配頻率，要做到相同的頻率只能在具有足夠間距的小區(qū)內(nèi)重復(fù)使用，以免產(chǎn)生干擾。

如果將來(lái)網(wǎng)絡(luò)必須擴(kuò)容，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師只需給相應(yīng)的小區(qū)分配新的信道。只要在總體頻率規(guī)劃中還有合適的頻率，并且擴(kuò)容量不超出基站的最大容量，就沒(méi)有必要對(duì)網(wǎng)絡(luò)作其它改動(dòng)。否則，就必須增加新的基站或扇區(qū)，還要重新進(jìn)行頻率計(jì)算和信道分配。

UMTS 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

CDMA 網(wǎng)絡(luò)與GSM 網(wǎng)絡(luò)完全不同。由于不再把信道和用戶分開(kāi)考慮，也就沒(méi)有了傳統(tǒng)的覆蓋和容量之間的區(qū)別。一個(gè)小區(qū)內(nèi)的業(yè)務(wù)量越大，小區(qū)面積就越小。因?yàn)樵贑DMA 網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)量增多就意味著干擾的增大。

這種小區(qū)面積動(dòng)態(tài)變化的效應(yīng)稱為“小區(qū)呼吸”。我們可以通過(guò)下面這個(gè)形象的例子加以說(shuō)明。在一次朋友的生日派對(duì)上，來(lái)了許多客人。同時(shí)講話的人愈多，就愈難聽(tīng)清對(duì)話方的聲音。如果開(kāi)始時(shí)您還能同位于房間另一頭的熟人進(jìn)行交談，那么當(dāng)房間內(nèi)的嘈雜聲達(dá)到一定程度后，您就根本無(wú)法聽(tīng)明白對(duì)方的話。這說(shuō)明談話區(qū)的“小區(qū) 半徑”縮小了。UMTS 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師面對(duì)的是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)。

在規(guī)劃 UMTS 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，首先必須考慮網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容性。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師不可能象規(guī)劃 GSM 網(wǎng)絡(luò)那樣，簡(jiǎn)單地給相關(guān)的小區(qū)增配頻率。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃初期就必須考慮一個(gè)確定的信號(hào)余量，在計(jì)算小區(qū)面積時(shí)作為因業(yè)務(wù)量增多而產(chǎn)生干擾的“補(bǔ)償”。這表明，從一開(kāi)始，就需要用較小的小區(qū)或者更多的基站建網(wǎng)，這也意味著投資成本的提高。如果業(yè)務(wù)量信號(hào)余量定得太小，那就只有一條出路，即建造更多的基站。

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師必須注意到上述問(wèn)題，因?yàn)閱我坏靥岣甙l(fā)射功率并不能消除因業(yè)務(wù)量增多而引起的接收信號(hào)的惡化。發(fā)射功率的提高只能改善某一小區(qū)的接收信號(hào)，其付出的代價(jià)是增加了對(duì)所有相鄰小區(qū)的干擾，從而影響了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。

提高發(fā)射功率不能無(wú)限制地?cái)U(kuò)大 CDMA 小區(qū)的有效范圍或容量(對(duì)CDMA 網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)兩者是同義詞)。當(dāng)UMTS 網(wǎng)的發(fā)射功率提高一倍時(shí)，小區(qū)的容量只增加百分之十。發(fā)射功率的提高雖然增大了小區(qū)的有效范圍，但是為滿足遠(yuǎn)程手機(jī)用戶的需要，必須超比例地增加發(fā)射功率，這必然影響到其他手機(jī)用戶的通話質(zhì)量。我們回到上述派對(duì)的例子，您可以通過(guò)提高嗓音同位于房間另一頭的熟人繼續(xù)交談下去，而其他客人為了聽(tīng)清對(duì)方的聲音也必須同時(shí)大聲說(shuō)話。這樣一來(lái)，整個(gè)房間只能淹沒(méi)在一片嘈雜聲中。

發(fā)射功率和小區(qū)容量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是漸近式的。UMTS 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師必須減少網(wǎng)絡(luò)的滿載率，因?yàn)?UMTS 小區(qū)的負(fù)載很容易達(dá)到飽和。具體參數(shù)取決于各種不同的業(yè)務(wù)，當(dāng)然也與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商愿意承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)滿載因子預(yù)設(shè)為百分之六十。在此，“小區(qū)呼吸”效應(yīng)得到了應(yīng)用。相鄰小區(qū)之間可以相互補(bǔ)償負(fù)載容量，人們稱之為軟負(fù)荷。由于成本原因，不能大規(guī)模地增加網(wǎng)絡(luò)的容量。對(duì)數(shù)據(jù)傳輸量很高的UMTS 業(yè)務(wù)所作的數(shù)學(xué)論證表明，服務(wù)小區(qū)從相鄰小區(qū)借用負(fù)載容量的概率隨數(shù)據(jù)傳輸量的增大而增加。這是一個(gè)令人滿意的結(jié)果。

遠(yuǎn)近效應(yīng)問(wèn)題

CDMA 網(wǎng)絡(luò)的另一典型問(wèn)題是所謂的遠(yuǎn)近效應(yīng)問(wèn)題。因?yàn)橥恍^(qū)的所有用戶分享相同的頻率，所以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，每個(gè)用戶都以最小的功率發(fā)射信號(hào)顯得極其重要。我們還是舉上面派對(duì)的例子，房間里只要有一個(gè)人高聲叫嚷，就會(huì)妨礙所有其他在座客人的交流。在 CDMA 網(wǎng)絡(luò)中，可以通過(guò)調(diào)整功率來(lái)解決這一問(wèn)題。例如UMTS 網(wǎng)絡(luò)使用的是一個(gè)閉環(huán)控制電路，其頻率為 1500 Hz 。而GSM 網(wǎng)絡(luò)用于調(diào)整功率的控制電路頻率為 2 Hz，并且只針對(duì)上行鏈路。

這種所謂的快速功率控制機(jī)制已經(jīng)在 UMTS 硬件得到了實(shí)現(xiàn)。盡管如此，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師還會(huì)遇到這一問(wèn)題的另一種情況。當(dāng)某一用戶遠(yuǎn)離基站時(shí)，必須得到很大一部分發(fā)射功率，以至供給其他用戶的功率發(fā)生緊缺。這意味著小區(qū)容量與用戶的實(shí)際分布情況有關(guān)。當(dāng)用戶密度很大時(shí)，可以用統(tǒng)計(jì)平均值解決這個(gè)問(wèn)題；而當(dāng)用戶數(shù)量很小時(shí)，則必須通過(guò)模擬方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。

上行鏈路和下行鏈路

UMTS 網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量是非對(duì)稱的，也就是說(shuō)網(wǎng)絡(luò)上行鏈路和下行鏈路的數(shù)據(jù)傳輸量有所不同。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師首先必須分別計(jì)算兩個(gè)方向的值，然后把兩者適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合起來(lái)。這樣，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作就會(huì)非常復(fù)雜。上行鏈路是UMTS 小區(qū)有效范圍一個(gè)典型的限制因素，或者說(shuō)上行鏈路是受覆蓋范圍限制的(coverage limited)；而下行鏈路是受容量限制的(capacity limited)。在上行鏈路發(fā)射功率由用戶手機(jī)提供； 而在下行鏈路發(fā)射功率由基站供給。因此，小區(qū)容量在下行鏈路更明顯地取決于業(yè)務(wù)量的大小。

因?yàn)樵?UMTS 網(wǎng)絡(luò)的初建階段，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍比業(yè)務(wù)量更重要，所以網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師首先局限于上行鏈路的分析計(jì)算。這一點(diǎn)正好與GSM 網(wǎng)絡(luò)相反，因?yàn)镚SM 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主要涉及下行鏈路的計(jì)算。盡管如此，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師必須兼顧上行鏈路和下行鏈路兩個(gè)方向，即兩個(gè)發(fā)射方向的小區(qū)半徑要一致。其目標(biāo)就是找到這樣一種系統(tǒng)配置，在給定業(yè)務(wù)量和相應(yīng)發(fā)射功率的情況下，使上行鏈路和下行鏈路的小區(qū)半徑相等。

在已經(jīng)建立的 CDMA 網(wǎng)絡(luò)中也會(huì)出現(xiàn)前面所述的一些問(wèn)題。對(duì)UMTS 網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，其復(fù)雜程度更高。 UMTS 網(wǎng)絡(luò)能同時(shí)滿足對(duì)通信質(zhì)量和業(yè)務(wù)量具有不同要求的各種業(yè)務(wù)，包括簡(jiǎn)單的話音業(yè)務(wù)和傳輸率達(dá) 2 Mbps 的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。