深入浅出UMTS无线网络建模、规划与自动优化：理论与实践PDF电子书下载

第1部分　概述 1

第1章　现代无线网络的建模和规划方法 1

1.1 无线网络规划的发展历程 1

1.2　建模方法的重要性和局限性 3

1.3　手动规划和自动规划 5

参考文献 7

第2章　UTRA RDD无线接口概述 8

2.1 CDMA网络概述 8

2.2 UTRA FDD空中接口 11

2.2.1　扩频码 11

2.2.2　公共物理信道 17

2.2.3　专用物理信道 23

2.3　UTRA FDD关键机制 24

2.3.1　小区呼吸和软容量 24

2.3.2　干扰和功率控制 27

2.3.3　软切换和压缩模式 28

2.4　参数规划 30

2.4.1　信号路径参数 30

2.4.2　功率分配 31

2.4.3　系统设置 31

参考文献 32

第3章　频谱和业务 33

3.1 频谱问题 33

3.1.1　UMTS频谱需求 34

3.1.2　UMTS频谱确定 35

3.1.3　UMTS陆地通信部分的频谱安排 36

3.1.4　运营商频谱需求 41

3.2　业务特点和特性 42

参考文献 49

第4章　未来发展趋势 51

4.1 引言 51

4.2 即将得到商用的系统 52

4.2.1 UTRA TDD 52

4.2.2　TD-SCDMA 54

4.2.3　卫星系统 55

4.3　覆盖增强技术 57

4.3.1　超高站（UHS） 58

4.3.2　高纬度平台系统（HAPS） 58

4.4　容量增强技术 58

4.4.1　分层小区结构（HCS） 59

4.4.2　高速下行链路分组接入（HSDPA） 60

4.4.3　高速上行链路分组接入（HSUPA） 61

4.4.4　正交频分调制（OFDM） 61

4.5　异构方式 62

4.5.1　无线局域网 62

4.5.2　无线城域网（WiMAX） 63

4.6 小结 63

参考文献 64

第2部分　建模 66

第5章　传播模型 66

5.1 宽带CDMA系统的无线信道 66

5.1.1　电磁波传播 66

5.1.2　宽带无线信道特性 70

5.1.3　WCDMA系统模型中的确定性方法介绍 72

5.1.4　确定性方法：性能比较 76

5.2　经验和确定性模型在微微蜂窝规划中的应用 78

5.2.1　室内建模技术 78

5.2.2　室外到室内建模技术 79

5.3　经验和确定性模型在微蜂窝规划中的应用 82

5.3.1　COST 231 Walfisch-Ikegami模型 82

5.3.2　曼哈顿模型 85

5.3.3　其他微蜂窝传播模型 86

5.4　经验和确定性模型在宏蜂窝规划中的应用 87

5.4.1　修正Hata模型 88

5.4.2　其他模型 89

5.5　干扰信号的传播模型 92

5.5.1　ITU-R 1546模型 92

5.5.2　ITU-R 452模型 98

5.5.3　修正Hata模型中的统计数据 101

5.6　无线传播模型校准 102

5.6.1　调整算法 104

5.6.2　单一和多斜率逼近方法 106

附录　反累积正态分布函数的计算 108

参考文献 109

第6章　UMTS无线网络的理论模型 114

6.1　天线建模 114

6.1.1　移动终端天线建模 116

6.1.2　基站天线建模 117

6.2　链路级模型 121

6.2.1　链路模型与其他模型的关系 122

6.2.2　链路级仿真 123

6.2.3　链路级接收机元件 125

6.2.4　链路级接收机检测器 127

6.3　容量分析 133

6.3.1　单小区系统容量 133

6.3.2　下行链路功率受限容量 133

6.3.3　上行链路功率受限容量 135

6.4　静态系统级模型 137

6.4.1　链路级因素 139

6.4.2　传播数据 140

6.4.3　设备建模 141

6.4.4　发射功率和功率控制 143

6.4.5　业务和用户特性 145

6.4.6　软切换 146

6.4.7　完整模型 147

6.4.8　静态系统级网络模型的应用 148

6.4.9　小区级功率控制 152

6.4.10　解方程组 156

6.5　动态系统级模型 161

6.5.1　静态模型和动态模型之间的异同 161

6.5.2　一般的系统模型 162

6.5.3　输入／输出参数 162

6.5.4　移动性模型 164

6.5.5　业务模型 165

6.5.6　路径损耗模型 167

6.5.7　阴影衰落模型 168

6.5.8　小尺度衰落建模 169

6.5.9　SIR计算 170

参考文献 172

第7章　业务建模目标和方法 177

7.1　业务建模目标 177

7.1.1　新业务的规划 177

7.1.2　网络基础设施演进 178

7.1.3　预算 178

7.2　业务建模方法 179

7.2.1　趋势外推的统计方法 179

7.2.2　标竿法和驱动力法 181

7.2.3　详细的定量方法 181

7.2.4　其他定性方法 182

参考文献 183

第3部分　规划 184

第8章　移动网络业务规划的基本原理 184

8.1　过程描述 184

8.1.1　市场分析和预测 184

8.1.2　系统建模 186

8.1.3　财务问题 187

8.1.4　建议 187

8.2　技术投资计算 188

8.2.1　CAPEX计算方法 188

8.2.2　OPEX计算方法 193

8.2.3　驱动力的角色：健全检验 194

8.3　收入及非技术相关投资的计算 195

8.3.1　输入参数和假设 195

8.3.2　收入计算方法 196

8.3.3　非技术相关的投资 196

8.4　业务规划结果 197

8.4.1　业务规划输出参数 197

8.4.2　业务规划评估方法 198

参考文献 199

第9章　网络特征的基本原理 200

9.1　功率估计 200

9.1.1　功率和移动台到归属基站之间距离的关系 200

9.1.2　功率和业务负载的关系 204

9.2　网络容量分析 208

9.2.1　不规则基站分布网格 208

9.2.2　不合适的天线方位角设置 210

9.3　仿真计算所需的最小网络规模 211

参考文献 216

第10章　实际无线接入网络设计的基本原理 217

10.1 引言 217

10.1.1　定义 217

10.1.2　规模估算 217

10.1.3　规划 219

10.1.4　建设和初始优化 219

10.1.5　运营和运营中优化 219

10.1.6　扩容 219

10.2　输入参数 219

10.2.1　基站分类 220

10.2.2　硬件参数 220

10.2.3　环境特性 228

10.2.4　技术要点 229

10.3　网络规模估算 236

10.3.1　覆盖和容量 236

10.3.2　小区覆盖 238

10.3.3　小区爱尔兰容量 247

10.4　详细的网络规划 249

10.4.1　站间距和天线高度 250

10.4.2　站点选址 253

10.4.3　扇区化 255

10.4.4　天线和扇区方向 258

10.4.5　电子下倾和机械下倾 259

10.4.6　HCS的时间方面特征 262

参考文献 268

第11章　UMTS的兼容性 272

11.1　干扰场景 273

11.1.1　UMTS和其他系统之间的干扰 273

11.1.2　系统内干扰 276

11.2　兼容性计算方法 277

11.2.1　兼容性计算的原理 278

11.2.2　最小耦合损耗（MCL）方法 281

11.2.3　蒙特卡罗（MC）方法 283

11.2.4　用于兼容性计算的传播模型 285

11.2.5　兼容性计算的UTRA基站特性 286

11.3 同系统内部的电磁兼容性 290

11.4　不同系统之间的电磁兼容性 292

11.4.1　UMTS TDD和DECT WLL之间的干扰 293

11.4.2　UMTS和射电天文业务之间的兼容性 294

11.4.3　UMTS和MMDS之间的兼容性 296

11.5　跨国界协调 297

11.5.1　协调的原则 297

11.5.2　用于协调计算的传播模型 298

11.5.3　优先频率的应用 299

11.5.4　优先扰码的使用 300

11.5.5　协调协议示例 303

参考文献 306

第12章　网络设计专题 309

12.1 网络基础设施共享 309

12.1.1　网络共享方法 309

12.1.2　法律问题 313

12.1.3　共享的动力 314

12.2　相邻信道干扰控制 315

12.3　超高站部署的基本原理 318

参考文献 321

第4部分　优化 322

第13章　UMTS无线网络优化基础 322

13.1 无线网络自动优化 323

13.2　优化对象及其原因 324

13.3　优化结果分析 325

13.3.1　基于位置的信息 326

13.3.2　扇区和网络统计数据 328

13.3.3　成本和优化投入 329

参考文献 330

第14章　网络自动优化理论 331

14.1 引言 331

14.1.1　从实践到优化模型 331

14.1.2　优化技术 334

14.2　静态模型的优化参数 337

14.2.1　基站选址及其配置 338

14.2.2　天线相关参数 339

14.2.3　CPICH功率 342

14.3　优化目标和目标函数 344

14.3.1　覆盖 344

14.3.2　容量 345

14.3.3　软切换区域和导频污染 347

14.3.4　运行成本 347

14.3.5　组合和进一步的发展 347

14.3.6　其他实际中和技术上的限制 348

14.3.7　目标函数属性的样例 348

14.4　采用进化算法的网络优化 354

14.4.1　遗传算法 355

14.4.2　进化策略 357

14.4.3　对于倾斜角和公共导频信道的遗传算法的实际应用 360

14.5　无需仿真的优化 366

14.5.1　基于几何学的参数配置方法 366

14.5.2　覆盖驱动方法 368

14.5.3　高级模型 369

14.5.4　期望耦合矩阵 372

14.6　算法的比较和适应性 374

14.6.1　一般策略 375

14.6.2　方法的讨论 375

14.6.3　各种方法的组合 376

参考文献 376

第15章　自动网络设计 380

15.1　UMTS网络优化的关键挑战 380

15.1.1　问题描述 380

15.1.2　UMTS网络和GSM网络的覆盖匹配 380

15.1.3　支持高比特速率的数据业务 382

15.1.4　同时处理UMTS和GSM两种网络 383

15.2　网络优化的工程实例分析 384

15.2.1　网络实例描述 384

15.2.2　预商用（未加载）网络的优化 385

15.2.3　加载网络的优化 391

15.3　案例分析：基站位置和基站参数的优化 398

15.3.1　数据设置 399

15.3.2　优化方法 400

15.3.3　优化结果 402

15.3.4　小结 405

参考文献 406

第16章　UMTS网络中RRM参数的自动调整 407

16.1 引言 407

16.2　控制网络质量的无线资源管理 408

16.3　RRM参数的自动调整 410

16.3.1　自动调整的参数选择 410

16.3.2　自动调整的目标选择 411

16.3.3　模糊逻辑控制器（FLC） 412

16.3.4　案例分析：宏分集自动调整 414

16.4 自动调整过程的优化策略 417

16.4.1　采用粒子群法的离线优化 417

16.4.2　使用强化学习法的在线优化 423

16.5 小结 427

参考文献 427

第17章　UTRAN传输网络规划和优化 429

17.1 引言 429

17.1.1　UTRAN概述 429

17.1.2　UTRAN传输基础设施的要求 430

17.2　UTRAN传输基础设施的协议解决方案 432

17.2.1　当前3G网络中ATM层协议的主要考虑因素 432

17.2.2　未来3G传输的MPLS网络体系 445

17.2.3　向直接IP传输组网的演进 446

17.3　端到端传输的估算方法 448

17.3.1　Node B吞吐量估算 448

17.3.2　ATM网络的流量估算 453

17.3.3　IP网络的流量估算 455

17.4　UTRAN传输网络解决方案 458

17.4.1　专用线路 458

17.4.2　点到点系统 460

17.4.3　点到多点系统——LMDS 462

17.4.4　WiMAX可作为UTRAN回程解决方案 471

17.5　WiMAX在UTRAN中的有效应用 474

17.5.1　UTRAN体系中WiMAX估算 475

17.5.2　目前WiMAX技术的局限 476

17.6　UTRAN体系的低成本解决方案 476

17.6.1　无线规划 477

17.6.2　吞吐量计算 478

17.6.3　LMDS网络配置的优化方法 480

17.6.4　UTRAN体系的成本评估——软件实例 487

17.6.5　计算实例和结果分析 489

参考文献 495