GSM无线文本.docx

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GSM无线文本

一.设计说明

11、概述

XX运营商GSM网络经过十三期工程的建设后，XX市地区GSM网的网络质量已经有了很大改善，境内主干道路的覆盖率也有了明显的提高。

随着电信市场的开放，移动通信竞争越来越激烈，移动通信资费正在逐步降低，话务量迅速增加，部分基站已经出现了载波满载情况下仍出现话务量阻塞和溢出等情况，现有的话务量需要均衡和分摊，同时无线网络容量需要进一步满足移动用户和话务量的增长需求，无线网络需要进一步的扩容；另外，在无线信号的覆盖方面也存在一些问题，主要表现为：

（1）无线覆盖范围广度和深度不够，市郊边界新兴工业区和农村地区覆盖不完善；

（2）市区部分热点地区基站拥塞率高，部分地方室内信号强度较弱；

（3）早期某些站点选址不合理，导致基站话务负载不均衡（如：

基站在电信物业内，或者基站位置低矮，覆盖不理想等），以及某些小区载频配置未能与话务分布和需求密切吻合等原因，造成网内某些位置的无线质量较差、话务吸收情况较差等问题。

为此，XX运营商通信有限责任公司决定在XX市地区进行GSM--无线网扩容工程，对XX市数字移动电话网的整个网络进行进一步完善，主要通过调整或扩容现有基站载波配置，对不合理站址进行调整，并将在一些重点区域继续建设新的基站。

本分册单项设计为XX运营商广东GSM--无线网扩容工程XX市地区无线基站无线设备安装单项工程一阶段设计第三册第二分册，包括GSM900宏蜂窝新建基站4个，GSM900宏蜂窝扩容基站2个，GSM1800宏蜂窝扩容基站6个，GSM900微蜂窝新建基站3个，GSM900微蜂窝扩容基站15个。

11.1XX市概况

11.2设计范围

本单项工程主要包括基站子系统设备及相应基站配套设备的安装设计，即负责室内无线基站设备、走线架及室外天馈线的安装设计，设备安装工艺要求等。

基站传输、铁塔设计、机房土建装修、承重改造、室外配套、防雷接地由建设单位另作项目委托相关单位设计、施工。

11.3设计依据

（1）XX运营商通信集团广东有限公司XX市分公司与广东规划咨询设计院有限公司签订的《XX市移动GSM--无线网扩容工程设计合同》；

（2）XX运营商通信集团广东公司与华为技术有限公司签订的基站供货合同；

（3）XX运营商通信集团广东公司与爱立信移动通信系统有限公司签订的基站供货合同；

（4）（原）邮电部《900MHzTDMA数字公用陆地蜂窝移动通信网路技术体制》（YD5104-2003）；

（5）华为技术有限公司提供的无线基站主设备BTS3012的相关抗震计算文档及抗震性能检测报告等。

（6）XX运营商通信集团广东有限公司XX市分公司提供的相关产品订货资料；

（7）900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网工程设计规范；

（8）中华人民共和国通信行业标准《电信设备安装抗震设计规范》（YD5059-2005）；

（9）中华人民共和国通信行业标准《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》（YD5098-2005）；

（10）XX运营商通信集团广东有限公司《XX运营商广东公司基站验收规范（V2.6）》；

（11）电信规划咨询设计院有限公司现场查勘资料以及XX运营商通信集团广东有限公司XX市分公司提供的相关资料。

11.4设计分工

本单项工程基站专业与其他专业的分工如下：

（1）与交换专业的分工：

本单项工程与交换设备安装工程以A-bis接口为界。

交换专业负责交换子系统（NSS）的设计和基站子系统（BSS）中放在交换机房内的基站控制器（BSC）的平面布置，以及A接口、A-bis接口的电缆布放；无线基站专业负责基站设备的设计。

（2）与传输专业的分工：

由MSC至各基站BTS的中继传输由传输专业负责设计。

MSC的DDF与传输设备DDF间的电缆由传输专业负责；若本工程中传输专业未扩容，则MSC的DDF与传输设备DDF间的电缆由交换专业负责。

基站内以基站DDF板外侧接口为分界线，传输专业负责将电缆送至DDF板外侧的接口。

（3）与电源专业的分工

在基站机房中以基站设备的电源接线端为分界，基站电源专业负责电源线到直流分配屏的安装布放设计；基站接地系统设计由电源专业负责并引到基站机房接地排上。

（4）与配套专业的分工

无线专业负责提供铁塔、基站的数量及相应的工艺要求或参数要求，由相关设计单位（铁塔及土建）或厂家负责设计安装。

（5）与设备供货商的分工

基站设备机架间所有内部连线由设备供货商负责，设备外部端口的连接由本专业负责。

具体分工应以合同为准。

（6）与建设单位的分工

建设方负责提供具备装机条件的机房及场地，设备与天馈线系统摆放布置由本专业负责设计。

11.5本册设计内容

本分册单项设计为XX运营商广东GSM--无线网扩容工程XX市地区无线基站无线设备安装单项工程一阶段设计第三册第二分册，设计内容包括：

（1）网络组织、工程规模、基站技术条件等的描述；

（2）基站机房的无线设备、天馈线和走线架的安装布置等；

（3）扩容和新建基站所需设备、主材、安装工程量及零小安装工程费等的预算；

本设计负责计列无线机房内DF架至传输设备间的射频同轴电缆的材料费用，列于零小安装工程费用预算表中。

11.6本单项工程规模

XX市GSM14期共新建新址基站360个（其中微蜂窝150个），新建共址基站309个（其中172个站点为旧址新建1800站点），扩容基站732个（含2个爱立信更换基站），华为替换基站91个，搬迁基站45个（25个物理站点）。

XX市GSM14期共订购载波13100个（其中爱立信载波8600个，华为载波4500个）。

GSM14期工程结束后，全网无线话务容量将达到280599Erl，用户容量达到1403万（按每用户0.02Erl计算）。

本分册单项设计为XX运营商广东GSM--无线网扩容工程XX市地区无线基站无线设备安装单项工程一阶段设计第三册第二分册，包括GSM900宏蜂窝新建基站4个，GSM900宏蜂窝扩容基站2个，GSM1800宏蜂窝扩容基站6个，GSM900微蜂窝新建基站3个，GSM900微蜂窝扩容基站15个。

本分册中XX市GSM--无线网扩容工程无线基站规模及网络预测表见附表一。

12、网络现状

12.1XX运营商网络现状

12.1.1话务网网络现状

13期工程后，XX市长途话路网结构为三级结构，XX市TMSC2-1、TMSC2-2负责转接XX市省内长途话务，TMSC2-3、TMSC2-4及XX市/惠州TMG负责转接部分省际长途话务。

13期工程后，软交换端局和TDM端局之间的话务以及软交换端局之间的话务通过DM1~DM4按照片区进行本地汇接。

DM1、DM3汇接综合楼和附属楼TDMMSC与软交换端局的局间话务，DM2、DM4汇接三元里TDMMSC与软交换端局的局间话务。

2片汇接区之间的话务除TDM局间所有话务继续网状互联外，其他话务通过2对DM之间的桥接电路转接。

具体汇接方案见下图：

13期工程后XX市本地汇接网网络结构示意图

XX市软交换端局与XX市两对二级汇接中心及三对软交换TMG均设置直达电路；与XX市4个D局，3对DM局设置直达电路。

互联互通网络结构现状示意图如下。

13期工程后XX市互联互通网络结构示意图

12.1.2信令网网络现状

XX市建有一对低级信令转接点LSTP，本期工程XX市各信令点（G局、D局、HLR、SSP、SCP等）的省内、省际信令业务仍然通过XX市LSTP转接，各G局、D局与SSP、SCP、SMC的信令也通过LSTP转接。

XX市LSTP负责本信令区内的省內信令转接业务，同时它们与广州的一对HSTP相连。

XX市移动本地网内各G局之间、各G局与D局之间、G局、D局与HLR和B局之间、互为备份的HLR之间均设置直联信令链路；XX市SSP分别与各个D局和G局设置直联信令链路，XX市WAD、XX市移动1860分别与四个D局设置直联信令链路，XX市VMS、XX市移动NAS及12580秘书台分别与D1、D5局设置直联信令链路。

GSM网与其他网间的信令采用关口局间设置直联信令链路的方式，与话路的连接方式一致。

即6个D局（含d8、d9）分别与本地网内电信网一对综合关口局设置直联信令链路；D10、D11局分别与XX市联通一对综合关口局设置直联信令链路；D3、D4与XX市网通关口局、XX市铁通关口局、XX市卫通关口局设置直联信令链路。

GMGW至深圳MSCSERVER的Mc接口传输的H.248信令，以IP方式承载。

12.1.3无线网现状

XX市GSM13B扩容完成后，将有GSM900基站3083个、GSM1800基站1617个，全网载波数69499个（其中GSM900载波43158个，GSM1800载波26341个），全网无线网络容量231663Erl，全网用户容量1158万户（按每用户0.02Erl计算）。

12.1.4传输网现状

XX市公司近几年来逐步开始建设移动自有传输网，并不断加大建设力度，目前，XX市公司大部分使用移动自有传输电路，部分传输租用电信传输电路。

为节省租金、维护方便，交换局局间电路优先使用移动自有传输电路。

13、无线网络设计

13.1XX市无线网络现状

XX市GSM13B扩容完成后，将有GSM900基站3083个、GSM1800基站1617个，全网载波数69499个（其中GSM900载波43158个，GSM1800载波26341个），目前已基本对各乡镇实现了全覆盖，同时实现了国道、省道线等主要公路的全覆盖。

XX市移动目前在几个基站之间的乡村等地存在信号覆盖问题，同时随着当地经济的发展，城镇不断扩大、用户的不断增多以及随着基站的不断建设所带来的无线环境的复杂化，移动用户对无线信号覆盖提出了新的要求；城区新建的住宅小区、密集建筑物的底层、地下室等地的无线信号覆盖不是十分理想，用户投诉较多；随着竞争对手的基站大量建设，部分地区无线覆盖面已超过XX市移动的无线覆盖面。

同时随着电信市场的开放，移动通信竞争越来越激烈，移动通信资费正在逐步降低，话务量迅速增加，部分基站已经出现了载波满载情况下仍出现话务量阻塞和溢出等情况，现有的话务量需要均衡和分摊，同时无线网络容量需要进一步满足移动用户和话务量的增长需求，无线网络需要进一步的扩容。

13.2无线网基本指标与设计基础数据

13.2.1每用户忙时话务量的取定

根据对本地区话务报表分析及本期规划预测，取为0.0178Erl/户。

13.2.2每线信道呼损率取定

话音信道（TCH）呼损：

XX市地区取2%。

13.2.3通信概率

覆盖区内的无线可通率要求在90%的位置、99%的时间移动台可接入网络。

13.2.4无线利用率

无线利用率是网络承载话务量和理论话务承载能力的比值。

理论话务承载能力是全网所有小区按爱尔兰B公式计算得到的话务承载能力之和。

考虑到实际因素的存在，无线网络利用率与理论计算的话务承载能力相去甚远。

在网络设计过程中引入基站设计利用率的概念：

基站设计利用率=基站设计承载话务能力／基站理论承载话务能力

根据无线前期规划，对于容量型的基站设计利用率取为75％，对于纯覆盖型的基站设计利用率取为20％。

采用与900M网络不同厂家设备的1800M网络，基站设计利用率取定为50％。

13.2.5接收机输入端射频信号电平的最低容限

接收机输入端设频信号电平的最低容限（或称为接受机最小可用电平）的确定需要考虑以下因素：

手机灵敏度、快衰落保护、慢衰落保护、环境噪声和干扰噪声以及穿入损耗。

四种区域类型取定接收机输入端设频信号电平的最低容限值，详见下表：

表3.2-1接收机输入端设频信号电平的最低容限值取定表

区域类型

接收机输入端射频信号电平的最低容限（dBm）

手机灵敏度（dBm）

快衰落保护余量（dB）

慢衰落保护余量（dB）

穿透损耗余量（dB）

干扰噪声保护余量（dB）

环境噪声保护余量（dB）

人体损耗（dB）

大城市

-70

-102

3

3

20

2

1

3

中等城市

-76

-102

3

2

15

2

1

3

小城镇

-82

-102

3

2

10

1

1

3

农村

-93

-102

3

2

1

3

13.2.6干扰保护比

同频道干扰保护比：

C/I（载波/干扰）≥12dB（开跳频时为9dB）

邻频道干扰保护比：

C/I（载波/干扰）≥－6dB

载波偏离400kHz时的干扰保护比：

C/I（载波/干扰）≥－38dB

13.3无线网络的基本组成

无线网络由变码器（TRAU）、基站控制器（BSC）、基站收发信台（BTS）及维护操作中心（OMC-R）等组成。

其中基站控制器（BSC）完成移动台接续的处理、无线网络的管理、无线基站的管理、传输网络的管理、业务集中等功能。

无线收发信基站（BTS）负责完成无线发射、无线接收、无线控制、跳频、同步、编码及复用等功能。

基站控制器经变码器通过A接口与交换机相连，基站控制器通过Abis接口与基站相连。

基站控制器与基站之间的连接方式有星型、链型、环型等方式，BTS与BSC之间的传输信道的速率为16kb/s，需在BSC内由码速转换单元（TRAU）将信道速率转为64kb/s，然后再传至MSC。

为了节约长途传输电路，有些小容量BTS可以串联在同一条2M传输电路中，然后再接至BSC，即链型连接方式。

根据XX市地区传输电路租用价格情况及建设单位要求，本着方便扩容、维护及安全性的原则，本期工程对于扩容后不需增加电路的现有链型连接保持现状；对于需要增加电路的链型连接，拆开改为星型连接直连BSC；对于新建基站均采用星型连接直连BSC。

本期工程建设单位单独委托传输专业设计，基站传输设计方案详见相关设计。

13.4无线覆盖区预测

13.4.1传播模型的比较

基站无线覆盖面可采用综合考虑了包括奥村电波传播损耗计算模式Okumura/Hata和Walfisch-Ikegami模型在内的General模型的修正模型进行预测。

Walfisch-Ikegami模型

Walfisch-Ikegami这种模型常用于街道、峡谷的传播预测，它根据建筑物的高度确定是视通（lineofsight）传播还是非视通传播，从而有不同的计算公式。

该模型一般用于覆盖半径小于1公里，高层建筑密集的市区。

Okumura-Hata模型

Okumura-Hata模型是由奥村（Okumura）等人于1962年及1965年在东京地区，使用不同的频率、不同的天线高度、选择不同的距离进行一系列测试，最后绘成经验曲线构成的模型。

这种模型给出的修正因子较多，可以在掌握详细地形、地物的情况下，得到更加准确的预测结果，因此得到了广泛应用。

该模型用于覆盖半径大于1公里的基站。

General模型

General模型能用来模拟许多不同种类的传播环境，它是一个混合模型，可以融合来自其它模型的附加参数。

其标准模型可以表达为由多个因子组成的方程式，这些因子可以由用户校正选择：

PRX=PTX+K1+K2Log（d）+K3Log（Heff）+K4Diffraction+K5log（Heff）Log（d）+K6（Hmeff）+Kclutter+AntGain

当采用onepiece类型时，K1、K2为单一的值；采用twopiece类型时，K1、K2分为K1near、K2near和K1far、K2far。

即距基站较近的区域采用K1near和K2near，距基站一定距离的区域采用K1far和K2far，这样可以提高运算的准确性。

13.4.2传播模型的校正

结合MSI公司的PlaNet规划软件进行本次传播模型的校正。

PlaNet中的General模型是在Okumura模型和Hata模型的基础上再引入绕射修正因子及地貌修正因子而形成的。

Okumura模型与Hata模型的适用范围下表所示。

表3.4-1Okumura模型与Hata模型的适用范围表

Okumura模型与Hata模型的适用范围

模型

基站天线高度（m）

移动台天线高度（m）

频率（MHz）

范围（km）

Okumura模型

30～1000

1～10

150～1920

1～100

Hata模型

30～200

1～10

150～1500

1～20

经过修正以后，PlaNet中的General模型可用于市区信号场强预测。

其公式如下所示：

PRX=PTX+K1+K2㏒d+K3㏒（Heff）+K4（Diffraction）+K5㏒（Heff）㏒d+K6（Hmeff）+Kclutter

式中：

PRX接收为功率（dBm）；PTX为发射功率（dBm）；K1为偏置常量（dB）；K2为距离衰减常数；K3为基站天线高度补偿修正系数；K4为多重绕射损耗修正系数；K5为基站天线高度多重修正因子；K6为移动台天线有效高度增益修正因子；d为基站到移动台之间的距离（m）；Heff为基站天线有效高度（m）；Kclutter为移动台地貌衰减系数（dB）；Hmeff为移动台天线有效高度。

路径损耗可写为

PL（dB）=PTX-PRX=-K1-K2㏒d-K3㏒（Heff）-K4（Diffraction）-K5㏒（Heff）㏒d-K6（Hmeff）-Kclutter

上述模型K1～K6参数由具体的传播环境决定，K（ClutterLoss）是由具体地物决定的修正系数。

这些参数是通过CW测试数据逐步拟合出来的。

获得CW数据后，可以通过K参数试验法和最小方差法两种途径得到。

传播模型校正的目的就是为了获得符合当前实际无线传播环境的无线传播模型，提高覆盖预测的准确性，为网络规划打好基础。

在标准模型的众多K参数中，K1~K6参数由具体的传播环境决定，Kclutter是由不同地物决定的修正系数。

不同的地物决定了不同的Kclutter，每个K参数对模型的影响程度是不一样的。

从对模型的分析可知，K1、Kclutter是常量，与传播距离、天线高度等因素无关；K6为移动台的高度修正因子，由于移动台的高度变化不大（可定为1.5米左右），因此，K6最终可以归结为最后阶段的微量调整，K2、K3、K4和K5的调整要视具体的测试数据和测试路径而定。

13.4.3覆盖预测

（1）基础数据

移动台边缘场强为:

－102dBm

基站边缘场强为:

－104dBm

移动台发射功率：

33dBm

基站发射功率：

43dBm

空间分集增益：

3dB

极化分集增益：

2dB

电缆及通头损耗：

0.3dB

馈线损耗：

0.042dB/米

合路器插入损耗：

3dB

人体损耗：

3dB

衰落储备：

6dB

干扰恶化储备：

3dB

（2）链路预算

下行传输损耗为:

Lp1=Pt1+G1+G-Pr1-Ld-L-L1-L2-L3-BL-FM

上行传输损耗为:

Lp2=Pt2+G2+G3+G-Pr2-Ld-Lw-L-L2-L3-BL-FM

其中：

Pt1：

基站发信功率

Pt2：

手持机发信功率

G：

手持机天线增益

G1：

基站发信天线增益

G2：

基站收信天线增益

G3：

分集接收增益

FM：

衰落储备

BL：

人体损耗

L：

接收信号干扰余量

L1：

隔离器的损耗

L2：

电缆及通头损耗

L3：

馈线损耗

Ld：

天线双工器损耗

Lw：

功率分配器损耗

Lp1：

下行允许传输损耗

Lp2：

上行允许传输损耗

Pr1：

手持机边缘场强

Pr2：

基站边缘场强

为保证双向通话质量，考虑上、下行平衡的原则，无线覆盖区的预测按上、下行最大允许传播损耗小的一方计算。

经计算，本工程按上行链路确定无线覆盖区。

（3）覆盖预测

根据以上所确定的参数，结合各地区的数字地图、基站的经纬度、天馈参数（天线的方位角、增益、挂高和下倾角），可以对GSM900系统的覆盖情况进行相应的预测，当然覆盖距离与基站发射功率、各种损耗密切相关（特别是城区，建筑物穿透损耗差别很大）。

此外，由于各地区的地形地物差别较大，以及时间色散的原因，计算的覆盖范围仅作为参考，基站开通后还应进行现场测试。

13.5本工程频率规划

13.5.1工作频段

（1）GSM900系统使用的频段

频道配置采用等间隔频道配置方法，900MHz频段共有25MHz的带宽。

由于GSM系统采用TDMA技术，每个信道为200KHz的宽度，因而可将整个频段划分为124个频道，频道序号为1~124。

本期工程可使用的频率序号为1～95，共95个载频，19MHz的有效带宽。

基站收F（n）=890.200MHz+（n-1）×0.200MHz

基站发F'（n）=F（n）+45MHz

（2）GSM1800系统使用的频段

采用等间隔频段配置方法。

我国GSM1800MHz频段共有45MHz的带宽，由于每个信道的宽度为200KHz，因而可将整个频段划分为224个频道，频道序号为512~735。

f1（n）=1710.200MHz+（n-512）X0.200MHz（移动台发、基站收）

fh（n）=f1（n）+95MHz（基站发、移动台收）

其中n=512，513….，885

XX运营商XX市地区本期工程可使用的频率序号为512~586，共75个频道，15MHz的有效带宽。

（3）EGSM系统使用频段

基站接收频率：

885.2～890.0MHz

基站发射频率：

930.2～935.0MHz

共50个载频；

XX市地区目前话务量较高，热点也比较集中，超忙小区一般集中在现在的高话务密度区，现在的频道已不能满足扩容需求。

同时目前XX市移动所采用的爱立信设备CDU设备在城区的逐步从CDU_C+替换为CDU_D，可以使用EGSM系统频段。

建议只对一些同频干扰非常严重、频率利用率非常高且采用CDU-D的基站开通。

13.5.2频率复用方式及跳频方式

XX市移动目前已经启用EGSM频段，可支配的频点数为145个，而且随着当地话务量的增加，部分基站的载波配置已出现了12/12/12，采用的是混合跳频方式进行频率规划。

为了达到规范要求的同频干扰指标，3/9复用方式对站址选择要求较高，工程实施难度较大，而4/12复用方式无须进行特别的选址均能达到干扰指标。

当采用4/12复用方式时，XX运营商GSM900M的基站可配置最大载频数为12/12/12。

为了提高BCCH所在频道的C/I，当频道富余时，可以对BCCH所在频道采用6×3的复用方式，同时为了减少联通CDMA频段的干扰，建议BCCH采用高频段频点，最好从50号频点开始。

MRP复用方式即多层复用方式，即将频道分成多层，对于非BCCH频道层可以采用比4/12更紧密的复用方式，从XX市移动的实际情况，建议分层结构示例如下：

18+12+12+12+12+12+12+12+9+9+9+9

另外4个频点预留给微蜂窝和室内分布，其余的作SPARE。

使用MRP方式的目的是提高超忙小区的配置载频数。

显而易见，使用MRP方式牺牲的是C/I。

1/3、1/1复用方式则是一种极限化了的MRP方式，由于这两种复用方式牺牲了较高的C/I，因此必须同时采用射频跳频技术。

在采用这些方式时，决定每扇区配置大小的是跳频增益或跳频负荷，跳频负荷（Rfload）是决定跳频增益的重要因素。

随着跳频负荷的增加，所贡献的跳频增益会相应的减少。

而随着跳频负荷的增加，网络容量会相应的增加。

因此跳频增益与网络容量是相互矛盾、抵消的，而跳频负荷是关系二者的纽带。

由于基带跳频的可用频点数目应等于TRX的数目，因此基带跳频