G培训之九(UMTS-RF.ppt

1 UMTSRF设计方法 3G培训资料之九 2 内容Contents UMTS网络规划介绍GSM设计与UMTS设计的比较与网络规划有关的概念网络规划的原理及原则UMTSRF设计方法链路预算容量分析无线仿真 3 GSM网络规划 覆盖及容量 上行链路 Pmax 1channel f1 Range Time 1个信道是1个时隙 来自其他用户的干扰是 时间保护 的 覆盖范围只有最大发射功率决定 1个用户1个时隙 容量取决于所提供的最大时隙数 受限于硬件 又叫 硬阻塞 覆盖 容量 1channel f1 BSSensitivity 4 UMTS网络规划 覆盖及容量 上行链路 1个信道为1个 码 1channelisonecode 由于 码 的非完美正交性引入了 InterferenceMargin Codesnotperfectlyorthogonal AnInterferenceMarginadded 覆盖取决于最大功率和干扰电平RangedependentPmaxandI M 容量是可变的 即 Soft 容量 容量取决于系统的干扰情况 实践经验 最大小区负荷为75 覆盖Range 容量 Pmax f1 Range c1 c2 c3 f1 BSSensitivity I M 覆盖 容量和服务质量 QOS 是互为相关的 5 W CDMA概念 干扰的两个主要来源 码的正交性码用来区分用户多路径传播时 信号正交性受影响 正交性损失用 表示正交性的损失导致噪声的增加 这就是 干扰 发射功率CDMA系统的功率控制是至关重要的功率控制的目的是通过适应功率要求来较少扇区内的干扰上行链路的远近效应 6 W CDMA概念W CDMA 极限容量 W CDMA系统理论上的最大容量可达到 100 的负荷实际上网络负荷应不超过75 小区的负荷也可用 NoiseRise 或 InterferenceMargin 来表示 7 W CDMA概念负荷系数 小区的负荷是与干扰有关的上行负荷基站接收到的手机信号要满足基站对Eb No的要求 这就决定了上行最大负荷 下行负荷手机接收到的基站信号要满足手机对Eb No的要求 这就决定了下行最大负荷 BS 8 W CDMA概念F因子 F因子定义了来自于本小区手机产生的带内干扰与所有小区的手机所产生的带内干扰的比率 F因子为一测量所得的综合参数 仿真的结果表明F因子的典型值范围为0 56到0 32 9 W CDMA概念软容量 W CDMA的容量受干扰 本小区和外小区 的限制干扰 小区负荷NeighbourCelllessloaded lessInterference MoreCapacity 10 W CDMA概念路径损耗 路径损耗是手机和基站之间的信号功率损耗 包括手机和基站的损耗 MS 路径损耗是通过无线链路预算计算的 上行和下行 上行链路预算 在假定基站应接收的既定信号强度时 最大允许路径损耗 下行链路预算 在假定手机应接收的既定信号强度时 最大允许路径损耗 11 W CDMA概念覆盖失败概率及覆盖概率 为什么引入此概念在整个小区内 信号强度不是恒定的 是由阴影衰落引起的 用对数正态分布表示 StdDeviation8dBforUrbanandDenseUrbanareas90 reliability 10 3dBoffademarginisrequired 量化覆盖概率与网络规划质量有关 覆盖失败概率定义了不满足指定QoS的概率 12 W CDMA业务的区域分布 Networksplitintoregionsofcommoncharacteristics UsersServicesRadioEnvironment 13 业务的模型化 ServicesWebbrowsingVideoE mailPDAsynchronisationPhoto mailMPEGdownloadDigitalradio RequirementsDelaythroughputQoSServicelevel BearermappingLCD64KBPSLCD144KBPSLCD384KBPSUDD32KBPSUDD64KBPSUDD144KBPSFACHRACHUDDDSCH 14 无线网络规划原理及原则 定义 无线规划是基于容量 覆盖和质量要求对无线网络能力的最初粗略估算方法 其核心是基于无线链路预算决定小区范围 什么是无线网络规划 15 W CDMA覆盖与容量的关系 16 规划准则 17 上行链路下行链路 一般原则 覆盖受上行链路约束 而容量是受下行链路约束 18 UMTS无线设计方法 19 WCDMA无线设计步骤 系统设计步骤 无线链路预算及容量估算 传播及覆盖评估 系统仿真研究 高精度 LEVEL1 LEVEL2 LEVEL3 20 MaximumAchievableServiceAcrosstheCell 12 2kbps 64kbps 384kbps 144kbps Rangedecreases 假设1 承载速率选择 Maxn userssupportedincreases 21 基站数量计算方法 通过两种不同的方法计算NodeB的数量 覆盖分析容量分析 22 步骤1 无线链路预算 满足覆盖要求的基站数计算 满足覆盖要求的所需基站数量 23 满足容量要求所需的基站数量 步骤2 容量估算 根据容量要求计算基站数量 24 小区伸缩效果 25 小区伸缩效果 26 UMTS设计模型组成 NetworkCosting CNDimensioning AIDimensioning TrafficAnalysis UMTSSpecifications ServiceAnalysis UserMix MarketData TechnologyAssumptions GeographicalInfo CoverageAreasClutterTypesSubscriberDensityMaxBearerrates TotalPopulation NewSubscribers AverageSubscribers perSegment ServiceUsage DenseUrbanUrbanSuburbanRural TrafficMixPerAreaBitRateServiceTypeActivityFactorUL DLLoadQoS 27 链路预算由小区覆盖计算基站数量 28 无线链路预算的有关参数 传播有关的参数建筑物 车辆 身体损耗基站馈线损耗 跳线 接头 主传输线 天线增益 基站和手机 可靠性阴影衰落补偿CDMA特有参数干扰补偿 CDMA载频负荷 Eb No产品有关参数接收机灵敏度发射机功率 29 接收机灵敏度 灵敏度 kTB NF Eb Nt PG kT热噪声电平dBm Hz BWCDMA载频带宽dBHz NF基站的噪声指标 Eb Nt达到所要求的FER所需的每比特能量与噪声频谱密度的比例dB PG处理增益dB 30 影响上行链路覆盖的有关因素 31 步骤1A 反向链路仿真 Inputs UniformSitePlacementsUniformMobileDistributionUniformMobileSpeedUniformPropagationModelSameServiceUsageLink SystemParameters Outputs Eb NtRequirement UESpeed Bearerrate 32 步骤1B 链路预算分析 地理位置划分 覆盖面积具有相似特征区域的面积汇总传播模型选择最能代表所在区域的传播模型 33 Area1 Area2 Area3 步骤1B 无线链路预算 覆盖要求 Summingallareas CoverageReliability 90 Reliabilitygives8dBofShadowingSTD 34 步骤1B 无线链路预算 Cost231HATA传播模型 PL PathLossindBR CellRangeinKmF OperatingFrequencyinMHzB BTSAntennaHeightinmM MTSAntennaHeightinm 35 步骤1B 无线链路预算 小区范围计算 36 Area1 Area2 Area3 步骤1C 基站数量计算 基于小区覆盖 37 小结 无线链路预算 无线链路预算只能粗略估算基站数量 最具可变性的参数是与传播相关的 多数链路预算传播参数是与厂商和产品技术无关的 链路预算的参数是与800MHz及1900MHz相同的 虽然有可能数值不同 38 容量分析根据容量要求计算基站数量 39 容量分析上行链路 LoadFactor NoiseRise PoleCapacity 75 40 容量分析下行链路 LoadFactor NoiseRise 41 NoiseRaise百分点 功率控制算法的非精确性使得 Eb Nt可用对数正态分布来表示NoiseRise也用同样的分布 百分点表示NoiseRaise达到某一给定小区负荷的机会 percentile 42 举例说明 98thpercentile 50thpercentilemeannoiserise 9dB 6dB 43 公理1 UMTS没有确定的最大小区覆盖 小区覆盖取决于小区负荷的要求 公理2 在上行方向 规划的限制因素为手机的的发射功率 而在下行方向为基站的发射功率 公理3 一般来讲 覆盖受上行链路限制 在没有下行发射分集时容量受下行限制 网络规划之公理 44 无线系统仿真介绍JUPITER 45 运营商需要以下保证 容量 覆盖服务等级QoS在积极实施满足覆盖的目标的同时带来收益 并满足近期容量的需求相对提供业务的总投资 实现最小设备投资 WCDMA无线网络的展开WCDMARadioNetworkDeployment Whysimulation Simulationde risks3Grollout降低3G实施的风险 46 WCDMA模拟器 Jupiter 47 什麽是Jupiter Jupiter 研发上用于WCDMA仿真 基于Java的用户服务器应用程序服务器为Unix平台 完成真正的仿真工作 用户服务器运行于视窗操作系统 NT或98 并提供仿真初始化和结果分析的图形化人机接口 Jupiter将会被集成到MOTOROLA开发的商用五项网络模拟系统NetPlan中 48 模拟器的结构示意 49 仿真方法 ReliabilityImage Drops ReliabilityComputation 50 Jupiter的输出及结果 Jupiter提供两类输出 图像无线传播 软切换状态 前向要求功率 反向要求功率 最佳Ec Io 手机位置 话务密度分布及Pilot数量等图像 2 统计数据小区统计数据 包括NoiseRise 总的业务信道功率 好的前相链路百分比及好的反向链路百分比 等等 手机统计数据 包括话音和数据业务的前向帧擦除率 fFER 和反向帧擦除率 rFER 51 Jupiter 无线传播显示 形象化表示某区域的可允许传播损耗 形象化表示潜在的覆盖较差的区域 对存在问题的可能原因提供快速直观的分析 快速确认传播损耗在允许值以下 52 Jupiter 最佳Ec Io图像 表示出系统覆盖情况表示出覆盖较差 Ec Io较小 的区域指出潜在的覆盖问题和其他图像一起使用 来减少覆盖问题 快速确认Ec Io至少为 12dB 53 Jupiter 软切换状态图像 观察软切换区域可与 导频数量 图像联合使用 找出导频污染问题 当有3个以上强度相近的导频信号服务于同一区域时会发生导频污染 手机得不到主导信号 而是在这些导频上飘来飘去导频污染将导致高FER和高掉话 54 观察同一区域的导频信号的数量 可与 软切换状态 图像联合使用找出导频污染问题用来确认在也趋于最多有来自3个不同基站的3个导频信号 消除导频污染问题 Jupiter 导频数量图像 55 Jupiter 前向要求功率图像 显示维持基站到手机可靠无线连接所需的功率之和可用来确认是由于需要更大的发射功率还是已超出发射机功放极限功率所导致的覆盖问题从而确认发射功率未超出功放极限 56 Jupiter 反向要求功率图像 显示手机要达到基站所需要的发射功率确定由于手机发射功率不够所带来的覆盖问题从而确认不存在手机发射功率不够的问题 57 Jupiter NoiseRise统计数据 确认对于75 负荷的系统NoiseRise低于6dB 用以确认系统负荷状态低负荷的系统NoiseRise较低高负荷的系统NoiseRise较高 58 Jupiter 业务信道总功率统计数据 希望总的发射功率其余最大允许功率的75 确认在前向链路基站发射功率方面系统所达到的负荷状态 59 Jupiter 前向FER图 前向FER表明了下行链路 从基站到手机 连接质量 对于话音服务期望FER未1 对于数据服务期望的FER为5 60 Jupiter 反向FER图 反向FER表明了反向链路 从手机到基站