WCDMA——确定功率配比关系下导频接收强度要求分析指导书

1、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内部公开产品名称Product name密级Confidentiality level产品版本Product versionTotal 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版权所有，侵权必究All rights reserved第1页,共16页Page 1 , Total162003-10-22拟制:Prepared byWCDMA RNP审核:Reviewed by 审核:Reviewed by 批准:Gra

2、nted by日期：Date日期：Dateyyyy-mm-dd日期：Dateyyyy-mm-dd日期：Dateyyyy-mm-dd华为技术有限公司Huawei Technologies Co., Ltd.版权所有侵权必究All rights reserved版权所有，侵权必究All rights reserved第2页,共16页Page 2 , Total162003-10-22目录1目的与范围 . 71.1目的 . 71.2范围 . 72分析过程 .7 2.1导频 Ec/Io 要求. 7 解调信噪比需求 . 8 正确解调对应的 TCH RSCP/RSSI 要求. 8 正确解调对应的导频 Ec

3、/Io 要求 . 82.2导频 RSCP 要求. 9预设上行负荷条件下上行最大耦合损耗 . 9对应下行最大耦合损耗 . 9保证上行链路质量所需的导频 RSCP. 103通过导频调查确定网络覆盖质量的方法. 103.1路测条件与实际用户条件差异 . 10底噪差异 . 10接收天线增益差异 . 10穿透损耗差异 . 103.2对路测导频 Ec/Io 的要求分析 . 113.3对路测导频 RSCP 的要求分析 . 114实例分析 . 124.1静态信道 . 12 = 1%. 12 0.1%. 12 6% . 12 6% . 124.2TU3 信道. 12 = 1%. 12 0.1%. 13 6% .

4、 13 6% . 135结论 . 136附录 . 136.1分析中使用的链路预算表 . 13版权所有，侵权必究All rights reserved第3页,共16页Page 3 , Total162003-10-22表目录表1 参数标识列表. 错误！未定义书签。 表2 导频接收强度要求计算. 错误！未定义书签。 表3 CS64kbps 业务连续覆盖对应导频 RSCP 要求（密集城区环境）. 错误！未定义书签。 表4 AMR12.2kbps 业务连续覆盖对应导频 RSCP 要求（密集城区环境）. 错误！未定义书签。版权所有，侵权必究All rights reserved第4页,共16页Page

5、4 , Total162003-10-22图目录图1 导频 Ec/Io 要求分析过程 . 8图2 导频 RSCP 分析过程 . 9版权所有，侵权必究All rights reserved第5页,共16页Page 5 , Total162003-10-22WCDMA 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/Io、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：AbbreviationsFull spellingChinese explanationP-CPICHPrimary CPICH

6、主导频信道TCHTraffic Channel业务信道EbvsNoEbvsNo解调 bit 级信噪比要求RbRb业务信道信息比特率WWWCDMA 码片速率，等于 3.84MRSCPReceived Signal Code Power接收信号码域功率RSSIReceived Signal Strength Indicator接收信号强度指示（总接收功率）下行非正交化因子版权所有，侵权必究All rights reserved第6页,共16页Page 6 , Total162003-10-221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

7、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12.1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

8、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：1) TCH DL 解调 SNR 要求2) DL TCH 正正正正正正正TCH RSCP/RSSI 要要3) DL TCH 正确解调对应的 导频 Ec/Io 要求1 分析中使用的各参数标识及对应解释参见缩略语表格版权所有，侵权必究All rights reserved第7页,共16页Page 7 , Total162003-10-22图1 导频 Ec/Io 要求分析过程 解调信噪比需求在已知业务信道解

9、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：版权所有，侵权必究All rights reserved第8页,共16页Page 8 , Total162003-10-22SNRTCHR= EbvsNo bW 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.Ior：本小区干扰2.Ioc：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 Ior 外，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，则该点业务信道信噪比：SNRTCH=RSCPTCH Ior + Ioc + N 0+

10、I env=RSCPTCHRSSI (1 ) Ior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。 正确解调对应的导频 Ec/Io 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 Ec/Io 条件下下行链路是否能够正确

11、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 。（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TxPower_Inc，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/Io 要求：Ec / IoP CPICH= SNRTCHP P CPICHPTCH PowerRise2.2导频 RSCP 要求上节所分析的导频 E

12、c/Io 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：1) 预设上行负荷条件下上行 最大耦合损耗2) 对应下行最大耦合损耗3) 保证上行链路质量所需的 导频 RSCP图2 导频 RSCP 分析过程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

13、机顶口，导频 RSCP、Ec/Io 定义在 UE 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）。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

14、等于上行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 ）。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）。版权所有，侵权必究All rights reserved第9页,共16页Page 9 , Total162003-10-22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/Io 指标一起 使用时，就能同时保证上下行连接的质量。问

15、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）？xdy3通过导频调查确定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/Io 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

16、实际用户条件的差异 进行详细的分析。底噪差异路测设备的底噪与商用 UE 底噪会有一定差异，在底噪为主要干扰来源的场景下，使用路测设 备测得的 Ec/Io 值来推算业务信道的解调性能会有一定的误差。以 Agilent 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。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 0dB。以 Agilent E7476A 为例，其选配天线约有 5dBi 增益，在考虑馈缆损耗后，总的增益应在 3dB左右。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

17、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。要根据路测数据推第10页,共16页Page 10 ,Total162003-10-22版权所有，侵权必究All rights reserved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/Io 的要求分析第11页,共16页Page 11 ,Total162003-10-22版权所有，侵权必究All rights reserved接收机接收到的导频 Ec/Io 可以如下分析：RSCPEc / I 0= RSCP =RSSIRSCPI or + I oc

18、+ N 0 + I env=1 + f+ (N 0I or+ I env )/ I orPP CPICH=PTx1 + f+ (N 0 + I env )I or对各项分析如下：P1.P CPICHPTx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。2.1 + f 则与接收机位置有关，接收机位置越接近小区边缘，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 + I env )I or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，

19、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。4实例分析24.1静态信

20、道 = 1%Urban, AMR12.2, Static, without TMA - 表 1W (Mcps)3.84Rb (kbps)12.2DL EbvsNo (dB)7.2SNR_TCH (dB)-17.8P_P-CPICH (dBm)33P_TCH (dBm)30DL Power Rise (dB)0.0P-CPICH Ec/Io (dB)-14.8Mean max CL of DL (dB)149P-CPICH RSCP (dBm)-116Gain of DT system (dB)3.0Penetration Loss (dB)13.0DT P-CPICH RSCP (dBm)-1

21、00 = 0.1%链路性能数据暂缺。 6%链路性能数据暂缺。 6%链路性能数据暂缺。4.2TU3 信道 = 1%Urban, AMR12.2, TU3, without TMA - 表 2W (Mcps)3.842 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 ,Total162003-10-22版权所有，侵权必究All rights reservedRb (kbps)12.2DL EbvsNo (dB)8.0SNR_TCH (dB)-17.0P_P-CPI

22、CH (dBm)33P_TCH (dBm)30DL Power Rise (dB)0.6P-CPICH Ec/Io (dB)-13.3Mean max CL of DL (dB)143P-CPICH RSCP (dBm)-110Gain of DT system (dB)3.0Penetration Loss (dB)13.0DT P-CPICH RSCP (dBm)-94 = 0.1%链路性能数据暂缺。 6%链路性能数据暂缺。 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, without TMAUpLinkDownLinkMorphol

23、ogyUrbanChannel ModelStaticSectorise3 SectorBearer TypeVoice(12.2kbps)Voice(12.2kbps)Diversity Configuration2 AntennaNo Diversityuse TMANoIndoor coverage requiredYes第13页,共16页Page 13 ,Total162003-10-22版权所有，侵权必究All rights reservedMax Power of TCH21.0dBm30.1dBmBody Loss3.0dBCable Loss3.0dBGain of Tx An

24、tenna0.0dBi17.0dBiEiRP18.0dBm44.1dBmGain of Rx Antenna17.0dBi0.0dBiNoise Figure5.9dB7.0dBEbvsNo2.8dB7.2dBSensitivity of Receiver-127.4dBm-119.0dBmCell Loading50.0%75.0%Interference Margin3.0dB1.5dBMargin for Background Noise0.0dB0.0dBStd. Dev. Of Slow Fading9.4dBCoverage Probability of Cell Edge88.0

25、%Slow Fading Margin11.1dBFast Fading Margin-0.9dB0.0dBSHO Gain6.0dB6.0dBMargin of Penetration Loss13.0dBPath Loss139.2dB140.5dBHeights of Base Station Antennas30.0mHeights of UE1.5mPropagation ModelCOST231-HATACell Radius (km)1.12km1.12km表2 AMR12.2, TU3, without TMAUpLinkDownLinkMorphologyUrbanChannel ModelTU3Sectorise3 SectorBearer TypeVoice(12.2kbps)Voice(12.2kbps)Diversity Configuration2 AntennaNo Diversityuse TMANoIndoor coverage requiredYesMax Power of TCH21.0dBm30.0dBmBody Loss3.0dBCable Loss3.0dBGain of Tx Antenna0.0dBi17.0dBiEiRP18.0dBm44.0dBmGain of Rx Antenna1