實際上,UMTS 網絡必須同時滿足各種不同業務的需求。所以,網絡規劃工程師要綜合考慮各種業務。 對通信質量要求不高的業務, UMTS 小區有著較大的覆蓋范圍;
反之,對一些通信質量要求很高的業務,其小區覆蓋范圍就很小。這樣,網絡規劃工程師在實際工作中不可能只考慮單一的UMTS 小區半徑,因為不同的業務對應于不同的小區半徑。如果把最小小區半徑,也就是說把通信質量要求最高的業務作為網絡規劃的標準,那么建網成本是及其昂貴的,也是不現實的。未來的UMTS 網絡規劃工程師必須從中級業務的小區半徑著手,這樣,小區實際有效范圍只能部分滿足高級業務的需求。目前,各大網絡規劃軟件公司已經著手開發和研制針對這種新的UMTS 網絡綜合業務的有效算法,這將成為這些軟件公司的秘密武器。
其它不同之處
UMTS 網絡與GSM 網絡相比,還有其它一系列不同之處。GSM 網絡用分區的方法解決容量問題。當一個小區的業務量過大時,該小區將分成多個扇區,并增加相應的天線。這種方法雖然也可用于UMTS 網絡,但效果不大。一方面,小區覆蓋范圍的改變會導致前面所述的遠近效應問題;另一方面,相互重疊的扇區因為使用同一頻率而彼此產生干擾。
UMTS 網絡中天線的垂直張角(機械或電子的) 起到了很重要的作用。它能減少相鄰小區的干擾,并能隱含擴大小區的容量。在實際應用中,可選擇垂直張角較大的天線,其傾角為7°至10°。如果相應提高天線高度,則能彌補因張角大而帶來的不足。
在此,多徑傳播已不再成為消極因素,而是理想的結果。因為接收機能將時延至少為1 Chip (UMTS 網絡數據傳輸率為3.84 Mbps,即1 Chip = 0.26 微秒,相當于78 米) 的信號組合成有效信號。
近天線端的前置放大器很少投入使用,因為上行鏈路單方面的信號放大,會破壞系統在上行鏈路和下行鏈路兩個發射方向上的緊密協調。近天線端的前置放大器雖然能提高上行鏈路的覆蓋區域,但同時也減少了下行鏈路的容量。這是應該避免的,因為UMTS 網絡在下行鏈路是受容量限制的。
此外,UMTS 網絡還使用所謂的軟切換。在這種情況下,一個手機用戶可以同時分派給多個基站。這種方式解決了網絡信號的波動,但加大了網絡的業務量,因為每個軟切換會導致業務量的成倍增加。
UMTS 網絡業務量的大小因不同的業務而不同。因此,對多種業務或綜合業務來說,傳統的Erlang 模型已不再適用。
與第二代傳統的CDMA 網絡相比,UMTS 網絡有許多不同之處。尤其值得一提的是,UMTS 網絡能異步運行,這就導致了傳輸信道的“非正交性”。讓我們再回到前面派對的例子,即使理論上能作完美的安排,以確定誰在什么時間才能發言。但實際上這種理想的目標是不能達到的,因為所有客人的手表是不可能精確到同步的。
結論
通過上面的分析,我們可以清楚地看到,UMTS 網絡規劃與當前的移動通信網絡規劃相比,其代價要大得多。UMTS 網絡規劃是極其復雜的,因為許許多多的系統參數緊密相關,必須同時計算。而當前的移動通信網絡規劃則把這些參數分開計算。
UMTS 網絡規劃的復雜性,要求我們在各個層面都具備新技術和新知識。第一是受過專業培訓的網絡規劃工程師,他們精通系統技術;第二是諳熟業務并富有遠見的管理者,他們在建網初期就能洞悉UMTS 網絡的擴容條件和成本;最后就是出類拔萃的規劃軟件工具,這對UMTS 網絡規劃是必不可少的。
CDMA 網絡規劃的經驗雖然能給我們以啟示,但這是有限的。單單由于業務范圍的變化,目前所使用的 CDMA 規劃工具已不能滿足UMTS 網絡規劃的需要。因為無論在運算速度,還是在精確度以及適用性方面,都遠遠達不到要求。UMTS 對網絡運營商、系統制造商以及網絡規劃軟件公司來說,還是一片尚未開墾的處女地。
UMTS 話音業務中小區用戶數與接收信號強度之間的關系
UMTS 業務中小區范圍與業務量之間的關系,上行鏈路和下行鏈路有很大區別
作者:
Kai Rohrbacher,曾經在德國 LS telcom AG 股份公司擔任UMTS 網絡規劃軟件開發組組長
譯者姜化京先生為上海特金信息科技有限公司創始人