WCDMA與GSM在無線規劃設計上的主要差異

　　 

    作者：沈文明

    WCDMA系統滿足業務豐富、價格低廉、全球漫游、高頻譜利用率四個基本要求，成為3G確立的主要標準之一。

    由于其在空中接口上采用了CDMA（碼分多址）的多址方式，而且是面對數據業務應用為主的寬帶通信系統，與GSM系統相比在技術上有一些獨特之處，所以雖然WCDMA可以和GSM共同部署并混合組網，但兩者在無線網絡規劃設計方面仍存在較大差異，需要在網絡建設中予以重視。廣州杰賽通信規劃設計院在海外進行印尼WCDMA無線網絡規劃設計工作中，結合其技術特點，在無線規劃設計方面，總結出以下與GSM網的不同之處。

    （1）WCDMA以復雜的信道來適應多種業務，無線網絡規劃中要重視對業務模型的研究，采用合理的QoS機制和資源調度策略，均衡不同業務速率對覆蓋的要求。

    2G的GSM網絡主要以滿足話音用戶為主，即使升級到2．5G的GPRS，也只是在承載話音業務的空閑，承載少量的中低速數據業務；而WCD?MA網絡則主要按照承載多媒體數據業務進行設計。多媒體數據業務按照對承載的傳輸時延要求的不同，可以大致分為四類：話音等會話類業務基本不允許有時間延遲；視頻播放等數據流類業務時延要小到能不被用戶明顯覺察；游戲等互動類業務的時延要在用戶可忍耐的范圍內；數據下載等后臺類業務則可以有比較大的時間延遲。不同等級的用戶和業務類型也存在服務質量（QoS）上的不同要求，即使同為話音業務也可以利用自適應多速率話音編碼（AMR）來提供差異化的語音質量。為了充分利用網絡資源滿足不同用戶、不同業務的時延及服務質量要求，WCDMA網絡的空中接口可選擇公共信道、共享信道、接入信道和專用信道等多種類型的信道，根據其特點分別承載。

    由于各種業務對無線資源的要求不同，在WCDMA無線網絡規劃中首先要對業務模型進行分析預測，研究網絡所要滿足的各種業務比例和分布，從而確定合理的無線網絡資源配置，使其達到最優化。分析預測可以基于其它網絡上的實際數據，也可以通過分析未來用戶的行為特點得到；在不能完全準確預測時，要在網絡規劃中留有余量，并注意在網絡開通后密切關注實際的業務模型發展變化，及時進行相應的資源配置調整和補充建設。

    WCDMA網絡在規劃設計中，還需要選擇合理的QoS機制和資源調度策略，使網絡在資源消耗和用戶滿意度之間取得平衡。不同用戶的各類業務所分配到的網絡資源應與其等級和特點相適應，使網絡優先保證重點用戶的重要業務，并在滿足用戶需要的同時降低網絡資源消耗。一般在網絡發展初期更側重用戶滿意度，在網絡容量增長的中后期，則側重使網絡資源配置達到最優。

    WCDMA網絡在承載數據業務時，對于不同的業務速率，采用了不同的擴頻碼，從而形成了不同的擴頻增益。業務速率越高，擴頻碼的增益越低，對應的覆蓋能力越弱，這就為其無線網絡的覆蓋規劃帶來了難度。在覆蓋規劃中，可采取不同的室內覆蓋深度要求和網絡負荷要求，來均衡不同業務速率的覆蓋；或者按照應滿足的主要業務中覆蓋最受限的一種進行整體的覆蓋規劃。

    （2）碼分多址（CDMA）帶來的自干擾特性，使網絡的覆蓋、容量、質量三者緊密相關，規劃中要注意“呼吸效應”的影響，并控制好干擾。

    WCDMA的空中接口通過不同擴頻碼區分用戶，使用戶間可以共享同一頻率，相比于僅靠頻率和時隙區分用戶的GSM網，頻譜利用率大大提高。但同時也帶來了自干擾的特點，即不同的用戶和信道相互干擾。隨著用戶的增加，無線通信鏈路受到的干擾也在不斷增加；在用戶增加到一定程度時，可能導致遠處用戶的信號被淹沒在其他用戶的干擾中，形成覆蓋范圍隨網絡負荷增加而縮小的所謂“呼吸效應”。為此，需要為網絡設定合理的負荷門限，在覆蓋規劃中充分考慮到該部分可能發生的覆蓋損失。

    同時，自干擾特性使WCDMA的無線鏈路質量、無線接口容量、無線覆蓋距離都受系統干擾限制。對于網絡質量下降、容量不足和覆蓋弱區，往往能夠通過控制網內干擾來解決。例如缺乏主導頻形成的弱覆蓋和導頻污染，扇區間交疊過多產生的軟切換開銷過大以致容量不足等問題，雖然可以通過增加基站或載頻等，以投入新的網絡資源的方式解決，但往往投入高，還會形成新的負面問題，容易使系統進入惡性循環。而采用優化網絡結構、控制網內干擾的方式解決，則可以降低網絡成本投入，而且不會產生負面影響，促使整個網絡向良性的方向發展。同樣，網外的干擾也會對WCDMA網絡的覆蓋、容量和質量造成惡劣影響，在強干擾源附近往往出現遠近效應，惡化網絡性能，所以在WCDMA規劃設計中，相比于GSM網的規劃設計，要增加外部干擾的測試與分析，并根據外部干擾的具體情況，通過干擾源清除、隔離度控制、與干擾系統共享站址、系統間鄰頻抑制等手段加以克服。

    （3）網間和層間切換機制健全，可以靈活采用與GSM系統的混合組網和本系統的分層組網（HCS）方案。

    WCDMA系統充分考慮了和GSM系統的共存，其核心網能夠兼容GSM系統，與GSM網間有完善的系統間切換機制，WCDMA的終端也將以WCDMA／GSM雙模終端為主，這就使WCD?MA可以和GSM混合組網?；旌辖M網可以充分利用現有GSM網絡的覆蓋廣度與深度，加快WCDMA的部署和業務推廣速度，并降低初期的建設成本；而在部署WCDMA的區域時，則可以拓展當前用戶的業務選擇范圍，提升用戶的滿意度。所以，在WCDMA的無線網絡規劃中，應全面分析當地的GSM網絡情況和用戶市場需求，選擇合理的混合組網策略，既滿足發展需要又節省建設成本，同時加快建設速度。同時，對于混合組網的結構，也需要合理規劃網間切換策略，選擇適當的切換算法和切換參數，利用兩網各自的優勢滿足不同用戶的不同業務需求。另外，混合組網將引發WCDMA與GSM共址建設，這也需要在規劃中對系統間隔離度、天饋系統共存或共享等問題進行充分考慮。

    WCDMA系統具有軟切換和硬切換等切換方式，可通過壓縮模式實現通話狀態下不同載頻、不同系統的測量，從而提高載頻間切換的成功率，保證了用不同頻點組建分層網絡的質量。同時，由于不需要使用GPS，基站的建設方式可以更為靈活，適應室內、微小區等特殊環境。這些都為WCDMA的分層組網結構提供了條件。在WCDMA規劃中，可以根據容量密度和覆蓋需求，分別選擇宏小區、微小區、微微小區進行組網，既滿足不同的容量密度需求，又能適應不同區域的覆蓋需求，同時也最大限度地減少了扇區間交疊，降低了干擾。

    正是由于WCDMA網相對于GSM網存在技術上的差異，只有在其無線網絡規劃設計中充分注意到以上的不同點，才能充分發揮這一3G網絡的技術優勢，真正成為一個優質網絡。

原文轉自：http://www.kjueaiud.com