无线覆盖与网络优化课件.ppt

1、一、无线网络系统的组成一、无线网络系统的组成从结构上，整个网络分成三个子系统：从结构上，整个网络分成三个子系统：1 1、网络交换子系统：它是网络的核心。它的主要功、网络交换子系统：它是网络的核心。它的主要功能是实现网内交换和已经存在的有线系统和其他无线系统能是实现网内交换和已经存在的有线系统和其他无线系统之间的交换及部分运营管理功能。之间的交换及部分运营管理功能。2 2、基站子系统：它由基站及基站控制器组成，它的、基站子系统：它由基站及基站控制器组成，它的主要功能是为大量的基站提供控制和管理，如无线信道分主要功能是为大量的基站提供控制和管理，如无线信道分配，建立和拆除无线链路，实现信道切换等。

2、配，建立和拆除无线链路，实现信道切换等。3 3、无线覆盖及手机子系统：它由基站的天馈线系统、无线覆盖及手机子系统：它由基站的天馈线系统及手机组成，它的主要功能是实现用户与网络之间的无线及手机组成，它的主要功能是实现用户与网络之间的无线信息交换。信息交换。从网络性能上也分为三部分：从网络性能上也分为三部分：1 1、无线覆盖，它决定了网络服务的范围，承担着用户与、无线覆盖，它决定了网络服务的范围，承担着用户与网络之间的无线业务交换的重任，无线覆盖的好坏直接影响网络之间的无线业务交换的重任，无线覆盖的好坏直接影响着用户的使用效果，是吸引用户的关键因素之一，这部分主着用户的使用效果，是吸引用户的关键因

3、素之一，这部分主要由基站的天馈系统来实现。要由基站的天馈系统来实现。2 2、网络的容量：它决定的网络服务的用户数量及所能承、网络的容量：它决定的网络服务的用户数量及所能承担的业务量，主要由基站中的频点的设置和规划来决定的。担的业务量，主要由基站中的频点的设置和规划来决定的。3 3、无线控制参数的正确设置与调整，它决定着网络的正、无线控制参数的正确设置与调整，它决定着网络的正确运行及运行的质量。确运行及运行的质量。无线参数优化无线参数优化频点设置与规划频点设置与规划天馈参数优化天馈参数优化二、目前网络覆盖中存在的问题二、目前网络覆盖中存在的问题 1 1、网络建设周期短，建设速度快，施工队伍经验不

4、、网络建设周期短，建设速度快，施工队伍经验不足，管理跟不上，留下许多工程隐患。足，管理跟不上，留下许多工程隐患。2 2、网络最初规划、设计不完全合理，无线传播中存、网络最初规划、设计不完全合理，无线传播中存在许多无法完全确定的因素，这些因素影响着无线覆盖。在许多无法完全确定的因素，这些因素影响着无线覆盖。3 3、网络投入营运后：、网络投入营运后：(1)(1)终端用户的变化（地理分布）终端用户的变化（地理分布）(2)(2)网络运行环境的变化（城市建设发展）网络运行环境的变化（城市建设发展）(3)(3)网络结构的变化（覆盖范围，系统容量）网络结构的变化（覆盖范围，系统容量）(4)(4)新业务的开拓

5、新业务的开拓 都需要网络进行调整，这个调整过程也可称为网络优都需要网络进行调整，这个调整过程也可称为网络优化过程。化过程。三、无线覆盖与网络营运性能的关系三、无线覆盖与网络营运性能的关系 网络营运的性能主要由呼损率、掉话率、切换成功网络营运的性能主要由呼损率、掉话率、切换成功率、干扰来考虑。率、干扰来考虑。呼损率：首先影响呼损的是话务均衡、信道容量，呼损率：首先影响呼损的是话务均衡、信道容量，但是话务均衡与覆盖其大小有关，呼损也与覆盖区中信但是话务均衡与覆盖其大小有关，呼损也与覆盖区中信号的电平有关。号的电平有关。掉话率：与小区切换成功率有关，也与覆盖区中信掉话率：与小区切换成功率有关，也与覆

6、盖区中信号是否均匀有关，另外与是否存在干扰有关。号是否均匀有关，另外与是否存在干扰有关。切换成功率：与切换系数数量正确与否有关，与切换成功率：与切换系数数量正确与否有关，与小区定义邻区覆盖电平是否合理有关。小区定义邻区覆盖电平是否合理有关。干扰：干扰主要来自系统外及系统内自干扰，这干扰：干扰主要来自系统外及系统内自干扰，这主要是由于覆盖无线覆盖设置不合适有关。主要是由于覆盖无线覆盖设置不合适有关。由此可看出，所有网络营运的指标均与无线覆盖由此可看出，所有网络营运的指标均与无线覆盖密切相关。可以说，无线覆盖是网络营运的基础，没有密切相关。可以说，无线覆盖是网络营运的基础，没有好的无线覆盖，就不会

7、有好的网络营运性能。在网络优好的无线覆盖，就不会有好的网络营运性能。在网络优化中，只有作好了无线覆盖的优化，再做其他信道设置化中，只有作好了无线覆盖的优化，再做其他信道设置与无线参数的优化，才能达到真正的网络优化效果，才与无线参数的优化，才能达到真正的网络优化效果，才能达到事半功倍的目的。能达到事半功倍的目的。1 1、无线覆盖、无线覆盖 (1)(1)是指在一个事先划定的区域内，使业务信号有是指在一个事先划定的区域内，使业务信号有足够功率在目的接收端达到需要的信干比，因此，的足够功率在目的接收端达到需要的信干比，因此，的无线覆盖取决于所选天线特性、基站高度、波束下倾无线覆盖取决于所选天线特性、基

8、站高度、波束下倾角及周围建筑等条件。角及周围建筑等条件。(2)(2)覆盖区内的信道数与话务量相匹配。覆盖区内的信道数与话务量相匹配。2 2、无线覆盖区域的性能取决于覆盖区的合理划分、无线覆盖区域的性能取决于覆盖区的合理划分及基站天线的合理选行及架设。及基站天线的合理选行及架设。四、四、无线网络的覆盖无线网络的覆盖 3 3、无线覆盖与小区划分、无线覆盖与小区划分 (1)(1)小区划分小区划分 由由VHFVHF、UHFUHF的电波传播特性可知，一个基站仅能在的电波传播特性可知，一个基站仅能在有效的电波覆盖区内为用户服务，这样的覆盖区称为无有效的电波覆盖区内为用户服务，这样的覆盖区称为无线小区（基站

9、区），服务区（业务区）是指移动通信网线小区（基站区），服务区（业务区）是指移动通信网所能提供的正常业务的范围，业务区通常由若干个无线所能提供的正常业务的范围，业务区通常由若干个无线小区组成，无线小区的划分和服务区的组成应按用户区小区组成，无线小区的划分和服务区的组成应按用户区域分布覆盖区形状及业务要求，并根据地形电波传播特域分布覆盖区形状及业务要求，并根据地形电波传播特点、话务分布、经济指标等方面，综合考虑确定采用什点、话务分布、经济指标等方面，综合考虑确定采用什么样区域划分及组成。么样区域划分及组成。业务区与无线小区的结构：业务区与无线小区的结构：A A、带状网：主要应用于覆盖公路、铁路、跨

10、、带状网：主要应用于覆盖公路、铁路、跨海桥梁、海岸等。海桥梁、海岸等。B B、蜂窝网：在平面区域内划分小区通常采用蜂、蜂窝网：在平面区域内划分小区通常采用蜂窝状结构。窝状结构。小区的形状可分为正三角形、正四边形、正六边形。小区的形状可分为正三角形、正四边形、正六边形。单个区域形状单个区域形状相邻区域中心距离相邻区域中心距离单个区域面积单个区域面积正三角形正三角形R正四边形正四边形正六边形正六边形3 R22 R3 R2R22.6R2 可看出，正六边形相邻区域中间间距最大，覆盖可看出，正六边形相邻区域中间间距最大，覆盖面积最大。在业务区域面积一定的情况下，正六边形面积最大。在业务区域面积一定的情况

11、下，正六边形小区的形状最接近理想的形状，因为它所需的基站数小区的形状最接近理想的形状，因为它所需的基站数最少，最经济，由于它与蜂窝相同，故称蜂窝网。最少，最经济，由于它与蜂窝相同，故称蜂窝网。蜂窝小区根据它的面积大小可分为：蜂窝小区根据它的面积大小可分为：微微蜂窝微蜂窝宏蜂窝微微蜂窝微蜂窝宏蜂窝宏蜂窝小区：小区半径大约为宏蜂窝小区：小区半径大约为1公里到公里到2525公里。公里。基站功率大于基站功率大于10W10W 基站天线架设高度大于基站天线架设高度大于4545米米 基站选型主要根据话务量决定基站选型主要根据话务量决定 适宜郊区低话务量条件适宜郊区低话务量条件 高速移动业务高速移动业务 易产

12、生的问题：易产生的问题：盲区盲区 热点热点 微蜂窝小区：小区半径微蜂窝小区：小区半径9090到到10001000米米 基站功率小于基站功率小于1W1W 基站天线架设高度小于基站天线架设高度小于2525米米 主要用于市区，高话务量区主要用于市区，高话务量区 PHSPHS网络以微蜂窝为主要覆盖模式，基站选用网络以微蜂窝为主要覆盖模式，基站选用CSCS站为主。站为主。微微蜂窝小区：小区半径小于微微蜂窝小区：小区半径小于100100米米 在PHS网络中主要用于补点，形成混合组网 天线架设小于8米 用于室内分布系统（RP基站）对于蜂窝小区的激励通常为中心激励与顶点激励，对于蜂窝小区的激励通常为中心激励与

13、顶点激励，在每个小区中基站可设在小区的中央，用全向天线形在每个小区中基站可设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖，这就是中心激励。也可将基站设计在每成圆形覆盖，这就是中心激励。也可将基站设计在每个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用三付相同个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用三付相同120度上行定向天线实现覆盖，这就是顶点激励。度上行定向天线实现覆盖，这就是顶点激励。(2)(2)覆盖小区内场强预测：覆盖小区内场强预测：A A、传播路损的表示：、传播路损的表示：发射机接收机PTPTIGTLTPRILRPRLGRPT 发射功率发射功率LT 馈线损耗馈线损耗GT 发射天线增益发射天线增益L 路损路

14、损GR 接收天线增益接收天线增益LR 馈线损耗馈线损耗PR 接收功率接收功率有以下关系有以下关系PR=PT GT GRLT L LR有效幅射功率有效幅射功率PTI=PT GTLT有效接收功率有效接收功率PRI=PR LRGR路损定义为路损定义为或或 L(dB)=PTdB+GTdB+GRdB-PRdB-LTdB-LRdB例：基站发射功率例：基站发射功率500mw，基站天线增益，基站天线增益GT=9dBi，手机天线增益手机天线增益GR=1.5dBi,手机手机 PR-72dBm（35DBuv)求最大可接受路损？求最大可接受路损？解：所有量必须为同一单位解：所有量必须为同一单位 PT=500mw=27

15、dBm GT=9dBi GR=1.5dBi PR=-72dBm求得求得 L109.5DB例：例：若工作在自由空间中，市区条件下若工作在自由空间中，市区条件下 F 1900MHZ Ht 25m Hm 1.5m求此路损的最大距离？求此路损的最大距离？L=PTIPRI=PT GT GRPR LT LRB B、理论型覆盖预测公式：、理论型覆盖预测公式：自由空间传播（单射线型）自由空间传播（单射线型）L Lf f =10 lg=10 lg P PT T/P/PR R=-20log(=-20log(/4/4d)Gd)GT T G GR R =32.44-G =32.44-GT T-G-GR R+20log

16、 F(MHz)+20log d(Km)+20log F(MHz)+20log d(Km)例例1 1：室内分布系统中计算吸顶天线输出功率与距离为：室内分布系统中计算吸顶天线输出功率与距离为R R处的处的室内覆盖的场强关系，室内覆盖的场强关系，设：设：P PR R=-72dBm=-72dBm R=18m=0.018km R=18m=0.018km G GT T=3dBi=3dBi G GR R=1.5dBi=1.5dBi 天线装在天花板（石膏板）上，损耗天线装在天花板（石膏板）上，损耗5dB5dB，求天线口的功率，求天线口的功率PTPT 解：解：P PT T=P=PR R+32.44-G+32.4

17、4-GT T-G-GR R+20log+20logF F+20log+20logd d =-72dBm+32.44-3-1.5+20log900+20log0.018 =-72dBm+32.44-3-1.5+20log900+20log0.018 =-20dBm =-20dBm 考 虑 到 石 膏 板 的 损 耗，天 线 口 的 实 际 功 率 共 为考 虑 到 石 膏 板 的 损 耗，天 线 口 的 实 际 功 率 共 为 P T=-P T=-20dBm+5dB=-15dBm20dBm+5dB=-15dBm 例例2 2：在单射线模条件下，路损变化对覆盖距离的关系，：在单射线模条件下，路损变化

18、对覆盖距离的关系，可算出：可算出：例例3：等高架设的天线之间隔离度计算，由于有直接波相互：等高架设的天线之间隔离度计算，由于有直接波相互 作用，故作用，故 Lh=20log(4d/)-GT-GR=22+20log(d/)GT-GR 若有两根全向天线若有两根全向天线GT=GR=11dBi，d/=10，计算之间的，计算之间的隔离度隔离度LH=20dB。对对800MHZ =0.375 d=3.75米米 对对900MHZ =0.333 d=3.33米米 对对1900MHZ =0.157 d=1.57米米dGTGRdHTHMP PT T(H(HT TH HM M/d/d2 2)2 2P PR R=P P

19、T T(H(HT THHM M/d/d2 2)2 2=HT2HT2例例3：共线架设，无直接波作用：共线架设，无直接波作用 LV=28+40log（d/）若要求若要求LV=45dB计算计算d。代入代入 d/=2.7 d=2.7 对对800MHZ =0.375米米 d=0.9977米米 对对900MHZ =0.333米米 d=0.899米米 对对1900MHZ =0.157米米 d=0.4239米米d例例4：斜架设：斜架设Lf=(LV-Lh)/90+Lh 若若DH=2米米 DV=1米米 =50o GT=GR=11dBi 计算隔离度。计算隔离度。代入代入 Lh=20dB LV=45dB Lf=34d

20、BDVDh 多射线模式多射线模式 Lf=Lo+L(diff)+L(mult)式中，式中，LO自由空间单射线损耗自由空间单射线损耗 L(diff)屋顶绕射损耗屋顶绕射损耗 L(mult)环绕基站天线周围建筑物多次反射的损耗。环绕基站天线周围建筑物多次反射的损耗。C、宏蜂窝覆盖公式、宏蜂窝覆盖公式 Eglis模式模式 L=40logR+20logfc-20loghb+Lm Lm=Okumura-hata 城市、具有大的建筑物或塔、房子、大的较密的村庄。城市、具有大的建筑物或塔、房子、大的较密的村庄。L=A+B logR-Eloghm hm10mloghm hm10m 郊区、村镇及高速公路。郊区、村

21、镇及高速公路。L=A+B logR-C 开阔地、没有高的树和建筑物、稻田开阔地、没有高的树和建筑物、稻田 L=A+B logR-D A=69.55+26.16logfc-13.82lghb B=44.9-6.55loghb C=2log(fc/28)2+5.4 D=4.78logfc2+18.33logfc+40.94 E=3.2log(11.75hb)2-4.97 150MHzfc1500MHz 30mhb200m 1mhm10m R1km cost231-hata模模 使用条件使用条件1500MHz fc 2000MHz L=F+BlogR-E+G F=46.3+33.9fc-13.82lghb G=中等城市及郊区中等城市及郊区大城市大城市D、微蜂窝覆盖公式、微蜂窝覆盖公式 天线高度天线高度3-6米，覆盖数百米米，覆盖数百米 双斜率模（视线模）双斜率模（视线模）L=L1+10n1logr+10(n2-n1)log(1+r/rb)式中式中L1是是r=1米时参考路损值米时参考路损值 rb=4hbhm/对于一般情况对于一般情况n1=2，n2=4