【文章內(nèi)容簡介】 S T N I S D NI N T E R N E TC UU uI u bH L RI u rI u 圖 21 UMTS 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 從圖 21 UMTS 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中可以看出， UMTS 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)單元包括如下部分： UE、 UTRA、 CN。 167。 用 戶終端設(shè)備 UE(User Equipment)是用戶終端設(shè)備，它通過 Uu 接口與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，為用戶提供電路域和分組域內(nèi)的各種業(yè)務(wù)功能，包括普通話音、數(shù)據(jù)通信、移動多媒體、 Inter 應(yīng)用 (Email、 WWW 瀏覽、 FTP 等 )。 UE 包括兩部分： （ 1） ME(The Mobile Equipment)，提供應(yīng)用和服務(wù) ； （ 2） USIM(The UMTS Subscriber Module)，提供用戶身份識別 。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 167。 無線接入網(wǎng) UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)，即無線接入網(wǎng)，分為基站 (Node B)和無線網(wǎng)絡(luò)控制器 (RNC)兩部分： （ 1） Node B Node B 是 WCDMA 系統(tǒng)的基站 (即無線收發(fā)信機(jī) )，通過標(biāo)準(zhǔn)的 Iub 接口主要完成 Uu 接口物理層協(xié)議的處理。它的主要功能是擴(kuò)頻、調(diào)制、信道編碼及解擴(kuò)、解調(diào)、信道解碼，還包括基帶信號和射頻信號的相互轉(zhuǎn)換等。 （ 2） RNC(Radio Network Control) RNC 是無線網(wǎng)絡(luò)控制器，主要完成 連接建立和斷開、切換、宏分集合并、無線資源管理控制等功能。具體如下： 執(zhí)行系統(tǒng)信息廣播與系統(tǒng)接入控制功能； 切換和 RNC 遷移等移動性管理功能； 宏分集合并、功率控制、無線承載分配等無線資源管理和控制功能。 167。 核心網(wǎng)絡(luò) CN，即核心網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)與其他網(wǎng)絡(luò)的連接和對 UE 的通信和管理。在WCMA 不同協(xié)議版本的核心網(wǎng)設(shè)備有所區(qū)別。從總體上來說， R99 版本的核心網(wǎng)分為電路域和組域兩大塊， R4 版本的核心網(wǎng)也一樣，只是把 R99 電路域中的 MSC 的功能改由兩的實體： MSC Server 和 MGW 來實現(xiàn)。 R5 版本的核心網(wǎng)相對 R4 來 說增加了域，其他的與 R4 基本一樣。 （ 1） MSC/VLR MSC/VLR 是 WCDMA 核心網(wǎng) CS 域功能節(jié)點(diǎn)，它通過 Iu_CS 接口與UTRAN 相連，通過 PSTN/ISDN 接口與外部網(wǎng)絡(luò) (PSTN、 ISDN 等 )相連，通過 C/D 接口與 HLR/AUC 相連，通過 E 接口與其它的 MSC/VLR、 GMSC 或SM C 相連，通過 CAP 接口與 SCP 相連，通過 Gs 接口與 SGSN 相連。 MSC/VLR的主要功能是提供 CS 域的呼叫控制、移動性管理、鑒權(quán)和加密等功能。 （ 2） GMSC GMSC 是 WCDMA 移動網(wǎng) CS 域與外部網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，是可選功能 節(jié)點(diǎn)，它通過 PSTN/ISDN 接口與外部網(wǎng)絡(luò) (PSTN、 ISDN、 其它 PLMN)相連，通過 C/D 接口與 HLR/AUC 相連，通過 CAP 接口與 SCP 相連。它的主河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 要功能是完成 VMSC 功能中的呼入呼叫的路由功能及與固定網(wǎng)等外部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)間結(jié)算功能。 （ 3） SGSN SGSN(服務(wù) GPRS 支持節(jié)點(diǎn) )是 WCDMA 核心網(wǎng) PS 域功能節(jié)點(diǎn)，它通過Iu_PS 接口與 UTRAN 相連，通過 Gn/Gp 接口與 GGSN 相連，通過 Gr 接口與 HLR/AUC 相連，通過 Gs 接口與 MSC/VLR 相連，通過 CAP 接口與 SCP相連，通過 Gd 接口與 SMC 相連，通 過 Ga 接口與 CG 相連，通過 Gn/Gp 接口與 SGSN 相連， SGSN 的主要功能是提供 PS 域的路由轉(zhuǎn)發(fā)、移動性管理、會話管理、鑒權(quán)和加密等功能。 （ 4） GGSN GGSN(網(wǎng)關(guān) GPRS 支持節(jié)點(diǎn) )是 WCDMA 核心網(wǎng) PS 域功能節(jié)點(diǎn)，通過Gn/Gp 接口與 SGSN 相連，通過 Gi 接口與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) (Inter/Intra)相連。 GGSN 提供數(shù)據(jù)包在 WCDMA 移據(jù)網(wǎng)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的路由和封裝。GGSN 主要功能是同外部 IP 分組網(wǎng)絡(luò)的接口功能， GGSN 需要提供 UE 接入外部分組網(wǎng)絡(luò)的關(guān)口功能，從外部網(wǎng)的觀點(diǎn)來看， GGSN 就 好象是可尋址WCDMA 移動網(wǎng)絡(luò)中所有用 IP 的路由器，需要同外部網(wǎng)絡(luò)交換路由信息。 （ 5） HLR HLR(歸屬位置寄存器 )，是 WCDMA 核心網(wǎng) CS 域和 PS 域共有的功能節(jié)點(diǎn)，它通 Gc 接口與 MSC/VLR 或 GMSC 相連，通過 Gr 接口與 SGSN 相連，通過 Gc 接口與 GGSN 相連。 HLR 的主要功能是提供用戶的簽約信息存放、新業(yè)務(wù)支持、增強(qiáng)的鑒權(quán)等功能。 （ 6） OMC OMC(功能實體 )包括設(shè)備管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。設(shè)備管理系統(tǒng)完成對各獨(dú)立網(wǎng)元的維護(hù)和管理，包括性能管理、配置管理、故障管理、計費(fèi)管理和安全管理等功能。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)能 夠?qū)崿F(xiàn)對全網(wǎng)所有相關(guān)網(wǎng)元的統(tǒng)一維護(hù)和管理，實現(xiàn)綜合集中的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)功能，同樣包括網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的性能管理、配置管理、故障管理、計費(fèi)管理和安全管理。 （ 7） External work External works(外部網(wǎng)絡(luò) )，可以分為兩類： 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 電路交換網(wǎng)絡(luò) (CS works)：提供電路交換的連接，象通話服務(wù)。 ISDN和 PS 交換網(wǎng)絡(luò)。 分組交換網(wǎng)絡(luò) (PS works)：提供數(shù)據(jù)包的連接服務(wù)， Inter 屬于分組數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)。 167。 WCDMA 無線接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)及接口 無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和接口是無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重要 內(nèi)容。 167。 WCDMA 無線接入網(wǎng) 結(jié)構(gòu) 無線接入網(wǎng) (UTRAN)包含一個或幾個無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) (RNS)。一個 RNS由一個無線網(wǎng)絡(luò)控制器 (RNC)和一個或多個基站 (NodeB)組成。 RNC 與 CN 之間的接口是 Iu 接口， RNC 和 NodeB 之間通過 Iub 接口連接， RNC 和 RNC之間通過 Iur 互聯(lián)， Iur 可以通過 RNC 之間的直接物理連接或通過傳輸網(wǎng)連接。 U M I SM EN o b e BN o b e BR N CN o b e BN o b e BR N CM S C /V L RS G S NC uU uU ER N SR N SU R T A NC NI u P SI u rI u bI u C S 圖 22 UTRAN 基本結(jié)構(gòu)及接口 167。 WCDMA 無線網(wǎng)絡(luò)接口 WCDMA 的所有網(wǎng)絡(luò)接口具有開放性 ： 將無線網(wǎng)絡(luò) 層與傳輸層分離 ，控制面和用戶面分離。 WCDMA 網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)接口主要包括 Uu、 Iub、 Iur、 Iu 等。 （ 1） Uu 接口 Uu 接口是 WCDMA 的無線接口 。 UE 通過 Uu 接口接入到 UMTS 系統(tǒng)的固定網(wǎng)絡(luò)部分，可以說 Uu 接口是 UMTS 系統(tǒng)中最重要的開放接口。 （ 2） Iu 接口 Iu 接口是連接 UTRAN 和 CN 的接口。類似于 GSM 系統(tǒng)的 A 接口和 Gb河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 接口。是一個開放的標(biāo)準(zhǔn)接口。這也使通過 Iu 接口相連接的 UTRAN 與 CN可以分別由不同的設(shè)備制造商提供。 Iu 接口可以分為電路域的 IuCS 接口和分組域的 IuPs 接口。 （ 3） Iur 接口 Iur 接口是 UMTS 系統(tǒng)特有的接口，用于對 RAN 中移動臺的移動管理。比如在不同的 RNC 之間進(jìn)行軟切換時，移動臺所有數(shù)據(jù)都是通過 Iur 接口從正在工作的 RNC 傳到候選的 RNC。 Iur 是開放的標(biāo)準(zhǔn)接口。 （ 4） Iub 接口 Iub 接口也是一個開放的標(biāo)準(zhǔn)接口。這也使通過 Iub 接口相連接的 RNC與 Node 可以分別由不同的設(shè)備制造商提供。 167。 WCDMA 與 GSM 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 不同處 由上述分析看出， WCDMA 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是由 GSM 演化而來，但二者的技術(shù)特點(diǎn)有較大的差異，因此決定了這兩種系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃即有聯(lián)系又有區(qū)別。 167。 規(guī)劃策略 不同 相同的 是二者在規(guī)劃流程上大體一致，所不同的是： （ 1） WCDMA 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃一般除了預(yù)測之外還要采用仿真的方法，而GSM 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃則只需要做預(yù)測即可。 （ 2） 容量規(guī)劃方面， WCDMA 系統(tǒng)干擾受限，與覆蓋相關(guān)聯(lián)，規(guī)劃需要充分考慮噪聲影響，是“軟容量”；而 GSM 是頻譜受限，靜態(tài)容量，通過增加載頻即可達(dá)到擴(kuò)容的目的，其容量為“硬容量”。 （ 3） 覆蓋方面， WCDMA 為動態(tài)覆蓋，容量和干擾相關(guān)，具有“呼吸效應(yīng)”；而 GSM 完全是靜態(tài)覆蓋。 （ 4） WCDMA 無需做頻率規(guī)劃，頻率復(fù)用因子為 1；而頻率規(guī)劃對 GSM 系統(tǒng)至關(guān)重要，通過頻率復(fù)用提高頻譜利用率 。 （ 5） 承載的業(yè)務(wù)方面， WCDMA 是多業(yè)務(wù)系統(tǒng)，支持高速率；而 GSM 系統(tǒng)則以話音業(yè)務(wù)為主。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 167。 頻率規(guī)劃及干擾預(yù)測 GSM 系統(tǒng)是一個基于 TDMA/FDMA 技術(shù)的系統(tǒng)，因此頻率規(guī)劃對 GSM系統(tǒng)十分重要，正如上述系統(tǒng)特點(diǎn)分析，對于 GSM 系統(tǒng)，頻率規(guī)劃將直接影響整個系統(tǒng)性能。 WCDMA 系統(tǒng)是基于 CDMA 技術(shù)的，各信道可共享一個載頻，因此，頻率規(guī)劃對其不重要，而對碼的規(guī)劃確至關(guān)重要。但是由于在整個下行鏈路中總共有 512 個擾碼序列，故對碼的規(guī)劃也比較簡單。 因為 WCDMA 系統(tǒng)是個干擾受限系統(tǒng)，系統(tǒng)干擾的大小不但影響單個業(yè)務(wù)的質(zhì)量而且會影響系統(tǒng)的容量和覆蓋。單獨(dú)的 WCDMA 系統(tǒng)存在時，其下的干擾主要來自本小區(qū)內(nèi)和鄰近小區(qū)中的信道碼的非正交性。一般地，WCDMA 系統(tǒng)干擾分析可以通過導(dǎo)頻污染指標(biāo)來衡量。導(dǎo)頻污染是 CDMA網(wǎng)絡(luò)中最常見的問題，導(dǎo)頻污染發(fā)生的區(qū)域有較多信號強(qiáng)度很好的導(dǎo)頻，但沒有主導(dǎo)頻，這樣網(wǎng)絡(luò)的下行質(zhì)量不好，并會導(dǎo)致頻繁切換。 概而言之，無線網(wǎng)絡(luò)所采用的技術(shù)的特點(diǎn)決定了無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的內(nèi)容，GSM 主要采用了 TDMA/FDMA 的無線接入方式，其無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃內(nèi)容基本上可分為根據(jù)無線路徑衰耗的預(yù)測來確定覆蓋，及根據(jù)對業(yè)務(wù)區(qū)業(yè) 務(wù)量的估計進(jìn)行頻率規(guī)劃，以確定系統(tǒng)容量。通常進(jìn)行 GSM 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時，對于給定的信道數(shù)量，小區(qū)容量是一個常數(shù)，故在 GSM 無線絡(luò)規(guī)劃時，覆蓋與容量是可以分別獨(dú)立地進(jìn)行的。而 WCMDA 系統(tǒng)由于引入不同速率的業(yè)務(wù)，致使在規(guī)劃中需 要將覆蓋和負(fù)荷結(jié)合考慮；功率控制、由于軟切換產(chǎn)生的增益、上下行鏈路功率預(yù)算等不同因素也要結(jié)合起來考慮。亦即 GSM 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是在容量與覆蓋之間尋求一個最佳結(jié)合點(diǎn)，而 WCDMA 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需要在容量、覆蓋、服務(wù)質(zhì)量三者之間尋求最佳結(jié)合點(diǎn)，這就增加了其規(guī)劃的難度和復(fù)雜度。河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 第 3章 WCDMA 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 本章從 WCDMA 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的一般步驟出發(fā)，然后從無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的目標(biāo)出發(fā) —— 覆蓋、容量、質(zhì)量、成本，進(jìn)行業(yè)務(wù)發(fā)展和預(yù)測。重點(diǎn)討論WCDMA 的覆蓋規(guī)劃、容量規(guī)劃、基站規(guī)劃。 167。 WCDMA 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 步驟 目前的 3G 無線網(wǎng)路規(guī)劃一般按照初步規(guī)劃和詳細(xì)艦劃兩部分進(jìn)行。在初步規(guī)劃過程中需要解決的問題是對建網(wǎng)規(guī)模的初步確定，需要對新建基站數(shù)及初始站間距進(jìn)行確定。為下一步的詳細(xì)規(guī)劃準(zhǔn)備好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 詳細(xì)規(guī)劃的任務(wù)是在初步規(guī)劃的基礎(chǔ)上，按照蜂窩組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)部署到設(shè)計覆蓋的各個環(huán)境中，然后進(jìn)行無線仿真設(shè)計，同時確立設(shè) 計的終端類型與站參數(shù)，確定天線類型。根據(jù)仿真結(jié)臬，反復(fù)調(diào)整，直到網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的各項系統(tǒng)性能得到滿足，最終輸出整個設(shè)計結(jié)果。歸納出無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程如下圖所示： 預(yù) 規(guī) 劃 輸 入覆 蓋開 始定 義 網(wǎng) 絡(luò) 結(jié) 構(gòu) 及 組 網(wǎng) 策 略網(wǎng) 絡(luò) 預(yù) 規(guī) 劃站 點(diǎn) 預(yù) 布 ， 覆 蓋 規(guī) 劃信 息 調(diào) 查 （ 資 源 、 限 制 條 件 ）預(yù) 規(guī) 劃 結(jié) 果分 析 數(shù) 據(jù)現(xiàn) 場 信 息現(xiàn) 場 勘 查 ， 數(shù) 據(jù) 采 集勘 查 結(jié) 果 分 析確 定 站 點(diǎn) 方 案 ？仿 真 優(yōu) 化建 立 站 點(diǎn) 數(shù) 據(jù)規(guī) 劃 結(jié) 束質(zhì) 量容 量YN 圖 31 WCDMA 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 流程 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 167。 WCDMA 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃目 標(biāo) 無線網(wǎng)絡(luò)的四大目標(biāo)既互相依存又互相牽制，無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃必須全面的考慮。 167。 網(wǎng)絡(luò)覆蓋目標(biāo) 根據(jù)運(yùn)營商要求，確定網(wǎng)絡(luò)完成連續(xù)覆蓋的區(qū)域和面積，并將目標(biāo)區(qū)域根據(jù)不同的地貌類型分類及區(qū)域面積統(tǒng)計。 明確各區(qū)域運(yùn)營商所要達(dá)到的覆蓋要求、區(qū)域覆蓋概率和邊緣覆蓋概率。地鐵、鐵路以及公路的覆蓋需要采用大覆蓋基站、直放站等特殊解決方案。 167。 網(wǎng)絡(luò)容量目標(biāo) 針對市場策略和用戶發(fā)展情況，確定網(wǎng)絡(luò)容量目標(biāo)。通常將業(yè)務(wù)目標(biāo)劃分為幾個階段，通過收集現(xiàn)網(wǎng)移動用戶數(shù)，并采用適當(dāng)?shù)臉I(yè)務(wù)預(yù)測方法得到各階段的用戶數(shù)。 業(yè)務(wù)預(yù)測是確定移動通信網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的重要依據(jù)，決定了工程建設(shè)