CDMA网络规划之系统容量

CDMA网络规划之系统容量概述除了覆盖范围之外，网络设计工程师还需要估算移动无线网络的容量，目的是在满足其它要求的条件下，使得网络的容量最大化。在CDMA网络中，无线信道经常是端到端的网络容量的瓶颈。仅仅通过增加基站的硬件设备和信号处理模块是不可能提高系统的整体容量的。评估系统容量时，如果是语音业务，容量的大小用扇区同时支持的用户数量来表示；如果是数据业务，则用数据吞吐量表示系统容量。由于我们主要关心无线射频RF部分的容量，因此就用同时处于激活状态的用户数量，或者同时处于激活状态的信道数量，来表示系统的容量。同时，为了不让数不清的参数将我们弄得晕头转向，这里只涉及对RF容量和网络规划影响最大的有限几个参数。主要的参数分为两组。第一组是和信号接收功率相关的参数。第二组是和相邻扇区的负荷有关的参数。和信号接收功率相关的参数包括前向信道参数和反向信道参数。其中反向信道参数为：是服务扇区0的反向基本信道 R-FCH的有效发射总功率（totaleffectiveradiatedpower，ERP）， 是全向发射，与方向角θ0无关。是反向的路径损耗，其中d0是到基站的距离，θ是天线0的方向角。是基站接收天线的增益，它是方向角 θ0的函数；服务基站接收到的信号的功率为：其中 是基站接收到的测试手机 0发过来的信号功率。就一般情况来说， 是基站接收到的所有手机发过来的信号功率的总和。和信号接收功率相关的参数包括前向信道参数包括：是服务扇区 0的前向基本信道 F-FCH的有效发射总功率（totaleffectiveradiatedpower，ERP），是方向角θ的函数。0是基站到某个覆盖地点的路径损耗， 其中d0是到基站的距离，θ是天线的方向角。0是终端接收天线的增益；因此，测试终端接收到的信号功率为：其中 是测试终端接收到的从服务扇区发出来的信号功率。就一般情况来说，f是手机接收到的所有小区（包括服务小区和相邻小区）发过来的信号功率的总和。第二组参数和相邻扇区的负荷有关，包括：是基站接收到的来自本小区的干扰功率与热噪声功率的比值；是基站接收到的来自相邻小区的干扰功率与热噪声功率的比值是移动终端接收到的来自本小区的干扰功率与热噪声功率的比值；是移动终端接收到的来自相邻小区的干扰功率与热噪声功率的比值是 和 的比值， 在基站侧测量得到；η是 和 的比值，η在移动终端侧测量得到，它的数值取决于终端在小区内的位置。如果终端靠近基站，接收到的本小区的干扰功率的量就会超过接收到的相邻小区的干扰功率的量，因此η会比较小。如果终端靠近小区的边缘，η就会比较大；反向链路的容量估算反向基本信道的 Eb/NO的表达式为：也可以表达为：是服务小区接收到的来自本小区的干扰功率，即本小区内所有移动终端通过反向信道发送到服务基站的信号功率的总和（不包括测试终端），因此有：其中J是本小区内移动终端的数量（包括测试终端） 。因此有即如果热噪声的影响比较小，则上式第二项远小于第一项，则有：由于存在反向的功率控制，服务基站接收到的每个终端的信号功率基本相等，因此上式变成因为 就等于 ，因此，可以同时激活的反向基本信道的数量（即反向用户数量）J为：(2)式中， 是反向基本信道的所需 ， 是反向基本信道的数据速率。即容量等于扩频增益除以最低 与负载因子的乘积。是接收到的相邻小区的干扰功率总和与本小区的干扰功率之比。当本小区的负载增大时（因为相邻小区的终端的发射功率增加） ，同时支持的反向基本信道的数量会减少。在CDMA2000中，物理层的改进降低了对最小 的要求，因此增加了系统容量。在同样的目标FER（比如1%）下，CDMA2000RadioConfig.3和4所要求的 比CDMAIS-95的RadioConfig.1和2要小。CDMA2000RadioConfig.3和4使用了更好的卷积码（从 1/3或者1/2码升级到1/4），因此降低了对 的要求。同时，CDMA2000引入反向导频信道对反向基本信道进行相干解调，这也降低了对 的要求。在CDMA网络中，物理层的工作流程是固定不变的， 因此网络设计师不可能通过改变最小 参数来提高系统容量。当然有时候设备商会推出对 要求更低的新的射频芯片，但这种情况的发生概率是很低的。实际上为了提高系统容量，网络设计师更关注的是参数 ，即接收到的相邻小区的干扰功率总和与本小区的干扰功率之比，因为这个参数是网络设计师可以控制和改变的。很多提高网络容量的技术手段就是想方设法减少 ，这些技术手段大致可以分成两类：空间方法和功率方法。要知道 是 / ，而 是基站接收到的来自相邻小区的干扰功率与热噪声功率的比值， 是基站接收到的来自本小区的干扰功率与热噪声功率的比值。因此，减少 ，就能够减少 ；提高 ，也能够减少 。提高系统容量的空间方法，比如将小区扇区化，能够有效地减少服务小区接收到的来自相邻小区的移动终端的干扰功率，因此能够有效地减少 ，并进而减少 ，从而提高系统容量。其它提高系统容量的空间方法包括：6扇区；微基站；使用波束赋形技术的智能天线。提高系统容量的功率方法则是尽可能减少移动终端的发射功率。因为移动终端的天线是全方向的，因此其发射功率不会局限于指向服务小区，从而提高了 。因此尽可能减少移动终端的发射功率，就能减少 。其它提高系统容量的功率方法包括：接收天线分集；接收极化分集；软切换/更软切换；低噪声功放。前向链路的容量估算前向基本信道的 EB/NO的计算公式如下：如果 是服务小区（小区 0）的前向基本信道功率占总 ERP的比例，则有：其中 是测试终端接收到的服务小区的总有效功率（信号功率+干扰功率），将上式代入（3）式得由上式计算出 得，一般来说，干扰功率远远大于信号功率（ ? ），如果信道正交性也得到满足（ ），则上式简化为：一般来说， 可以指服务小区的任何一条前向基本信道 （信道k），为了不超过服务小区的功放的最大功率，必须满足下式：其中 是服务小区功放中分配给前向控制信道的功率， 这部分功率是固定不变的；而 是K条前向基本信道的功率总和。当服务小区处于全功率发射状态时，即时，K达到最大。道数量。显然，在信道的发射功率

也就是系统支持的最大的同时激活的前向基本信固定的情况下，要让K最大，单独一条前向基本必须最小。在实际的网络部署中，由于前向信道的速率各不相同，所要求的Eb/No各不相同，因此不同前向基本信道的 是不一样的。但是为了讨论方便，我们假设在最简单的情况下，所有的移动终端到服务小区的距离都相同，则 ，因此有这样：从上式可以看出，当 增加时，即来自其它扇区的影响增加时，服务小区同时支持的前向基本信道的数量会降低。和反向信道的情况一样，CDMA2000的物理层的改进降低了对Eb/No的要求，因此提高了系统容量。和反向信道的情况一样，网络设计师提高系统容量的主要方法是降低，因为网络设计师无法改变 Eb/No。降低 的方法分为两类：空间方法和功率方法。，而 是移动终端接收到的来自本小区的干扰功率与热噪声功率的比值； 是移动终端接收到的来自相邻小区的干扰功率与热噪声功率的比值。降低 的空间方法包括基站扇区化、 6扇区、微型基站、智能天线等。降低 的功率方法包括降低基站的发射功率、软切换 /更软切换、发射分集等。是风的细语、是雨的柔顺、斑驳了一道道古老的忧伤，刻在了灯火阑珊处?是桥的沧桑、是石的痕迹、流年了一首首陈旧的诗韵，铭在了秋月三更天?海棠红袖添香，墨迹染血苍凉。安静中，晨曦相伴花香，展一笺前世的千秋歌遥;清雨深巷幽笛，挥洒寒月银装。情浓处，夕阳西落桃源，留一篇今生的婉艳霓裳。挽轻风拂墨，泼洒一秋雨红，拨开海棠的花事，聆听花瓣细语呢喃，深情里，香醉十里桃花，溪留百亩婉蓝。摇曳的风铃，恍惚的倩影。沉月入水禅心未改，凝霜了一夜烟波的伤梦。灵润如玉的杏花黄似菊染的丝雨，阵阵飘莹、落琴弦瑟。拂墨轻风，笔尖莹绕了一圈年轮， 轻轻的描出了圆圆的印迹， 淡色中，雅致的轻雨，穿巷飘过，留下了一串串流香的诗花。模糊的撇捺、不清的横竖，送走着残血的时光。摘一支轻雨，铺一笺墨迹，在灯火阑珊处窥探一叶棂窗，熟悉的倩影淡淡一笑，倾城了岁月的柔情，暖雨中蜜意了情侣的梦香。一杯轻风，半壶墨迹。捧着安静的角落，独饮墨香，留韵素白。轻风拂过，开满了一园禅意，一片樱花。轻风缓缓，墨香袭袭。长长的倩影里，柔软了风韵的味律，洒脱的静悟中遥远变成了传说，把爱定格在一瞬间。这第一段似乎是着重描摹春的美丽，可起首有“多事的东风”一句，暗示