WCDMA——确定功率配比关系下导频接收强度要求分析指导书.

1、产品名称Product name 密级 Confidentiality level 产品版本 Product version Total 16pages 共 16 页 WCDMA RNP 专题技术研究确定功率配比关 系下导频接收强度要求分析 （仅供内部使用） For internal use only 拟制： Prepared by WCDMA RNP 日期： Date 审核： 日期： yyyy-mm-dd Reviewed by Date 审核： 日期： yyyy-mm-dd Reviewed by Date 批准： 日期： yyyy-mm-dd Gran ted by Date HUAWE

2、I 华为技术有限公司 Huawei Technologies Co., Ltd. 版权所有侵权必究 All rights reserved 1 目的与范围 7 1.1 目的7 1.2 范围7 2 分析过程 7 2.1 导频 Ec/lo 要求7 2.1.1 TCH DL 解调信噪比需求 8 2.1.2 DL TCH 正确解调对应的 TCH RSCP/RSSI 要求8 2.1.3 DL TCH 正确解调对应的导频 Ec/lo要求 8 2.2 导频 RSCP 要求9 2.2.1 预设上行负荷条件下上行最大耦合损耗 9 2.2.2 对应下行最大耦合损耗 9 2.2.3 保证上行链路质量所需的导频RSC

3、P10 3 通过导频调查确定网络覆盖质量的方法 10 3.1 路测条件与实际用户条件差异 10 3.1.1 底噪差异10 3.1.2 接收天线增益差异 10 3.1.3 穿透损耗差异10 3.2 对路测导频 Ec/Io的要求分析11 3.3 对路测导频 RSCP 的要求分析11 4 实例分析12 4.1 静态信道12 4.1.1 AMR12.2kbps BLER = 1%12 4.1.2 CS64kbps BLER = 0.1%12 4.1.3 PS144kbpsBLER =6% 12 4.1.4 PS384kbpsBLER =6% 12 4.2 TU3 信道12 4.2.1 AMR12.2k

4、bpsBLER = 1%12 4.2.2 CS64kbpsBLER = 0.1%13 4.2.3 PS144kbpsBLER =6% 13 4.2.4 PS384kbpsBLER =6% 13 5 结论13 6 附录13 6.1 分析中使用的链路预算表 13 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 表目录 表1 参数标识列表 表2导频接收强度要求计算 表3 CS64kbps 业务连续覆盖对应导频RSCP要求（密集城区环境） 表4 AMR12.2kbps 业务连续覆盖对应导频RSCP要求（密集城区环境）. 图目录 图1导频Ec/lo要求分析过程 8 图2导

5、频 RSCP 分析过程 9 WCDMA专题技术研究确定功率配比关系下导频接收强 度要求分析 关键词： P-CPICH、Ec/lo、RSCP、功率配比、路测 摘要： 本文分析在一定的功率配比关系下，一定覆盖质量要求所对应的导频强度要求。 缩略语清单： Abbreviatio ns Full spelli ng Chin ese expla nati on P-CPICH Primary CPICH 主导频信道 TCH Traffic Channel 业务信道 EbvsNo EbvsNo 解调bit级信噪比要求 Rb Rb 业务信道信息比特率 W W WCDMA码片速率，等于 3.84M RSCP

6、 Received Signal Code Power 接收信号码域功率 RSSI Received Signal Stre ngth In dicator 接收信号强度指示（总接收功率） a a 下行非正交化因子 1目的与范围 在WCDMA 系统中，导频信道 P-CPICH 是重要的指示信道，UE利用导频信道的强度测量 结果进行小区选择重选、切换等过程。对导频信道强度要求进行分析，有利于我们在网络规划优化 中明确网络建设需求。 1.1 目的 本文分析在一定的功率配比关系下，一定覆盖质量要求所对应的导频强度要求。 1.2 范围 本文在确定的功率配比关系前提下进行分析，并假设该功率配比关系能够保

7、证导频与其他公共 信道的同覆盖。本文不涉及导频与其它公共信道、专用信道的功率配比关系。 导频除了作为网络质量的指示信道外，还用于下行解调中的信道估计。本文不涉及这部分的分 析，即不考虑导频强度变化可能带来的对解调性能的影响。 本文不考虑测量误差的影响。 2 分析过程分析中使用的各参数标识及对应解释参见缩略语表格 2.1 导频Ec/Io要求 对于特定传播条件下特定的业务，其解调信噪比要求是确定的。从这个解调信噪比要求出发， 结合以导频信道与该业务专用信道功率配比关系，就可以得到在任一接收点，为了保证该业务的连 接质量，对导频接收强度的要求。 分析过程可以分为三个步骤，流程图如下： 图1导频Ec/

8、lo要求分析过程 2.1.1 TCH DL解调信噪比需求 在已知业务信道解调 EbvsNo要求的条件下，要计算得到相应的解调信噪比要求是很简单的: SNRtch : =EbvsNo 色 W 2.1.2 DL TCH 正确解调对应的 TCH RSCP/RSSI 要求 UE接收到的总干扰 RSSI由以下几部分构成： 1. lor :本小区干扰 2. loc :邻区干扰 3. No : UE接收机底噪 4. I_env :外界干扰 除了本小区干扰lor夕卜，其它三种干扰均为非正交化干扰。 假定已知某点的非正交化因子a,则该点业务信道信噪比： Snr =RSCRch=RSCRch CH = a?Ior

9、 + Ioc + N + Ienv = RSSI-（1- a）?lor 所以，要得到正确解调所需的rscp/rssi要求，还需要知道该点接收到来自本小区的信号功 率。出于分析简便，下面的分析假设本小区干扰也是完全的非正交化干扰。这样的假设是偏严格的， 不过在本文所研究的是小区边界处导频强度要求，这样的假设带来的误差并不大。 在此假设下，对业务信道 RSCP/RSSI的要求就等于正确解调所需业务信道信噪比（SNRtch ） 的要求。 2.1.3 DL TCH 正确解调对应的导频Ec/lo要求 已知业务信道 rscp/rssi的要求之后，根据导频信道与业务信道发射功率之差就可以推断某 点一定的导频

10、 Ec/lo条件下下行链路是否能够正确解调。 但是，由于业务信道受到快速功控，同样的平均发射功率下，在接收端，业务信道的 RSCP要 比无功控的导频低一些。这个差异大小与 多径信道快衰落特性相关 ，我们称之为 power rise，其详 细的说明可以参考3中9.2.1.2。（反之，如果要保证接收端的电平也就是质量要求，在进行快速 功控时会导致发射端功率的额外上升，这部分就是TxPowernc ,也就是发射端EbNo与接收端的差 异所在。xdy） 所以，下行链路业务信道能够正确解调所对应的导频Ec/lo要求： Ec / IoP 一cpich = SNRtch ?Pp CPICH ?PowerRi

11、se Ftch 2.2 导频RSCP要求 上节所分析的导频 Ec/lo要求仅能保证下行业务信道的正确解调，在实际网络中，还必须考虑 上行链路质量和其它公共信道的质量。 业务信道与公共信道的覆盖平衡在公共信道的功率配比确定过程中考虑，不在本文的讨论范围 内。 业务信道上下行的平衡分析实质上就是上下行的链路预算过程，在2 中有详细的描述，这里只 是引用其分析结论，以得到对应的导频RSCP要求。 导频RSCP要求的分析过程可以以如下的流程图说明： 图2导频RSCP分析过程 2.2.1 预设上行负荷条件下上行最大耦合损耗 导频发射功率和业务信道发射功率定义在基站机顶口，导频RSCP、Ec/lo定义在U

12、E接收机， 所以下面统一使用 定义在这两个参考点之间的（下行）耦合损耗进行分析，这样可以使公式表达简 化。 上行链路的最大允许耦合损耗等于UE的最大发射功率减去最小接收信号功率要求，对应到链 路预算工具中，就是上行链路的Max Power of TCH （ of ue） - Minimum Signal Strength Required （of nodeb ） - Gain of Antenna （of nodeb ） + （ all） Cable Loss （of nodeb，需要考虑如塔放的 接头损耗）。 2.2.2 对应下行最大耦合损耗 如果没有配置塔放，则下行最大允许耦合损耗等于上行

13、最大允许耦合损耗加上由于上下行频率 差导致的路径损耗差异（核心频段典型值1.4dB，参见2节3.11.2 ）。 如果配置塔放，则还需要增加大约0.7dB的额外下行链路插损（参见2节3.3 ）。 223保证上行链路质量所需的导频RSCP 得到了保证上行链路质量对应的最大下行耦合损耗，就可以从导频发射功率设定值出发，计算 得到导频的 RSCP要求。 虽然导频RSCP要求的分析只考虑了上行业务信道解调的要求，但当与导频Ec/lo指标一起 使用时，就能同时保证上下行连接的质量。 问题：下行覆盖受限情况下，这种计算方式就有问题了（不能通过上行耦合损耗来计算下行耦 合损耗）？ xdy 3 通过导频调查确定

14、网络覆盖质量的方法 以上分析假设导频测量与业务信道解调使用同一接收机，并以同一地点的测量结果进行比较。 在实际的网络优化过程中，导频测量通常使用路测设备完成，而且通常是车载测试，不可能遍历小 区中的各种场景。而在网络优化中，又希望根据路测设备的导频RSCP、Ec/lo测量结果，来评估 网络覆盖质量的好坏。 本节针对这一问题进行分析，以得到应用路测设备导频测量结果进行网络质量评估的方法。 3.1 路测条件与实际用户条件差异 要根据路测设备测量结果推测实际用户连接质量，需要对路测条件设置与实际用户条件的差异 进行详细的分析。 3.1.1 底噪差异 路测设备的底噪与商用 UE底噪会有一定差异， 在底

15、噪为主要干扰来源的场景下， 使用路测设 备测得的Ec/lo值来推算业务信道的解调性能会有一定的误差。 以Agile nt E7476A 为例，其接收机噪声系数典型值 8dB，与通常假设的 UE噪声系数典型 值7dB有1dB的差异。 3.1.2 接收天线增益差异 路测设备使用外接吸顶天线，有一定的增益。商用UE的天线增益一般假设为OdB。 以Agile nt E7476A 为例，其选配天线约有 5dB i增益，在考虑馈缆损耗后，总的增益应在 3dB 左右。 3.1.3 穿透损耗差异 一个商用网络，其建设目标中会考虑小区中各种场景下的覆盖效果要求，如车内移动用户的覆 盖，室内用户的覆盖等等。而导频

16、测试一般通过车载路测进行，天线置于车顶。要根据路测数据推 测一定场景下目标用户的覆盖质量，就需要进行一些换算。 3.2 对路测导频Ec/lo的要求分析 RSCP / or 1 + f + (N 0 + Ienv )/ I or 接收机接收到的导频Ec/lo可以如下分析: Ec / I 0 RSCP RSCP RSSI I or + Ioc + N + Ienv PP- CPICH Px 1+ f + (N 0 + lenv)| 1 or 对各项分析如下: 1. Pp-cpch在一定的下行负载条件下是一个确定的值，与接收机位置、类型均无关。 fx 2. 1 + f则与接收机位置有关，接收机位置越

17、接近小区边缘，1 + f就越大。但这部分值只与 接收机位置有关，而与接收机类型无关。 3. (N o + Ienv% 与接收机位置，接收机类型均相关。 通过以上分析可见，影响到路测设备测得 Ec/Io与实际用户Ec/Io差异的主要因素是上面的 第三项。 如果假设在覆盖区内，来自Best Server的信号总功率远大于底噪和环境噪声之和，则这部分 对Ec/Io的影响可以忽略，路测设备测得的Ec/Io可以直接用于网络中实际用户Ec/Io分布情况 的统计。 3.3 对路测导频RSCP的要求分析 如前所述，路测设备测得的导频RSCP值要比普通用户的高，主要是由于以下两个因素的影 响： 1. 路测设备使

18、用吸顶天线，具有比商用手机内置天线更高的增益。考虑连接馈缆损耗以后， 增益大约为 3dB。 2. 车载路测时，吸顶天线置于车顶，而室内用户则存在穿透损耗的影响。所以， 如果对路测得到的导频RSCP值进行分析，需要考虑留出这两部分的余量。 实例分析2 4.1 静态信道 4.1.1 AMR12.2kbps BLER = 1% Urban, AMR12.2, Static, without TMA - 表1 W (Mcps) 3.84 Rb (kbps) 12.2 DL EbvsNo (dB) 7.2 SNR_TCH (dB) -17.8 4.1.2 CS64kbps BLER = 0.1% P_P

19、-CPICH (dBm) 33 P_TCH (dBm) 30 DL Power Rise (dB) 0.0 P-CPICH Ec/lo (dB) -14.8 Mea n max CL of DL (dB) 149 P-CPICH RSCP (dBm) -116 Gain of DT system (dB) 3.0 Pen etrati on Loss (dB) 13.0 DT P-CPICH RSCP (dBm) -100 链路性能数据暂缺。 4.1.3 PS144kbps BLER = 6% 链路性能数据暂缺。 4.1.4 PS384kbps BLER = 6% 链路性能数据暂缺。 4.2

20、TU3信道 4.2.1 AMR12.2kbps BLER = 1% Urban, AMR12.2, TU3, without TMA -表2 W (Mcps) 3.84 2本节分析中所使用的下行业务信道功率都是根据链路预算工具 3.31 版，在上行目标负荷 50%，下行 75%的条 件下，使上下行覆盖达到平衡而得到的。 第12页，共16页Page 12 , Rb (kbps) 12.2 DL EbvsNo (dB) 8.0 SNR_TCH (dB) -17.0 P_P-CPICH (dBm) 33 P_TCH (dBm) 30 DL Power Rise (dB) 0.6 P-CPICH Ec

21、/Io (dB) -13.3 Mea n max CL of DL (dB) 143 P-CPICH RSCP (dBm) -110 Gain of DT system (dB) 3.0 Pen etrati on Loss (dB) 13.0 DT P-CPICH RSCP (dBm) -94 422CS64kbps BLER = 0.1% 链路性能数据暂缺。 4.2.3 PS144kbps BLER = 6% 链路性能数据暂缺。 4.2.4 PS384kbps BLER = 6% 链路性能数据暂缺。 5 结论 6 附录 6.1分析中使用的链路预算表 表 1 AMR12.2, Static,

22、 without TMA UpL ink DownLink Morphology Urba n Cha nnel Model Static Sectorise 3 Sector Bearer Type Voice(12.2kbps) Voice(12.2kbps) Diversity Con figurati on 2 Antenna No Diversity use TMA No In door coverage required Yes 2003-10-22 版权所有，侵权必究 All rights reserved 第13页，共16页Page 13 , Max Power of TCH

23、21.0dBm 30.1dBm Body Loss 3.0dB Cable Loss 3.0dB Gain of Tx Antenna 0.0dBi 17.0dBi EiRP 18.0dBm 44.1dBm Gain of Rx Antenna 17.0dBi 0.0dBi Noise Figure 5.9dB 7.0dB EbvsNo 2.8dB 7.2dB Sen sitivity of Receiver -127.4dBm -119.0dBm Cell Load ing 50.0% 75.0% In terfere nee Margin 3.0dB 1.5dB Margin for Ba

24、ekgrou nd Noise 0.0dB 0.0dB Std. Dev. Of Slow Fad ing 9.4dB Coverage Probability of Cell Edge 88.0% Slow Fad ing Margin 11.1dB Fast Fadi ng Margin -0.9dB 0.0dB SHO Gai n 6.0dB 6.0dB Marg in of Pen etrati on Loss 13.0dB Path Loss 139.2dB 140.5dB Heights of Base Stati on Antennas 30.0m Heights of UE 1

25、.5m Propagati on Model COST231-HATA Cell Radius (km) 1.12km 1.12km 表 2 AMR12.2, TU3, without TMA UpL ink DownLink Morphology Urban Cha nnel Model TU3 Sectorise 3 Sector Bearer Type Voice(12.2kbps) Voice(12.2kbps) Diversity Con figurati on 2 Antenna No Diversity use TMA No In door coverage required Yes Max Power of TCH 21.0dBm 30.0dBm Body