18、无线基站网络的设计与优化

无线基站网络的设计与优化

1. 引言

无线系统和服务的显著进步促使运营商缩短网络设计时间、提升服务质量并更好地控制人体对电磁场的暴露。这就产生了对自动工具的强烈需求，这些工具能够优化关键参数（如基站位置、基站功率水平和天线倾斜角度），精确预测基站天线辐射的场强，并便于与终端用户进行交互。要实现这些目标，需要采用多学科方法，涉及无线电传播（RP）模型、优化方法和先进的软件技术。同时，也产生了对超级计算策略、协同工程以及地理分布式系统中实时数据通信和管理的需求。而GC被证明是满足这三种需求的合适解决方案。

2. 蜂窝系统基础

2.1 一般考虑

蜂窝系统通过将覆盖区域划分为半径较小的小区来运行（宏小区半径很少超过20公里，1 - 5公里更为常见）。覆盖由分散的低功率收发天线网络保证（100W是较高的参考水平），每个小区由一个基站覆盖。与广播电视广播系统不同，蜂窝系统通过大量发射机的广泛分布来支持大量用户并扩大覆盖范围。无线蜂窝网络与传统有线电话网络通过交换站（或集线器）连接，该交换站还负责管理多个移动 - 移动通信操作。

每个小区被分配一个频率范围，相邻小区使用不同频率以最小化干扰。小区的大小和形状是相关参数，与流量管理策略密切相关，也会影响容量（即支持的用户数量）和覆盖范围。小区大小决定了基站的功率水平，例如GSM系统中基站的可用功率等级如下表所示：
| 功率等级 | 基站功率 (W) |
| ---- | ---- |
| 1 | 320 |
| 2 | 160 |
| 3 | 80 |
| 4 | 40 |
| 5 | 20 |
| 6 | 10 | <