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移动td-scdma网络建设二期工程设计光纤通信技术论文题目 移动td-scdma网络建设二期工程设计 专 业 光纤通信 论文提要 本文对第三代移动通信(3g)标准的基本情况做了一番概述，介绍了3g的进程及现状、业务及技术特点和发展趋势。本文所讨论的td-scdma是一项由我国自主研究的3g技术，与其它3g标准相比有许多优点和特点，这些优点和特点使得td-scdma在组网方面有一定的优势。从td-scdma的技术特点、无线网络规划流程、覆盖和容量规划、组网方案和小区规划出发，系统地讨论了td-scdma的信道编码技术、速率匹配方案、扩频调制技术、智能天线技术、多用户检测技术、动态信道分配问题等关键技术，重点对td-scdma系统组网实现的关键问题等进行了研究和分析。 分析了2009年湖南长沙td-scdma网络二期工程建设规划采用的传播模型，详细讨论了td-scdma网络规划的流程和有关主要问题和参数。在对长沙市的移动用户和移动业务进行分析和预测的基础上，应用td-scdma网络规划原理，设计和规划了长沙市的td-scdma网络二期建设。 本文为长沙移动的td-scdma无线网络二期工程的规划和建设提供了理论依据，并对已建成网络部分作了较为详细的测试分析，为长沙移动的td-scdma网络优化提供数据基础，对该地区后续td-cdma网络的规划和建设起到积极的参考作用。 关键词：移动通信；tdscdma；网络规划；网络优化目录第一章3g和td-scdma简介2 1.1. 3g的概述2 1.1.1. 3g的发展历程2 1.1.2. 3g现状3 1.1.3. 3g的基本特点3 1.1.4. 3g的基本业务3 1.1.5. 中国移动3g网络演进的原则4 1.2. td-scdma的简介4 1.2.1. td-scdma标准化进程4 1.2.2. td-scdma网络的特点5 1.2.3. td-scdma系统关键技术6第二章td-cdma传播模型9 2.1. 无线传播模型基础9 2.2. td-scdma传播模型的建立9 2.2.1. 传播模型选择9 2.2.2.传播模型的校准10第三章td-scdma无线网络的规划方法11 3.1. td-scdma无线网络规划思路11 3.2. 基于gsm的td-scdma网络规划11 3.3. td-scdma无线网络规划流程12 3.4. td-scdma网络规划设计的重点12 3.5. 室内覆盖系统的设计思路与目标13 3.6. td-scdma与gsm系统规划上的差异14 3.7. 无线环境参数15 3.7.1. td-scdma的工作频率15 3.7.2. td-scdma系统覆盖能力15 3.7.3. 业务模型16 3.7.4无线网建设目标16 3.8. rnc设置原则20 3.9. 基站设置原则21 3.9.1. 一般宏基站设置原则21 3.9.2. 天馈线系统设置原则22 3.9.3. 直放站设置原则22 3.9.4. 微蜂窝设置原则23 3.9.5. 射频拉远设置原则23 3.9.6.室内分布系统设置原则23 3.10. 功率规划23第四章 长沙td-scdma网络设计与规划25 4.1. 项目概述25 4.2. 长沙td-scdma网络建设二期完成验证评估27 4.2.1. 测试预期理论分析27 4.2.2. 质量达标要求27 4.2.3. 测试目的27 4.2.4. 场景要求27 4.2.5. 测试参数28 4.2.6. 测试场景选择28 4.2.7. 测试方案选择30 4.2.8. 测试完成情况31 4.2.9. 测试数据分析31 4.3 长沙td-scdma网络设计规划二期工程项目总结35第五章 结束语36参考文献37第一章 3g和td-scdma简介1.1. 3g的概述第三代移动通信系统简称3g，是一种能提供多种类型、高质量的多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，与因特网相兼容，并以小型便携式终端在任何时候、任何地点进行不同种类的，可支持速率从8kbps到2mbps的语音、互联网等业务和较高服务质量(qos)的移动通信系统。 1.1.1. 3g的发展历程国际电联itu最早于1985年提出第三代移动通信系统概念，当时称为未来公众陆地移动通信系统，即fplmts(future public land mobile telecommunication system)，1996年起称为国际移动通信imt 2000(international mobile telecommnunication-2000)，意指系统工作在2000mhz频段，最高业务速率可达2000kbps，预期在2000年左右得到商用。imt-2000是第三代无线通信系统的全球标准。1992年世界无线电行政大会(warc92)大会分配了230mhz的频率给fplmts，1999年确定了imt-2000无线传输技术(rtt)的关键参数，1999年11月5日，国际电联iturtg8/l第18次会议通过了“imt-2000无线接口技术规范建议，其中我国提出的时分同步码分多址技术(td-scdma)技术写在了第三代无线接口规范建议的imt-2000 cdma tdd部分中，这项工作表明第三代移动通信系统无线接口技术规范方面的工作已经基本形成，第三代移动通信系统开发和应用已进入实质阶段。1998年1月，欧洲标准化组织欧洲通信标准协会特别移动部(etsi smg)采纳了一项关于第三代移动通信系统的空中接口提案，这一提案被命名为全球移动通信系统，即人们现在常说的umts。umts陆地无线接入(utra)包括了两种模式，频分双工模式(fdd)和时分双工模式(tdd)。前者采用的技术为宽带码分多工存取(wcdma-wideband cdma)，后者采用的技术为时分的码分多址(td-cdma)。在欧洲开发umts标准的时候，日本也对第三代移动通信系统进行了广泛的研究。日本的标准化组织无线工业贸易协会(arib)同样选择wcdma技术，即日本和欧洲对fdd模式的提案几乎是一致的。北美的t1标准化组织也在开发极其相似的概念。与此同时，中国信息产业部电信科学技术研究院(catt)、西门子公司和中国无线电信标准委员会(cwts)也在加紧进行tdd模式的td-scdma技术的开发。为了建立一个真正的全球第三代移动通信标准，1998年12月，第三代协作项目组织(3gpp，)成立。该组织由各个国家和地区的电信标准化组织组成，包括欧洲的etsi、美国的t1、日本的arib、韩国的tta、中国的cwts等。3gpp协调了来自各地不同的标准化组织提出的建议，并为建立一个统一的第三代移动通信标准而努力。对于这个标准，我们现在仍称之为utra。utra是基于gsm核心网，并且包含fdd和tdd模式的第三代移动通信标准。与此相对应，第三代协作项目2组织(3gpp2，)则开发一个被称为cdma2000的第三代移动无线标准。这一标准是基于is-95 cdma网络的。第三代移动通信的发展离不开运营商的支持。1999年6月，运营商协调组织(0hg)中的主要国际运营商提出了一个统一的全球第三代移动通信(g3g)概念，这个概念已经被3gpp和3gpp2所接受。经协调的g3g概念是一个单一的标准并带有下列三种运行模式：直序扩频cdma(cdma-ds)：基于3gpp规范的utra fdd模式；多载波cdma(cdma-mc)：基于3gpp2规范的fdd模式的cdma2000；tdd(cdma tdd)：基于3gpp规范的utra tdd模式。通过同生产厂商团体合作，运营商协调组织将尽可能地使无线参数一致并定义通用的协议栈，从而达到所有基于cdma建议的融合。这将使多模终端的实现得以简化并能接入现存的gsm map以及ansi一41核心网。ohg的建议已被考虑进3gpp规范1999年的第一版标准里，此标准已于1999年底完成。 1.1.2. 3g现状2000年5月，在土耳其伊斯坦布尔举行的warc会议上，正式确立了fdd wcdma、cdma2000和td-scdma为国际公认的第三代移动通信(3g)三大主流标准，从而进入3g的高速发展阶段。2007年中国移动在北京、上海、天津、沈阳、秦皇岛、广州、深圳、厦门这8个城市建设td试验网，在运营商、设备提供厂商以及业务提供商共同的推动下，中国的移动通信3g时代开始到来。2009年1月，我过工信部正式对中国移动、中国联通、中国电信分别发放3g牌照，我国的3g通信迅速的发展起来。 1.1.3. 3g的基本特点(1)第三代移动通信是第二代移动通信的演进和发展，不是重新建设一个新移动通信网。(2)是全球无缝覆盖、全球漫游的，可提供前两代系统所不能提供的各种宽带信息业务,速率达2mb/s，带宽在5mhz以上。(3)具有多媒体功能，不仅能接受和发送话音、数据信息，而且还能接受和发送静态、动态图像及其他数据业务。(4)克服技术难题，包括多径衰落、时延扩展、多址干扰、远近效应和体制问题等。(5)实现数据业务，主要是internet所需的不对称的、基于包交换(ip)的业务。(6)具有高频谱利用率，解决全世界存在的系统容量问题。(7)系统设备低价位，业务服务高质量低价位，满足个人通信化的要求。 1.1.4. 3g的基本业务3g的基本业务主要有：(1)基本语音电话业务；(2)基本视频电话业务(videophone)，包括双方可视电话以及多方视频会议；(3)移动互联网业务。主要包括网页浏览，文件下载(包括普通数据、音频/视频文件等)，电子邮件，文字消息，音频/视频流(在线电影，vod)；(4)移动虚拟专用网(m-vpn)；(5)个性化电话服务，包括个人综合业务控制中心以及特殊场合的个性化通信模式。(6)交互式游戏。主要包括双方直接连线游戏以及基于游戏中心的多方交互式游戏(如棋、牌、战斗、谋略类游戏等)：(7)交互式远程教育； (8)多媒体消息业务。如特定人群的消息广播，即时消息、电子贺卡等；(9)位置业务。主要指交通拥塞指示、交互式交通与路由信息、紧急位置服务以及特定目标指示(如指示附近的餐馆、剧院、酒店等)；(10)移动电子商务。包括银行/证券交易、个性化购物以及多媒体客户服务等。根据itu对于第三代多种业务普及率的预测，并根据作为发展中国家在建设第三代网络的初期等因素，可以取定各类业务的普及程度如下表所示：业务级别速率要求业务模式承载策略普及程度会话类12.2kb/samr基本话音业务电路域100数据流类64kb/s可视电话业务电路域10左右交互类64kb/s简单web浏览等业务分组域10一20交互类144kb/s多媒体web浏览等业务分组域lo一15后台类384kb/s后台类数据业务分组域10303g网络的优势在于支持移动多媒体数据业务，接入速率高于144kbps的移动数据业务只能由3g承载。对25g和3g网络应采取不同的业务定位总体考虑来发展，2.5g应定位于提供语音和低速移动分组业务的网络，3g应定位于提供高速多媒体数据的网络。 1.1.5. 中国移动3g网络演进的原则中国移动通信集团公司的第二代移动向第三代移动的平滑演进是建立在已有gsm map和正在发展的gsm通用无线分组业务(gprs)网的基础上的， gsm-gprs-td-scdma，核心网可以依托gsm核心网， 也可以适应新运营商组建全新的td-scdma网络。在第二代向第三代网络演进过程中，应遵循的原则有：(1)网络的安全性；(2)对现有网络资源的利用率；(3)网络的可持续发展性；(4)避免对现有网络结构进行大的改动。1.2. td-scdma的简介td-scdma的中文含义为时分同步码分多址接入，td-scdma是由我国独自制定的3g标准，1998年6月30日，经信息产业部批准，电信科学技术研究院(大唐电信科技产业集团)代表中国向国际电联提交了第三代移动通信传输技术tdscdma标准提案；1999年11月初，在芬兰赫尔辛基举行的国际电联(itu-r)会议上，我国的td-scdma的标准提案被写入第三代移动通信无线接口技术规范的建议中。目前这一技术已经被国际电联(itu)正式采纳成为第三代移动通信国际标准imt-2000家族的一员，并且被公认为能够全面支持第三代业务的技术。2001年3月16日，在美国加州结束的3gpp tsg ran第11次全会上，最终，中国的td-scdma三代移动通信标准正式被3gpp接纳，包含在3gpp版本4中。它标志着td-scdma技术规范在被itu正式确定为第三代移动通信技术标准后，又被广大的设备运营商和设备制造厂商所接受，如今已有德国西门子、中兴、华为、普天等厂商支持，并已于2002年10月得到国家三个部委的强力支持，组成td-scdma产业联盟，现已有21名成员。 1.2.1. td-scdma标准化进程我国提交的td-scdma技术，与欧洲的utra tdd方式，即td-cdma技术比较相似，新的协调工作已在3gpp里开始。作为第一步，根据码片速率的差异，分别将td-cdma和td-scdma称为384 maps tdd和128 maps tdd，最终3gpp接受了td-scdma 128 maps作为tdd码片速率的一个选项，并接受了td-scdma所涉及的新技术。这些工作3gpp技术规范小组中的许多工作组里进行。包括：wgl (物理层)wg2(协议层，mas和rlc)wg3(接口，iub和iur)wg4(rf要求和测试规范)这项标准化工作的目标是要将td-scdma吸收作为utra第四版标准(release 2000)和itu的imt-2000建议的一部分。2006年1月20日，中国信息产业部宣布td-scdma成为中国。3g行业标准。 1.2.2. td-scdma网络的特点td-scdma的提出比其他标准较晚，这给其产品成熟性带来一定的挑战，但在另一方面，td-scdma吸纳了九十年代以来移动通信领域最先进的技术，在一定程度上代表了技术的发展方向，具有前瞻性和强大的后发优势。与其它3g标准相比，td-scdma系统及其技术有着如下突出优势：(1)频谱效率高td-scdma系统综合采用了联合检测、智能天线和上行同步等先进技术，系统内的多址和多径干扰得到了极大缓解，上行、下行的不对称性可以很好地提高了频率的利用率从而有效地提高了频谱利用率，进而提高了整个系统的容量。具体来讲，联合检测和上行同步可极大降低小区内的干扰，智能天线则可以有效抑制小区间及小区内的干扰。另外，联合检测和智能天线对于缓解2g频段上更加明显的多径干扰也有极大作用。所以，td-scdma系统的这一特点决定了它将非常适合于在3g网络建设初期提供大容量的网络解决方案。(2)支持多载频对td-scdma系统来说，其容量主要受限于码资源。td-scdma支持多载波，载频之间切换很容易实现。因为td-scdma是时分系统，手机可在控制信道时扫描其它频率，无需任何硬件轻松实现载波间切换，并能保证很高的成功率。另外通过多载波可以消除导频污染以及突发导频，从而降低掉话率。因为td系统可以将邻小区的导频安排在不同的载波上，从而降低导频污染。大家都知道导频污染是cdma系统最头疼的地方。td在这方面有独特优势。另外td在室内覆盖方面也有很大优势。(3)不存在呼吸效应及软切换用户数的增加使覆盖半径收缩的现象称之为呼吸效应。cdma系统是一个自干扰系统，当用户数显著增加时，用户产生的自干扰呈指数级增加，因此呼吸效应是一般cdma系统的天生缺陷。呼吸效应的另一个表现形式是每种业务用户数的变化都会导致所有业务的覆盖半径生变化，这会给网络规划和网络优化带来很大的麻烦。td-scdma是一个集cdma、fdma、tdma于一身的系统，它通过低带宽fdma和tdma来抑制系统的主要干扰，使产生呼吸效应的因素显著降低。由于td-scdma在每个时隙中采用cdma技术来提高容量，产生呼吸效应的唯一原因是单时隙中多个用户之间的白干扰，由于td-scdma单时隙最多只能支持8个12.2k的话音用户，用户数量少，使用户的自干扰比较少。同时，这部分白干扰通过联合检测和智能天线技术被进一步抑制，因此td-scdma不再是一个干扰受限系统，而是一个码道受限系统，覆盖半径不随用户数的增加而变化，即没有呼吸效应。(4)组网灵活、频谱利用灵活、频率资源丰富td-scdma系统采用时分双工模式，它的一个载波只需占用16mhz的带宽就可以提供速率达2mbps的3g业务，对于频率分配的要求简单和灵活了许多。在今后多家移动运营商共存的情形下，频谱资源的使用情况会相对复杂，而td-scdma系统大大提高了对频谱资源利用的灵活性。中国政府为tdd分配了155mhz宽的工作频段，对比于fdd上下行共90mhz的对称频段，tdd系统在频率资源方面的优势，为tdd系统的网络扩容和后续发展埋下了轻松的一笔。除中国外，世界各国3g频谱规划都包括tdd频段，日本、欧洲运营商3g牌照中已经包括tdd频段，为未来td-scdma进入国际市场提供了机遇。这为td-scdma技术的国际化应用和国际漫游，提供了必要的条件。(5)与gsm组网易于实施从系统角度看，td-scdma与gsm均为时分复用系统，可以灵活进行系统之间的测量控制和切换。从终端角度看，td-scdma与gsm的切换较易引入目前单模手机，td-scdma/gsm双模手机成本低于wcdma/gsm成本。目前，朗讯、t3g等芯片厂商均支持td-scdma/gsm双模手机解决方案。(6)灵活高效承载非对称数据业务tdd技术的采用是td-scdma系统与其他两大3g主流标准fdd系统的根本区别。td-scdma系统子帧中上下行链路的转换点是可以灵活设置的，根据不同承载业务分别在上下行链路上数据量的分布，上下行资源可以有从3:3的对称分配到1:5的非对称分配调整。 在未来3g多样化的业务应用中，非对称的数据业务会占有越来越多的比例，大部分业务的典型特征是上行链路和下行链路中的业务量不对称。fdd系统由于其固定的上下行频率的对称占用，在承载非对称业务时会造成对频谱资源的浪费。而td-scdma系统可以通过配置切换点位置，灵活地调度系统上下行资源，使得系统资源利用率最大化。因此td-scdma系统更加适合未来的3g非对称数据业务和互联网业务方面。综上所述，td-scdma单独组网具有网络规划简单，建设和维护成本低的好处。而td-scdma具有的非对称数据业务传输的特点使其更具有其他技术不可比拟的优势。 1.2.3. td-scdma系统关键技术td-scdma第三代移动通信系统的主要技术特点为：tdd模式、低码片速率、上行同步、接力切换、采用智能天线和软件无线电等，这也是它成为第三代移动通信系统主流标准的主要原因。 (1)tdd模式：频谱灵活，无需成对的频谱，结合低码片速率，频谱利用可以见缝插针；可在16mhz的单载波上提供高达2mb/s的数据业务和48路话音通信，更高的频谱利用率；支持不对称数据业务，可根据上下行业务量自适应调整上下行时隙个数，适应不对称业务；有利于采用新技术，上下行链路相同频率，相同传播特性，功率控制要求降低，利于采用智能天线等新技术；成本低，无收发天线的隔离，可用单片ic实现rf收发信机。(2)低码片速率：td-scdma系统的码片速率为1.28mc/s，仅为wcdma码片速率3.84mc/s的三分之一；接收机采样后的数字信号处理量大大降低，对dsp的处理能力要求不高，适合采用软件无线电技术，降低了系统设备成本；可使用智能天线，多用户检测，mimo等新技术，降低系统干扰，提高容量；低码片速率也提高了频谱利用率，频谱使用更灵活。(3)上行同步：上行同步是指上行各终端的信号在基站接收解调时完全同步；td-scdma帧结构的设计保证了严格的上行同步，属于同步cdma系统；上行同步可使用正交扩频码的各个码道完全正交，不会产生多址干扰，克服了异步cdma多址技术带来的非正交带来的干扰，提高了容量和频谱利用率，简化硬件，降低成本。(4)接力切换技术接力切换是td-scdma移动通信的核心技术之一；接力切换综合了软切换的高成功率和硬切换的高信道利用率的优点，是一种具有较好系统性能的切换方法；接力切换的设计思想是利用智能天线和上行同步技术，达到快速、可靠和高效切换的目的。td-scdma系统采用接力切换的过程中，同频小区之间的两个小区的基站都将接收同一个终端的信号，并对其定位，将确定可能切换区域的定位结果向基站控制器报告，完成向目标基站的切换，克服了“硬切换技术”在切换过程中大约丢失300ms的信息，同时占用信道资源较多的缺点。而且也克服“软切换”浪费信道资源的缺点。“接力切换”与“软切换”相比较，能够使系统容量增加一倍以上。接力切换可以使用在不同载波频率的td-scdma基站之间，甚至能够在td-scdma系统与其它移动通信系统(如gsm、cdmais-95等)的基站之间，实现不丢失信息、不中断通信的理想的越区切换。(5)智能天线技术td-sdma系统是以智能天线为中心的第三代移动通信系统；td-scdma系统的智能天线由8个天线单元圆形阵列组成。td-scdma系统采用了一种基于最小均方误差准则的非盲算法，每个用户均对应不同的扩频码和训练序列位移，这些特征可被用来进行加权矢量的求解。采用tdd工作方式，上下行信道对称，从上行接收的信号中获取的加权矢量估计值可直接应用于下行波束赋形：智能天线依靠接收信号进行下行波束赋形，因而要求tdd周期不能太长，否则会对高速移动的ue进行下行赋形就会带来巨大的误差。td-scdma系统将一个loms帧分割成两个5ms的子帧，从而缩短了上下行的转换时间；采用了低的码片速率有利于dsp处理；为了避免零功率区的出现，系统定义了专用的下行导频时隙dwpts)，该时隙一方面被ue用来建立和锁定下行同步，另一方面还可被ue用作下行功率测量(包括服务小区和邻近小区)；系统定义了专用的上行导频时隙(uppts)。ue利用该时隙建立与基站的上行同步。这一方面简化了基站的智能天线算法，另一方面还解决了数据通信时因ue端可能长期没有数据发送造成基站丢失ue位置信息的问题；采用同步cdma技术和严格的功率控制技术，简化了基站设计和提高智能算法的可靠性。智能天线采用空分多址(sdma)技术，利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号区分开来，最大限度地利用有限的信道资源。与无方向性天线相比较，其上、下行链路的天线增益大大提高，降低了发射功率电平，提高了信噪比，有效地克服了信道传输衰落的影响。同时，由于天线波瓣直接指向用户，减小了与本小区内其它用户之间以及与相邻小区用户之间的干扰，而且也减少了移动通信信道的多径效应。cdma系统是个功率受限系统，智能天线的应用达到了提高天线增益和减少系统干扰两大目的，从而显著地扩大了系统容量，提高了频谱利用率。td-scdma系统充分利用了cdma、tdma、fdma和sdma这四种多址方式的技术优势，使系统性能最佳化。由于采用智能天线后，应用波束赋形技术显著提高了基站的接收灵敏度和等效发射功率，能够大大降低系统内部的干扰和相邻小区之间的干扰，从而使系统容量扩大一倍以上；同时也可以使业务高密度的市区和郊区所要求的基站数目减少。在业务稀少的乡村，无线覆盖范围将增加一倍，这也意味着在所覆盖的区域的基站数目降至通常情况的1/4。天线增益的提高也能够降低高频功率放大器(hpa)的线性输出功率。因为hpa的费用占收发信机成本的主要部分。所以，智能天线的采用将显著降低运营成本、提高系统的经济效益。td-scdma在技术方面的一大优势就是该标准为自主知识产权的标准体系，这将使得运营企业能根据需求来调整和控制网络中包括业务内容、产业结构、网络建设成本、终端成本等方面内容；td-scdma在具体的网络技术上，td-scdma还采用了智能天线、接力切换、多用户检测技术以及下行包交换高速数据传输等技术，在目前3g标准中频谱利用率高，td-scdma为客户创建灵活的3g业务平台，使该系统有能力为运营企业在建网时根据不同的环境提供多种行之有效的解决方案，同时能为运营企业在竞争中提供有力的技术支撑，为移动运营企业建设一个盈利的目标网络提供有力的技术保障。第二章 td-cdma传播模型2.1. 无线传播模型基础空间中电波的传播由于阻挡、距离等多种因素使得其必然存在传播损耗和衰落。其中最主要的衰落有瑞利衰落和阴影衰落。在陆地移动通信中，我们用3种传播机制来描述无线信号，这3种传播机制是根据距离尺度大小来区分的：大尺度的传播机制用来描述区域均值，它具有幂定律传播特性，即中值信号功率与距离长度增加的某次幂成反比关系；中尺度的传播机制描述的是阴影衰落，它是重叠在大尺度传播特性的中值电平上的平均功率变化，当用分贝表示时，这种变化趋向于正态分布，又称为对数正态阴影：小尺度的传播机制用于描述多径衰落，它通常服从于瑞利概率密度函数，又称为瑞利衰落。这些都是规划中必须考虑的。2.2. td-scdma传播模型的建立在无线网络规划中，通过理论研究与实际测试的方法归纳出无线传播损耗与频率、距离、天线高度等参量的数学关系式，称之为传播模型。 2.2.1. 传播模型选择对于不同的传播距离，电磁波在空中传播的特性也是不同的。企图用单一的传播模型进行大范围的预测将会造成很大的误差。为此，对不同的传播距离应调整不同的模型系数或采用不同的模型，这对于wcdma和cdma2000来说尤其重要。因为fdd模式的cdma系统是一个白干扰系统，网络的覆盖、容量和服务质量主要受系统内的干扰限制。一个用户受到的干扰可以来自距离几百米到几公里不等的基站。为了对干扰进行准确的预测，必须对8-lokm以内的传播损耗进行准确预测，因此必须采用分段模型。对于td-scdma系统来说，它的时分特性和智能天线带来的空分特性，使得干扰源与有用信号在时间上或空间上错开。干扰在td-scdma系统中显得并不太重要，更重要的是对有用信号的预测。而有用信号通常来自距离很近的宿主基站，因此，在td-scdma系统中，短距传播模型对规划结果的正确性影响将更为重要。(1)自由空间传播模型(自由空间传播损耗)pl=3245+20log/kmk+20log f/mhzpl：为有效发射功率和接收功率的比值；d：移动台发射端与基站接收端的距离；f：载波频率；(2)非自由空间传播模型此次项目规划中采用的传播模型为大唐移动网规软件nps通用传播模型，由cost231_hata模型推导演化而来，描述如下pl=kl+k2*logd+k3*logheff+k4*loghms+k5*diff.+k6*logheff*logd+clutter factor其中：pl为路径损耗，单位为db：d为距离，单位为米(m)：hms为移动台的有效高度，单位为米：diff.为折射损耗：heff为基站的有效高度，单位为米(m)：clutter factor为移动台所在族的增拖单位为db 2.2.2.传播模型的校准传播模型的校准是提高预测准确度的另一个重要手段。cw(continuative wave连续波）测试是进行模型校正的重要步骤，通过cw测试和数字地图可以对模型进行校正，这些测试数据中的经纬度信息和接收电平形成模型校正的数据源。根据一般经验，在人口密集的大城市，测试站址应不少于5个；对于中小城市一般一个测试站址就够了，这主要取决于测试基站天线高度及其eirp大小，选择的原则是选择代表性站址，要使它能够覆盖规划区内所有的地物类型(这些地物类型来自数字地图)，运用路测软件(pilot pioneer)、后台分析软件(nopi)、网络规划软件(nps)软件进行校正，使小区规划更准确、合理，投资经济且能满足用户需求。对不同设计区域，通过调整k1，k2，k3，k4，k5，k6来校正模型，有关参数见表2.1和2.2。表2.1各环境传播模型场景系数k密集场景一般市区郊区农村k130.927.915.6-4.6k244.944.944.9 44.9k35.835.835.835.83k4o.k5-6.55-6.55-6.55-6.55k61111表2.2穿透损耗和阴影衰落标准方差参数取值穿透损耗密集市区20db市区15db郊区10db农村8db阴影衰落标准差密集市区10db市区8db郊区6db农村6db第三章 td-scdma无线网络的规划方法3.1. td-scdma无线网络规划思路网络规划的目的就是要对投入运行的无线网络进行参数采集、数据分析，找出影响网络质量的原因，通过技术手段或参数调整使网络达到最佳运行状态，使网络资源获得最佳效益，同时了解网络的增长趋势，为扩容提供依据。概括说来，就是在支持多种业务，并满足一定qos条件下，获得良好的网络容量，满足一定的无线覆盖需求，同时通过调整容量和覆盖之间的均衡关系使网络提供最佳的业务质量。合理的无线网规划可以避免投资浪费，以最少的资金来满足用户的需求，同时也能提高网络质量。td-scdma采用了一系列新型关键技术和无线资源算法，在提高了系统性能的同时，也给网络规划和设计带来了很多新特点。1由于采用了智能天线和联合检测技术，上行获得分集接收的增益，下行实现波束赋形，有效地控制了小区间的干扰和多址干扰，因此，td-scdma系统的小区呼吸效应不明显。2理论研究和仿真试验都表明，有别于其他两种3g系统，td-scdma是码字受限系统而非干扰受限系统。在基站功率足够的情况下，td-scdma系统的各种不同速率的业务可以保持相当的覆盖半径。3tdd方式下，上下行转换点可变，可以更好地支持不对称业务。但相邻小区的上下行配置不同，会造成下行对邻区上行信道的干扰。4td-scdma采用接力切换和硬切换相结合的方式，td-scdma系统没有软切换增益，也不需要考虑软切换比例的问题。5系统使用的码资源包括上/下行导频码、扰码、midamble码、扩频码等，这些码资源都是有限的，需要进行有效的规划。基于以上特点，td-scdma无线网络规划可以采用以下思路：按照零负荷来设计覆盖；不考虑切换比例；在基站功率足够的情况下，可以不考虑业务对覆盖半径的影响；可以对时隙结构进行调整以调节上下行流量的比例；仔细做好码规划。3.2. 基于gsm的td-scdma网络规划经过十几年的建设，长沙已经建成了中国规模较大、用户数较多、覆盖面广的gsm网络。在网络建设方面，td-scdma后向兼顾了2g/2.5g移动通信网络的传统业务和历史投资，td-scdma的基站(node b)可以实现和2g/2.5g的基站共址和融合。在gsm上叠加建设td-scdma网络，具有相当大的优势和很强的可操作性；在具体的网络规划上，除了要解决规划的普遍性问题外，还需要考虑以下问题。1、gsm站点资源的利用：gsm系统对无线网络结构的敏感性不高，站点分布相对不规则。td-scdma系统兼有时分和码分系统的特点，对无线网络结构的敏感性比gsm高：同时，由于td-scdma扰码资源较少，只有32个码组用于区分小区，如果站点位置分布不佳，可能导致扰码的复用距离不足，造成干扰增大，影响网络质量。因此，在td-scdma网络建设初期，应该优先选用gsm网络中能符合无线网络标准结构要求的站点作为共址站点；当网络发展到一定规模，需要通过增加站点来提升网络容量时，再考虑选择其他站点进行共址建设。2、隔离度要求：td-scdma基站和与其共址的gsm基站在基站配套设施的共享和两个系统间的干扰规避等方面需要认真规划，两系统需要有足够的隔离度，把相互干扰限制在标准规定的范围内。3、室内覆盖：大部分高速移动数据业务需求来自于室内，因此室内覆盖将是td-scdma系统建设中的一大重点。从业务需求和覆盖特性分析，td-scdma系统所需的室内覆盖站数将多于gsm系统，因此，td-scdma覆盖区内已有的gsm室内覆盖系统大多数需要改造成宽频系统。3.3. td-scdma无线网络规划流程td-scdma无线网络规划，包括初始布局、容量与覆盖的详细规划。td-scdma无线网络规划的过程如下图所示：输入参数 输出参数参数调整和校正网络性能测试网络优化站点选择基站配置确定小区参数容量覆盖分析业务质量分析详细规划和仿真基站和站点的大致配置初始布局(链路预算、容量规划、码资源规划、频率资源规划）覆盖要求质量要求区域类型无线传播业务量模型 3.4. td-scdma网络规划设计的重点td-scdma系统的覆盖规划主要考虑三方面的因素：一是td-scdma系统呼吸效应小的特点，二是td-scdma系统上下行时隙转换保护长度对覆盖的限制，三是td-scdma系统的链路预算。(1)在td-scdma系统中，由于其独特的时隙结构和联合检测技术能有效地抑制多用户干扰，因此覆盖的呼吸效应明显减小，各种业务覆盖特性相差不大。覆盖区域的稳定，带来切换区域的相对稳定，站点选择就相对简单。而业务信道和公共信道分开，多业务基本实现均衡覆盖，明显简化了网络设计的难度。另外，由于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，由此限制小区覆盖范围不能超过11.25km。但可通过dca(动态信道分配)来锁住第一个上行时隙来扩展覆盖，因此覆盖距离也不再成为规划的限制条件。由于在td-scdma的链路预算中，导频信道和tso时隙的公共控制信道，没有智能天线的波束赋形增益，因此，在进行覆盖规划的时候，同时需要对导频信道和tso时隙的公共控制信道、业务信道的链路预算进行核算。(2)从码道入手做好无线网容量规划td-scdma系统的容量规划往往从码道入手。这是由于td-scdma是时分双工系统，采用联合检测能够抑制多用户干扰，因此一般情况下td-scdma系统是码道受限的系统。在td-scdma系统中，一个信道就是载波、时隙与扩频码的组合，也叫一个资源单位(resourceunit)。其中一个时隙内由一个16位扩频码划分的信道是最基本的资源单位，即bru。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，从而其占用的bru不同。而一个载频下，所能提供的bru的最大个数是固定的。以12.2kbps语音业务为例，其扩频因子为8，共有8个相应的扩频码，因此一个时隙最多支持8个语音业务用户。考虑上下行对称业务，单载频的话音用户最大可达到23个(去掉控制信道占用的信道)，3载频的小区则可达到71个用户。(3)根据业务流量比例进行业务时隙比例规划3g时代业务种类繁多，不同业务有不同的qos要求，并多将以上下行不对称的方式出现。因此td-scdma进行数据流量的无线网上下行不对称规划是必须考虑的问题。td-scdma可以根据业务上、下行流量比例，对时隙结构进行灵活调整配置。业务发展初期，适应语音业务上下对称的特点可采用3:3(上行时隙数：下行时隙数)的对称时隙结构，数据业务进一步发展时，可采用2:4、1:5的时隙结构，对称部分仍可容纳一定的语音业务，不对称部分可用于承载数据业务，实现数据和语音业务的最优配置。在上下行时隙比例的设定上，同一小区的不同频点间必须一致，这是由于多频点共用同一功放造成的。而不同小区的上下行时隙比例可以设为不同。但是不同小区上下行比例不一样时，小区间会出现干扰。仿真显示的干扰影响的容量下降为3到5之间。所以通常网络规划中，相邻小区的上下行时隙比例设为一致，一般也建议全网设为一致，特殊的上下行需求可通过解决dca(快速信道分配)算法和天线的方位调整来解决。3.5. 室内覆盖系统的设计思路与目标移动通信发展的方向是无缝覆盖，由于目前移动业务特别是数据业务主要集中在室内，这也对室内覆盖提出了更高要求。因此，我国运营商针对室内覆盖提出了一整套设计标准，其中3g的室内业务需求虽然与2g明显不同，但在室内覆盖的设计方面，充分借鉴了2g的一些思路和经验。移动覆盖系统的设计指标包括：移动用户忙时平均话务量、无线信道呼损率、gsm干扰保护比(包括同频干扰保护比和邻频干扰保护比)，同时对激活导频数、前向/反向业务信道误帧率也进行了规定。另一个重要的指标是无线覆盖区内可接通率，按照要求在无线覆盖区内的95位置、99的时间移动台应该能接入网络。另外，无线覆盖边缘场强指标要求，室内-85dbm，室外10米以外-90dbm。对于电梯、地下停车场等边缘地区，覆盖场强要求-90dbm。在基站接收端位置收到的上行噪声电平小于一120dbm。室内天线的发射功率要小于15dbm。覆盖区与周围各小区之间有良好的无间断切换。室内覆盖的目标包括：室内盲区(新建大型建筑、停车场、办公楼、宾馆和公寓等)、话务量高的大型室内场所(车站、机场、商场、体育馆、购物中心等)、发生频繁切换的室内场所(高层建筑的顶部，收到多个基站的功率近似的信号)。室内覆盖系统的设计流程包括以下几个环节：站址选择、市场协调、设计施工、工程验收、运行维护。设计方法主要包括：依据信号源选取原则和场强分布设计原则，调整上行信噪比，降低互调干扰，做好工程勘察设计站址选择，并需要完成市场协调、设计施工、工程验收以及运行维护。信号源主要有三种方式：一是宏基站直接耦合，该方式信号较为纯净、建设成本低、工程施工方便，并且占地面积小，但是受建筑物与基站相对位置限制较大，同时对宏蜂窝无线指标尤其是掉话率的影响比较明显。适合于覆盖话务量不高且建筑物能较为方便地与已有宏蜂窝进行连接且宏蜂窝话务不高的覆盖盲区。二是微蜂窝，该方式可以增加网络容量，使用灵活，但是成本较为昂贵，需要增建传输系统，网络优化工作量大。主要适用于覆盖范围较大且话务量相对较高的建筑物内，在市区中心使用较多，解决覆盖和容量问题。三是直放站，该方式安装灵活方便，类型多种多样，针对不同覆盖需求可以利用不同的解决方法；但是不能提供系统容量，仅能解决覆盖问题，需要施主基站有一定话务冗余。适用于覆盖范围较小且话务量相对较低的建筑物，如小型商场、宾馆等，主要用于解决覆盖问题。在2g向3g演进的过程中，室内分布系统需要加以改造，改造主要涉及信号源及干线放大器、分布式天线、馈线及馈线接头、功分器、耦合器等无源器件。初期系统无源器件频率范围为800mhz1ghz，10d及7d馈线由于在3g频段100米馈线损耗大于20db。中期系统的器件可以支持3g频段，但是全向吸顶天线及室内平板天线不支持3g频段，需要进行更换；八木天线也需要更换成支持3g频段的对数周期天线。演进到后期系统，需要超长馈线以及直放站信源，3g电梯穿透力约5层左右，由于电缆损耗需要采用干线放大设备，增加相应的合路单元，增加功率和补点，由于7/8馈线仍不能满足系统要求，所以建议更换成损耗更小的光分布系统。3.6. td-scdma与gsm系统规划上的差异td-scdma与gsm系统规划上的差异如下表所示。项目gsmtd-scdma干扰同邻频干扰同频内码间干扰、mai干扰、时隙比例不同时交叉时隙干扰覆盖与容量无关与干扰、容量存在一定关系容量硬容量与干扰、覆盖存在一定关系频率规划提高频率复用系数、增加容量可优化性能，与码规划、时隙比例规划结合双工方式不能灵活配置上下行资源上下行时隙可以配置，适合对称和不对称业务，资源使用率高干扰+覆盖+容量干扰、覆盖和容量三者紧密相关呼吸效应比wcdma弱，三者也相关小区呼吸小区呼吸效应明显；覆盖对话务负荷敏感；网络部署是覆盖和容