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1、WCDMA 系统上下行容量分析2001年10月1容量覆盖质量容量、质量、覆盖三者间的密切关系2容量覆盖质量 GSM 系统的容量、覆盖、质量关系 容量基本上由硬件资源决定： 一个载波有 8 个时隙，可用的载波数和复用方式决定了 最大同时连接数目 覆盖由上下行发射功率决定（链路平衡问题） 通话质量由干扰情况决定 通过网络设计（复用方式、复用距离、跳频等）控制干 扰，保证质量在 GSM 系统中，三者间没有直接的联系，可以独立分析 、独立设计。网络设计难点在于频率规划3容量覆盖质量 WCDMA 系统的容量、覆盖、质量关 系 WCDMA 系统是自干扰系统，容量、覆盖 、质量之间密切相关 容量覆盖 设计负
2、载增加，容量增大，干扰增 加，覆盖减小（应用实例：小区呼吸） 容量质量 通过降低部分连接的质量要求，可 以提高系统容量（应用实例：通过外环功控 降低目标 BLER 值） 覆盖质量 通过降低部分连接的质量要求，同 样可以增加覆盖能力（应用实例：对路径损 耗大的连接通过 AMRC 降低数据速率）干扰干扰是容量分析的关键4WCDMA 上行容量分析5上行干扰构成 Iown：来自本小区用户的干扰 Iother：来自邻近小区用户的干扰 PN：接收机噪声底6上行干扰构成 接收机底噪 PNPN = 10lg(KTW) NFK：波尔兹曼常数，= 1.3810-23 J/K T：开氏温度，常温为 290 K W：
3、信号带宽，WCDMA 信号带宽 3.84MHz NF：接收机噪声系数 10lg(KTW) = -108dBm/3.84MHz NF = 3dB （宏蜂窝基站典型值） PN = 10lg(KTW) + NF = -105dBm/3.84MHz7上行干扰构成 Iown 本小区用户干扰 每一个用户必须克服的干扰：ITOT - Pj Pj 为用户 j 的接收功率 假设功控理想，有： 由此，求得 Pj： 本小区用户干扰为所有用户到达接收机功率的和：8上行干扰构成 Iother 邻区用户干扰 邻区用户干扰难以进行理论分析，与用户分布、小区布 局方式、天线方向图等相关 定义邻区干扰因子 当用户均匀分布时 对
4、于全向小区，邻区干扰因子典型值 0.55 对于 3 扇区定向小区，邻区干扰因子典型值 0.659上行干扰构成定义有10上行干扰构成求得 假设 所有用户为 12.2kbps 话音用户 ，解调门限 EbvsNo = 5dB 话音激活因子 vj = 0.67 邻区干扰因子 i = 0.5511上行负载因子 定义上行负载因子 负载因子等于 1 时，ITOT 达到无穷大，此时对应的 容量称为极限容量 在前述假设下，极限容量约为 96 个用户12负载因子与干扰 根据前述关系，噪声上升：50% 负载 3dB 60% 负载 4dB 75% 负载 6dB13分析 前述理论分析显式或隐式地使用了以下简化 没有考虑
5、软切换的影响 处于软切换状态的用户，产生的干扰略小于普通用户 没有考虑 AMRC 和混合业务的影响 AMRC 降低部分用户的话音业务速率，使它们产生的干 扰降低，增加了系统支持的用户数。（代价是这些用户的通话质 量有所降低） 不同的业务具有不同的数据速率和解调门限，虽然原则 上仍可利用上述方法进行分析，但会使计算过程复杂化 由于移动传播环境的时变特性，即使是同一业务，解调 门限也是时变的 理想功控假设 实际系统的功控命令有一定误码，使得功控过程非理想 ，降低系统容量 假设用户分布均匀，邻区干扰恒定14分析 要考虑以上各种因素的影响，系统仿真是更为精确 的方法： 静态仿真：Monte_Carlo
6、 方法 动态仿真15容量设计 为了保证系统的稳定性，网络设计时不能按照极限 容量进行设计 极限容量对应无限大的干扰上升，实际系统中 UE 没有 这样大的发射功率去克服干扰 负载因子越大，新用户接入带来的干扰上升越大，有可 能导致已有连接中断 由于移动环境的时变特性，负载越重，网络越不稳定宏蜂窝的设计负载一般不超过 75% 对应 6dB 的干扰上升16下行容量分析17下行干扰构成 Iown：来自本小区基站发射信号的干扰 Iother：来自邻近基站发射信号的干扰 PN：接收机噪声底18下行干扰构成 接收机底噪 PNPN = 10lg(KTW) NFK：波尔兹曼常数，= 1.3810-23 J/K
7、T：开氏温度，常温为 290 K W：信号带宽，WCDMA 信号带宽 3.84MHz NF：接收机噪声系数 10lg(KTW) = -108dBm/3.84MHz NF = 7dB （UE 典型值） PN = 10lg(KTW) + NF = -101dBm/3.84MHz19下行干扰构成 Iown 本小区干扰 下行各用户用相互正交的 OVSF 码区分，在没有多径的 静态传播条件下，没有相互干扰 在多径传播条件下，会有一部分能量无法被 RAKE 接收 机检测而成为干扰信号。定义正交化因子 来描述这一 现象式中，PT 为基站发射总功率，包括专用信道发射功率和 公共信道发射功率20下行干扰构成 邻
8、区干扰 Iother 邻区基站的发射信号会对当前小区的用户造成干扰。由 于使用的扰码不同，这些干扰都是非正交的 假设业务均匀分布，所有基站的发射功率相等。系统中 共有 K 个邻区基站，其中第 k 个基站到用户 j 的路径损 耗为 PLk,j。则有：21下行容量计算同样假设功控理想，有得到22下行容量计算因为有23下行容量计算求解 PT 得到其中 ij 为用户 j 的邻区干扰因子，定义为：24下行容量计算 根据前述分析，可以定义下行负载因子： 当下行负载因子达到 100% 时，基站发射功率达到 无穷大，此时对应的容量为极限容量25分析 与上行容量理论计算不同，下行容量计算公式中的 j 、ij 都
9、是与用户位置有关的变量。也就是说，下 行容量与用户的空间分布相关，因而只能通过系统 仿真确定26下行容量仿真 仿真参数设置27下行容量仿真 仿真结果28下行容量仿真 仿真结果分析 基站发射功率 43dBm（20W）时，支持的最大用户数约 为 114 个 一般为了保证系统的稳定，不允许基站平均发射功率超 过最大发射功率的 75%，即 41.7dBm ，此时能够支持的 用户数为 111 个 这个结果与上行容量相比要大得多，所以在这样的设置 条件下， WCDMA 容量是上行受限，与 IS95 的情况大 不相同 一般认为，IS95 系统的覆盖上行受限，而系统容量是下 行受限29总结 对于 WCDMA 系统的容量分析，需要考虑的相关 因素更多、更复杂 下行容量与用户的空间分布有关，理论分析困难 系统仿真是进行 WCDMA 系统容量分析最有效的 工具30
