G转U培训系列02-WCDMA无线网络覆盖规划ppt课件

1、WCDMA 无线网络覆盖规划G转U转型培训系列V1.0Page 1学习完此课程，您将会：了解网络规划的内容和流程掌握上行链路预算及其包含元素的含义掌握下行链路预算及其包含元素的含义掌握覆盖加强技术目 标Page 2内容引见第1章 WCDMA网络规划流程第2章 上行链路预算第3章 下行链路预算第4章 覆盖加强技术选读第5章 链路预算例如第6章 覆盖预测及仿真Page 3内容引见第1章 WCDMA网络规划流程1.1 无线网络规划概述1.2 华为无线网规理念1.3 无线网络规划流程Page 4本课程重点：无线网络规划！网络规划定义和范畴网络规划定义：根据建网目的和网络演进需求，结合本钱要求，选择适宜

2、的网元设备进展规划，最终输出网元数目，网元配置，确定网元间的衔接方式，为下一步的工程实施提供根据。网络规划范畴：中心网络规划无线网络规划传输网络规划Page 5无线网络规划在3G建立中的重要性重要性：在挪动通讯网络建立中，本钱主要来自于设备投资。3G网络的三大组成部分：无线接入、传输和中心网中，无线接入网络的投资占据整个挪动通讯网络投资的70%以上。无线接入网络投资的规模主要取决于网络中的站点数目和站型配置，这是由无线网络规划所确定的数据。Page 6WCDMA与GSM网络规划的差别GSM 系统经过蜂窝网络构造和频率规划保证同频干扰、邻频干扰满足通话质量要求在保证干扰满足要求的情况下，GSM

3、可以支持的用户数可以由载频数和时隙数推算得到GSM 系统覆盖才干由发信机的发射功率和收信机的解调性能决议GSM 提供单一话音业务，GoS目确实定，设计目的相对单一WCDMA 系统由于采用扩频技术，可以实现 11 的频率复用，无需频率规划WCDMA 每载波的容量与所处环境，邻区干扰等要素有关，具有“软特性WCDMA 系统覆盖才干与系统负载情况相关，系统负载添加会导致覆盖范围的减少WCDMA 系统支持包括话音业务在内的多种不同速率、不同 QoS 的业务，它们的覆盖容量各不一样。规划中需求充分思索实践需求，经过合理规划和无线资源管理，到达充分发扬系统效能的目的Page 7容量覆盖质量之间关系WCDM

4、A 系统的容量、覆盖、质量关系WCDMA 系统是自干扰系统，容量、覆盖、质量之间亲密相关容量覆盖设计负载添加，容量增大，干扰添加，覆盖减小容量质量经过降低部分衔接的质量要求，可以提高系统容量覆盖质量经过降低部分衔接的质量要求，同样可以添加覆盖才干GSM 系统的容量、覆盖、质量根本是相互独立的Page 8内容引见第1章 WCDMA网络规划流程1.1 无线网络规划概述1.2 无线网络规划流程Page 9无线网络规划流程概述无线网络估算在规划工程的前期，对未来的网络进展初步的规划。输出RAN网元的配置和规模，供工程前期交流及合同制定过程中本钱估算运用。无线网络预规划规划工程的中期，在估算输出的根底上

5、，对未来的网络做进一步的详细规划，确定更加准确的网络规模和实际站址位置。输出预规划报告可供工程中期交流及合同签署过程中本钱估算运用。根本流程和GSM一致Page 10无线网络规划流程概述无线网络小区规划规划工程的后期，根据预规划输出的结果，对每一个站点的选择进展实地勘检验证，确定指点工程建立的各项网规相关小区工程参数。普通需求经过仿真验证小区参数设置及规划效果。所输出报告为可以指点工程建立的最终无线网络规划方案。根本流程和GSM一致Page 11无线网络规划流程概述各流程之间的关系Page 12思索题无线网络规划主要有哪几个过程？Page 13本章小结本章主要讲述了无线网络规划的范畴无线网规的

6、主要流程Page 14内容引见第1章 WCDMA网络规划流程第2章 上行链路预算第3章 下行链路预算第4章 覆盖加强技术选读第5章 链路预算例如第6章 覆盖预测及仿真Page 15创建链路预算获得小区半径计算单站覆盖面积需求的站点数最大途径损耗客户需求分析覆盖估算流程所需站点数规划目的区域面积/单基站覆盖面积规划区域环境相关特性室内覆盖程度覆盖概率小区负载技术体制相关参数设备性能相关参数传播模型全向站三扇区站六扇区站根本流程和GSM一致Page 16链路预算根本原理链路预算： 经过对系统中前反向信号传播途径中各种影响要素进展调查，对系统的覆盖才干进展估计，获得坚持一定通讯质量下链路所允许的最大

7、传播损耗。与GSM原理一致Page 17链路预算原理 上行Slow fading marginPage 18算法引见上行链路反向PL_UL=Pout_UE +Ga_BS+Ga_UE Lf_BS + Ga_SHO Mpc Mf MI M_BN Lp Lb S_BSPL_UL 上行链路最大传播损耗Pout_UE 手机最大发射功率Ga_BS 基站天线增益、Ga_UE 挪动台天线增益Lf_BS 馈线损耗Ga_SHO 软切换增益Mpc 快速功控余量快衰落余量Mf 阴影衰落余量与传播环境和覆盖要求相关MI 干扰余量与系统设计容量相关M_BN 背景噪声余量与电磁背景环境有关Lp 建筑物穿透损耗要求室内覆盖时

8、运用Lb 人体损耗S_BS 基站接纳机灵敏度与业务、多径条件等要素相关Page 19WCDMA 上行链路预算要素Max Power of TCHBody LossGain of UE Tx AntennaEIRPGain of BS Rx AntennaCable LossPenetration LossNoise Figure (BS)EbvsNo Required (BS)Sensitivity of BS Receiver UL Cell LoadingInterference MarginBackground Noise LevelMargin for Background Noise

9、Fast Fading MarginStd. dev. of Slow FadingEdge coverage ProbabilitySlow Fading MarginSHO Gain over Fast FadingSHO Gain over Slow Fading8、9、10、11、12、19、20为GSM和WCDMA有差别项Page 20重点提示：Sensitivity：与GSM不同，WCDMA链路预算中根据不同的业务类型其灵敏度也不同。Interference Margin：GSM采用干扰余量这一定复用比下根本固定；WCDMA干扰余量要随业务负荷添加而增大。随后特别列举了典型负荷下的

10、干扰 余量SHO Gain over fading (slow、fast):添加而WCDMA采用了软切换，该技术可以起到对抗和降低衰落的作用，从而获得相应的增益。本章非特别指出参数作为阅读项。Page 21WCDMA 上行链路预算要素1. TCH 最大发射功率 Max Power of TCH (dBm)设备参数对于 UE 来说，它的每业务信道最大发射功率普通就是其额定总发射功率商用网络中，UE 种类繁多，链路预算中应根据市场上主流商用手机规格，参考运营商意见，合理设置此参数，普通为Class4。UE 功率等级 （TS 25.101 v3.7.0 （2001-06）6.2.1 Power Cl

11、assNominal maximum output powerTolerance1+33dBm+1/-3dB2+27dBm+1/-3dB3+24dBm+1/-3dB4+21dBm+2/-2dBPage 22WCDMA 上行链路预算要素2. 人体损耗 Body Loss (dB) 系统参数话音业务人体损耗取值 3dBVP和数据业务由于以阅读观看为主，UE 距人体较远，人体损耗取值 0dB3. UE 天线增益 Gain of UE Tx Antenna (dBi) 设备参数通常，假设UE 的天线增益为 0dBi 收发一样4. 等效各向同性发射功率 EIRP (dBm)UE EIRP (dBm) =

12、 UE Tx Power (dBm) + Gain of UE Tx Antenna (dBi) - (Body Loss (dB)Page 23WCDMA 上行链路预算要素5. 基站接纳天线增益 Gain of BS Rx Antenna (dBi) 设备参数Kathrein 741794Frequency range17102170MHz (dual band for DCS and UMTS)Polarization+45O, -45OGain16.5dBdHPBW (19202170MHz)Horizontal: 63OVertical:6.5OElectrical tiltFixed

13、, 2OKathrein 741790Frequency range19202170MHzPolarizationVerticalGain11dBiHPBWVertical: 7OElectrical tiltFixed, 0OPage 24WCDMA 上行链路预算要素6. 馈缆损耗 Cable Loss (dB) 设备参数包括从机顶到天线接头之间一切馈线、衔接器的损耗，包含：底跳线、衔接器、馈缆、顶跳线除馈缆以外的损耗相对固定，可假设约为 0.8dB 2GHz常用馈线每100米损耗dB：频率（Hz）馈线型号2G900M450M1/2英寸17.711.27.67/8英寸6.54.032.75/

14、4英寸4.72.981.9Page 25WCDMA 上行链路预算要素7. 基站噪声系数 Noise Figure (dB) 设备参数噪声系数：评价放大器噪声性能好坏的一个目的，用 NF 表示，定义为放大器的输入信噪比与输出信噪比之比。级联网络的噪声系数公式： 接纳机的底噪单位带宽内：PN = KTBWNF = -174 (dBm/Hz) + 10lg(3.84MHz / 1Hz) + NF(dB) = -108 (dBm/3.84MHz) + NF (dB) NF = SNRi / SNRo = (Si / Ni) / (So / No)Page 26WCDMA 上行链路预算要素8. 基站解调

15、门限 EbvsNo Required (dB) 体制参数经过链路仿真获得，与以下要素相关：收分集配置 多径信道条件承载类型9. 基站接纳灵敏度 Sensitivity of BS Receiver (dBm)Sensitivity of Receiver (dBm)= 基站接纳机底噪 + 基站解调门限 处置增益= -174 (dBm/Hz) + NF (dB) + 10lg(3.84MHz/1Hz) + EbvsNo required (dB) - 10lg3.84MHz/Rb(kHz)= -174 (dBm/Hz) + NF (dB) + 10lg1000 * Rb (kHz) + Eb/N

16、o (dB)Page 27WCDMA 上行链路预算要素10. 上行负荷因子 Uplink Cell Loading 设计系统目的负荷上行负荷因子是小区上行负荷程度的目的量负荷因子越高，上行链路干扰越大上行负荷接近 100% 时，上行链路干扰上升到达无穷大，对应的容量称为极限容量Page 28WCDMA 上行链路预算要素11. 上行干扰余量 Uplink Interference Margin (dB) CDMA体制参数50% 负载 3dB60% 负载 4dB75% 负载 6dB重点 Page 29WCDMA 上行链路预算要素12. 背景噪声电平 Background Noise Level (

17、dBm) 环境相关参数外界电磁干扰来源：无线发射机GSM、微波、雷达、电视台、汽车点火闪电相关报告阐明，在 2GHz 频段，电磁干扰程度的均值为 -104dBm ，规范差为2.9dB。对于特定地域的规划，最好是经过清频测试得到当地干扰程度的估计。Page 30WCDMA 上行链路预算要素13. 背景噪声链路余量 Margin for Background Noise (dB) 环境相关参数假设设备NodeB 或 UE底噪为 X dBm，外界干扰功率为 Y dBm，那么需求留出的外界干扰余量为：Margin for Background Noise =10log (10X/10 + 10Y/10

18、) dBm - X dBm某些由于外界电磁干扰的存在，需求在链路预算中留出相应的余量。普通情况下无外界干扰时该值取0dBPage 31WCDMA 上行链路预算要素14. 快衰落余量 Fast Fading Margin (dB) CDMA体制参数快衰落余量在有些参考书中也称“功控余量在链路预算中，运用的接纳机解调性能是基于理想功控的假设得到的仿真结果，在实践的系统中，由于发射方的发射功率是有限的，这就在闭环功控中引入了非理想的要素。功控余量对上行链路解调性能的影响： 仿真结果阐明，当功控余量很大时，外环功控设定的 EbvsNo 目的值接近理想功控条件下的仿真结果。随着功控余量的减小，EbvsN

19、o 渐渐添加。最后，几乎是功控余量每降低 1dB，相应的 EbvsNo 要求就上升 1dB。当接近无功控性能后，将无法保证 BER/BLER 的需求。Page 32WCDMA 上行链路预算要素15. 穿透损耗 Penetration Loss (dB) 环境相关参数室内穿透损耗为建筑物紧挨外墙以外的平均信号强度与建筑物内部的平均信号强度之差穿透损耗与详细的建筑物类型、电波入射角度等都有关系，在链路预算中假设穿透损耗服从对数正态分布。更好的室内覆盖要求经过室外基站实现是不经济的，应经过针对性的室内覆盖处理方案满足。实践商用网络建立中，穿透损耗余量普通由运营商一致指定，以保证各家厂商规划结果可比较

20、Page 33WCDMA 上行链路预算要素16. 阴影衰落规范差 Std. dev. of Slow Fading (dB) 环境相关参数室内阴影衰落规范差的计算：假设室外途径损耗估计规范差 X dB，穿透损耗估计规范差Y dB，那么相应的室内用户途径损耗估计规范差 = sqrt( X2 + Y2 )与GSM一样，根据传播环境和覆盖率要求查表Page 34WCDMA 上行链路预算要素17. 边缘覆盖概率需求 Edge coverage Probability 覆盖要求当 UE 发射功率到达最大，假设仍不能抑制途径损耗，到达接纳机最低接纳电平要求时，这一链路就会中断/接入失败。小区边缘的UE，假

21、设设计其发射功率到达基站接纳机后，刚好等于接纳机的最小接纳电平。那么实践的丈量电平结果将以这个最小接纳电平为中心，服从正态分布。意味着UE有50的概率无法接入网络XPage 35 WCDMA 上行链路预算要素18. 阴影衰落余量 Slow Fading Margin (dB) 根据覆盖要求计算出来的环境相关参数阴影衰落余量 (dB)= NORMSINV(边缘覆盖概率要求)阴影衰落规范差 (dB)NORMSINV(x)为EXCEL中规范正态分布累积函数的逆函数。Page 36WCDMA 上行链路预算要素19. 软切换对抗快衰落增益 SHO Gain over Fast Fading (dB)软切

22、换增益由两部分构成：CDMA体制参数软切换多条无关分支的存在降低了阴影衰落余量需求，由此带来的增益 多小区Multi-Cell增益软切换对链路解调性能的增益 包含宏分集Macro Diversity Combining增益和对快衰落余量要求的降低软切换对抗快衰落增益指的是后者该值经过仿真得到，典型值为 1.5dBPage 37WCDMA 上行链路预算要素20. 软切换对抗慢衰落增益 SHO Gain over Slow Fading (dB)如前所述，软切换增益由两部分构成：CDMA体制参数软切换多条无关分支的存在降低了阴影衰落余量需求，由此带来的增益 多小区Multi-Cell增益软切换对链

23、路解调性能的增益 宏分集Macro Diversity Combining增益软切换对抗慢衰落增益指的是前者，即 Multi-Cell 增益该值普统统过边缘覆盖率区域覆盖率查表获得Page 38WCDMA 上行链路预算要素SHO对抗阴影衰落的增益和边缘覆盖率的对应关系当用户给定区域覆盖率时，可运用 工具计算得到无软切换时区域覆盖概率对应的的边缘覆盖概率，然后再查表得到 Page 39小结：小区边缘途径损耗在链路允许的最大途径损耗根底上，思索满足一定边缘 / 区域覆盖概率要求所需的 阴影衰落余量、软切换增益，以及室内覆盖时穿透损耗，就可以计算得到小区边缘位置的途径损耗中值：Path Loss (

24、dB) = EiRP (dBm) - Minimum Signal Strength Required (dBm) - Penetration Loss (dB) - Slow Fading Margin (dB) + SHO Gain over Slow Fading (dB)Page 40上行链路预算总结UE发射功率人体损耗UE天线发射增益f(边缘覆盖概率)阴影衰落规范差EIRP软切换抵抗快、慢衰落增益慢衰落余量接纳机接纳灵敏度接纳机接纳灵敏度接纳机底噪解调门限处置增益接纳机底噪10lg ( K*T*B*Nf )-108 (dBm/3.84MHz) + NF (dB)这里NF是接纳系统在天

25、线口的总NF处置增益10lg3.84Mcps/Rb(Kbps) 以WCDMA为例，其码片速率3.84Mcps综合上面三个公式，得到接纳机接纳灵敏度计算公式为： -174 (dBm/Hz) + NF (dB) + 10lgRb (bps) + Eb/No (dB)背景噪声余量=10log (10X /10 +10Y/10) dBm - X dBm这里X为接纳机底噪，Y是外界背景噪声程度假设室外途径损耗估计规范差 X dB，穿透损耗估计规范差 Y dB，那么相应的室内用户途径损耗估计规范差为 Sqrt(X2 + Y2)途径损耗Path Loss穿透损耗人体损耗取值：语音业务：3dB数据业务：0dB

26、馈线损耗快衰落余量 接纳天线增益干扰余量背景噪声余量BS侧接受灵敏度普通取天线接口值，上行链路预算时馈线损耗取值为0；下行链路预算时馈线损耗按设计要求取值。Page 41内容引见第1章 WCDMA网络规划流程第2章 上行链路预算第3章 下行链路预算第4章 覆盖加强技术选读第5章 链路预算例如第6章 覆盖预测及仿真Page 42根本原理链路预算：经过对系统中前反向信号传播途径中各种影响要素进展调查，对系统的覆盖才干进展估计，获得坚持一定通讯质量下链路所允许的最大传播损耗。Page 43链路预算原理 下行Slow fading marginPage 44算法引见下行链路前向PL_DL=Pout_B

27、S Lf_BS+Ga_BS+Ga_UE +Ga_SHO Mpc Mf MI Lp Lb S_UEPL_DL 下行链路最大传播损耗Pout_BS 基站业务信道最大发射功率Lf_BS 馈线损耗Ga_BS 基站天线增益、Ga_UE 挪动台天线增益Ga_SHO 软切换增益Mpc 快速功控余量Mf 阴影衰落余量与传播环境相关MI 干扰余量与系统设计容量相关Lp 建筑物穿透损耗要求室内覆盖时运用Lb 人体损耗S_UE 挪动台接纳机灵敏度与业务、多径条件等要素相关Page 45WCDMA 下行链路预算要素Max Power of TCHCable LossGain of BS Tx AntennaEIRPG

28、ain of UE Rx AntennaBody LossNoise Figure (UE)EbvsNo Required (UE)Sensitivity of UE Receiver DL Cell LoadingInterference MarginBackground Noise LevelMargin for Background NoiseSHO Gain over Fast FadingFast Fading MarginPenetration LossStd. dev. of Slow FadingEdge coverage ProbabilitySlow Fading Marg

29、inSHO Gain over Slow FadingPage 46WCDMA 下行链路预算要素10. 下行负荷因子 Downlink Cell Loading下行负荷因子的两种定义方式：定义在接纳端的下行负荷因子：此定义类似上行负载因子定义方式，具有类似的特征：负载因子越高，小区发射功率越大，接纳端的干扰也越高当负载因子到达 100% 时，对应的容量称为下行链路的“极限容量定义在发射端的下行负荷因子：小区当前发射功率与基站最大发射功率才干之比。此定义下的负载因子特征：负载因子越高，小区发射功率越大，与业务类型、UE 接纳机性能、小区大小、基站才干有关目前链路预算工具采用此定义Page 471

30、1. 下行干扰余量 Downlink Interference Margin (dB)下行 UE 接纳端干扰上升：假设采用发射端下行负载因子定义，公式可以简化为：链路预算工具中，对公式中参数选用下面的典型值：小区边缘处正交化因子 (j)：仿真得到，与环境类型、小区半径有关小区边缘处邻区干扰因子 f(j)：1.78(2.5dB)WCDMA 下行链路预算要素Page 48内容引见第1章 WCDMA网络规划流程第2章 上行链路预算第3章 下行链路预算第4章 覆盖加强技术选读第5章 链路预算例如第6章 覆盖预测及仿真Page 49OTSR OTSR 的容量与全向小区的容量接近，因此适用于初期容量不大但

31、需求广覆盖的地域，不建议在城区运用。 OTSR 的小区半径是全向站的 1.5 倍，站点数目可以减少 40 50% TxBBRxRxRxPage 50塔放TMA采用塔放TMA低噪声放大器，可以提高上行的接纳灵敏度，加强上行覆盖但是塔放的引入会添加下行插损，影响下行容量和覆盖，对城区尤其明显 Page 514 天线接纳分集 相对于双天线接纳分集而言，4 天线接纳分集可以实现更低的 Eb/No 要求 4 天线接纳分集相对双天线的增益效果区域信道Eb/N0 改善容量增益覆盖增益密集城区TU32.41.731.37普通城区TU32.41.731.37郊区RA1202.51.771.39农村RA1202.

32、51.771.39Page 52思索题覆盖加强的主要技术有哪些？容量加强的主要技术有哪些？OTSR小区半径是全向小区的多少倍？Page 53内容引见第1章 WCDMA网络规划流程第2章 上行链路预算第3章 下行链路预算第4章 覆盖加强技术选读第5章 链路预算例如第6章 覆盖预测及仿真Page 54公共参数设置链路预算例如Page 55发射机和接纳机部分链路预算例如Page 56全局参数和特定参数链路预算例如Page 57传播模型设定链路预算例如Page 58链路预算例如扇区参数设定Page 59链路预算结果链路预算例如Page 60覆盖估算举例假设规划目的区域为：80km2假设小区负荷为50%3dB时的最大途径损耗为151