TD-SCDMA无线网络规划技术和流程(讲义.ppt

TD-SCDMA 无线网络规划技术与流程 大唐移动通信设备有限公司 2006年2月 主讲人 王叶青 资深技术经理 莫莉 技术经理 2 版权所有 TD-SCDMA无线网络规划技术与流程 1 TD-SCDMA关键技术回顾 2 TD-SCDMA覆盖与容量特性分 析 3 TD-SCDMA无线网络规划流程 4 iNOMS NPS简介 3 版权所有 1 TD-SCDMA关键技术回顾 1.1时分双工 领先的技术优势 高效的频谱利用率 高效支持非对称数据业务 节省系统成本 1.2智能天线 1.3上行同步 1.4联合检测 1.5接力切换 1.6DCA 4 版权所有 2.2 TD-SCDMA容量特性分析 2.3 TD-SCDMA系统特性 2 TD-SCDMA覆盖与容量特性分析 2.1 TD-SCDMA覆盖特性分析 5 版权所有 频率灵活分配 上行下行 频率保护间隔 TDD FDD TD-SCDMA： 频宽1.6 MHz 基于TDD工作方式 频带 较窄 双工间 隔较窄 已分配未分配 TD-SCDMA 2 TD-SCDMA覆盖与容量特性分析 2.3 TD-SCDMA系统特性 6 版权所有 呼吸效应不明显 2 TD-SCDMA覆盖与容量特性分析 2.3 TD-SCDMA系统特性（续） 7 版权所有 TD-SCDMA的多业务覆盖其它CDMA系统的多业务覆盖 多业务基本实现均衡覆盖，大大简化网络设计的难度 2 TD-SCDMA覆盖与容量特性分析 2.3 TD-SCDMA系统特性（续） 8 版权所有 高效支持非对称业务 上行 下行 数据 下载 数据 上传 入城 出城 入城 出城 早上 上班 下午 下班 资源浪费 灵活分配上/下行时隙比例，高效支持非对称业务 2 TD-SCDMA覆盖与容量特性分析 2.3 TD-SCDMA系统特性（续） 9 版权所有 3 TD-SCDMA无线网络规划流程 数据采集 准备阶段 无线网络 规模估算 预规划阶段 站址勘测 站址规划 阶段 优化调整阶 段 性能评估 和调整 规划阶段 无线网络 仿真 10 版权所有 3.1 准备阶段 3.1.4 核实设备参数与设备的限制 3.1.3 传播模型参数的确定 3.1.2 地理信息数据准备 3.1.1 确定建网目标 3.1.5 详细准确的天线参数 3.1.6 业务与业务模型参数 11 版权所有 3.1.1 确定建网目标 建网目标 建网最关心的内容 覆盖 容量 质量 性价比 Q:质量 C:覆盖C:容量 $ 12 版权所有 3.1.1 确定建网目标 建网目标(续) 忙时平均话务量 上下行数据流量 所要覆盖的区域 支持的业务类型 边缘（区域）覆盖概率 无线信道呼叫阻塞 率 QoS 容量 质量覆盖 13 版权所有 3.1.1 确定建网目标 区域分类 有效覆盖区 无效覆盖区 根据无线环境分类 密集市区 一般市区 郊区 乡村 根据业务特征进行分类 话务密集区 高话务密度区 中话务密度区 低话务密度区 14 版权所有 3.1.1 确定建网目标 覆盖目标 地区类型 地理环境 规划阶段 规划满意程度 无线网络规划覆盖目标无线网络规划覆盖目标 15 版权所有 3.1.1 确定建网目标 覆盖目标（续） 区域类型穿透损耗边缘覆盖概率 密集市区Deep indoor95% 市区indoor first wall95% 郊区indoor first wall85% 乡村Incar75% Suburban & rural Macro-Cell Urban Micro-Cell Pico-Cell In-building Pico-Cell 16 版权所有 确定用户数量以及发展趋势 规划既要满足前期网络容量 、覆盖、质量的要求，同 时必须兼顾后期的网络发 展，便于扩容。 3.1.1 确定建网目标 容量目标 17 版权所有 3.1.1 确定建网目标 质量目标 话音业务质量目标 覆盖连续性覆盖连续性 接入成功率接入成功率 切换成功率切换成功率 掉话率掉话率 数据业务质量目标 传输速率传输速率 业务时延业务时延 18 版权所有 根据覆盖目标采用合理的覆盖手段 根据不同需求合理设置基站 充分有效地利用现有资源 根据地理信息进行基站的优化配置 站点共享 3.1.1 确定建网目标 成本控制目标 19 版权所有 3.1.2 地理信息数据准备 地理数据分类 图层 DOM DEM BDM Vector Text 精度要求 密集市区： 5米 一般市区：20米 郊区：50米 100米 20 版权所有 3.1.3 传播模型参数的确定 传播参数的分类 传播模型 阴影衰落标准差 建筑物穿透损耗 快衰落储备 F因子 21 版权所有 3.1.4 核实设备参数与设备的限制 设备参数内容 容量指标与模块配置原则 链接方式与接口配置方法 业务支持能力 Node B 与UE射频指标 组网的限制条件 RRM算法状况 特性支持状况 22 版权所有 3.1.5 详细准确的天线参数 天线数据内容 n 支持的频段 n 阵列单元数 n 波束个数 n 电子下倾角 n 电子下倾角 n 水平与垂直波瓣宽度 n 天线增益 n 前后比 23 版权所有 3.1.6 业务与业务模型参数 业务类型 业务特性参 数 业务承载 业务质量目 标 24 版权所有 3 TD-SCDMA无线网络规划流程 数据采集 准备阶段 无线网络 规模估算 预规划阶段 站址勘测 站址规划 阶段 优化调整阶 段 性能评估 和调整 规划阶段 无线网络 仿真 25 版权所有 STM-1 E1 3载3扇宏基站微基站 高业务量区 多载全向宏基站 低业务量区 单载全向宏基站 RNC 中业务量区 扇区化宏基站 3.2 无线网络规模估算 26 版权所有 3 TD-SCDMA无线网络规划流程 3.1 站址规划阶段 数据采集 准备阶段 无线网络 规模估算 预规划阶段 站址规划 站址规划 阶段 规划阶段 动态仿真 优化调整阶 段 性能评估 和调整 无线网络 仿真 27 版权所有 3 TD-SCDMA无线网络规划流程 3.1 站址规划阶段（续） 基站勘测主要包括以下内容基站勘测主要包括以下内容 n基站勘测作业规程 n基站选址原则 n基站勘测内容和注意事项 n天线的选取和设计原则 n基站勘测的输出文档 28 版权所有 3 TD-SCDMA无线网络规划流程 数据采集 准备阶段 无线网络 规模估算 预规划阶段 站址勘测 站址规划 阶段 优化调整阶 段 性能评估 和调整 规划阶段 无线网络 仿真 29 版权所有 3.4 规划阶段 3.4.4 邻区规划 3.4.3 时隙比例规划 3.4.2 频率规划与码规划 3.4.1 无线网络仿真流程 30 版权所有 3.4 规划阶段 3.4.5 TD-SCDMA中的干扰分析 3.4.6 静态系统仿真 3.4.7 动态系统仿真 31 版权所有 3.4 规划阶段 3.4.1 无线网络仿真流程 32 版权所有 3.4.1 无线网络仿真流程 仿真分析流程介绍 新建工程 基础数据配置与导入 公共信道覆盖预测 业务质量的仿真 参数规划 33 版权所有 3.4 规划阶段 3.4.2 频率规划与码规划 34 版权所有 n 多频点小区定义 同一个扇区的N个载频同属于一个逻辑小区，其中一个 载频为主载波，其余为辅载频 n 多频点小区特性 主载频和辅助载频使用相同的扰码和基本midamble 公共控制信道配置在主载频上 多时隙配置应限定为在同一载频上 同一用户的上下行配置在同一载频上 主载频和辅载频的上下行转换点配置一致 3.4.2 频率规划与码规划 多频点小区 35 版权所有 n 城区推荐方案： 3.4.2 频率规划与码规划 多频点小区（续） 考虑采用5M频段进行宏蜂窝同频组网，利用余下10M频段做 分层网络、微蜂窝补盲、室内覆盖之用。 方案优势：为分层网络、微蜂窝补盲、室内覆盖预留频段， 网络规划较为容易，又能满足同频组网要求。 36 版权所有 3.4.2 频率规划与码规划 TD-SCDMA码特性介绍 n扩频码 u扩频码又被称为信道码，是用来对数据按照不同的扩频因 子进行扩频的 nmidamble码 umidamble码是扩频突发的训练序列 n扰码 u在用户的数据信息中添加小区的特征信息 37 版权所有 3.4.2 频率规划与码规划 TD-SCDMA码特性介绍(续) n下行同步码SYNC_DL u系统有32组长度为64chip的基本SYNC_DL码，一个 SYNC_DL唯一标识一个基站和一个码组 n上行同步码SYNC_UL u上行同步码SYNC_UL长度为128chip，整个系统有256个 不同的基本SYNC_UL，分成32组，每组8个； 38 版权所有 码 组 编 号 TD-SCDMA码字 SYNC_D L ID SYNC_UL ID (coding criteria) Scrambling Code ID (coding criteria) Basic Midamble Code ID (coding criteria) 1007 (000111) 00 11 22 33 21815 (000111) 44 55 66 77 3231248255 (000111) 124124 125125 126126 127127 3.4.2 频率规划与码规划 码组的定义 39 版权所有 3.4.2 频率规划与码规划 码总结 n区分小区：不同的时隙有不同的码来区分小区 DwPTS：DwSyncCode TS1TS6的DataBlock段：ScramblingCode TS1TS6的Midamble段：MidambleCode UpPTS：UpSyncCode 40 版权所有 3.4.2 频率规划与码规划 0 码规划 n频率和码字规划 频率规划和码规划需要结合在一起做； 相邻小区绝对不能使用同频同码字 远处干扰小区需要避免使用同频同码字 最好保证同频同码字干扰小区的信号电平低 于噪声电平； 码组之间的相关性与其自然顺序无关 规划时只需要考虑同频同码字的小区的复用 距离 41 版权所有 3.4.2 频率规划与码规划 1 多频点技术与码规划 n非多频点技术存在的缺陷 公共信道不进行赋形，没有干扰消除，干扰 比较严重； 覆盖上下行受限于P-CCPCH信道； 只有32组下行导频码，同频组网码字受限 42 版权所有 3.4.2 频率规划与码规划 2 多频点技术与码规划 n多频点技术带来的好处 在业务信道同频组网的情况下，P-CCPCH类 似于异频组网，降低干扰； P-CCPCH可以共用N个频点的总功率，扩大 覆盖范围； 相当于下行导频码增加N倍，频点与码字资 源充足，规划简单方便 43 版权所有 手动设置与自动码规划相结合 支持码分析：码分配正确性检查 规划小区集合可选 码规划为计算密集型工作 支持图形化码分析 同下行导频码分析 同频同扰码分析 3.4.2 频率规划与码规划 3 软件实现 44 版权所有 3.4 规划阶段 3.4.3 时隙比例规划 45 版权所有 3.4.3 时隙比例规划 时隙切换点 f T 下行数据 上行数据 FDD TDD nTD-SCDMA系统支持灵活设置上下行时隙切换 点，来适应不同业务上下行流量的不对称性； n合理配置上下行时隙切换点是提高系统频谱利 用率的有效手段； 46 版权所有 3.4.3 时隙比例规划 时隙间干扰 n问题： 相邻小区采用不同的时隙比例，在上行链路对Node B的接收造成比较强的干扰； n解决办法： 理论上可以通过动态信道调整，将交叠区域 的用户分配到非交叉时隙；将非交叠区域的 用户分配到交叉时隙； 47 版权所有 3.4.3 时隙比例规划 时隙间干扰（续） n解决办法： 牺牲被干扰站上行链路容量； 牺牲干扰站下行链路容量； 规划时避免基站天线正对，降低干扰； 利用3G业务的特性，室内、室外使用不同的时隙比 例； 48 版权所有 3.4.3 时隙比例规划 时隙切换点配置 n时隙切换点配置约束 上下行时隙比例通常作为小区参数来配置 对于TDD系统，一副天线无法同时进行接收和发送 。 对于同一个扇区（使用同一副天线）下的所有小区 的上下行时隙比例应该是一样的。 为了防止自干扰（某个天线的发射信号被作为隔壁 天线的接收信号），同一基站上的多个扇区的时隙比 例也最好是相同的 49 版权所有 3.4.3 时隙比例规划 3.4.3. 5 时隙比例规划 n时隙比例规划原则 不能仅根据上下行流量来进行时隙比例的配置； 应根据上下行承载所占BRU比例进行时隙比例的计 算； 时隙比例的配置需要综合考虑交叉时隙容量的损失 ； 可以通过规划软件辅助进行时隙比例规划 50 版权所有 pp 可以选择所针对的业务密可以选择所针对的业务密 度数据度数据 pp 软件根据每个小区覆盖范软件根据每个小区覆盖范 围内的上下行业务量的需围内的上下行业务量的需 求比例来设置时隙比例求比例来设置时隙比例 pp 软件支持时隙比例的直观软件支持时隙比例的直观 显示显示 利用规划软件辅助进行时隙比例规划 3.4.3 时隙比例规划 3.4.3. 6 自动时隙比例规划 51 版权所有 3.4 规划阶段 3.4.4 邻区规划 52 版权所有 3.44 邻区规划 邻区规划综述 n邻区规划是网络规划的基本内容 n邻区规划质量高低将影响切换性能 n多频点小区方案可以减少邻区列表 长度 n接力切换可以在某种程度上降低对 邻区规划质量的要求 53 版权所有 自动邻区规划参数 强制共站小区为邻小区 强制例外关系 强制相邻小区为邻小区 考虑覆盖概率 考虑交叠区域(交叠面积/交 叠百分比） 考虑最大规划距离、距离因 子 利用规划软件辅助进行邻区规划 3.44 邻区规划 自动邻区规划 54 版权所有 3.4 规划阶段 3.4.5TDSCDMA中的干扰分 析 55 版权所有 3.4.5 干扰分析 TDD系统干扰特性 CDMA系统共有干扰 u符号间干扰 u多址干扰 u射频干扰 TDD系统特有干扰 u交叉时隙干扰 u导频信道干扰 56 版权所有 3.4.5 干扰分析 交叉时隙干扰 空间隔离100dB时，交叉时隙干扰对系统容量的 影响可以忽略！ 57 版权所有 3.4 规划阶段 3.4.6 静态系统仿真 58 版权所有 3.4.6 静态系统仿真 总述 静态系统仿真 按照一定的仿真场景和传播模型 采用系统快照（Snapshot）进行模拟仿真 Snapshot 对系统某一时间点进行分析处理 连续n次Snapshot之后的统计平均 特点 各Snapshot之间没有时间前后关系的 相互独立 59 版权所有 功率控制完成 Y N 开始 随机用户生成 初始化 指标统计 功率控制 统计数据 抓拍数目达到 结束 N 静态仿真流程 3.4.6 静态系统仿真 静态仿真流程 60 版权所有 步骤1：生成背景用户 3.4.6 静态系统仿真 背景用户模拟 61 版权所有 步骤2：小区选择与重选 3.4.6 静态系统仿真 小区选择模拟 62 版权所有 步骤3：接入模拟 3.4.6 静态系统仿真 接纳控制和DCA模拟 63 版权所有 步骤4：功率计算 3.4.6 静态系统仿真 功率控制过程模拟 n初始功率分配： 各时隙独立进行 主要参数 n功率控制迭代方案 上行：开环功率控制 下行：功率按RU平分（目前方案） 64 版权所有 功率控制迭代结果 3.4.6 静态系统仿真 功率控制过程模拟（续） 掉话用户分布图 n功率控制迭代完成之后： 掉话的背景用户确定 最终在线的背景用户确定 每个在线的背景用户的发射功率确定 基站为相应的在线背景用户分配的下行 功率确定各时隙独立进行 至此，无线背景网络就搭建完毕！ 65 版权所有 3.4.6 静态系统仿真 背景用户状态分析 背景用户状态图层 66 版权所有 两个概念 n 背景用户 n 测试移动台 扫描方法 n 测试移动台申请的业务即为要考察的业务 n 小区选择 n 对测试移动台不需要做“RU分配”模拟，我们 需要考察哪个时隙的覆盖，测试移动台就接入哪 个时隙；并且假设总是有RU能够分给它。 步骤5：栅格扫描 3.4.6 静态系统仿真 栅格扫描 67 版权所有 步骤5：栅格扫描 n假设前提： 背景用户所占RU保持不变； 背景用户的发射功率保持不变； 基站为背景用户分配的下行功率保持不变； 基站为测试移动台分配下行功率时只受业务的“下行 最大允许发射功率”限制，不受“基站最大总发射功率”限 制 3.4.6 静态系统仿真 栅格扫描（续） 68 版权所有 3.4.6 静态系统仿真 0 仿真分类 n仿真图层输出： 针对不同的业务密度考察 针对不同的测试终端考察 考察不同的业务的覆盖 考察不同的载波的覆盖 考察不同的时隙的覆盖 69 版权所有 3.4.6 静态系统仿真 1 公共信道仿真图层 nDwPCH仿真图层： DwPCH RxPwr DwPCH Interference DwPCH EcIo DwPCH覆盖概率 RxPower 干扰电平 Ec/Io 覆盖概率 70 版权所有 P-CCPCH仿真图层图层 最佳服务小区 P-CCPCH RSCP P-CCPCH Srxlev P-CCPCH Interference P-CCPCH SIR P-CCPCH 覆盖概率 切换概率 3.4.6 静态系统仿真 2 公共信道仿真图层（续） 71 版权所有 上行业务业务 信道仿真图层图层 应发射功率 应发射功率富余量 覆盖概率 总干扰 小区内干扰 小区外干扰 小区内外干扰比 负荷 MaxEbIo 3.4.6 静态系统仿真 3 上行业务信道仿真图层 72 版权所有 下行业务业务 信道仿真图层图层 应发射功率 应发射功率富余量 覆盖概率 总干扰 小区内干扰 小区外干扰 小区内外干扰比 负荷 MaxEbIo 3.4.6 静态系统仿真 4 下行业务信道仿真图层 73 版权所有 覆盖平衡分析 DwPCH是否覆盖 P-CCPCH是否覆盖 上行业务信道是否覆盖 下行业务信道是否覆盖 3.4.6 静态系统仿真 5 覆盖平衡分析 74 版权所有 小结 n静态仿真的优缺点 功能 优点 局限性 75 版权所有 3.4 规划阶段 3.4.7 动态系统仿真 76 版权所有 3.4.7 动态系统仿真 总述 n动态系统仿真 模拟实际网络 强调了真实性 n特点 在一个时间段内 前后时间相关 网络的实时变化性 77 版权所有 3.4.7 动态系统仿真 动态仿真总体流程 78 版权所有 移动模型 业务模型 RRM算法 接纳控制、信道调整、功率控制、切换等RRM 算法 统计接纳成功率、切换成功率、掉话率等无线网 络性能指标 调整相关无线参数来改变网络的性能 时间同步 3.4.7 动态系统仿真 与静态仿真的差异 79 版权所有 3 TD-SCDMA无线网络规划流程 数据采集 准备阶段 无线网络 规模估算 预规划阶段 站址勘测 站址规划 阶段 优化调整阶 段 性能评估 和调整 规划阶段 无线网络 设计 80 版权所有 3.5 性能评估与调整 3.5.3 网络调整 3.5.2 基于性能统计进行评估 3.5.1 基于仿真图层进行评估 81 版权所有 3.5.1 基于仿真图层进行评估 考察内容 n覆盖状况 总体覆盖概率是否满足要求 覆盖弱（盲区）分布 过覆盖分析 无主载频区域分析 覆盖平衡分析 小区形状是否合理、规整：否则将会影响切换性 能 82 版权所有 3.5.1 基于仿真图层进行评估 考察内容（续） n干扰状况 总体干扰电平分析； 小区内与小区间干扰分布； 交叉时隙干扰分析 83 版权所有 序 号 统计项 考察角度考察范围考察指标 需求性能整体部分覆盖容量 质 量 1各小区的呼叫用户数 2各小区的吞吐量需求 3各小区的BRU需求 4各小区的接纳失败率 5各小区的掉话用户数 6各小区的掉话原因 7各小区的在线用户数 8各小区的BRU使用率 9各小区的实际吞吐量 10各小区的下行负荷 11各小区的上行负荷 12综合统计 3.5.2 基于性能统计进行评估 性能统计 84 版权所有 综合统计 网络评估的基本指标 覆盖率 有覆盖用户数 / 模拟 用户数，与栅格扫描统计出的 覆盖率有所不同 接纳失败率接纳失败数/有覆 盖用户数 掉话率掉话用户数/接纳成功 用户数 在线用户率在线用户数/接纳 成功用户数 3.5.2 基于性能统计评估 综合统计 85 版权所有 小区呼叫用户数 根据用户输入的业务密度、业 务量模型，获取各种业务的同 时发起呼叫用户数 区分不同的业务 可以使规划工程师对当前的“ 业务分布”有更具体的认识 考察各小区的容量需求 分析业务在不同小区之间的分 布特性 3.5.2 基于性能统计评估 小区呼叫用户数 86 版权所有 小区在线用户数