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1、中国电信浙江分公司 无线网络规划和优化培训之 CDMA2000 1X覆盖、容量规划,华信邮电咨询设计研究院有限公司 2010年4月,内容介绍,第1章 规划流程 第2章 链路预算 第3章 链路平衡 第4章 覆盖控制,覆盖规划流程,系统参数 设备相关参数 环境相关参数 技术体制参数 传播模型,创建链路预算,获得小区半径,计算单站覆盖面积,指定区域站点数,最大路径损耗,最大小区半径,最大站点覆盖面积,所需站点数规划面积/单站覆盖面积,客户需求分析,覆盖规划关键步骤,客户需求分析（标书） 通过链路预算计算出允许的最大路径损耗 使用传播模型计算出最大路径损耗对应的小区覆盖半径 根据小区覆盖半径计算出单个
2、站点的覆盖面积 计算覆盖区域需要的站点数 根据蜂窝模型规划站点位置,内容介绍,第1章 规划流程 第2章 链路预算 第3章 链路平衡 第4章 覆盖控制,链路预算是在一定前提条件下进行的 CDMA 1X的覆盖、容量是一个动态的关系、两者相互制约 “大容量小覆盖，小覆盖大容量” 在一定的系统负荷下进行链路预算,引 入,Soft Handoff Gain Clutter Loss Body Loss,链路预算,链路预算 对通信链路中的增益与损耗进行核算。即计算在一个呼叫连接中、保持一定呼叫质量下，链路所允许的最大传播损耗，从而可以结合传播模型确定基站的覆盖范围。,接收/发射功率,衰落余量,天线增益,馈
3、线损耗,干扰余量,天线增益,路径损耗,前 向 链 路,反 向 链 路,发射/接收功率,软切换增益,前向链路电平图,地物损耗,身体损耗,链路预算模型,链路预算参数分类,系统参数 载波频率、扩谱带宽、信息速率、扩频增益、背景噪声 设备相关参数 发射功率、接收机灵敏度、噪声系数、解调门限、天线 增益及馈线损耗 环境相关参数 阴影衰落余量、地物损耗、人体损耗 技术体制参数 软切换增益、干扰余量、功控余量,系统参数,载波频率 目前主要有450MHZ/800MHZ/1900MHZ 扩谱带宽 1.2288MHZ 信息速率 Voice Service 9.6kbps PDS:1X/2X/4X/8X16X CD
4、S:14.4kbps 背景噪声 主要为热噪声 10lg(KTB) K=1.38X10-23J/K 波尔兹曼常数 T：开氏温度，常温为 290 K B：系统信号带宽 处理增益 10log(扩谱带宽/信息速率),设备相关参数,基站发射功率 基站最大发射功率(BTS：20W)-机顶天线口最大功率 每业务信道最大发射功率-防止单个用户消耗过多的基站功率 移动台最大发射功率 通常为200mW，23dBm 反向信道有R_PICH，R_SCH ，R_FCH，在不同的情况下移动台将根据 一定的分配原则给各信道分配功率 天线增益 基站定向天线增益会比全向的相对大一些 全向天线通常为10dBi/11dBi，定向为
5、15-18dBi 通常认为手机的天线增益与连接损耗为0dB,设备相关参数,解调门限 基站接收机解调门限 使用加权方式获得混合解调门限 （不同速率的Eb/Nt * 百分比） 噪声系数 信号通过接收机时，接收机将对信号增加噪声 噪声系数是设备的属性，不同设备噪声系数不同 华为基站噪声系数3.2dB 移动台噪声系数一般为8dB,设备相关参数,基站接收机灵敏度 接收机端为保证一定的呼叫质量，业务信道所需最低接收电平 S_BS = 10lg(KTW) +NF_BS + Eb/Nt 10lg(W/Rb) Eb/Nt 基站接收机解调门限。 Rb 信息速率 KT 热噪声功率谱密度，常温下等于 174dBm/H
6、z W 扩谱带宽 NF_BS 接收机噪声系数 灵敏度还受到干扰的影响，干扰上升会导致灵敏度的恶化 基站馈线及连接器损耗 机顶到天线间的馈缆损耗 馈线损耗与信号频率有关，不同型号馈线损耗指标不同 接头损耗约0.2dB,环境相关参数,阴影衰落标准差 距离的函数，且随距离的增加而增加 大多数情况下，只用一个数代表阴影衰落标准差 阴影衰落标准差典型取值 覆盖概率 边缘覆盖概率与区域覆盖概率一一对应,环境相关参数,阴影衰落余量 由于阴影衰落导致路径损耗上下波动 信号强度随时间的变化服从对数正态分布特性 为了保证一定的边缘覆盖概率（一般 75%），需要留出一定的阴影衰落余量 根据阴影衰落标准差和边缘覆盖概
7、率要求算出阴影衰落余量,X:边缘覆盖概率：阴影衰落标准差,环境相关参数,地物损耗 接收信号点处的地物对信号传播影响很大 主要考虑建筑物的穿透损耗及车体损耗 典型地形穿透损耗取值 密集城区25dB；一般城区20dB；郊区和乡村515dB；车体损耗610dB 链路预算时需要根据当地情况进行调整 人体损耗 移动台离人体很近造成的信号吸收引起的损耗 人体损耗通常取3dB 数据业务时通常不考虑人体损耗 使用固定台终端不考虑人体损耗,技术体制参数,软切换增益 软切换的存在使得满足一定覆盖概率要求的阴影衰落余量减小。在链路预算中称为软切换增益 链路预算中需要考虑软切换带来的增益 干扰余量 网络负荷增加，系统
8、内干扰增加 链路预算中用干扰余量体现容量增加带来的影响 干扰余量取值由系统设计的网络负荷决定 前向链路，网络负荷与干扰的关系通过仿真确定 反向链路，不同的网络负荷对应不同的干扰上升,技术体制参数,反向链路干扰余量（Interference Margin）,50% 网络负荷 3dB 60% 网络负荷 4dB 75% 网络负荷 6dB,技术体制参数,快衰落与功控余量 快衰落由多径时延信号叠加产生，信号强度快速变化服从瑞利分布 快速功控能够对抗低速移动（ 30km/h）条件下衰落的影响 快速功控能够降低衰落信道条件下所需要的Eb/Nt 链路预算中使用理想功控条件下的解调门限进行计算 为了保证闭环功控
9、有效性，在链路预算中增加功控余量项 步行条件下，功控余量典型值 0.5 -1.5 dB 高速移动条件下，快速功控跟不上信号衰落速度，功控余量为 0dB,反向链路预算,PL_BL=Pout_MS + Ga_MS - Lf_MS + Ga_BS - Lf_BS - S_BS Lb MI + Ga_soft Mf - Lp PL_BL 允许的最大路径损耗 Pout_MS 移动台业务信道最大发射功率 Ga_MS 移动台天线增益 Lf_MS 移动台馈线损耗 Ga_BS 基站天线增益 Lf_BS 基站馈线损耗 S_BS 基站接收机的灵敏度 Lb 人体损耗 Ga_soft 软切换增益 Mf 阴影衰落余量（与
10、传播环境相关） MI 干扰余量（与系统设计容量相关） Lp 地物损耗,根据传播模型求出覆盖半径,一般而言，反向受限,城区反向链路预算举例,影响因素： 终端类型 使用天馈 业务类型 网络负荷 传播地形 覆盖要求 特殊要求,链路预算改善5dB（Max. allowable Path loss），站点数量接近原来的一半； 不同的RF环境，结果会有所差异。,Max allowable Path loss与Site数量关系,假设条件： COST 231 HATA Suburban Model 1900MHz 理想蜂窝组网 覆盖无阻挡,业务速率及解调门限不同导致覆盖不同 相对于语音业务，数据业务允许的最大
11、路径损耗较低 不同速率的数据业务收缩程度不同 各业务类型覆盖收缩程度随基站天线高度升高而略有增加,链路预算反向分析,IS-95与CDMA2000 1X不同速率业务覆盖比较,根据传播模型求出覆盖半径,城区前向链路预算举例,影响因素： BTS类型 使用天馈 业务类型 网络负荷 传播地形 覆盖要求 特殊要求,链路预算前向分析,数据业务对前向功率需求很高，尤其是高速数据业务 基站功率会成为限制数据业务小区覆盖的因素 因功率受限会出现覆盖前向受限 前向覆盖与基站分布、业务速率用户分布密切相关 与反向相比，业务速率对前向覆盖的影响更大 要结合前向功率分配对数据业务进行覆盖规划 覆盖前向受限时根据前向覆盖半
12、径进行规划 一般情况下，前向覆盖半径会比反向覆盖半径大,内容介绍,第1章 规划流程 第2章 链路预算 第3章 链路平衡 第4章 覆盖控制,链路平衡,小区覆盖由前向覆盖和反向覆盖共同决定 有效覆盖区域是指前反向链路都可靠的区域 平衡前向信道覆盖半径 在特定情况下进行链路预算，判断出覆盖受限方 根据受限情况进行链路平衡设计 根据受限方进行网络覆盖规划,前向覆盖链路平衡,前向各信道功率不同，每种信道的覆盖相对独立 在覆盖处手机需要能同时准确解调导频、同步、寻呼和业务信道 解调任一信道失败，手机不是掉网就是掉话,前向覆盖链路平衡,所有前向链路信道，空中损耗和天馈增益都是一致的， 各种前向信 道的覆盖区
13、域有可能完全重叠 合理分配功率，达到各信道覆盖的一致性,前反向链路平衡,前向大于反向 反向大于前向,目标：在特定条件下实现扇区前向链路覆盖半径 = 反向链路覆盖半径,20%pilot功率：前反向覆盖恶化量与用户数的关系,链路平衡总结,用户均匀分布，通常为覆盖反向受限 用户边缘分布，容易出现覆盖前向受限,内容介绍,第1章 规划流程 第2章 链路预算 第3章 链路平衡 第4章 覆盖控制,大面积重叠覆盖 影响容量，容易导致导频污染,覆盖范围调整,调整覆盖范围措施 调整天线挂高 调整天线下倾角 调整天线方位角 采用适当增益天线 调整信道功率分配 调整网络负荷要求 调整馈线损耗 调整分集接收性能 采用新
14、技术 其它网络参数优化,内容介绍,第1章 CDMA网络干扰分析 第2章 CDMA反向容量分析 第3章 CDMA前向容量分析 第4章 CDMA 1x容量规划,内容介绍,第1章 CDMA网络干扰分析 第1节 反向干扰分析 第2节 前向干扰分析,干扰基本原理,CDMA 1X系统所有扇区可共用相同频谱，这有利于提高系统容量 因同频复用的原因，系统存在多用户间的干扰，这种多址干扰限制了系统容量 CDMA 1X的容量与干扰密切相关 干扰的增加会降低系统容量，容量的增加会导致系统内干扰提升,反向干扰分析,干扰受限模型 ITOT =Iown + Iother + PN + T Iown ： 来自本扇区用户的干
15、扰 Iother ： 来自邻近扇区用户的干扰 PN ： 接收机底噪 T ： 外界干扰 接收机底噪由设备性能确定 通常假设在没有外界干扰的条件下进行容量规划 规划时，重点考虑系统内干扰，即本扇区用户干扰和邻扇区用户干扰,扇区用户干扰,Iown 本扇区用户干扰 载频共用频谱带宽，对于任一用户来说，其它用户所发射的信号就是干扰 本扇区用户干扰为所有用户到达接收机功率的和 Iother 相邻小区用户干扰,邻区用户干扰难以进行理论分析，与用户分布、蜂窝布局、负荷等紧密相关 定义邻区干扰因子来衡量相邻小区的干扰量 当用户均匀分布时 对于全向扇区，邻区干扰因子典型值 0.45 对于 3 扇区定向扇区，邻区干
16、扰因子典型值 0.55,反向干扰与网络负荷关系,反向底噪提升与网络负荷对应关系,注意： 假设功率控制理想 假设邻区干扰恒定,50% 网络负荷 3dB 60% 网络负荷 4dB 75% 网络负荷 6dB,内容介绍,第1章 CDMA网络干扰分析 第1节 反向干扰分析 第2节 前向干扰分析,前向干扰组成,移动台接收的噪声包括热噪声、本扇区干扰、邻扇区干扰、外部干扰。 Nt = No + Isc + Ioc + T 前向采用相关解调，本扇区干扰来源于多径 邻扇区干扰来源于相邻基站所发射出的同频信号 在服务小区中心，干扰主要为同小区同信道多径的影响 在扇区服务边缘，邻小区的干扰占主要部分 前向链路干扰比较复杂，通常采用仿真获得干扰情况,内容介绍,第1章 CDMA网络干扰分析 第2章 CDMA反向容量分析 第3章 CDMA前向容量分析 第4章 CDMA 1x容量规划,内容介绍,第2章 CDMA反向容量分析 第1节 反向容量模型
