无 线 网 设 计 中 的 考 虑 因 素

无线网设计中的考虑因素
人们已经认识到，市场从覆盖、容量提供直到网络的质量
分阶段地成熟，后者是
业务成功和用户满意标志的关键阶段。

跨过这一发展点，
市场在业务范围方面就
有区别，成功取决于成本效益。

蜂窝区和PCS 网络的经营者渴望利用移动业务的放松管
制、固定移动的会聚和全
球技术成功，达到早期成熟。

最近PHS 在日本的成功以及在香港逐步与GSM/DCS 技
术相兼容是远东市场近来的重大发展。

同时，随着越来越
多的微小区部署及延伸
到地铁、大楼内和住宅无线本地环路方案的出现，各种技
术也在日趋成熟。

像
CDMA 这种新技术通过提供更高的系统容量为模拟AMPS/TACS 系统开拓了前进的道
路，正在向GSM/DCS 的全球成功发起挑战。

在这方面，数字AMPS 作为一种竞争技
术也在脱颖而出。

切实可行的计划和运用这些技术必须注意到这些技术的
优势和未来潜力。

这一途
径必须符合市场定位和网络寿命周期，在本文中我们通过
展示面临的状况而不是
提供解决方法来考虑这些问题。

有技术制约的规划
考虑到网路的生命期，当技术改良及其进步与经营途径紧
密相连时，创新的规划
能产生出有效的实施。

对今日技术进行投资的规模可密切
注视推向市场的时间
表，例如，模拟AMPS 可以通过向数字AMPS 演进而蓬勃发展。

把诸如此类的发展问
题留到后面，考虑一下技术差异如何出现在系统的计划中
及制约的相互作用是有
启发性的。

两大类技术可以信号覆盖和业务量负荷之间的
关系模型说明其特
征：多载波TDMA 或FDMA，以及随机接入CDMA。

多载波FDMA或TDMA技术
这些是每载波单一或多信道系统，对这种系统，信号覆盖
的质量与话务量负荷是
相互独立的，话务量负荷通过信道可用性或呼叫阻塞率来衡量。

对于蜂窝区系
统，这些原理已众所周知并理解。

因此，传统部署计划正
在考虑向更深层覆盖方
向(室内或室外演进，或用微蜂窝区) 来增加容量。

例如，基
站站址分布不太规则的
蜂窝区分割和频率规划就存在实际制约微小区的布局，在一定程度上脱离了蜂窝
状网格，以便为局部业务量高的地区增加容量。

这种技术
十分吸引人，但是规划
将基于对信号和干扰等值线的设计。

尽管这种原理是初级的，它揭示了业务量与
覆盖深度的无关性，即一旦信号的电平足够，只要增加微
小区的信道就可以增加
容量。

这样，设计难题就转向了蜂窝区参数，转向与相邻
微小区或宏区的切换处
理。

在这类传统的系统中，只需要针对干扰考虑一定余量，定
出信号的门限，如模拟
AMPS 比数字GSM 要求更高的载噪比(C/I) 门限。

干扰的决定因素是话务量强度和分
布，即只有在使用中的信道才会成为干扰的原因之一。

信
号层相当于覆盖，业务
层的生成决定了信号和干扰电平，干扰又是通过频率规划确定的。

在系统一级这
决不是静态的，内在地取决于切换的边界。

这些边界是由
蜂窝区参数设定的。

因
此，即使系统控制的直观化十分复杂，它也可以作为概率等值线(由切换迟滞或余
量来设定) 层面进行模拟。

CDMA和随机接入
这种类型与FDMA 和TDMA 技术的运转完全不同，因此无线网络规划以仿真和更为
复杂的方式来制定。

CDMA 系统自动将话务量负荷与信号覆盖联系起来。

随机接入
的性质(对负荷递增的适度响应) 在许多情况下十分惊人地
重新规定了覆盖。

换句
话说，CDMA 的信道阻塞模型与“经典的爱尔兰”原理不同。

为了说明这一点，让我们考虑整个时间内出现的话务量高蜂期。

从理论上
讲，CDMA 肯定会按高峰来考虑覆盖区，动态地缓和需求。

在这样做的过程中，它
规定了新增蜂窝多站址的等值线。

低话务量区将享有良好的覆盖，如果需求预报
比较精确地预测了这些地点的话务量，它还可能导致最初的蜂窝区站址数减少。

假定服务质量期望值在所有市场都是区分是否有竞争力
的因素，我们需要分析
CDMA 对预期的恢复正常的能力。

城市CDMA使用
设计大容量CDMA 展示出技术参数间的一些迷人关系。

直接序列IS－95 CDMA 受到
来自蜂窝区内在用用户反向链路(移动－基站路径) 干扰的
极大限制。

功率控制确保
所有反向路径(需要的和干扰) 以同一电平到达基站，这就
对最高容量施加了限制。

例如，如果系统负荷达75％的最大容量，只有25％的总功率可用来抗干扰。

事实
上，这就开始对有载城市蜂窝区的规模设计施加了制约因素，即反向路径的最大
允许路径损耗按比例减少。

CDMA 的农村轻负荷蜂窝区规划比较容易，不必考虑
CDMA 软切换的敏感性和硬切换的变幻莫测。

CDMA功率计划
IS－95 CDMA 系统将重点从频率规划转向功率规划，至少对单CDMA 载波情况是这
样。

设计不止一个载波的CDMA 系统给切换和蜂窝区参数设置增加了极大的复杂
性。

单一载波CDMA 系统的使用已获得某些成功。

诸如MSI PlaNET 等设计工具通过对随机放置移动体的位置和密度，进行蒙特卡罗模
拟，建立随机用户信道动态利用的模型。

这相当于话务量分布图。

其目的是在已
定的话务量图的前提下调整站址位置，使侯选站址的正反路径得以平衡。

覆盖区
域的正向和反向路径是平衡的。

然而，仍有一些小块地区
未能达到路径平衡，它
们由蓝色和红色(正向和反向) 区域标明。

平衡决定性地取
决于导频有效辐射功率
(ERP)、话务量负荷、导频信噪比(Ec/Io) 余量以及话音信噪比(Eb/Io)。

更有趣的是切换
分析(状态显示)。

站址间软切换为黄色区域。

注意用绿色
表示的区域为软切换状
态，即可能从站址内过渡到站址间。

当考虑导致最终硬切
换时(未显示)，情况的形
成是复杂的。

在规划站址时，重要的是要将CDMA 覆盖集中在话务量高度集中的地
区，否则电干扰引起的音区会扩大这些盲区，用参数调整难以改善。

CDMA微小区
在系统控制情况下，将CDMA 延伸到分层衬底／迭加不是简单易做的。

站址移动范
围不大，以站内扇区间切换为主的业务可以采用这种方
式。

普遍的使用就要求认
真仔细的考虑这种方法可能会引起争论，它与硬切换分层的CDMA 软容量概念相
抵触，即连续软切换措施的原理否定了这种可能性。

这并
不意味着微小区使用是
不可行的，相反，它告诫不要用分层结构来增加容量。

AMPS和TACS的经验和潜力
预测认为AMPS 系统至少到2005 年能有利润地运营，发展情
况足以使大多数基础设
施供应商保持继续投资。

在全球范围内，目前模拟与数字
比例成为70:30，模拟移
动用户超过3 千万。

不仅如此，1995 和1996 年每年的发展继续超过40％。

预计发展将
趋于平稳，但现有的模拟市场(主要是北美和南美) 正在推
动向增强特性继续发展的
计划(甚至应用于“慢速移动”或步行通信的微小区)，并推动
供应商提供室内或地
铁产品。

欧洲和远东(如香港和新加坡) 的管制和政府压力，通过只
授予数字技术的许可性
已形成向数字技术的一些转移。

竞争政策已不寻常地形成一种气候，在仍设法最
大限度地提高对其模拟网络投资回报的同时，既有模拟又
有数字技术的经营者正
在考虑转向。

数字AMPS开发遗留的基础
从历史上看，大多数网络都以模拟AMPS/TACS 衬底来规划，许多网络都只是临时
使用。

这些网络暴露出蜂窝区选址差的特点，尤其在覆盖
扩展仍是优先考虑的地
方。

现在，同样的问题也因取得站址或架设天线受到越来
越多限制等方面的困难
而产生。

在许多情况下，与一竞争者共用最佳性第二位的
选择方案是明智之举。

频率规划难题
频谱压力已把焦点转移到频率规划的最佳化。

随着蜂窝区
分裂，缩小了蜂窝区规
模，现实世界压力已对合格站址的获得施加了限制。

在这
场战斗中，模拟技术遭
受重创，因为它对脱离蜂窝网格的站址位置最敏感。

模拟
网络容量的不断增加使
蜂窝区面积不足一公里，这已处于技术限制的边缘。

模拟
微小区的实施需要很高
的成本。

具有TDMA 结构的数字AMPS 为移动辅助切换(MAHO) 开辟了前景，即移动台能在空
闲时隙中监视和测量相邻蜂窝区控制信道。

它通过有效的
切换较好地管理了蜂窝
区边界，使频率规划负担减轻。

此外，它也为向具有微区
和容量减缓的分层蜂窝
区结构演进开辟了道路。

数字AMPS 频率规划的处理与GSM 系统中已得到公认的多
信道载波安排很相似。

如果不考虑站址定位制约的话，AMPS 覆盖层在技术上适合
数字AMPS IS 136 TDMA。

作为容量的迭加，它有明显的优点，尤其是用双模式运
转。

这是很自然的下一
步，这种改变看上去切实可行，但网络质量无法保证在正
常负荷下能比得过设计
良好的模拟AMPS 网络。

向数字化转移
AMPS/TACS 和CDMA IS 136 TDMA 标准是双模式的，因此能在无线网络中作为混合技
术使用。

而对GSM、DCS 或DECT 和PHS 就不能说同样的话了。

这为技术创建了发展
道路，但它是否能产生可行的网络呢？
中国市场上占优势地位的是TACS 网络，在技术互用性和兼
容性方面，自然发展是
CDMA、这一前景必须以中期过渡策略(尤其是GSM 网络在中
国的推广使用) 来分
析。

TACS-CDMA双模式网络
暂时把频谱的策略考虑放在一边，模拟TACS 和CDMA 技术并
不协调一致，除非作
为一种临时过渡的方便措施，这依赖于精明的频谱划分和
伴随的使TACS 网络不再
接受新用户的决策。

香港和记电信公司采用的就是这种策略。

双模式移动台是实
现这一双层网络原理的先决条件，两种模式推向市场时可
用不同的价位。

然而，
站址获得问题和希望两种技术并置挫败了分割的目标。

在
城市地区为什么不迅速
转向CDMA？为什么不把TACS 基础设施转向低密度地区？这一彻底改变的主张使
遗留的站址得到赞同，它设想CDMA 部署在现有的TACS 站址(或子集)，随着容量增
加使用低功率手持机是可行的，有成本效益的。

在这种情
况下产生了一种有趣的
可能性，在双模式情况下有选择地、渐进地使TACS 站址退
役，要多于CDMA 的补偿
占用。

要实现这一复杂的替代需要有完善的工具来分析各
技术层及混合
TACS/CDMA 业务溢出情况。

使用低功率手持机的CDMA 情况必须得到网络的支持。

这种
情况用CDMA 也许更为
灵活，但最终是它所工作环境内的抵押品。

对射频辐射危
险性的重视不断加强以
及因容量关系蜂窝区面积的不断缩小自然是相互合作的。

然而系统控制和软切换
实现将在复杂性增加的情况下运行，而且除非行人的移动
性符合设想，还会有切
换失败的风险。

TACS 技术在蜂窝区面积方面受到限制，而CDMA 有可能发展成微小区。

CDMA 的分
层蜂窝区结构(HCS) 现在不可行。

GSM容量难题
GSM 已成为蜂窝移动通信和PCS 市场的业已证实的全球技术。

目前，它还不具备
适应AMPS/TACS 或CDMA 的良好技术。

对容量限制作一比较，对GSM 的一个主要忧
虑是它将与CDMA 相对抗的能力。

这种争论是长期的，这里我们的兴趣是了解前景
如何，以及它如何才能比最初部署的宏区提供更多容量。

许多已经部署的系统实施4×3 频率复用，即四个站址 3 个
扇形的蜂窝格式。

这受到
网络质量可接受的载波干扰比(C/I) 余量制约。

转向3×3 频
率复用将受相邻信道干
扰的限制，这是GSM 的“唯一致命弱点”。

使用切实可行的频率规划以增加容量的下一步将依赖于GSM 无线电网络性能，如
跳频(FH) 和不连续传输(DTX)。

现在一些供应商提供诸如智
能迭加／衬底(IOU) 和分
层蜂窝区结构(HCS) 等先进性能。

HCS 结构是在综合宏区/ 微
小区网络中实施微小区
的实际方式。

MSI 公司参与了欧洲的IOU 试验。

试验是否成功取决于卖主所提供的
先进基站控制器(BSC) 能力，和MSI 的规划工具PlaNET 的特
性，这种工具能够设计并
规划实际的IOU 站址。

操作和维护中心(OMC) 测得的数据以
很好的结果验证了MSI
PlaNET 模型。

IOU 以网络两个层间蜂窝区内切换的原理为基础，即正规
的超频率。

超频率的复
用更为严格。

主要的吸引力是不用新站址就能增加容量的
能力。

试验的典型结果
表明容量增加约30%。

微小区规划
规划微小区是因地置宜和资源密集的活动，在设计工具中
没有良好地综合微／宏
HCS 层：经验表明，传播的复杂性质使精确通用模型的产生
十分困难。

与宏区的
方式大致相同，模型需要校准或调整。

认识到这一点，MSI PlaNET 具有模型选择，
从半经验主义到目前在工具中实施的射线跟踪型。

信号电
平的传播预测如图6 所
示。

实际经验已证明，某种因地制宜的修正对有效部署来
说是不可少的。

因此，
在工具中显示信号和干扰(图7) 的能力简化了分析，增加
了对微小区和宏区系统层
的了解。

一种可能的情况是使用测得的微小区信号干扰分
析来推测宏区覆盖。

对各种技术的这一实际分析可以清楚地看出，所有技术都
有多面性。

要选择一胜
者并非易事，但是从实际情况分析中好好选择会取得较好
的结果。

良好的工具和
技能是关键因素。

安沃尔?巴吉瓦，公司科技主任，国际移动系统公开上市公
司，英国伦敦
出师表
两汉：诸葛亮
先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。

然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。

诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。

宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。

若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。

侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。

将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。

亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。

先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。

侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。

臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。

先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。

后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。

先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。

受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。

今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。

此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。

至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。

愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。

若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。

臣不胜受恩感激。

今当远离，临表涕零，不知所言。