2-1-TD-SCDMA无线网络规划原理教程

NSNTD-SCDMAWorkshop

TD-SCDMA无线网络规划原理2008年10月20日--2008年10月24日上海张秀xiu.zhang@提纲TD-SCDMA无线网络规划目标TD-SCDMA无线网络规划原则TD-SCDMA无线网络规划内容TD-SCDMA无线网络规划特点TD-SCDMA无线网络规划流程TD-SCDMA频率、邻区、码资源、功率及区域划分的方法本章练习无线网络规划目标成本质量容量覆盖根据网络建设的整体要求，设计无线网络目标，以及为实现该目标确定基站的位置和配置。即以合理的投资构建符合近期和远期业务发展需求并达到一定服务等级的移动通信网络。覆盖目标根据各类业务需求预测及总体发展策略，提出各类业务的无线覆盖范围和要求。3G无线覆盖要求可以用业务类型、覆盖区域和覆盖概率等指标来表征。业务类型终端最大发射功率（dBm）P-CCPCHRSCP（dBm）P-CCPCHC/I（dB）话音12.2kbit/s≤24≥-95≥-3CS64kbit/s≤24≥-95≥-3PS64kbit/s≤24≥-95≥-3PS128kbit/s≤24≥-95≥-3PS384kbit/s≤24≥-95≥-3对于特定的业务覆盖类型，用于描述覆盖效果的主要指标是通信概率。通信概率是指用户在时间和空间上通话成功的概率，通常用面积覆盖率和边缘覆盖率来衡量。面积覆盖率描述了区域内满足覆盖要求的面积占区域总面积的百分比。边缘覆盖率是指用户位于小区边界区域的通信概率。容量目标描述系统建成后所能满足的话音用户数和数据用户数的总和。根据用户预测和业务预测对网络容量提出建设要求。容量目标主要反映网络拥塞概率，该指标在不同的区域有不同的要求。业务类型区域类型服务等级话音业务市区拥塞率：2％农村拥塞率：5％CS数据业务市区拥塞率：5％PS数据业务市区交互业务：90％的概率条件下，数据传输时延﹤5s；后台业务：不作要求话音业务和数据业务的服务等级

业务质量话音业务的质量可以从接续、传输和保持3个方面来衡量。

接续质量表征用户通话被接续的速度和难易程度，可用接续时延和阻塞率来衡量。

传输质量反映用户接收到的话音信号的清晰逼真程度，可用业务信道的误帧率来衡量。

业务保持能力表征了用户长时间保持通话的能力，可用掉话率和切换成功率来衡量。对于数据业务，目前通常采用吞吐量和时延来衡量业务质量。成本目标在保证满足覆盖、容量和质量目标的基础上，降低建设成本，节约开支是网络建设的重要目标之一。设定合理的成本目标，并在实施过程中实现该目标，需要建设单位、网络设计人员和工程实施人员共同努力。无线网络规划原则

可持续发展：现阶段覆盖、容量和质量，后期维护、扩容和升级；

区域性：在密集区域考虑以容量为主，其他区域考虑以覆盖为主；

阶段性：初期考虑大范围的连续覆盖为主，后期考虑容量和质量。统一规划、分步实施无线网络规划内容已有网络扩容规划、新建网络规划站址规划规划什么？无线网接入传输规划

基站设备配置无线参数设置无线网络性能预测分析

RNC配置规划无线网络规划特点

业务覆盖半径基本一致；

容量主要受限于码道；

频率规划灵活；

上下行时隙分配灵活；相互独立的公共信道与专用信道；无线资源管理复杂；没有成熟的干扰估算模型；扰码组规划难度加大；产业链和设备成熟度日益完善。无线网络规划流程无线网络规划由前后两个阶段组成无线网络预规划阶段(NominalPlanning)

无线网络小区规划阶段(CellPlanning)规划数据准备阶段规划数据准备是网络规划中必不可缺的一步，对现有信息的收集和分析是规划的基础和依据。基础信息收集主要包括：地理数据：包括二维数字地图和三位数字地图；社会经济信息：相关政策和法规、社会规划信息、宏观经济信息等；通信业发展情况现有网络信息：现有网络的组网、路由、信令、编号等；竞争对手网络信息业务需求：3G的4类业务需求情况。城市分布信息：城市、城镇分布，郊区、农村区域，重要的交通干线以及相应的人口密度等。无线网络预规划流程无线网络估算系统相关可用载波数覆盖区域用户密度话务相关业务类型话务模型话务分布增长预测GoS&QoS覆盖概率阻塞概率设备性能无线传播模型系统规模站点数目系统配置扇区数载波数建网成本站址成本设备成本输入输出链路预算容量估算关键技术链路预算概述－1通过链路预算公式，确定最大允许路径损耗，从而确定基站覆盖半径链路预算概述－2容量估算概述虚拟业务总量规划区域各类业务量CS12.2kCS64kPS64kPS128kPS384k公式单小区语音信道数虚拟信道数ErlangB单小区虚拟业务量小区数目小区半径分别计算上行容量和下行容量，确定小区容量规模和小区半径。传播模型测试与校正传播模型测试（CW）导入测试数据并校正位置校正通用模型参数更可靠的覆盖预测增加准确性流程

无线传播环境特别复杂，且差异性较大；建立无线传播模型，真实反映无线传播特性。用规划工具进行站点布局

在选择站址时应尽量满足网络的连续覆盖和网孔布局，从而保证系统性能用规划工具进行站点调整

调整站点布局、工程参数和部分小区参数，以得到满意的覆盖效果无线网络小区规划流程站址勘测及选择候选站址评估要素无线环境传输资源工程可实施性电源选站结果用规划工具进行系统仿真

使用静态仿真对网络性能进行评估和调整规划结果输出基站站址，天线配置（种类，倾角，挂高等）;实际站址勘测报告；基站硬件配置；各种系统性能仿真图；基站与RNC的传输链路配置；特殊覆盖解决方案。良好的小区参数设置是网络正常运行的基本保证。网络性能&网络投资注：一个不合理的结构部署的网络，在今后的优化、运营维护、扩容等过程中将是非常麻烦和代价昂贵的，因为网络一旦建成，是不能推倒重来的，网络性能的问题往往是无法通过优化来解决的，网络结构的调整（如搬站及大规模加站等）是非常困难的。频率规划概述

载波频率是由UTRA绝对无线频率信道号（UARFCN，UTRAAbsoluteRadioFrequencyChannelNumber）指定的。在IMT－2000频带内TD-SCDMA的UARFCN值是通过下述公式定义。Ntt=5×F，0.0MHz≤F≤3276.6MHz；其中F为载波频率，单位为MHz。序号频带中心频率F（MHz）频点号Ntt频点简称12011.010055F122012.610063F232014.210071F342016.010080F452017.610088F562019.210096F672020.810104F782022.410112F892024.010120F9不同组网方案性能分析（1）不同组网方案性能分析（2）不同组网方案性能分析（3）不同组网方案性能分析（4）TD-SCDMA组网建议邻区规划概述

邻区规划是网络规划的基本内容，邻区规划质量高低将直接影响到切换性能和掉话率。邻区列表是处于一个小区内的移动台有可能搜索到的强导频的集合。邻区列表的初始化一般需要由预测工具在得到路径损耗和接收功率大小的基础上进行。邻区列表设置合理，会使空闲切换的失败率及由此所引起的重新初始化降到最小。多频点小区方案可以减少邻区列表长度。邻区列表设置原则

互易性原则邻近原则百分比重叠覆盖原则需要设置临界小区和优选小区临界小区是泛指组网方式不一致的网络交界区域；优选邻区是与本扇区重叠覆盖比较多的小区，切换时优先切到这些小区上。邻区设置步骤

同一个站点的不同小区必须相互设为邻区；接下来的第一层相邻小区和第二层小区基于站点的覆盖选择邻区；当前扇区正对方向的两层小区可设为邻区，小区背对方向第一层可设为邻区。邻区列表设置举例1187882412874701088846425248161141106640923610410044602064242872328480625896541065014681876343038102982226948610902566

当前小区的下行同步码为4。斜线填充的基站是当前目标基站，3个扇区导频号分别设为4/8/12；灰色填充的基站是第一层小区；其他基站是第二层小区。

当前小区的初始邻区列表（以其导频号表示）可以设为：8、12、16、20、24、32、40、44、48、52、60、104，共12个。TD-SCDMA系统码资源与网络规划有关的码

从TD-SCDMA码组定义可以看出，与网络规划有关的码主要包括32个下行导频码、256个上行导频码、128个扰码和128个基本midamble码。根据规范的规定，规划是以码组为单位进行的，每个小区需要配置一个码组，包括其中的1个下行导频码、8个上行导频码、4个扰码和4个基本midamble码。复合码可由扩频码与扰码逐元素相乘得到。TD-SCDMA&WCDMA码资源对比扰码规划与邻区干扰

在基站/UE接收端接收到的信号除了本小区UE/基站信号外，还有其他小区UE/基站的信号，这样就产生了邻区干扰。由于TD-SCDMA系统使用的扩频比较小，两个小区使用的复合码可能有较强的互相关，从而导致小区间较强的互干扰。在实际网络中，可能有某个区域的扰码配置方案并不合理，即小区之间存在较强的复合码互相关，但在现场测试中并没有观察到强干扰，这是由于该区域的网络负载较低，有较强互相关的两个复合码没有同时使用或UE没有位于特定区域中，并不意味着可能的强干扰不存在。扰码规划与邻区干扰（续）

在邻区扩频码满负载，且各码道在本小区期望用户处的接收信号等功率情况下，该用户受到的总干扰功率与扩频码序列的相关性无关，该结论同样适用于cdma2000和WCDMA。故理论上来讲，扰码规划并不能降低相邻小区的互干扰。其目的是在满足一系列约束条件的前提下减少同频小区间较强互干扰出现的概率。也就是说，扰码规划的目的是使小区间的干扰尽量白化，使得处处有干扰、处处无强干扰，而非从根本上消除小区间干扰。在配置扰码时，需要考虑相邻小区的复合码相关性；由于存在许多约束条件，其复杂度非常高，并且在网络优化调整或增/删站点情况下，没有好的规划方法或使用手工配置往往会导致无解。复合码（SF=8）

长度为16的扰码对应2个复合码，用于扩频2个符号。考察第一个符号使用的复合码，即前8chip。计算结果表明，长度为8的复合码可分为7个复合码集合。分析第二个符号使用的复合码，可以得到完全相同的结论。相应地，128个扰码可以分为7组，如下表所示。分组扰码标识10234611121722232526282933343536383941424548505254566584868921571015204046474951575861647577818288969710110211812612738913141819242732374467701041161174162130314359788592949910510710912412555373748090919810010311111411912012165560636671727983879395106110112113115123762686976108122复合码之间的相关性（SF=8）扰码组最大互相关扰码组最大互相关扰码组最大互相关1,20.6252,40.6253,70.6251,30.7502,50.7504,50.8751,40.6252,60.6254,60.8751,50.6252,70.8754,70.6251,60.6253,40.6255,60.7501,70.6253,50.8755,70.6252,30.6253,60.8756,70.750满足扰码规划的复合码集合数量最小值

下图示出的理想网络拓扑环境中，至少使用3个扩频码集合才可以完成扩频码规划，故满足扰码规划需要的扩频码集合数量至少为3。紧密相邻的小区之间需要考虑复合码间的互相关；而非紧密邻区之间一般不需要考虑复合码间的互相关。

SF=8情况下，128个扰码可以分为7个基本扰码组，满足扰码规划对复合码集合数量的要求。

所谓紧密邻区，即如果同步CDMA系统中两个小区的基站之间的中垂线附近区域与两个小区的覆盖范围有较大面积的重合，则两个小区称为紧密邻区。共站小区都是紧密邻区。扰码规划或扰码修改的方法

第一步：根据基本扰码分组，进行基本扰码组配置，即为每个小区分配一个基本扰码组，需要考虑紧密邻区之间基本复合码集合之间的较大互相关出现的概率应尽量小。第二步：扰码配置，即从每个小区的基本扰码组中选取一个扰码。需要考虑：

紧密邻区之间复合码集合之间较大互相关出现的概率尽量小； 所有邻区的DL-Sync互不冲突； 扰码的复用距离尽量大;

广播信道（比如PCCPCH）相同复合码的复用距离尽量大。扰码规划的约束条件汇总紧密邻区的扰码配置要受到复合码相关性的约束；邻区(含二级邻区)不能使用相同的上下行同步序列；使用一个或多个相同广播信道复合码的两个扰码需要间隔足够的复用距离以降低干扰；相同扰码需要间隔足够的复用距离以降低上下行同步信号误检的概率；下行同步序列的相关性对扰码规划的约束；功率规划相关参数

导频公共信道功率

P-CCPCH、S-CCPCH信道发射功率。

DwPCH、UpPCH信道功率。寻呼指示PICH信道功率。前向接入FACH信道功率。

FPACH、PRACH信道最大允许发射功率。功率规划相关参数（续）

业务信道功率

上行最大允许发射功率。上行最小允许发射功率。下行最大允许发射功率。下行最小允许发射功率。其他

载波最大允许发射功率。小区选择与重选算法参数：最小接收电平值（Qrxlevmin）。小区功率控制算法：上行功控步长（dB）、下行功控步长（dB）。功率规划建议值参数名称参数建议取值P-CCPCH30~33dBmS-CCPCH27~30dBmDwPCH33~36dBmUpPCH24dBmPICH30~33dBmPmax30~33dBmFPACH20~23dBmFACH27~30dBmPRACH24dBmMaxRACHTxPwr24dBmQrxlevmin-103dBmMaxDLTxPwr26dBmMinDLTxPwr-5dBm区域划分中的基本概念

服务区（SA，ServingArea）泛指移动台可以获得服务的区域。在这个区域里，不同通信网中的用户不需要知道移动台的具体位置即可与之通信。

MSC/SGSN区是指由一个MSC/SGSN所控制的所有小区覆盖的区域，一个MSC/SGSN区可由若干个位置区构成。区域划分中的基本概念（续）

位置区（LA，LocationArea）是指移动台可以任意移动，不需要进行位置更新的区域，用位置区标识（LAI，LocationAreaIdentifier）来识别位置区。位置区码：LAI＝MCC＋MNC＋LAC；其中，MCC是移动台国家码；MNC是移动网号；LAC是位置区编码。

路由区（RA，RoutingArea）是SGSN寻呼那些处于idle状态终端的区域，是PS业务寻呼区域。一