隨著3G移動通信技術的日漸成熟，3G網絡規劃已經提到日程上來。3G網絡規劃不僅包括無線接入網絡的規劃，還包括核心網絡、傳輸網絡、支撐系統的規劃，綜合業務平臺的開發等許多方面。3G網絡規劃是比較復雜的，在此，本文主要探討WCDMA無線網絡規劃的一些基本原則、規劃過程、內容及方法等。
一、WCDMA與2G無線網絡規劃的區別
WCDMA無線網絡規劃同傳統的2G網絡相比有著本質的區別：傳統的2G網絡由于所承擔的業務主要是語音，所采用的規劃方法相對較為簡單，但WCDMA網絡提供豐富多樣的業務，從而導致WCDMA無線網絡規劃比2G復雜很多。
傳統的2G（GSM）無線網絡規劃基本上可以分為兩步：第一步主要是無線路徑衰耗的預測，目的是使網絡保證所需業務區域的無線覆蓋；第二步是根據對業務區業務量的估計進行頻率規劃，以便確定系統的容量。通常在對GSM系統的無線規劃中，主要考慮的是話音業務和少量的數據業務（例如SMS業務），這樣對于給定信道的數量，小區的容量是一個常數。因此，在GSM的無線規劃中，覆蓋和容量的規劃可以分別獨立地進行規劃。
在WCDMA系統中，由于引入了包括話音在內的多種不同速率、不同QoS的業務，多業務環境和WCDMA系統本身的特點使得WCDMA系統規劃有許多不同于GSM系統規劃的內容。其中特別要注意的是，在規劃WCDMA系統時，小區的覆蓋和容量要相互結合起來考慮。WCDMA系統覆蓋能力與系統負載狀況相關，系統負載增加會導致覆蓋范圍的縮小，WCDMA每載波的容量與所處環境、臨區干擾等因素相關，具有小區呼吸效應，即“軟”特性。因此，在WCDMA系統中，功率控制（TPC）、軟切換和更軟切換產生的增益、上下行鏈路的功率預算等因素都需要加以考慮。
GSM系統的無線網絡規劃是在小區的容量和覆蓋兩者間求得最佳點，而WCDMA系統無線網絡規劃要在容量、覆蓋、服務質量三者間尋求最佳點，這就無形中增加了WCDMA系統無線網絡規劃的復雜性。
二、WCDMA無線網絡規劃的原則
無線網絡規劃是根據規劃的無線網絡的特性以及網絡規劃的需求，設定相應的工程參數和無線資源參數，并在滿足一定信號覆蓋、系統容量和業務質量要求的前提下，使網絡的工程成本最低。因此，要規劃好無線網絡，首先就需要了解無線網絡的特點，如WCDMA網絡具有小區呼吸效應，隨著小區負載的增加，覆蓋會逐漸收縮；其次，需要了解運營商對無線網絡運行環境、無線業務需求等要求，不同的網絡運行環境、不同的業務需求決定了不同的網絡需要達到的性能指標。具備了以上兩點條件就可以開始進行無線網絡規劃，在WCDMA系統網絡規劃過程中，應該遵循以下基本規劃原則。
1．WCDMA網絡建設應該堅持規模發展的原則，采用全網統一規劃、分步實施的網絡規劃建設方案。
2．網絡規劃初期應該在覆蓋的深度和廣度上根據經濟水平、基礎設施狀況而調整，在經濟發達、中等發達地區和重要城市基本實現地級市和縣級市的全覆蓋，在欠發達省市可實現大部分地級市的覆蓋。
3．隨著網絡的進一步發展，網絡規劃應實現在發達省市絕大部分鄉鎮的覆蓋，在中等發達地區大部分鄉鎮的覆蓋，在欠發達地區可實現少部分鄉鎮的覆蓋，最終實現全國范圍內的覆蓋。
4．在技術合理的前提下，網絡規劃應充分利用運營商現有的通信基礎設施（包括機房、鐵塔、傳輸等），減少重復建設，降低建設和運營成本。
5．選擇合理的技術和手段，加強無線網絡規劃，提高綜合服務質量，協調好無線網絡容量、無線覆蓋和網絡質量與投資效益之間的關系，確保網絡建設的綜合效益。
6．網絡規劃應充分考慮遠期發展目標，具有向前良好的擴展性，即系統容量以滿足用戶增長需要為衡量目標，能方便地進行擴容升級，滿足遠期業務需求。
7．無線網絡規劃要將覆蓋與業務規劃結合起來，考慮室外與室內覆蓋并重。
8．網絡規劃要規劃好無線支撐系統的建設，能提供不同用戶的QoS等級服務。
二、WCDMA無線網絡規劃的流程
WCDMA無線網絡規劃的流程與GSM網絡的規劃流程基本相同，主要內容包括確定規劃目標及信息收集、預規劃、初始布局、站址實地勘測和最終設計等幾個階段，如圖1所示。在最終規劃設計方案進入試運行階段之前，根據實地勘測結果進行相應參數的修正。
圖1WCDMA無線網絡規劃流程
確定規劃目標及收集信息主要包括確定規劃所要覆蓋的區域、每個區域所支持的業務類型、每個區域內每種業務所要達到的覆蓋率等。此外，收集信息還包括各種業務量的密度分布圖、地形地貌數據資料、運營商初選的站址信息和網絡發展長期規劃等信息。規劃目標應綜合考慮市場需求和成本因素。
預規劃進程根據所收集的信息要綜合考慮覆蓋、容量、質量等要求，得到理論覆蓋和容量規劃的初步設計方案，包括建立傳播模型和制定鏈路預算表，評估客戶站點并建議新站點，進行計算機輔助的網絡覆蓋及干擾分析等。
初步設計是要根據各區域的具體情況制定出相應的業務量規劃和鏈路預算，分別從容量和覆蓋的角度估算基站數量，將兩者平衡，結合客戶提供的初選站址信息，得出基站的初始布局。
站址實地勘測是一個漫長的過程，需要無線規劃人員與傳輸規劃人員、施工人員和土建工程師一起研究，對于站址的選擇不僅需要綜合考慮站址周圍的環境、建筑物高度、是否使用鐵塔以及周圍阻擋等因素，同時還需要對該站址進行結構核算的可行性研究，即如何減少站址的成本等。在站址勘測過程中，要根據無線規劃、傳輸規劃和安裝過程人員的輸入重新調整初始布局中的站址信息，通過多次反覆最終確定站址，形成詳細的站址信息報告，包括建筑物或綠地的高度、坐標系、天線配置（位置、傾角、方位角等）、地圖以及基站和天線準確位置的頂視圖等內容。站址確定以后進行碼字和頻率的分配。
最終規劃方案應該包括覆蓋規劃、容量評估、干擾規劃、計算功率預算、參數集規劃、碼字規劃、頻率規劃、站址分布等各個部分的設計方案。
三、WCDMA無線網絡規劃的內容
WCDMA無線網絡規劃可分為覆蓋規劃、容量規劃、碼片和頻率規劃、無線資源規劃、切換規劃、功控規劃等眾多方面，其中覆蓋規劃和容量規劃是其核心內容。在WCDMA系統中所有用戶在空中接口享有相同的干擾資源，每個用戶影響其他用戶并引發其發射功率的變化，因此在進行規劃時，覆蓋和容量是相關的，必須進行迭代計算。
1．WCDMA覆蓋規劃
覆蓋依賴于所要覆蓋的區域、區域類型和傳播條件。WCDMA覆蓋范圍的計算來源于鏈路預算和通過實測獲得的無線傳播模型校正。WCDMA鏈路預算中包含了一些GSM鏈路預算中不采用的新參數，如干擾余量、快衰落余量、軟切換增益等參數。
鏈路預算的主要目的是在對當前系統模型參數合理取值基礎上，分析小區的最大允許路徑損耗，從而得出各種情況下的覆蓋半徑。WCDMA系統的鏈路預算不是一個單純的線性過程，它和小區的負荷估算是結合進行的。首先，必須根據在不同移動臺速度下每種業務的質量要求，獲得相應的上、下行的Eb/N0指標值(一般由設備廠家給出)，由此計算出各種業務的參考接收靈敏度。參考接收靈敏度與系統熱噪聲、業務速率和Eb/N0有關。然后，在設定或者已知小區負荷的情況下，上行最大允許路徑損耗的計算就變成一個簡單的與GSM系統上行鏈路預算相似的計算過程。而下行鏈路的預算問題要復雜些，面對的是如何把有限的總發射功率分配給各個活動終端的問題。鑒于終端位置分布、終端軟切換狀態等不確定性，必須建立一個模型，做一些簡化性的假設，然后才能計算出一個統計性的結果。
2．WCDMA容量規劃
與GSM無線網絡相比，WCDMA系統容量規劃更依賴于覆蓋，容量直接和功率預算有關。功率預算針對的是一種典型的業務，而WCDMA在實際中可能同時存在著多種業務類型，包括話音業務和高達384kbit/s的數據業務。這就意味著對于不同的用戶，系統的容量在上行鏈路和下行鏈路是不同的。理論分析與仿真結果表明，上行鏈路的容量是下行鏈路容量的2～2.5倍。
由于WCDMA系統是干擾受限系統，容量的規劃實質上是對干擾量的估計。對于下行負荷的估計，主要是對于基站發射功率的估計。對于每個用戶所要求的最小功率，由基站到移動臺平均衰耗及移動臺靈敏度決定，條件是不存在多接入引起干擾（包括小區內和小區外）。干擾引起的噪聲提升使得移動臺所需最小功率比原來有了提高，最后使得系統能接入的用戶數減少。
3．碼片和頻率的規劃
從網絡規劃的角度看，WCDMA系統中的碼片和頻率規劃相對比較簡單，主要任務是為下行鏈路分配擾碼。擾碼組的碼序列限制在512個，擾碼在網絡規劃中被分配給扇區，因為擾碼的數目太多，擾碼分配這一繁瑣的工作通常由網絡規劃工具自動完成。
由于WCDMA系統的頻率復用因子為1，為典型的空中接口干擾受限系統。如果運營商有兩個或三個載頻，那么WCDMA系統頻率規劃時要考慮到哪些載頻分別用于宏蜂窩、微蜂窩和室內覆蓋，同時還要考慮到本運營商內部寬帶系統和窄帶系統間的干擾和運營商之間的干擾。
四、WCDMA無線網絡規劃的基本方法
WCDMA無線網絡的覆蓋、容量和網絡性能之間的關系是相互影響、相互制約的。用戶的分布、用戶的移動速度以及用戶的業務模型都直接影響到無線網絡的覆蓋、容量和網絡性能。因此要準確地反映未來網絡的實際情況，不僅需要通過鏈路預算、容量推算等方法估算網絡的大致建設規模以及基本建設方案，而且還需要采用專用的網絡規劃和仿真工具，建立準確的地理環境模型、用戶業務和行為模型，才能仿真出實際網絡的運行效果。下面簡單介紹兩種基本的基站預測方法。
1．以無線網絡覆蓋為依據的基站預測方法
在這種無線網絡規劃方法中，主要需要把握如下幾個關鍵點：
確定業務類型并列出業務的鏈路預算屬性，如AMR業務、384kbit/s室外業務，最大路徑耗損為146dB等；
確定傳播模型，3G經典模型有COST23 Hata模型、奧村模型等；
傳播模型的校正：一般是對不同的地理分區，選擇3～4個具有代表性的區域進行模型校正，一條測試路徑應該是8字型或螺旋性，避免系統誤差；
傳播模型有效性的確認：校正后的模型，實測數據與模型的方差應不大于8dB, 否則要重新考慮測試路徑、地理分區、測試數據的有效性；
參考業務一般應該在城區基本覆蓋：如3km2范圍。不同地理分區覆蓋面積不同，覆蓋面積與傳播模型有關。
基站預算＝總覆蓋區域/(參考業務覆蓋范圍，如3km2）。
2．以業務為依據的基站預測設計方法
在這種無線網絡規劃方法中，主要需要把握如下幾個關鍵點。
確定業務模型：包括分組業務模型和語音業務模型。CS業務主要有如下模型：坎貝爾模型、等效愛爾蘭法、Post Erlang-B方法。以坎貝爾模型為代表，因為它是解決混合實時類業務模型的理論計算方法之一，其特點是該模型預算值適度。
確定總業務量的預測分布。
以坎貝爾模型算出基站預算＝坎貝爾業務/基站坎貝站坎貝爾。
核算CS域剩余信道容量是否滿足PS域數據承載。如不能滿足，則根據數據承載需要增加基站預算。
取業務與覆蓋算法的最大值為基站規劃數。
五、總結
由于WCDMA業務的多樣性和系統本身的許多新特點，如小區呼吸效應等，WCDMA無線網絡規劃比GSM無線網絡規劃復雜的多，是一項龐大的工程。在WCDMA系統中，每個用戶會影響其他用戶并引起它們發射功率的變化，這些變化本身再次引起其它變化，而且上行鏈路和下行鏈路的快速功率控制中包括軟/更軟切換和正交下行信道，它們也能夠影響到系統性能。因此，在WCDMA無線網絡規劃的過程中，需要對運營商的業務需要和每個小區的實際傳播環境進行充分估計，選擇合適的網絡規劃工具，在整個規劃過程中進行多次迭代，最終達到穩定的無線網絡規劃配置值。一個簡單的與GSM系統上行鏈路預算相似的計算過程。而下行鏈路的預算問題要復雜些，面對的是如何把有限的總發射功率分配給各個活動終端的問題。鑒于終端位置分布、終端軟切換狀態等不確定性，必須建立一個模型，做一些簡化性的假設，然后才能計算出一個統計性的結果。
