《无线电覆盖计算》PPT课件.ppt

,装供美赛同学 CDMA覆盖规划,课程目标,掌握链路预算的原理 推算基站覆盖距离,提纲,无线传播特性 链路预算原理和意义 如何推算基站覆盖距离 影响覆盖的几个因素,三种基本传播方式,反射 无线电波遇到远大于波长的障碍物表面 绕射 遇到尖角或薄边的阻挡物 散射 遇到大量尺寸远小于波长的颗粒,无线传播特性,慢衰落和快衰落,慢衰落表征接收机在一定时间内的均值随传播距离和环境的变化而呈现的缓慢变化 快衰落表征了接收信号短时间内的快速波动,无线传播特性,多径衰落,多径衰落 当接收机在可引起反射、绕射的复杂环境下移动时， 在不到一个波长范围内会出现几十分贝的电平变化和激烈的相位摆动,无线传播特性,陆地移动通信中的无线信号,基站发出的无线电信号的传播路径损耗受地面地形地物的影响很大，基站越高信号传得越远。 无线电波传播极其复杂，受到反射、绕射和散射等多径传播的影响，有时会引起严重的信号衰落 。 无线电波传播还和频率相关，频率越高，传播路径损耗越大，绕射能力越弱，传播的距离也越近。,无线传播特性,城区的电波传播,很少有直射波能直接到达移动台，大部分情况，接收的信号主要是反射波、绕射波和散射波的叠加,无线传播特性,城区的电波传播,电波在城市峡谷中的LOS传播,无线传播特性,城区的电波传播,基站发射天线低于高楼时，电波的传播以衍射、反射波为主,无线传播特性,自由空间传播路径损耗可写为：,传播距离越远，路径损耗越大,电波的频率越高，路径损耗也越大,自由空间传播的路径损耗,无线传播特性,传播模型： PL(dB)=Function(F, HA, HM, D, C) PL：路径损耗 F： 频率，单位MHz D： 距离，单位km H： 基站天线/移动台有效高度，单位m C： 环境校正因子，分密集城区,城区,郊区,农村,路径损耗,无线传播特性,Hate模型、COST-231模型,无线传播特性,提纲,无线传播特性 链路预算原理和意义 如何推算基站覆盖距离 影响覆盖的几个因素,无线链路组成,链路预算原理和意义,上行链路,下行链路,链路预算 确定允许的最大路径损耗 进而确定最大的小区半径 上下链路 保持平衡,裕量：衰落 + 穿透损耗+.,链路预算模型,链路预算原理和意义,发射端,链路预算原理和意义,接收端,链路预算原理和意义,主要机制：衍射，折射 计算方法：统计,穿透损耗,链路预算原理和意义,衰落裕量,链路预算原理和意义,人体损耗,目前业界进行链路预算表的计算中人体损耗一般采用的是3dB。,链路预算说明（1）,链路预算原理和意义,天线增益,对于450M,在密集的城市定向天线的水平波瓣角一般取65，垂直波瓣角为710，增益大概在15.5dBi左右； 在一般城区和郊区，定向天线的水平波瓣角为90，垂直波瓣角为710天线增益为14dBi左右； 在农村使用全向天线，增益为11dBi。若选择不同的天线，就会有不同的天线增益。 在其他条件不变的情况下，大的天线增益有利于覆盖半径的增大。,链路预算说明（2）,链路预算原理和意义,天线增益,对于800M,在密集的城市定向天线的水平波瓣角一般取65，垂直波瓣角为710，增益大概在17dBi左右； 在一般城区和郊区，定向天线的水平波瓣角为90，垂直波瓣角为710天线增益为15.7dBi左右； 在农村使用全向天线，增益为11dBi。若选择不同的天线，就会有不同的天线增益。 在其他条件不变的情况下，大的天线增益有利于覆盖半径的增大。,链路预算说明（3）,链路预算原理和意义,天线增益,对于1.9G,在密集的城市定向天线的水平波瓣角一般取65，垂直波瓣角为710，增益大概在18dBi左右； 在一般城区和郊区，定向天线的水平波瓣角为90，垂直波瓣角为710天线增益为16dBi左右； 在农村使用全向天线，增益为11dBi。若选择不同的天线，就会有不同的天线增益。 在其他条件不变的情况下，大的天线增益有利于覆盖半径的增大。,链路预算说明（4）,链路预算原理和意义,基站天馈损耗,对于450M,对于基站到天线的馈线分两种情况考虑： 若基站到天线的馈线小于15米，一般认为只用1/2英寸跳线，因此在预算表中跳线的损耗取1dB，接头等的损耗取的1dB,总的损耗为2dB。 基站到天线除了有1/2英寸跳线，还有较长的7/8英寸馈线就还需考虑7/8英寸馈线损耗，计算公式为 馈线损耗=7/8英寸馈线长度*2.87(dB)/100m,链路预算说明（5）,链路预算原理和意义,基站天馈损耗,对于800M,对于基站到天线的馈线分两种情况考虑： 若基站到天线的馈线小于15米，一般认为只用1/2英寸跳线，因此在预算表中跳线的损耗取1dB，接头等的损耗取的1dB,总的损耗为2dB。 基站到天线除了有1/2英寸跳线，还有较长的7/8英寸馈线就还需考虑7/8英寸馈线损耗，计算公式为 馈线损耗=7/8英寸馈线长度*3.97(dB)/100m,链路预算说明（6）,链路预算原理和意义,基站天馈损耗,对于1.9G,对于基站到天线的馈线分两种情况考虑： 若基站到天线的馈线小于15米，一般认为只用1/2英寸跳线，因此在预算表中跳线的损耗取1dB，接头等的损耗取的1dB,总的损耗为2dB。 基站到天线除了有1/2英寸跳线，还有较长的7/8英寸馈线就还需考虑7/8英寸馈线损耗，计算公式为 馈线损耗=7/8英寸馈线长度*6.57(dB)/100m,链路预算说明（7）,链路预算原理和意义,建筑物穿透损耗,这里取得是经验值，密集城区取25dB；一般城区取的20dB；郊区取的15dB；农村取的6dB。实际穿透损耗可根据实际区域的建筑物情况进行调整。,干扰裕量,链路预算说明（8）,链路预算原理和意义,天线高度,一般在容量分布相对集中的密集区域天线高度会相对低些，以减轻导频污染和对其它区域的干扰； 在容量分布相对分散且较开阔区域，天线高度相对高些，以覆盖较大的区域。 天线高度取值如下：密集城区 30米；城区 40米；郊区和农村 50米。,链路预算说明（9）,链路预算原理和意义,提纲,无线传播特性 链路预算原理和意义 如何推算基站覆盖距离 影响覆盖的几个因素,RDAS 反向链路预算（参考）,如何推算基站覆盖距离,负载,对于IS-95系统负载的取值多采用50%。 1X系统负载的取值可根据实际情况取到75。,链路预算说明（1）,如何推算基站覆盖距离,CDMA网络每个基站的覆盖主要受天线挂高、天线类型（涉及增益、水平波瓣角、垂直波瓣角等）、下倾角和发射功率等因素影响。要使覆盖预测比较准确，需要预测使用的传播模型充分考虑这些参数的影响。,链路预算说明（2）,如何推算基站覆盖距离,覆盖规划的过程,调查并对较大的覆盖区域分区，例如城区，郊区，乡村；并了解区域的地形地貌和建筑分布情况； 进行链路预算， 了解该区域的边缘覆盖率，根据地形选取合适的对数正态衰落方差，根据建筑物的实际情况选取合适的建筑物穿透损耗，使用合适的传播模型，进行链路预算，获取最大覆盖半径 估算满足覆盖需求的载扇数 根据扇区的覆盖面积和区域面积，求得所需基站数 （以上是仅考虑覆盖面积，未考虑容量）,如何推算基站覆盖距离,提纲,无线传播特性 链路预算原理和意义 如何推算基站覆盖距离 影响覆盖的几个因素,影响覆盖的主要原因一,站点位置不合理 天线挂高过低 站型选择不恰当 方位角规划不当,影响覆盖的几个因素,影响覆盖的主要原因二,工程安装方面的原因 馈缆走线过长。导致馈缆损耗过大 馈缆接头不合格建议。导致插入损耗过大 天线或者馈缆进水，导致损耗过大 天线安装没有按照规划的挂高、方位角、下倾角进行安装 驻波比告警 GPS天线安装不合格。安装的立体角不够，接头有问题等，导致基站始终处于GPS预热，导致没法进行系统同步进行软切换。给系统带来极大的干扰,影响覆盖的几个因素,影响覆盖的主要原因三,工程参数方面的原因 小区设计发射功率 导引集搜索窗口（SRCH_WIN_A、SRCH_WIN_N和 SRCH_WIN_R） 接入信道捕获搜索窗口宽度（ACC_ACQUISIT_SCH_W）和基站半径（Radius） 接入的初始功率偏置（INIT_PWR），接入信道前缀长度（PAM_SZ） 控制信道发射功率 业务信道发射功率,影响覆盖的几个因素,小结,无线传播的空间损耗和那些因素有关？ 影响基站覆盖的主要因素有那些？,小结,小结,第3章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网,3.1 概述 3.2 系统控制及其信令 思考题与习题,3.1 概 述,3.1.1 发展简况 模拟蜂窝网是在20世纪 80 年代迅速发展并得到广泛应用的一种移动通信系统。 其代表性的系统如表 3 - 1 所示。,表 3 - 1 模拟蜂窝系统一览表,3.1.2 系统结构 通常， 在一个大型蜂窝网移动电话系统中有若干个移动电话交换局(MTSO)， 也称作移动交换中心(MSC)。 图 3 - 1 示出由两个移动电话交换局构成的蜂窝网移动电话系统结构。 这种类型的网络系统常称作公共陆地移动网(PLMN)。 每一个MTSO均与公用电话交换网(PSTN)和所属基站(BS)连接， 其连接方式通常有电缆、 光纤或数字微波线路等， 它们之间都有相应的接口标准。,每个移动用户在其常驻地的MTSO经过登记注册即可入网， 此移动电话交换局称作归属(或原籍)移动电话交换局(如MTSOA)， 经它所登记的移动用户称为本地用户。 当移动台进入另一个移动电话交换局所管辖区时， 该移动电话交换局(如MTSOB)称为被访问移动电话交换局， 来访的移动用户称为漫游用户。,图 3 - 1 蜂窝网移动电话系统结构,由图 3 - 1 可见， 蜂窝网移动电话系统本身由三大部分组成， 即移动电话交换局(MTSO)、 基站(BS)和移动台(MS)。 其中， MTSO(或MSC)是基站与市话网之间的接口， 是蜂窝网控制中心， 它不仅具有一般程控交换机所具有的交换、 控制功能， 还具有适应移动通信特点的移动性管理功能， 以完成移动用户主呼或被呼所必需的控制。,每个基站主要由基站控制器和多部信道机等组成， 信道机的数量取决于基站同时与移动台通话的数目， 它们以频分多址方式工作， 对每个用户使用一对不同的双工频率进行发射和接收信号。 基站信道机主要由发射机、 接收机组成， 控制器用于与移动电话局、 移动台进行信令交换和控制。 每个基站还配有定位接收机， 监测移动台位置， 以便为越区切换服务。,3.1.3 主要功能 表 3 - 1 所列的各种蜂窝网移动通信系统均具有下列主要功能： 具有与公用电话网进行自动交换的能力。 双工通信， 话音质量接近市话网标准。 双向自动拨号， 包括移动用户与市话用户间的直接拨号以及移动台之间的直接拨号。, 用户容量大， 一个系统一般能为几万个用户提供服务， 还能适应业务增加需要， 通过小区分裂以扩充容量。 采用小区制频率再用技术， 当基站采用全向天线时， 一个区群由 12 个小区组成， 频率再用率为 1/12， 其频道分配方法是等频距法， 以尽可能减少邻道干扰。, 具有自动过境切换频道技术， 切换时间小于 20 ms。 设备通用性较强， 通常基站、 移动台等设备在网络覆盖范围内可以通用。 各地之间可以连网， 具有自动漫游功能。,第3章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网,3.1 概述 3.2 系统控制及其信令 思考题与习题,3.1 概 述,3.1.1 发展简况 模拟蜂窝网是在20世纪 80 年代迅速发展并得到广泛应用的一种移动通信系统。 其代表性的系统如表 3 - 1 所示。,表 3 - 1 模拟蜂窝系统一览表,3.1.2 系统结构 通常， 在一个大型蜂窝网移动电话系统中有若干个移动电话交换局(MTSO)， 也称作移动交换中心(MSC)。 图 3 - 1 示出由两个移动电话交换局构成的蜂窝网移动电话系统结构。 这种类型的网络系统常称作公共陆地移动网(PLMN)。 每一个MTSO均与公用电话交换网(PSTN)和所属基站(BS)连接， 其连接方式通常有电缆、 光纤或数字微波线路等， 它们之间都有相应的接口标准。,每个移动用户在其常驻地的MTSO经过登记注册即可入网， 此移动电话交换局称作归属(或原籍)移动电话交换局(如MTSOA)， 经它所登记的移动用户称为本地用户。 当移动台进入另一个移动电话交换局所管辖区时， 该移动电话交换局(如MTSOB)称为被访问移动电话交换局， 来访的移动用户称为漫游用户。,图 3 - 1 蜂窝网移动电话系统结构,由图 3 - 1 可见， 蜂窝网移动电话系统本身由三大部分组成， 即移动电话交换局(MTSO)、 基站(BS)和移动台(MS)。 其中， MTSO(或MSC)是基站与市话网之间的接口， 是蜂窝网控制中心， 它不仅具有一般程控交换机所具有的交换、 控制功能， 还具有适应移动通信特点的移动性管理功能， 以完成移动用户主呼或被呼所必需的控制。,每个基站主要由基站控制器和多部信道机等组成， 信道机的数量取决于基站同时与移动台通话的数目， 它们以频分多址方式工作， 对每个用户使用一对不同的双工频率进行发射和接收信号。 基站信道机主要由发射机、 接收机组成， 控制器用于与移动电话局、 移动台进行信令交换和控制。 每个基站还配有定位接收机， 监测移动台位置， 以便为越区切换服务。,3.1.3 主要功能 表 3 - 1 所列的各种蜂窝网移动通信系统均具有下列主要功能： 具有与公用电话网进行自动交换的能力。 双工通信， 话音质量接近市话网标准。 双向自动拨号， 包括移动用户与市话用户间的直接拨号以及移动台之间的直接拨号。, 用户容量大， 一个系统一般能为几万个用户提供服务， 还能适应业务增加需要， 通过小区分裂以扩充容量。 采用小区制频率再用技术， 当基站采用全向天线时， 一个区群由 12 个小区组成， 频率再用率为 1/12， 其频道分配方法是等频距法， 以尽可能减少邻道干扰。, 具有自动过境切换频道技术， 切换时间小于 20 ms。 设备通用性较强， 通常基站、 移动台等设备在网络覆盖范围内可以通用。 各地之间可以连网， 具有自动漫游功能。,第3章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网,3.1 概述 3.2 系统控制及其信令 思考题与习题,3.1 概 述,3.1.1 发展简况 模拟蜂窝网是在20世纪 80 年代迅速发展并得到广泛应用的一种移动通信系统。 其代表性的系统如表 3 - 1 所示。,表 3 - 1 模拟蜂窝系统一览表,3.1.2 系统结构 通常， 在一个大型蜂窝网移动电话系统中有若干个移动电话交换局(MTSO)， 也称作移动交换中心(MSC)。 图 3 - 1 示出由两个移动电话交换局构成的蜂窝网移动电话系统结构。 这种类型的网络系统常称作公共陆地移动网(PLMN)。 每一个MTSO均与公用电话交换网(PSTN)和所属基站(BS)连接， 其连接方式通常有电缆、 光纤或数字微波线路等， 它们之间都有相应的接口标准。,每个移动用户在其常驻地的MTSO经过登记注册即可入网， 此移动电话交换局称作归属(或原籍)移动电话交换局(如MTSOA)， 经它所登记的移动用户称为本地用户。 当移动台进入另一个移动电话交换局所管辖区时， 该移动电话交换局(如MTSOB)称为被访问移动电话交换局， 来访的移动用户称为