TD-SCDMA网络规划方法资料

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1、TD-SCDMA 网络规划方法 无线所 李宗恒 黄海艺摘要： TD-SCDMA 在 3G 空中接口三大标准中拥有不可或缺的地位，时分双工的特点使之较于FDD更加适合使用各种先进的物理层技术，而且资源分配更加灵活高效，因此 TD-SCDMA 必然能在未来的 3G 网络中占一席之位。本文详细介绍 TD-SCDMA 标准的特点和网络规划流程的关键步骤。关键词：TD-SCDMA ; 3G;网络规划；链路预算；容量规划、 TD-SCDMA 标准的特点IMT-2000 的 TDD-CDMA 空中接口技术规范是由标准化组织 SDOs 和 CWTS 联合制定的， 这二者又 都是 3GPP 的组成成员。它们的这

2、两种 TDD-CDMA 的空中接口规范分别是 Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) Time Division Duplex (TDD), and TD-SCDMA (Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access) ，而且后者又被称为是前者的低码速率组成部分，前者为高码速率部分。TDD-CDMA 系统的多址方式很灵活，可以看作是 FDMA/TDMA/CDMA 的有机结合，它的主要特点 如下。1. 第三代移动通信需要大约 400MHz 的频谱资源，在 3GHz 以下很难实现。而 TDD

3、 则能使用各种频率 资源，不需要成对的频率；2. 在第三代移动通信中，数据业务将占主要地位，尤其是不对称的 IP 业务。 TDD 方式特别适用于上下 行不对称、不同传输速率的数据业务；3. TDD 上下行工作于同一频率，对称的电波传播特性使之便于利用智能天线等新技术，可达到提高性 能、降低成本的目的；4. TDD系统设备成本低，比 FDD系统低20%50%。TDD 系统的主要缺陷在于终端的移动速度和覆盖距离：1. 采用多时隙不连续传输方式，抗快衰落和多普勒效应能力比连续传输的FDD 方式差，因此 ITU 要求TDD 系统用户终端的移动速度达 120km/h ，而 FDD 系统则要求达到 500

4、km/h ；2. TDD 系统平均功率与峰值功率之比随时隙数增加而增加，考虑到耗电和成本因素，用户终端的发射 功率不可能很大，故通信距离(小区半径)较小，而 FDD 系统的小区半径可达到数 10km 。TD-SCDMA 技术所提供的高性能主要表现在高的频谱利用率方面。同时，TD-SCDMA 还是一种低成本的系统。达到高性能和低成本的主要原因是 TD-SCDMA 使用了如下主要技术：1. 智能天线，它可以极大的降低多址干扰、提高系统容量、提高接受灵敏度、降低发射功率和降低无线 基站成本。2. 上行同步，它可以简化基站硬件，降低无线基站成本。3. 软件无线电， 实现智能天线和多用户检测等基带数字信

5、号处理， 是此系统可以灵活地使用新技术的关 键，也可以降低产品开发周期和成本。因此，移动通信以 FDD 为主流的传统观点已受到挑战， TDD 系统在第三代移动通信中的位置被广泛接受。、TD-SCDMA网络规划方法与其他的3G网络规划流程相似，TD-SCDMA网络规划流程如下图所示。输入前期准备资料 和设计要求区域卜类根据预测将容量分配至每一类区域设定负载链路预算根据厂家提供的小区极点容量计算每一个基站可满足的容量1计算每一类区域满 足覆盖的基站数Neo区域满计算每足容量的基站数NcaNeo与 Nca相差K1较小？NTYes*No1减小负载增加负载对容量要求高的 地区增加载频YesYesNcoN

6、ca _Ng 负载达到设计推荐极限值？:1.若开始规划时规 :定了负载，则虚线 框中的步骤省略:2.各类区域考虑采 用不同负载？每一类区域基站数=MAX（Nco,Nca）初定整个地区基站数在地图上确定规划站点初步确定基站技术条件（方向、 高度、载频、基站信道配置等）输入规划软件验证调整最终确定基站数量、技术条件、 信道配置，计算网络容量BS（和传输规划END以上流程是一般3G网络规划通用的流程， 限于篇幅，具体细节不详述，下面我们将结合 TD-SCDMA 的特点分析其中的关键两部分，链路预算和容量计算。1 链路预算RX-Sensitlivtty链路预算分为上行和下行，下行链路预算非常复杂，从无

7、线电波传输的角度来看，一般基站的发射 功率远大于手机的发射功率，因而小区的有效覆盖半径一般都取决于上行链路的最大允许路径损耗，所 以一般通过计算上行链路来确定小区覆盖半径。下行链路预算不同于上行链路预算，小区内所有的用户同时分享基站功率，基站的功率分配是让小 区内所有与之连接的用户服务，都能满足相关业务的QoS。下行往往受限于容量，但当小区负荷加大时，有可能出现下行链路受限的情况。对于TD-SCDMA来说，智能天线的使用会大大减少下行的干扰，因此下行链路容量受限的机会会比WCDMA FDD少很多。各地区各类型区域的基站覆盖半径与其各自的无线电波传播模式及链路预算有关，CDMA网络的容量、覆盖和

8、质量是紧密关联的，实际的无线网络规划中必须通过专业的CDMA无线规划软件进行仿真。上下行链路之间的平衡，要借助规划软件进行叠代计算，先对上行做覆盖预测，再对下行做功率分配， 如总功率没有超出基站最大发射功率，则链路平衡。如下行所要求的总功率超出基站最大发射功率，则 须减少覆盖面积，重新做下行功率分配，直至总功率小于等于基站最大发射功率。上行链路预算参数上行链路预算计算公式如下：最大允许空间路径损耗=移动台发射功率(dBm) +移动台天线增益(dB)人体损耗(dB)馈缆损耗(dB) +基站接收天线增益 (dBi) +软切换增益(dB)建筑物或车体穿透损耗 (dB)慢衰落余量(dB)功控 余量(d

9、B)干扰余量(dB)基站接收灵敏度(dBm)以下的链路预算将取一些典型参数值，计算不同环境和覆盖要求情况下的上行链路预算。实际工程 设计中，应根据具体无线网络传播环境、网络设计目标、厂家设备性能、具体工程参数设定等进行具体 调整。F表的假设条件是12.2kbps语音业务，上行不采用智能天线，市区步行3km/h的仿真环境。1速率 R(kb/s)12.22频率(MHZ240023002400 MHz3扩频带宽(dB)611.28MHz4手机发射功率(dBm)245手机天线增益(dBi)06人体损耗(dB)3发射 EIRP(dBm)217基站天线增益(dBi)188基站馈线及接头损耗(dB)49小区

10、负载50%50 %业务负荷，单基站10干扰余量(dB)311Boltzman 常数 K( W/Hz/K)1.38E-2312室温T( K)290基站工作温度13热噪声密度(dBm/Hz)-174(11)*(12)14热噪声(dBn)-113(13)+(3)15接收机噪声系数(dB)6依设备厂家不同16处理增益(dB)20(3)/(1)17能噪比Eb/No(dB)8.9语音 BLER= 2%,数据 BLER=10%18天线连接端接收机灵敏度(dBn)-118.3(14)+(15)-(16)+(17)19软切换增益(dB)520阴影衰落余量(dB)8.698 %面覆盖率，10dB标准差21快衰落余

11、量(dB)322最大允许反向链路损耗(室外)(dB)143.7(4)+(5)-(6)+(7)-(8)-(10)-(18)+(19)-(20)-(21)23室内穿透损耗(dB)1524最大允许反向链路损耗(室内)(dB)128.7(22)-(23)(1) 终端最大发射功率商用网络中，UE的种类繁多，链路预算应根据市场上主流商用手机规格，合理设置此参数。一般UE最大发射功率的取值为：数据业务速率：21 dBm话音业务：24dBm(2) 人体损耗人体损耗发生在 UE侧，具体取值与使用者的习惯有关。一般取值为： 语音业务人体损耗：3 dB数据业务：由于使用数据业务时，UE距离人体较远，取 OdB。(3

12、) UE天线增益一般取OdBi。(4) 基站接收天线增益根据使用的天线型号确定。此处假定基站定向接收天线增益为18dBi，全向接收天线增益为 12dBi。实际工程中，可根据不同区域类型和覆盖要求选取不同的天线。(5) 馈缆损耗包括从机顶到天线接头之间所有馈线、连接器的损耗。馈线的损耗的参考值如下(2G频段)：7/8 英寸馈缆：6.1dB/100m5/4 英寸馈缆：4.5dB/100m此处假定馈缆总损耗为 4dB(含接头等损耗)。般取值为6dB。基站噪声系数噪声系数定义为输入信噪比于输出信噪比的比值。根据目前西门子的基站设备性能,(7)基站解调门限Eb/No值与移动设备的收发分集、多径信道条件、

13、业务类型等因素有关。以下是根据3GPP 25.102 (Release 4)的标准得出的计算机链路级仿真曲线，可供实际网络规划参考。QUJLB1.00E+001.00E-011.00E-021.00E-031.00E-044-2 024681012141618202224lor/loc dB YDL-AWGN.DL-Case1DL-Case2,DL-Case3UL-AWGN. UL-Case1UL-Case2亠 UL-Case3144kbpsQRLJB1.00E+001.00E-011.00E-021.00E-031.00E-04lor/loc dBDL-Cas e2DL-Case3UL-AW

14、GN . UL-Case1.UL-Cas e2 - UL-Case364kbps384kbpslor/loc dB.DL-AWGNDL-Case1 . DL-Cas e2 弭 _DL-Case3* UL-AWGN 鼻 UL-Case1 ( UL-Cas e2 - UL-Case3m-一 m1.00E-01L、-1.00E-021.00E-031、1.00E-041V1.00E+00-4-2024681012141618202224Ior/Ioc dB片 DL-AWGN . DL-Case1 丄 DL-Case2 - DL-Cas e3 -UL-AWGNUL-Case1UL-Case2 - UL-Cas e3(8) 基站接收灵敏度灵敏度=NFbs +10log(KT)+ 1