WCDMA网的扰码规划浅析

1、222010年第24期网规网优【摘 要】文章从WCDMA网扰码的特点出发,对扰码规划中的主扰码规划及扰码规划方法进行了分析,并简单说明了WCDMA无线网络规划中扰码规划的重要性。【关键词】WCDMA 扰码 Gold码族 复用距离收稿日期:2010-09-20王小稳 李 梅 广州杰赛通信规划设计院WCDMA网的扰码规划浅析1 概述WCDMA系统采用码分多址的无线接入方式,不需频率规划;但是由于WCDMA无线网络区分不同的用户和基站主要靠不同的扰码,所以需要进行扰码规划。扰码规划的主要思想是确定两个使用相同扰码的小区的最小无线传播距离,即复用距离。WCDMA系统中的扰码规划类似于GSM系统中的频率

2、规划,主要是为小区分配主扰码。上行采用25阶生成多项式产生的序列截短为10ms 的帧长度,其长度为38400个码片(或高级基站可接收0.0667ms的256个码片的短码,为扩展的S(2码,用来区分终端。下行采用18阶生成多项式产生的序列截短为10ms的帧长度,其长度为38400个码片。不采用短扰码,共218-1=262143个扰码,只用08191号的扰码。8192个扰码分为512集(set,每集包含1个主扰码和15个辅扰码,主扰码的扰码号为n =16*i (i =0511,对应第i 集的从扰码扰码号为(16*i +k (k =115。512个主扰码又可以分为64组(group,每一组有8个主扰

3、码,第j 个主扰码组中的扰码号是(6*8*j +16*k ,其中,j =063,k =07,用来区分扇区。每个小区仅分配一个主扰码。如果小区数量超过了512个,则存在主扰码的复用,需要保证相同主扰码的小区距离足够远。一般地,所谓的扰码规划就是指下行扰码的规划。由于扰码是用于区分小区的,可用于移动台的初始接入网络、小区重选及切换等,所以扰码分配在系统规划中是非常重要的。2 主扰码规划2.1 主扰码的作用3GPP有关WCDMA的规范规定了用户终端在小区搜索过程中,采用主扰码而不是小区识别码(Cell ID识别不同的小区,因此,每个小区需要分配、并且只能分配1个主扰码。2.2 可用的主扰码资源WCD

4、MA无线网络中使用的主扰码是Gold码族,512个主扰码之间具有最佳的自相关和互相关特性。2.3 主扰码的复用由于WCDMA无线网络中一个频率上的小区数目远大于主扰码的数量,因此,主扰码也存在复用问题。主扰码复用的原则是:在网络中的任意位置不会产生扰码冲突问题。即用户终端在网络中的任意位置,可以由搜索到的主扰码确定一个唯一的小区,而不会出现用户终端搜索到的主扰码在某一位置上有可能是来自两个不同小区的情况。扰码冲突会导致干扰剧增、容量下降,扰码规划时必须避免这一情况的发生。232010年第24期网规网优远处基站的信号电平应该低于噪声电平。扰码规划首先要解决的一个基本问题是确定码组的最小复用距离,

5、即可使用同一码组的基站之间的最小距离。假设i 小区和j 小区使用相同的下行导频码,两基站之间的距离为D ij ,覆盖半径分别为R i 和R j ,如图1所示:图1 最小复用距离根据前面提到的复用距离要求,两小区之间的距离D ij 必须足够大,至少应该满足下面的不等式:10lgD ij -max(R i ,R j -10lgmax(R i ,R j >PL (1上式对路径损耗的计算进行了简化,只考虑了信号强度随传播距离减弱的趋势,未考虑阴影衰落和快衰落的影响。由于扰码资源丰富,因此实际上的扰码规划很宽松,目前有两种常用的方法供参考:(1方法一首先按各扰码组中头一个扰码对各小区进行分配,分配

6、完后按各扰码组中第二个扰码对各小区进行分配,以此类推。第一个基站的扰码为(0,8,16,第二个基站的扰码为(24,32,40(1,9,17, (25,33,41,具体见表1:2.4 边界小区的主扰码协调在GSM系统中,由于频率数量少、复用次数多,相邻业务区边界基站的频率规划必须事先协调好,否则将导致边界基站的频率冲突问题。问题严重时,可能还需要对某个业务区重新进行频率规划。在窄带CDMA系统中,一般采用保留若干个PN码专用于边界基站的方法。由于可用的PN码数量相对富余,所以比较容易进行规划和协调。WCDMA的主扰码数量多,有512个,边界小区的主扰码规划和协调相对容易得多,可以保留若干个主扰码

7、专用于边界小区,16个或32个。2.5 微蜂窝小区的主扰码规划在扰码规划上,微蜂窝小区并没有什么不同于宏蜂窝小区的特别要求,微蜂窝小区和宏蜂窝小区完全可以一同进行扰码规划。当然,如果有其他特殊情况需要考虑时,也可以保留若干个主扰码专用于微蜂窝小区。2.6 多载频下的主扰码规划WCDMA无线网络中的一个信道对应于某个频率上的一个扩频码和一个扰码。用户终端在搜索小区时,首先要锁定在某个频率上,在此基础上才有识别主扰码组和主扰码的过程。因此,不同频率上的WCDMA小区,在扰码问题上是互不相关的。或者说,如果某个小区启用了多载频,则不同载频之间的主扰码之间没有必然的关系。当然,这也意味着启用了多载频的

8、小区,完全可以在不同频率上使用相同的主扰码。3 扰码规划方法扰码规划应遵循以下原则:(1相邻小区的下行扰码弱相关;(2同一扰码的复用距离应满足如下条件:使用同一码资源的两个基站之间的距离必须足够大;远处基站的信号功率远小于主基站的信号功率;表1 方法一扰码规划选取原则主扰码/组01234567891011121314157242010年第24期网规网优【作者简介】王小稳:通信工程师,工程硕士毕业于北京邮电大学电子与通信工程专业。现任广州杰赛通信规划设计院项目经理,主要从事移动通信无线网络规划、设计等工作。李 梅:通信工程师,本科毕业于华南理工大学通信工程专业。现任广州杰赛通信规划设计院华南分院

9、副院长,长期从事移动通信 无线网络规划、设计等工作。参考文献1 王莹,刘宝玲. WCDMA无线网络规划与优化M. 北京: 人民邮电出版社,2007.2 郭东亮,等. WCDMA规划设计手册M. 北京: 人民邮 电出版社,2005. 在实际扰码的规划中,为了使移动台尽快搜索到小区、与邻区建立同步,从而达到允许快速切换的目的,要求小区和它的邻区扰码属于尽可能少的扰码组。每多解调一个扰码组,就需要额外的20ms。所以合理地根据网络结构和无线环境来规划扰码是非常重要的。如在密集城区,高站点密集形成了较为复杂的邻区列表和切换关系,就应该使用比较少的扰码组,以减少搜索时间,提高网络质量。(2方法二规则是邻

10、小区的扰码尽可能在同一组,至少本基站的几个小区的扰码在同一组,这样有利于缩短小区搜索的时间。第一个基站的扰码为(0,1,2,第二个为(8,9,10(3,4,5,(11,12,13,依此类推,具体见表2。两个采用同样扰码的小区在物理距离上应该越远越好,邻小区禁止采用相同的扰码。在扰码规划时还应预留一部分扰码作为备用,如预留一部分供室内覆盖小区使用。对于不同本地网的边界扰码规划,可制定统一的原则,即A地区在交界的基站采用的扰码为低段扰码,如0,1,2,而对端B地区交界的基站采用的扰码为高段扰码,如492,491。4 小结在WCDMA网络中,区分不同的用户和基站主要是靠不同的扰码,所以对扰码的规划非常重要。由于主扰码采用的是