论文部分内容阅读
[摘要]讨论3G背景下在移动通信网络建设和运营中进行有效网络优化的方法。根据3G 网络的特点，对3G 的网络优化进行了分析。
[关键词]3G 移动通信网络 网络优化
中图分类号：TN91文献标识码：B文章编号：1671－7597（2008）0320010－01
一、第三代移动通信标准的构成
第三代移动通信标准分为核心网和空中接口两大部分。
（一）核心网标准
第三代移动通信的核心网主要有基于GSM MAP演进的核心网和基于ANSI-41演进的核心网两种。前者对应于WCDMA和TD-SCDMA标准，后者对应于cdma2000标准。
（二）空中接口标准
2000年5月5日，在土耳其举行的ITU-R全会上，通过了包括中国提案在内的五种无线传输技术的规范，其中三种基于CDMA技术，两种基于TDMA技术。（1）基于CDMA的技术规范有IMT-2000 CDMA DS（WCDMA、cdma2000 DS）、IMT-2000 CDMA # MC（cdma2000MC）及IMT-2000 CDMA TDD（TD-SCDMA、TD-CDMA）。（2）基于TDMA技术的技术规范有IMT-2000 TDMA SC（uwc136）和IMT-2000 TDMA MC（DECT）。由于TDMA技术不是第三代移动通信的主流技术，所以TDMA SC和TDMA MC只作为区域性标准，用于IS-136和DECT系统的升级。基于CDMA技术的3种RTT技术规范是第三代移动通信的主流技术，也称为一个家庭，3个成员。CDMA DS和CDMA MC是频分双工模式（FDD），CDMA TDD是时分双工模式（TDD），ITU-R为3G的FDD模式和TDD模式划分了独立的频段，在将来的组网上，TDD模式和FDD模式将共存于3G网络。
二、数据业务
众所周知，以高质量的多媒体为标志的数据业务将是3G最为吸引眼球的业务，所以数据业务的优化必定是3G 网络优化的重头戏。而从CDMA2000 标准演进的角度同样也可以看出：从支持语音业务的IS-95 到支持数据业务的1X，以及EV-DO、EV-DV，CDMA 网络在2.5G 数据业务的规划优化的技术演进无疑将随着3G 时代的到来继续下去。
3G系统网络对无线传输技术提出了以下要求：
（1）高速传输、多媒体业务，室内环境至少2Mb/s，室外步行环境至少384kb/s，室外车辆环境至少144kb/s；
（2）传输速率按需分配；
（3）上下行链路适应不对称业务需求。
同时，与传统的语音业务相比，数据业务对3G 网络优化提出了更高的挑战，其具有以下特点：数据业务的丰富性；用户需求的变化特性；地域分布的不均衡性。数据业务的丰富性体现在数据业务提供了不同的应用，诸如HTTP 浏览、E-mail、FTP、POS Terminal等，这些业务的丰富性又带来了地域分布的不均衡性和用户需求的变化特性。
用户需求的变化特性，主要表现在优化工作必须考虑各种数据业务具有特定的资源占用模型，显然，不同的数据业务的模型将不一样，这与传统的语音业务模型有着质的区别，从而成为数据优化技术的一个发展方向和研究热点。换一个角度说，在网络规划中非常重要的传播模型的校正工作，在网络优化阶段，尤其是3G的数据业务优化阶段，就需要转变成业务模型的校正工作。
数据业务优化的另一个研究方向是无线与IP 的有机结合。我们知道，IP 协议是为非常稳定的有线环境设计的，而CDMA2000 系统由于充分考虑平滑演进需要，大量利用了现有IP 技术，显然，将稳定性无法得到保障的无线传输与IP 业务融合在一起会带来严重问题。因此，3G 数据业务优化思路需要提升到“端到端”的层次，即将数据业务的流程能够深入到若干流程段内部分别进行段内的性能优化研究。
其次，即使在3G 的宽带环境中，无论是在无线网络还是IP 网络，十几种协议的相互作用使得新的数据业务的校正工作异常艰难，因此没有有效的各个节点的性能优化体系，而直接将数据业务简单地附加在无线载体上，运营商是不可能提供用户可以接受的服务质量的。
三、室内覆盖
在语音业务为主导的3G网络，室外覆盖往往是优化的重点内容，而随着CDMA 1X在国际上的大规模建设，我们发现数据业务，甚至语音业务发生的区域往往都是在室内，这就对室内覆盖提出了优质覆盖的要求。同样，随着3G时代带来，更为多样的3G数据业务将对室内覆盖提出更为苛刻的要求，因为3G网络的话务热点，将远离道路、室外，而进入酒店、商厦、大型超市、停车场、办公楼和公寓，甚至地铁等。目前的基站半径，根据Lucent在国内的统计，国内密集城区的基站平均间距在0.45至0.8公里之间，城区的基站间距平均在0.75至1.26公里之间，这说明核心城区通过增加宏基站改善室内覆盖的空间已经不大，于是如何面对3G对室内覆盖提出的要求就成为3G网络规划和优化研究的技术热点之一。室内分布系统，是解决3G网络的室内覆盖，尤其是高层楼宇室内覆盖优化的重要解决方案。3G中的HSDPA技术也是解决室内覆盖的一种重要方案。通过室内分布系统，可大大提高室内射频性能，在室内任何地点实现3G的高速率传输。根据用户的需要可提供以下类型的数据服务：无线因特网接入；无线办公室；移动商务；无线多媒体；无线局域网等。
（一）室内分布系统在3G的应用场合，基本可以分为以下三种类型
（1）室内盲区，如新建大型建筑、大型酒店、大型商厦、大型超市、停车场、办公楼、宾馆和公寓等。
（2）话务量高的大型室内场所，如车站、机场、商场、体育馆、购物中心、校园等（增加微蜂窝建立分层结构）。
（3）发生频繁切换的室内场所，如高层建筑。
（二）室内信号的分配方式有以下几种方式
（1）无源天馈分布方式。无源天馈分布方式是指信号源通过耦合器、功分器等无源器件进行分路，经由馈线将信号分配到每一副分散安装在建筑物各个区域的低功率天线上，解决室内信号覆盖问题。
（2）有源分布方式。有源分布方式通过有源器件（有源集线器、有源放大器、有源功分器、有源天线等）和天馈线进行信号放大和分配。
（3）光纤分布方式。光纤分布方式主要利用光纤来进行信号分布。适合于大型和分散型室内环境的主路信号的传输。
（4）泄漏电缆分布方式。泄漏电缆分布方式是通过泄漏电缆传输信号，并通过泄漏电缆外导体的一系列开口在外导体上产生表面电流，在电缆开口处横截面上形成电磁场，这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用。
参考文献：
[1]王文博，移动通信原理与应用.北京邮电大学出版社，2002.
[2]常永宏，第三代移动通信系统与技术.北京: 人民邮电出版社，2002.
[关键词]3G 移动通信网络 网络优化
中图分类号：TN91文献标识码：B文章编号：1671－7597（2008）0320010－01
一、第三代移动通信标准的构成
第三代移动通信标准分为核心网和空中接口两大部分。
（一）核心网标准
第三代移动通信的核心网主要有基于GSM MAP演进的核心网和基于ANSI-41演进的核心网两种。前者对应于WCDMA和TD-SCDMA标准，后者对应于cdma2000标准。
（二）空中接口标准
2000年5月5日，在土耳其举行的ITU-R全会上，通过了包括中国提案在内的五种无线传输技术的规范，其中三种基于CDMA技术，两种基于TDMA技术。（1）基于CDMA的技术规范有IMT-2000 CDMA DS（WCDMA、cdma2000 DS）、IMT-2000 CDMA # MC（cdma2000MC）及IMT-2000 CDMA TDD（TD-SCDMA、TD-CDMA）。（2）基于TDMA技术的技术规范有IMT-2000 TDMA SC（uwc136）和IMT-2000 TDMA MC（DECT）。由于TDMA技术不是第三代移动通信的主流技术，所以TDMA SC和TDMA MC只作为区域性标准，用于IS-136和DECT系统的升级。基于CDMA技术的3种RTT技术规范是第三代移动通信的主流技术，也称为一个家庭，3个成员。CDMA DS和CDMA MC是频分双工模式（FDD），CDMA TDD是时分双工模式（TDD），ITU-R为3G的FDD模式和TDD模式划分了独立的频段，在将来的组网上，TDD模式和FDD模式将共存于3G网络。
二、数据业务
众所周知，以高质量的多媒体为标志的数据业务将是3G最为吸引眼球的业务，所以数据业务的优化必定是3G 网络优化的重头戏。而从CDMA2000 标准演进的角度同样也可以看出：从支持语音业务的IS-95 到支持数据业务的1X，以及EV-DO、EV-DV，CDMA 网络在2.5G 数据业务的规划优化的技术演进无疑将随着3G 时代的到来继续下去。
3G系统网络对无线传输技术提出了以下要求：
（1）高速传输、多媒体业务，室内环境至少2Mb/s，室外步行环境至少384kb/s，室外车辆环境至少144kb/s；
（2）传输速率按需分配；
（3）上下行链路适应不对称业务需求。
同时，与传统的语音业务相比，数据业务对3G 网络优化提出了更高的挑战，其具有以下特点：数据业务的丰富性；用户需求的变化特性；地域分布的不均衡性。数据业务的丰富性体现在数据业务提供了不同的应用，诸如HTTP 浏览、E-mail、FTP、POS Terminal等，这些业务的丰富性又带来了地域分布的不均衡性和用户需求的变化特性。
用户需求的变化特性，主要表现在优化工作必须考虑各种数据业务具有特定的资源占用模型，显然，不同的数据业务的模型将不一样，这与传统的语音业务模型有着质的区别，从而成为数据优化技术的一个发展方向和研究热点。换一个角度说，在网络规划中非常重要的传播模型的校正工作，在网络优化阶段，尤其是3G的数据业务优化阶段，就需要转变成业务模型的校正工作。
数据业务优化的另一个研究方向是无线与IP 的有机结合。我们知道，IP 协议是为非常稳定的有线环境设计的，而CDMA2000 系统由于充分考虑平滑演进需要，大量利用了现有IP 技术，显然，将稳定性无法得到保障的无线传输与IP 业务融合在一起会带来严重问题。因此，3G 数据业务优化思路需要提升到“端到端”的层次，即将数据业务的流程能够深入到若干流程段内部分别进行段内的性能优化研究。
其次，即使在3G 的宽带环境中，无论是在无线网络还是IP 网络，十几种协议的相互作用使得新的数据业务的校正工作异常艰难，因此没有有效的各个节点的性能优化体系，而直接将数据业务简单地附加在无线载体上，运营商是不可能提供用户可以接受的服务质量的。
三、室内覆盖
在语音业务为主导的3G网络，室外覆盖往往是优化的重点内容，而随着CDMA 1X在国际上的大规模建设，我们发现数据业务，甚至语音业务发生的区域往往都是在室内，这就对室内覆盖提出了优质覆盖的要求。同样，随着3G时代带来，更为多样的3G数据业务将对室内覆盖提出更为苛刻的要求，因为3G网络的话务热点，将远离道路、室外，而进入酒店、商厦、大型超市、停车场、办公楼和公寓，甚至地铁等。目前的基站半径，根据Lucent在国内的统计，国内密集城区的基站平均间距在0.45至0.8公里之间，城区的基站间距平均在0.75至1.26公里之间，这说明核心城区通过增加宏基站改善室内覆盖的空间已经不大，于是如何面对3G对室内覆盖提出的要求就成为3G网络规划和优化研究的技术热点之一。室内分布系统，是解决3G网络的室内覆盖，尤其是高层楼宇室内覆盖优化的重要解决方案。3G中的HSDPA技术也是解决室内覆盖的一种重要方案。通过室内分布系统，可大大提高室内射频性能，在室内任何地点实现3G的高速率传输。根据用户的需要可提供以下类型的数据服务：无线因特网接入；无线办公室；移动商务；无线多媒体；无线局域网等。
（一）室内分布系统在3G的应用场合，基本可以分为以下三种类型
（1）室内盲区，如新建大型建筑、大型酒店、大型商厦、大型超市、停车场、办公楼、宾馆和公寓等。
（2）话务量高的大型室内场所，如车站、机场、商场、体育馆、购物中心、校园等（增加微蜂窝建立分层结构）。
（3）发生频繁切换的室内场所，如高层建筑。
（二）室内信号的分配方式有以下几种方式
（1）无源天馈分布方式。无源天馈分布方式是指信号源通过耦合器、功分器等无源器件进行分路，经由馈线将信号分配到每一副分散安装在建筑物各个区域的低功率天线上，解决室内信号覆盖问题。
（2）有源分布方式。有源分布方式通过有源器件（有源集线器、有源放大器、有源功分器、有源天线等）和天馈线进行信号放大和分配。
（3）光纤分布方式。光纤分布方式主要利用光纤来进行信号分布。适合于大型和分散型室内环境的主路信号的传输。
（4）泄漏电缆分布方式。泄漏电缆分布方式是通过泄漏电缆传输信号，并通过泄漏电缆外导体的一系列开口在外导体上产生表面电流，在电缆开口处横截面上形成电磁场，这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用。
参考文献：
[1]王文博，移动通信原理与应用.北京邮电大学出版社，2002.
[2]常永宏，第三代移动通信系统与技术.北京: 人民邮电出版社，2002.