WCDMA与GSM在无线规划设计上的主要差异

    作者：沈文明

    WCDMA系统满足业务丰富、价格低廉、全球漫游、高频谱利用率四个基本要求，成为3G确立的主要标准之一。

    由于其在空中接口上采用了CDMA（码分多址）的多址方式，而且是面对数据业务应用为主的宽带通信系统，与GSM系统相比在技术上有一些独特之处，所以虽然WCDMA可以和GSM共同部署并混合组网，但两者在无线网络规划设计方面仍存在较大差异，需要在网络建设中予以重视。广州杰赛通信规划设计院在海外进行印尼WCDMA无线网络规划设计工作中，结合其技术特点，在无线规划设计方面，总结出以下与GSM网的不同之处。

    （1）WCDMA以复杂的信道来适应多种业务，无线网络规划中要重视对业务模型的研究，采用合理的QoS机制和资源调度策略，均衡不同业务速率对覆盖的要求。

    2G的GSM网络主要以满足话音用户为主，即使升级到2．5G的GPRS，也只是在承载话音业务的空闲，承载少量的中低速数据业务；而WCD?MA网络则主要按照承载多媒体数据业务进行设计。多媒体数据业务按照对承载的传输时延要求的不同，可以大致分为四类：话音等会话类业务基本不答应有时间延迟；视频播放等数据流类业务时延要小到能不被用户明显觉察；游戏等互动类业务的时延要在用户可忍耐的范围内；数据下载等后台类业务则可以有比较大的时间延迟。不同等级的用户和业务类型也存在服务质量（QoS）上的不同要求，即使同为话音业务也可以利用自适应多速率话音编码（AMR）来提供差异化的语音质量。为了充分利用网络资源满足不同用户、不同业务的时延及服务质量要求，WCDMA网络的空中接口可选择公共信道、共享信道、接入信道和专用信道等多种类型的信道，根据其特点分别承载。

    由于各种业务对无线资源的要求不同，在WCDMA无线网络规划中首先要对业务模型进行分析猜测，研究网络所要满足的各种业务比例和分布，从而确定合理的无线网络资源配置，使其达到最优化。分析猜测可以基于其它网络上的实际数据，也可以通过分析未来用户的行为特点得到；在不能完全准确猜测时，要在网络规划中留有余量，并注重在网络开通后密切关注实际的业务模型发展变化，及时进行相应的资源配置调整和补充建设。

    WCDMA网络在规划设计中，还需要选择合理的QoS机制和资源调度策略，使网络在资源消耗和用户满足度之间取得平衡。不同用户的各类业务所分配到的网络资源应与其等级和特点相适应，使网络优先保证重点用户的重要业务，并在满足用户需要的同时降低网络资源消耗。一般在网络发展初期更侧重用户满足度，在网络容量增长的中后期，则侧重使网络资源配置达到最优。

    WCDMA网络在承载数据业务时，对于不同的业务速率，采用了不同的扩频码，从而形成了不同的扩频增益。业务速率越高，扩频码的增益越低，对应的覆盖能力越弱，这就为其无线网络的覆盖规划带来了难度。在覆盖规划中，可采取不同的室内覆盖深度要求和网络负荷要求，来均衡不同业务速率的覆盖；或者按照应满足的主要业务中覆盖最受限的一种进行整体的覆盖规划。

    （2）码分多址（CDMA）带来的自干扰特性，使网络的覆盖、容量、质量三者紧密相关，规划中要注重“呼吸效应”的影响，并控制好干扰。

    WCDMA的空中接口通过不同扩频码区分用户，使用户间可以共享同一频率，相比于仅靠频率和时隙区分用户的GSM网，频谱利用率大大提高。但同时也带来了自干扰的特点，即不同的用户和信道相互干扰。随着用户的增加，无线通信链路受到的干扰也在不断增加；在用户增加到一定程度时，可能导致远处用户的信号被沉没在其他用户的干扰中，形成覆盖范围随网络负荷增加而缩小的所谓“呼吸效应”。为此，需要为网络设定合理的负荷门限，在覆盖规划中充分考虑到该部分可能发生的覆盖损失。

    同时，自干扰特性使WCDMA的无线链路质量、无线接口容量、无线覆盖距离都受系统干扰限制。对于网络质量下降、容量不足和覆盖弱区，往往能够通过控制网内干扰来解决。例如缺乏主导频形成的弱覆盖和导频污染，扇区间交叠过多产生的软切换开销过大以致容量不足等问题，虽然可以通过增加基站或载频等，以投入新的网络资源的方式解决，但往往投入高，还会形成新的负面问题，轻易使系统进入恶性循环。而采用优化网络结构、控制网内干扰的方式解决，则可以降低网络成本投入，而且不会产生负面影响，促使整个网络向良性的方向发展。同样，网外的干扰也会对WCDMA网络的覆盖、容量和质量造成恶劣影响，在强干扰源四周往往出现远近效应，恶化网络性能，所以在WCDMA规划设计中，相比于GSM网的规划设计，要增加外部干扰的测试与分析，并根据外部干扰的具体情况，通过干扰源清除、隔离度控制、与干扰系统共享站址、系统间邻频抑制等手段加以克服。

    （3）网间和层间切换机制健全，可以灵活采用与GSM系统的混合组网和本系统的分层组网（HCS）方案。

    WCDMA系统充分考虑了和GSM系统的共存，其核心网能够兼容GSM系统，与GSM网间有完善的系统间切换机制，WCDMA的终端也将以WCDMA／GSM双模终端为主，这就使WCD?MA可以和GSM混合组网。混合组网可以充分利用现有GSM网络的覆盖广度与深度，加快WCDMA的部署和业务推广速度，并降低初期的建设成本；而在部署WCDMA的区域时，则可以拓展当前用户的业务选择范围，提升用户的满足度。所以，在WCDMA的无线网络规划中，应全面分析当地的GSM网络情况和用户市场需求，选择合理的混合组网策略，既满足发展需要又节省建设成本，同时加快建设速度。同时，对于混合组网的结构，也需要合理规划网间切换策略，选择适当的切换算法和切换参数，利用两网各自的优势满足不同用户的不同业务需求。另外，混合组网将引发WCDMA与GSM共址建设，这也需要在规划中对系统间隔离度、天馈系统共存或共享等问题进行充分考虑。

    WCDMA系统具有软切换和硬切换等切换方式，可通过压缩模式实现通话状态下不同载频、不同系统的测量，从而提高载频间切换的成功率，保证了用不同频点组建分层网络的质量。同时，由于不需要使用GPS，基站的建设方式可以更为灵活，适应室内、微小区等非凡环境。这些都为WCDMA的分层组网结构提供了条件。在WCDMA规划中，可以根据容量密度和覆盖需求，分别选择宏小区、微小区、微微小区进行组网，既满足不同的容量密度需求，又能适应不同区域的覆盖需求，同时也最大限度地减少了扇区间交叠，降低了干扰。

    正是由于WCDMA网相对于GSM网存在技术上的差异，只有在其无线网络规划设计中充分注重到以上的不同点，才能充分发挥这一3G网络的技术优势，真正成为一个优质网络。