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td无线网络规划模版设计 中国移动通信集团设计院有限公司二九年十二月目 录1前言11.1课题研究的背景11.2课题研究的范围12td-scdma无线网络规划概述22.1无线规划总体思路22.2无线网络规划流程43市场需求预测93.13g客户规模预测93.23g业务量预测104容量规划分析114.1业务模型124.2上行容量计算134.3下行容量计算154.4容量分析结论155覆盖规划分析165.1覆盖目标175.2质量目标175.3链路预算175.3.1模型校正185.3.2上行链路预算参数206频率配置原则287时隙配置原则288无线网络建设方案288.1.1基站建设方案288.1.2rnc设置方案309td/gsm共建要求319.1.1基站机房面积319.1.2基站机房承重要求329.1.3其他要求329.1.4对天面的要求329.1.5对电源的要求349.1.6对传输的要求3410仿真流程3411总结39中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司1 前言1.1 课题研究的背景随着通信技术的不断发展,3g(第三代移动通信技术)已成为全球嘱目的焦点,3g网络已经进入大规模商用部署阶段。而中国移动要想在3g领略也保持领先地位,那么建设一个完善的3g网络便成为首要任务。在新建3g无线网络前制定一个完善的合理的网络规划,已成为业界急需研究的一个问题。网络规划是一项系统工程。对于使用没有商用基础的tdscdma移动网络运营商来说是一个挑战,如何经济有效地建设一个tdscdma网络,保证网络建设的性价比是运营商所关心的问题。网络规划的目标是利用所采用网络制式的性能特点,在满足运营商的建网目标的前提下,达到容量,覆盖、质量和成本的良好平衡,从而实现最优化设计。明确建网目标和可用资源,是网络规划工作的前提,包括运营商可用的频率资源、覆盖区域的大小、无线传播环境、当地的话务模型、网络的用户密度信息,用户的未来增长预测、各种业务对网络容量的需求及相应的qos要求等。针对不同的环境和网络需求,必须采取不同的解决方案。基于对网络未来发展的分析预测,使得网络解决方案更加具有前瞻性和竞争力。建成的网络,不仅要能够满足现有网络建设的目标,同时要保证网络的可扩展性,考虑网络的演进升级,如td-scdma向td-lte过渡等对网络建设的影响。针对未来td大规模投入后,td的规划成为未来无线网络规划的重点,td规划还是处于大家根据各自经验,没有系统化的模板参考。有必要建立适应td的无线网络规划标准模板,适应快速建网需求。1.2 课题研究的范围无线网络建设工程是一项系统工程,一个新的网络建设需要有网络测试阶段、试商用阶段和商用阶段。为了追求覆盖、容量、服务质量、设备利用率和经济性之间的平衡,网络规划便成为网络建设前所必需的一个环节。td无线网路规划的流程主要分准备阶段、预规划阶段、详细规划阶段三部分,包括市场需求预测、容量规划、覆盖规划、频率规划、时隙规划、无线网络建设方案、网络仿真等方面。无线规划主要体现在预规划阶段,前期准备阶段包括网络数据的准备,收集td网络现有的规模,覆盖策略,网络达到能力及网络质量,对于没有3g网络的地区新建3g网络,可收集2g网络的参数,2g网络室内室外覆盖的面积及基站数量,对3g网络建设作为参考。通过对规划地区的市场情况分析,得出规划区市场环境下对3g网络的需求情况,为制定网络规模提供市场数据参考。通过对政策、技术、市场等方面的分析,确定3g网络的发展方向,并以此为基础确定3g网络的发展思路及策略,确定3g网络发展目标。最后,根据确定后的3g网络发展目标,制定适合本地区的网络建设方案,确定室外宏站和室内覆盖的数量,基站容量,以及a频段和b频段载频的分配比例。最后通过对现有设备造价及前期工程设备投资,确定规划期项目投资情况,形成td无线网络规划流程模板。2 td-scdma无线网络规划概述2.1 无线规划总体思路一个完整的无线网络规划通常是由规划目标定义及需求分析(确定网络覆盖、容量与业务质量的各项指标),传播模型校正,无线网络的预规划(不使用网络规划工具,仅根据链路预算和容量估算对基站数目做粗略计算),站址初选和查勘,无线网络的详细规划(通过站址查勘,取得站址详细资料,输入到网络规划工具进行仿真)等几个阶段。td-scdma的规划流程也符合上述的定义,输入输出信息和流程如下图所示。图2.1 td-scdma无线网络规划设计总体流程(1) 准备阶段这一阶段的主要工作是收集规划设计所需的市场信息、地理信息、人口信息及客户需求等,获取网络规模的初步资料,并进行cw测试、扫频测试、室内穿透损耗测试等,掌握业务区的无线环境情况,为后面的覆盖、容量规划提供依据。(2) 预规划阶段主要包括对业务模型、网络性能、网络规模和设备需求的估算和分析,确定网络建设的策略、具体的建设目标:进行覆盖、容量预算,确定网络建设总体规模和投资估算等。(3) 详细规划设计阶段主要包括具体站址的选择、天面布置、设备选型、码规划和参数规划等。通过模拟预测软件对规划设计的结果进行仿真验证,如果不满足建设目标则需要进行规划设计方案的调整,直到满足建设目标为止。(4)工程实施阶段在前阶段工作的基础上进行实际的规划实施工作并进行一些必要的调整。此外,根据tdscdma系统是否叠加在现有的2g/2.5g网络上进行组网,还可将规划流程细分为新建系统规划设计和升级系统规划设计两大部分。tdscdma核心网络和传送网的规划设计与wclma方法类似,前人已经有过研究,本文不再介绍。2.2 无线网络规划流程1、准备阶段准备阶段主要是进行资料收集和必要的前期测试工作,并进行初步的市场策略分析。(1)规划区域调研、资料收集其目的是细化容量、覆盖规划原则,获取业务模型,进行业务分区。具体内容包括规划区的人口情况、经济状况、地理信息等。 人口组成和特点包括人口总量、年龄构成、职业组成、人口分布、教育程度和移动通信消费习惯等,作为业务模型的基础。 经济状况包括地区经济总量、人均收入、市政规划、经济发展规划策略与重点区域等,初步了解各区域人群的移动通信消费能力,作为业务预测的基础。 地形、地貌、建筑包括规划区的地形(高度)、地貌、矢量信息,作为仿真预测的基础,还有建筑物的高度、功能类型以及分布等情况,作为室内覆盖分析的基础。 现有网络情况资料如果网络的建设方式为叠加组网,即建设tdscdma系统的运营商已经建设有2g/2.5g网络,则在网络规划设计之前需要收集尽可能全面的现有网络资料(gsm网络基站数据、小区级话务量、小区级gprs/egprs数据业务流量等),以便后期规划中尽可能地利用现有网络资源以及避免不同系统、运营商网络之间的相互干扰。(2)前期测试工作前期要做的测试工作主要包括扫频测试、cw测试及室内穿透损耗测试,目的是要获取较为准确的业务区的无线环境特征。作为后期规划工作的依据。 扫频测试对业务区的规划频段进行扫频测试,了解区域内的背景噪声情况,并对工作频点进行干扰排查,准确定位干扰源,并及时将干扰源、干扰区域等信息提交给建设方,通过其与其他运营商或单位的协调加以解决。 cw测试根据业务区的建筑物、人口分布等将其分为几种区域(如密集市区、一般市区、郊区、县城城区等),对每种区域分别进行cw测试,校对出适合各种区域无线传播特性的传播模型,用于指导覆盖仿真规划。 室内穿透损耗测试根据国外的相关调查分析显示,未来的3g业务有70%以上集中在室内,因此在做规划设计的时候要解决重点室内覆盖。室内覆盖可通过建设室内分布系统或者室外宏站信号穿透覆盖解决,在实际组网中往往需要将这两种方式有机的结合起来。室内穿透损耗测试就是为了得出不同类型建筑物的穿透损耗值,用于链路预算,并计算出基站能解决覆盖区域楼宇室内覆盖的情况下的覆盖半径。(3)市场定位和业务预测 市场定位和区域划分用过与建设方访谈沟通准确把握建设方的市场发展计划,结合前期收集的相关业务市场资料,找到合理的市场定位,并根据整个业务区内不同区域的功能、建筑物及人口分布特点,将其划分成不同类型的区域,针对各类区域分别确定其基本覆盖需求、质量要求及业务类型等。如下图所示我们以一个地区为例介绍如何进行区域的划分。 业务预测业务预测包括总体业务量预测和业务分布预测两个部分工作。总体业务量预测主要通过综合考虑现有2g网络的运营情况、市场发展情况及竞争对手等情况,对未来的业务量需求进行预测。业务分布预测是根据总体业务量预测结果,预测业务量在各区域的具体分布情况,以此来指导后期的建设方案。2、预规划阶段预规划阶段的主要工作是确定规划目标,进行资源预估,为详细规划阶段的站点设置提供指导,避免规划的盲目性。预规划阶段主要包括策略分析、规划目标取定、覆盖和容量规划及效益预分析等几个环节。(1)策略分析l 市场分析:结合准备阶段的调查、业务预测结果,围绕市场发展需求,明确网络近期、中期、长期分别应到达的水平。考虑网络长远发展,一次规划到位,并根据轻重缓急分布实施。l 经济效益分析:进行经济效益分析,调整网络覆盖、覆盖策略和容量目标,找到建设成本和产出的最佳平衡点。l 发展环境分析:发展环境分析主要包括国际3g发展环境分析、国内3g发展环境分析,国际3g发展环境分析主要从市场规模、3g移动数据业务流量、3g收入情况、三大制式的发展情况、技术演进趋势、业务发展趋势等几个方面来分析。国内3g发展环境分析应从td的政策环境分析;政府的政策扶持情况、产业环境分析;td终端、系统设备、lte的成熟度等,区域环境分析;人口、面积、经济情况等,竞争环境分析;竞争对手的发展目标、发展策略以及对我公司的影响。综合上述几个方面来进行分析。l 技术分析:充分发挥td-scdma的技术优势,灵活采用多种组网方式(分层宏、微、直放站等),建设高质量、低成本的网络。(2)规划目取定根据客户确定的建设策略,确定本期工程预覆盖的总体区域,并针对总体区域内的不同区域类型,分别制定各自的覆盖、容量、质量及业务种类等方面的具体规划目标,如果不同区域内提供的具体业务类型、边缘数据业务最低速率、室内外覆盖率、容量目标和业务等级等。(3)覆盖、容量规划由于td-scdma系统采用智能天线、联合检测等先进的抗干扰技术,使得系统的呼吸效应大为减弱,从而覆盖规划和容量规划可相对独立进行。l 覆盖规划首先进行链路预算,根据各区域提供的业务类型,估算各种业务在给定的服务质量要求下能允许的最大路径损耗。然后将最大路径损耗等参数代入该区域校正后的传播模型,得出该区域中每种业务的覆盖半径。接着可由覆盖半径估算出单小区的覆盖面积,由区域的面积除以单小区覆盖面积即可估算出实现该区域的覆盖所需的站点个数。l 容量规划容量规划也要分区域进行,首先估算各区域的业务总量及各种类型业务的业务量。然后根据不同区域提供的业务模型、用户模型、时隙比列设置及频点配置等估算单小区能提供的容量。接着可由业务总量和单小区容量计算出实际区域的容量目标所需的小区数,最后各区域所需的小区数相加即可得到整个业务区所需设置的小区数。需要注意的是,如果各区域的时隙比列设置不同,则区域交界处交叉时隙的容量将有一定的损失,计算小区数时需要考虑这部分容量损失的影响。因此一般来讲网络建设初期数据业务尚未得到大发展的时候,建议全网采用统一的时隙比列设置。l 资源预估结果对比覆盖规划和容量规划输出的小区总数,取其中的大者作为最终的资源预估结果输出。(4)效益预分析根据资源预估得出的站点数规模,可估算出网络建设所需投资。通过进一步的经济评价,可判断出运营商的投资效益。若经济评价结果显示投资效益好,则可进行下一步的具体建设方案规划;如果投资效益不好,则应在保证基本市场目标的前提下,对规划目标的假设做适当下调,然后重新进行预规划设计,直至到达良好的投资效益.3、详细规划阶段本阶段的主要任务是以覆盖规划和容量规划的结果为指导,进行实际的站址勘查、选择、设计,并通过模拟仿真对规划设计的效果进行验证。此外,还需进行投资预算及整体效益评价,验证规划设计方案的合理性。(1) 站点勘查、设计该步的任务就是对业务区进行实地勘查,进行站点的具体布置,确定基站类型(宏蜂窝、微蜂窝、直放站等)找出适合做基站站址的位置,并确定基站的高度、扇区方向角及下倾角等参数。此外,还需要进行基站码字、发射功率、功控参数及切换参数等码字、参数的规划。如果是2g/3g混合组网则需考虑现有网络站址的利旧问题,需核实现有基站位置、高度是否适合建设td-scdma基站、机房、天面是否有足够的位置布放td-scdma系统的设备、天线等,现有传输、电源、配套资源是否充足的余量,是否需要新增等问题。如果和现有的2g基站共址建设还需考虑系统之间的干扰控制问题,可通过空间隔离或者加装滤波器等方式对不同系统的天线进行隔离,使得系统间干扰降低到不影响双方正常运作的程度。站点的勘查设计是整个无线网络规划设计中很重要的环节,因为td-scdma系统是自干扰系统,如果站点选择不合理,干扰将难以通过后期的优化调整加以控制,有可能导致成片区域的信号质量恶化,有效覆盖距离收缩,使容量遭受一定程度的损失。因此站点选址是要充分考虑网络结构、站点高度、周围的无线环境等多方面的因素,所选出的站址要网络结构合理、高度适中,预计覆盖效果好,且不会对周边基站造成较大干扰。(2) 仿真模拟预测站点选定后,为了了解网络整体的覆盖、容量、信号质量水平,还需要通过输入仿真软件进行模拟预测,输出各区域的仿真图层,质量报表来平叛网络建成后各项指标可能到达的水平,并通过预期的建设目标对比,判断建设方案能否满足建设目标的要求。如果仿真预测的结果未能达到建设目标则需结合实际情况对建设方案进行优化调整,然后对优化后的建设方案再次进行模拟预测,并对比预测结果和建设目标,直到模拟预测结果到达或者优于建设目标。(3) 投资预算、整体效益验证运用概预算软件对整个工程的投资进行预算,并对比网络建成后预计到达的经济效益,以确定网络建设方案的可行性。如果方案的经济效益差则需要返回本阶段的第一步,进行建设方案的调整,在保证基本市场目标的前提下,选择更为经济的方式解决业务区的覆盖和容量问题。4、工程实施阶段该阶段是整个网络规划的最后阶段,该阶段规划人员的主要任务就是出详细准确的施工图纸,指导施工队按照规划设计的要求进行站点的安装、调测,有需要时结合实际情况对建设方案进行局部调整。3 市场需求预测3.1 3g客户规模预测根据分析情况,以影响td业务发展、用户业务使用、td建设与投资的td终端、td设备成熟度、竞争对手策略、td网络作用等重点因素为条件前提,进行td网络规划场景假设。针对不同场景假设,结合td网络在本省公司全业务发展、3g市场发展中的重要作用,提出规划期间近远期td网络承载业务定位的分析,并进行用户规模、业务模型、话务结构、话务量趋势分析与多方案预测。用户模型可分为用户业务行为和用户分布两部分。由于3g数据业务的多样化,一般按承载层对业务分类,电路域的业务分12.2k话音和64k可视电话,分组域的业务分ps(分组业务)64k、ps128k和ps384kip承载业务。用户的电路域业务行为用爱尔兰表示,用户的分组域业务行为用忙时数据量(kbyte/bh)表示;用户的分布用每平方公里的用户数来表征,由于3g是多业务环境,不同业务有不同的用户分布。移动通信用户预测是运营者制定发展规划和进行移动通信网络建设的重要依据,也是进行话务密度分布预测的重要基础数据,其预测结果的准确与否,直接影响到话务密度分布预测的结果,同时也会影响高话务密度区容量解决方案的制定;用户预测主要包括社会总需求预测、市场占有率分析、以及分区预测等方面。 为了准确地预测移动通信用户的发展情况,在预测过程中,一般根据各地、市的经济、人口以及移动电话用户发展的历史情况等基础数据来进行,通常采用的预测方法有:曲线拟合、成长曲线以及瑞利分布等。 从全国范围内来看,不同城市移动通信市场的发展存在着较大的差异性,比较典型的可以分为三类: 特大城市:如北京、上海、广州等,这类城市用户规模非常大,移动数据业务发展很快,城市高话务密度区话务密度非常高,且数量较多; 大中城市:如武汉、成都等,这类城市用户规模较大,移动数据业务发展较快,城市存在着若干个高话务热点地区; 西部城市:如贵阳、银川等,这类城市的特点是用户规模相对较小,话务总量相对较低,但西部地区有其自身的特点:地形复杂,城市面积很小,但人口在市区有很高的集中性,因此,尤其是西部地区的省会城市,其市区高话务密度区容量解决方案仍需认真研究。结合终端、考虑竞争对手发展目标,近远期业务发展重点,进行数据卡(含上网本)、td手机终端、无线固话等用户预测及已覆盖地市及拟覆盖地市用户预测。其中手机终端用户需预测出“三不用户”及“纯新增用户”。注:3g客户数包括3g手机终端客户数、3g数据卡客户数(含上网本)、td无线固话客户数 图 3.11 xx公司3g客户到达数预测图 3.12 xx公司3g客户结构3.2 3g业务量预测分析不同用户的话音、数据业务量发展趋势,进行不同用户业务模型分析预测;充分考虑用户规模及业务模型变化,进行td网络承载话务量及数据业务流量分析预测及已覆盖地市及拟覆盖地市预测。注:3g计费时长指客户使用3g网络的计费时长,3g数据流量指客户使用3g网络的数据业务流量图 3.21 xx省公司3g业务量预测通过对3g网络承载的移动数据流量进行等效换算,分析其和话音业务量对网络资源的占用情况。图 3.22 xx省公司3g网络承载话务量预测在考虑用户与业务预测时,需要对2g、3g两个市场进行统一考虑。参考三年滚动规划的整体用户与业务量预测。预测时需要根据不同时期业务发展重点,考虑特定市场规模及目标用户群特征,以及网络建设情况。4 容量规划分析td-scdma是时分双工系统,采用联合检测能够抑制多用户干扰;智能天线的使用使得为保持相同的信号质量所需的用户发射功率减小;同时新增用户带来的干扰提升相对于wcdma得到抑制。一般情况下,td-scdma系统是码道受限的系统;在多小区情况下,语音业务可满码道工作,在实验网测试中也证明了这一点。 表2td-scdma与wcdma系统容量对比项目td-scdmawcdma上行码道受限干扰受限下行码道受限功率受限与覆盖的关系无紧密关系呼吸效应不明显密切关联呼吸效应明显以12.2 kbit/s语音业务为例,其扩频因子为8,共有8个相应的扩频码,一个时隙最多支持8个语音业务用户。考虑上下行对称业务,单载频的语音用户可以达到23个(去掉控制信道占用的信道);三载频的小区则可以达到71个用户。 td-scdma系统的容量规划往往从码道入手。在td-scdma系统中,一个信道就是载波、时隙和扩频码的组合,也叫一个资源单位(resource unit)。一个信道占用的bru个数是不一样的,不同业务的扩频因子不同,而其占用的bru也不同。而一个载频下所能提供的bru的最大个数是固定的。 在bru计算上,可以参照wcdma容量规划中采用的算法进行计算。表3给出不同业务占用的bru资源。 表3不同业务占用bru资源情况业务种类平均速率(kbit/s)12.2 kbit/s语音业务2个bru64 kbit/s数据业务8个bru128 kbit/s数据业务16个bru(一个时隙)384kbit/s数据业务48个bru(三个时隙)4.1 业务模型1、 电路域业务电路域可提供的主要有12.2kbit/s的语音业务和64kbit/s的电路域数据业务。这两种业务都可通过每用户忙时的话务量来描述。特征参数有以下3个:(1)忙时呼叫次数(bhca);(2)每次呼叫平均持续时间;(3)阻塞率,也称为服务等级qos每用户的平均erlang=bhca持续时间(s)/3600cs业务应用平均速率(kbit/s)呼叫平均持续时间激活因子忙时每用户平均呼叫次数每用户忙时erl数语音业务12.2720.671.50.03可视电话645410.20.032、 分组域数据业务分组域数据业务主要有流媒体、web网页浏览、e-mail、监控和ftp下载等,其承载方式有cs64k,ps64k,ps128k,ps384k等4种。无线网络规划中直接用到的是在对各种应用的模型统计基础上,结合各种应用的比例以及各自的承载业务类型得出的承载业务的吞吐量。因此还需要对承载速率进行建模,得到各种速率业务的参数统计值。业务类型ps64ps128ps384每用户忙时使用次数(bhsa)0.20.060.02每个会话包含呼叫次数10610激活因子每次呼叫数据量(kb)1612120激活因子111平均吞吐量(bit/s)72.89.854.64.2 上行容量计算对于上行链路,第用户的sir为:因此(1)其中w为chip rate为业务速率。 由(1)式可推出:(2)服务小区内的移动台功率小区外移动台干扰功率热噪声(3)(3)式中,左边部分为接收总功率和热噪声的比值,称为noise rise。为上行链路的load factor,在01之间。假设当前有m个用户,(3)式经过变换,可以得到:因此,当noise rise趋于无穷大的时候,达到极限容量:因此total throughout single throughout因此,total throughout =最后,考虑激活因子,因此,total throughout =(4)load factor (5)4.3 下行容量计算下行容量计算类似上行计算,只是多考虑一个正交因子,因此,loading factor (6)total throughout =(7)4.4 容量分析结论1、不同配置下基站容量根据上述业务模型计算得到不同载频配置下理论最大可承载的用户如下表:小区载频配置数量(个)小区配置的hsdpa载频数(个)小区配置的hsdpa时隙数(个)支持的终端用户数(户)支持的hsdpa卡用户数(户)11295622133439331388993326343187426889187439343280539889280541234337364128893736515343467(注:上述表中终端用户数是利用附件表格中公式计算得到,也可采用等效爱尔兰、坎贝尔法等其他方法计算得到,几种方法得到的结果略有差异,但差异均在合理范围内;hsdpa卡用户是采用小区平均速率除以hsdpa卡用户业务模型得到。)表中给出的是每个小区的承载用户数,每个基站的承载用户数根据具体小区配置情况简单累加即可得出。1、单小区爱尔兰业务量业务类型单载频双载频三载频上行下行上行下行上行下行12.2k3.63 3.63 9.83 9.83 16.63 16.63 cs640.38 0.38 1.52 1.52 2.96 2.96 ps640.51 0.51 1.67 1.67 3.04 3.04 ps64_1280.51 0.10 1.67 0.51 3.04 1.05 ps64_3841.67 0.10 4.52 0.51 7.65 1.05 5 覆盖规划分析在td-scdma系统中,由于其独特的时隙结构和联合检测技术有效地抑制了多用户干扰,因此呼吸效应明显减小;覆盖区域的稳定使切换区域相对稳定,因而覆盖规划相对简单;业务信道和公共信道分开,多业务基本实现均衡覆盖,从而大大简化网络设计的难度。 td-scdma系统的覆盖性能主要取决于两方面因素:一是td-scdma上下行时隙转换保护长度对覆盖的限制;二是td-scdma系统的链路预算。 td-scdma在下行导频时隙和上行导频时隙之间有96个码片宽的保护带,限制了小区覆盖范围不能超过11.25 km。如果通过dca来锁住第一个上行时隙,td-scdma基站理论上的覆盖距离可进一步扩大。 在计算覆盖时需通过上下行链路预算最大允许的路径损耗,在上下行链路预算中需考虑相关因素和参数的设置。5.1 覆盖目标首先应根据各类业务需求预测及总体发展策略,提出各类业务的无线覆盖范围。3g无线覆盖要求可以用业务类型、覆盖区域、覆盖概率和穿透损耗等指标来进行表征。业务类型包括12.2k话音业务、64k电路数据业务、64k分组业务、128k分组业务、384k分组业务等;覆盖区域可划分为市区(可进一步细分为密集城区、普通城区、郊区等)、县城、乡镇及交通干线、旅游景点等。覆盖概率有边缘覆盖概率和区域覆盖概率两种,边缘覆盖概率反映的是在小区边缘接收信号的强度;区域覆盖概率反映的是在整个区域中接收信号的强度。对于不同的业务,不同的覆盖区域,不同的覆盖概率,其要求的衰落储备不同,典型的衰落储备在3-7db。此外,覆盖要求中还需考虑穿透损耗,不同地理区域对穿透损耗的考虑不同,一般对于市区要考虑建筑物穿透损耗。典型情况下,大中型城市的市区穿透损耗一般在15-20db,中小城市在10-15db。5.2 质量目标无线网络应达到以下要求:(1)覆盖区内无线可通率:移动台在无线覆盖区内90% 的位置,99% 的时间可接入网络。(2)无线信道呼损:无线信道呼损市区不高于2,郊区不高于5。(3)块差错率目标值(bler target):话音 1,cs64k 0.1%1%,ps数据 510%。5.3 链路预算链路预算分为上行和下行,下行链路预算,从无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。5.3.1 模型校正传播模型校正是通过cw(连续波)测试方法获得一个能够准确反映当地无线传播特性和环境的传播模型,以提供给预规划和详细规划使用,进行准确的场强预测,合理估算网络规模。为了方便在详细规划阶段利用规划工具进行仿真,最好使用规划工具中已经包含的传播模型进行传播模型校正,一般规划工具包含奥村哈塔模型、cost231 模型以及标准传播模型(也称k 值模型),可根据地理环境的特点选择适当的传播模型校正,将校正结果用于预规划阶段的链路预算和详细规划阶段的网络仿真。在进行话务密度计算机仿真测算中需要使用场强传播模型,场强传播模型对不同的地、市需进行选择,并且要根据对当地的实际情况,对模型的参数进行一定的修正。一般常用的场强传播模型有以下几种: okumura-hata 在okumura-hata模型中,经过扩展,可以使用的范围为150m-2000mhz,基站天线高度20-200米,移动台高度1.5-10米,距离为1-20公里。 在高密度的城市地区: lu(db)=46.3+33.9log(f)13.82log(hb)a(hm)+44.96.55log(hb)log(d)+cm 取系统默认移动台天线高度1.6米,移动台修正因子a(hm)=0。 在1公里处,900m时路径损耗为:lu(db)=146.513.82log(hb),常规的衰减44.96.55log(hb)/10dec; 在1800时路径损耗为: lu(db)=156.613.82log(hb),常规的衰减44.9-6.55log(hb)/10dec; 天线高度30米时,900和1800在1公里处对应的损耗分别为:126.1和136.2db,衰减为35.22/10dec。 对于郊区,900和1800分别增加的修正为9.9和11.9db; 对于开阔区,900和1800分别增加的修正为28.5和31.9db。 cost 231 wi模型 适用的频率范围为800-2000m,基站天线高度4-50米,移动台天线高度4-50米,距离为20米到5公里。 在规范的典型设置中,建筑物高度20米,街道宽度50米,建筑物间隔50米,街道角度90度,在这些典型参数下,天线高度为30米时传播的路径损耗公式: gsm900路径损耗为: lu(db)=120.5+38log(d); gsml800路径损耗为: lu(db)=133.1+38log(d),即在1公里处的路径损耗分别为121和133。 planet模型 它是一种基于测试结果和公式表达的模型,通过对测试数据的分析,得出关于路径得经验公式,然后利用经验公式,预测路径损耗。 路径损耗的公式为: lp=-k1k2log(d)k3log(heff)+k4ddiffraction+k5log(d)log10(heff)kclutter kclutter表示对具体地貌的修正,在考虑路径损耗公式中,暂时不考虑,得到公式中各参数后,然后对收发点间的地貌进行修正。 planet对于gsm900的一组推荐值: k1=-103,k2=-53,k3=-5.83, k4=-0.5,k5=6.55,diffraction=0 此时公式的表达为: lp=-k1-k3log(heff)+(-k2+k5log10(heff)log(d) =103+5.83log(heff)+(53+6.55log(heff)log(d) 当d=1km时,若heff=30,则1公里处路径损耗为112db, 对于gsm1800,与上推荐值类似的一组值为: k1=-114,k2=-53,k3=-5.83, k4=-0.5,k5=6.55,diffraction=0。其中:d 为基站到终端的距离,单位km;hms 终端相对于地面的高度,单位m;heff基站的有效高度,单位m;diffn 衍射算法计算得到的衍射损失;k1 和k2 路损的斜率和截距;k3 终端高度因子,考虑终端天线高度的修正因子;k4 终端有效高度的okumura-hata 倍增因子,通常取0;k5 基站有效高度的倍增因子,基站的有效高度增加10倍,路损的db数减少5 db;k6 基站有效高度和终端有效高度okumura-hata 倍增因子;k7 衍射因子;c_loss 地物因子,不同地貌带来的额外路损。5.3.2 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(db)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。下表的假设条件是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(mhz)240023002400mhz3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(dbm)-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bler2,数据bler=10%18天线连接端接收机灵敏度(dbm)-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0db。(3)ue天线增益一般取0dbi。(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) 。(6)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,一般取值为6db。(7)基站解调门限eb/n0值与移动设备的收发分集、多径信道条件、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。(8)基站接收灵敏度灵敏度nfbs +10log(kt)+ 10log(eb/n0)+10log(rb) 其中:nfbs为基站噪声系数k为boltzmans系数,等于1.38*10-23j/kt为凯氏温度,取290krb为业务速率,bps(9)干扰余量干扰余量=-10(1-), 为小区负载。在网络初期阶段,业务量较低,因此干扰余量值较低。随着话务负载的增加,干扰余量增大,基站覆盖区域就会缩小。因此进行链路预算时,应根据预计的业务量增长趋势选择上行最大负载,确保良好覆盖。上行负载的建议取值:市区及其它业务热点地区取50,郊区、乡镇、农村等非业务热点地区取2550。(10)软切换增益软切换增益是指克服慢衰落和快衰落的增益。由两部分组成:1)多小区增益:克服慢衰落的增益。当移动设备在软切换区内,软切换多条无关分支的存在降低了阴影衰落余量的要求。一般取23db。2)宏分集合并增益:克服快衰落的增益。当移动设备在软切换区内,其上行信号同时由2个或者多个扇区接收并进行合并,因此降低了快衰落对信号的影响。该增益只影响上行链路。一般取12db。宏分集合并增益已经包含在功控余量中考虑,因此,在链路预算中,只计算多小区增益。(11)功控余量(快衰落余量)慢速移动终端的主要通过快速闭环功控保证解调性能,必须为快速闭环功控预留一定发射功率动态调整范围,综合考虑软切换宏分集合并增益,功控余量取23db。对于中高速移动的终端(一般当终端移动速度50km时),主要由交织对抗快衰落,快速闭环功控作用很小,一般不需考虑预留功控余量。(12)建筑物穿透损耗穿透损耗与具体的建筑物类型、电波入射角度等因素有关。在链路预算中假设穿透损耗服从对数正态分布,用穿透损耗均值及标准差描述。下表为建议取值:区域穿透损耗均值密集市区20市区15郊区12乡村、开阔地6建筑物穿透损耗与各地区的建筑的材料、建筑物分布特点关系很大,因此,各类区域的穿透损耗可根据本地区的实际情况进行调整。但是,由于通过室外基站来解决室内信号覆盖将会大大提高建设成本,一般较完善的室内覆盖应通过建设室内分布系统解决。(13)通信概率通信概率包括位置通信概率及时间通信概率,是移动终端获得所需服务的概率。位置通信概率对室内(或车内)和室外环境分别定义。(14)阴影衰落余量阴影衰落符合对数正态分布,其取值与扇区边缘通信概率、阴影衰落标准差相关。阴影衰落标准差与电磁波传播环境相关,建议取值如下。区域阴影衰落标准差(db)密集市区10市区8郊区6乡村、开阔地6参考上述参数取值,采用cost-231传播模型,各信道链路预算表如下示:表 td-scdma系统下行pccpch信道链路预算示例地理类型密集市区市区郊区交通干线环境类型pccpch异频,3载波pccpch异频,3载波pccpch异频,3载波pccpch异频,3载波发射端下行下行下行下行承载类型pccpchpccpchpccpchpccpch单天线最大发射功率dbm30303030pccpch每天线最大发射功率dbm21212121发射天线数8888用户多天线最大发射功率dbm30303030发射天线增益dbi15151515发射天线馈线、接头和合路器损耗db1111人体损耗db0000发射天线

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