信号传播损耗和寻呼容量计算讲解

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1、精诚智和 务实创新精诚智和 务实创新 广东宜通世纪科技股份有限公司 信号传播损耗和寻呼容量计算 2011,EastoneTech.AllRightsReserved.2011宜通版权所有 主叫信令流程和占用信道 1 重叠覆盖区域的计算 2 自由空间损耗和覆盖预测模型4 多谱勒频移3 BTS寻呼容量计算 5 2011,EastoneTech.AllRightsReserved.2011宜通版权所有 主叫信令流程和占用信道 UL：ChannelRequest（RACH） DL：ImmediateAssignment（AGCH） UL：CMserviceRequest（SDCCH） DL：CMser

2、viceAccept（SDCCH） DL：AuthenticationRequest（SDCCH） UL：AuthenticationRespond（SDCCH） DL：CipheringModeCmd（SDCCH） UL：CipheringModeComplete（SDCCH） DL：TMSIReallocationCommand（SDCCH ） UL：TMSIReallocationComplete（SDCCH） UL：Setup（SDCCH） DL：CallProceeding（SDCCH） DL：AssignmentCommand（SDCCH） UL：AssignmentComplet

3、e（FACCH） DL：Alerting（FACCH） DL：Connect（FACCH） UL：ConnectAcknowledge（FACCH） 2011,EastoneTech.AllRightsReserved.2011宜通版权所有 重叠覆盖区域计算 为避免信号衰减过快引起的手机小区重选判断时间（5秒）或切换判别时 间不足从而引起脱网或掉话。移动速度越高穿越重叠区域的时间越短，当 UE移动速度足够快以至于穿越切换区的时间小于系统处理切换的最小时延 ，则切换流程无法完成，导致掉话；或者由于邻区信号超过服务小区未满5s ，导致无法及时重选而脱网。 问题一：时速100km/h，重叠覆盖区域必

4、须达到277.78米； 问题二：时速200km/h，重叠覆盖区域必须达到555.56米； 问题三：时速300km/h，重叠覆盖区域必须达到833.33米； 2011,EastoneTech.AllRightsReserved.2011宜通版权所有 多谱勒频移 多普勒效应是指物体辐射的波长因为光源和观测者的相 对运动而产生变化，在运动的波源前面，波被压缩，波长 变得较短，频率变得较高，在运动的波源后面，产生相反 的效应，波长变得较长，频率变得较低，波源的速度越高 ，所产生的效应越大，根据光波红/蓝移的程度，可以计 算出波源循着观测方向运动的速度，恒星光谱线的位移显 示恒星循着观测方向运动的速度，

5、这种现象称为多普勒效 应。 由于多普勒效应，移动台接收到信号的频率，和基站实 际发射信号的频率有一定的差异。如果移动台以速率V远 离基站，假设基站的频率源为fMHZ，则移动台接收信号 的频率f=f*COS0*(V/C)。 GSM规范规定手机最大偏差范围为300hz以内。 2011,EastoneTech.AllRightsReserved.2011宜通版权所有 重叠覆盖和多谱勒频移优化案例 广深高铁珠村段由铁通吉山、东安工业区和吉山小学覆盖，铁通吉山到两 个站点的距离分别为480米和600米(参考公式f=F*(cos)*(V/C)，F：中心 频率，单位Hz，V：列车运行速度，单位：m/s，C：

6、光速 (1).该段火车的设计时速为200公里/小时，假设重选时延和切换时长均为5秒 ，请评估改路段会存在什么问题，如何优化，类似情况应如何解决。 (2).由于周围城中村有较多私装直放站，造成GSM900频段上行干扰较大， 因此铁通吉山和东安工业区都采用DCS1800覆盖，请问会不会存在问题， 若有如何对网络进行优化改进。 2011,EastoneTech.AllRightsReserved.2011宜通版权所有 重叠覆盖和多谱勒频移优化案例 解：(1).火车每秒行驶距离为200/3600=55.5米，因此为保障及时重选和切换 ，两个小区的覆盖重叠区域要大于10S即555米。 该路段显然不能满足

7、此条件，会出现来不及切换或重选从而掉话或起呼失败 的现象。 优化方法： 将东安工业区天线调走，避免覆盖铁路。 对于类似情况，主要要保障基站覆盖距离足够，可以通过加装直放站或 光纤拉远的方式、小区分裂等拓展站点覆盖距离。 (2).当列车与站点相对而行时，偏差最大，达到 f=f*COS0*(V/C)=1800*106*1*(55.5/(3*108)=333Hz。 GSM规范规定手机最大偏差范围为300hz以内，因此时速200公里的列车 会超出此范围，影响网络运行。 优化方式： 对于高速运行的铁路，不能使用DCS1800覆盖，而应采用GSM900进行 覆盖，此时最大允许运行时速可达到360KM/小时

8、，实际中还跟各厂家设 备的解调能力有关，同时还应采用所有天线同向进行覆盖，减小多普勒 频移的影响。对于外部干扰，需要通过整治进行排查清除，提高通话质 量。 2011,EastoneTech.AllRightsReserved.2011宜通版权所有 自由空间损耗和覆盖预测模型 覆盖预测模型分类 Okumura/Hata模型：适用于900M宏蜂窝预测； COST231-Hata模型：适用于1800M宏蜂窝预测； COST231Walfish-Ikegami模型：适用于900M和1800M的微蜂窝； 实地校正的传播模型如爱立信999中模型：适用于900M和1800M的宏蜂窝； Keenan-Motl

9、ey模型：适用于室内传播。 Okumura/Hata模型多用于市区的路径损耗预测，计算公式： Lp=A-13.82logHb+(44.9-6.55logHb)logd-a(Hm) 自由空间损耗 ： ， 2011,EastoneTech.AllRightsReserved.2011宜通版权所有 上下行无线传播损耗 计算上下行线路的最大允许路径损耗LU=Pmt+Gam+Gab+Gdb-Lfb-Pbr（1）； LD=Pbt-Lcb-Lfb+Gab+Gam-Pmr（2） u Pmt-移动台(手机)发射机最大输出功率，GSM900取2W即33dBm，GSM1800取1W即 30dBm； u Gam-移动

10、台天线增益（手机； u Gdb-基站分集天线增益； u Gab-基站天线增益(定向性天线； u Lfb-基站馈线及接头损耗,取35dB； u Pbr-基站接收机接收射频信号电平； u Pbt-基站发射机最大输出功率； u Lcb-基站发射机合并器损耗,取3dBm； u Pmr-移动台接收机接收射频信号电平。 2011,EastoneTech.AllRightsReserved.2011宜通版权所有 无线传播优化案例 某地区有用户投诉，经了解，周边没有基站，最近的基站为距离约4公里的九佛蟹庄村，如下 图，请结合无线传播理论，回答下列问题： (参考数据：基站发射功率43dBm,H2D合路-双工器损

11、耗4.5dB,馈线损耗3dB,基站天线增益15dBi,手 机灵敏度-102dBm，人体损耗3dB,手机发射功率33dBm，手机天线增益-2dB，基站天线分集接收增 益5dB,基站灵敏度-110dBm。Log2=0.3；log4=0.6；log5=0.7；log6=0.78) 请回答： (1).该基站上、下行最大允许无线传播损耗分别是多少？ (2).假设基站天线挂高Hb25米，取用户手机高度为2米，采用奥村哈塔模型计算，基站的有效覆盖 范围为多少？ (3).根据计算结果估计用户投诉内容是什么？如何进行优化？ 2011,EastoneTech.AllRightsReserved.2011宜通版权所

12、有 无线传播优化案例 解： (1).上行最大允许无线传播损耗分别是：33-3+(-2)+15+5-3-(-110) =155dB; 下行最大允许无线传 播损耗分别是：43-4.5-3+15-3+(-2)-(-102) =147.5dB。 (2).根据奥村哈塔公式为：Lp= A-13.82logHb+(44.9-6.55logHb)logd- a(Hm), 取A=146.8，f=900Mhz，a(Hm)=1.05。 Logd=(LP +a(Hm)-A+13.82logHb)/(44.9-6.55logHb) =(147.5+1.05-146.8+13.82*LOG(25)/(44.9-6.55*

13、LOG(25) =0.5895 d=3.89KM (3).由于下行覆盖距离只有3.89公里，小于投诉地点4公里，会出现用 户手机有信号但是无法拨打的情况。 优化的办法：更换高增益天线、加装塔放提高基站接收灵敏度。 2011,EastoneTech.AllRightsReserved.2011宜通版权所有 寻呼结构 2011,EastoneTech.AllRightsReserved.2011宜通版权所有 BTS理论寻呼块 2011,EastoneTech.AllRightsReserved.2011宜通版权所有 寻呼容量计算案例 某一密集城区，都在同一个位置区。MSC的寻呼方式为TMSI寻呼且

14、重发次数为3次，同时 为提高寻呼成功率打开了全网寻呼功能。组合BCCH，AGBLK=1，相同寻呼间帧数编码 MFRNS为4。观察忙时小区性能测量话统（30分钟话统）中的“寻呼请求次数”为32401 次。 1）在以上条件下请计算基站每秒发送寻呼消息的最大次数； 2）假设超过理论最大寻呼容量的50后，寻呼信道会发生拥塞，请分析该本地网存在什 么问题？ 3）仅改变信道类型是否能解决该问题？说明理由。 解： 1）一个寻呼块可以发送2个IMSI寻呼或4个TMSI寻呼组合BCCH/SDCCH的寻呼组数=(3- AGBLK)*MFRMS 基站每秒发送寻呼消息的最大次数约为：（3-1）*4（MFRMS）/(4.615ms*51)=34寻呼次 数/秒； 2）由话务统计计算得到目前网上寻呼量约为32401/1800=18寻呼次数/秒，由此可见已经 超过了最大的寻呼容量的50%，会导致寻呼队列溢出，寻呼消息丢失并导致用户不在服务 区现象的增多； 3）将组合BCCH改为非组合BCCH后： 非组合BCCH/SDCCH的寻呼组数=(9-AGBLK)*MFRMS 基站每秒发送寻呼消息的最大次数约为：(9-1）*4/0.2354=136寻呼次数/秒。即寻呼容量 能增加4倍,问题可以解决。