16 TD-SCDMA无线网络估算-覆盖估算.ppt

1、TD-SCDMA无线网络估算覆盖估算,覆盖要求 覆盖面积 覆盖概率 经过校正的传播模型 容量要求 话务模型 业务模型 用户密度 质量要求 QoS要求 GoS要求 解调门限,系统规模 站点数目 系统配置 扇区结构 载波数 建网成本 站址成本 设备成本,前言：无线网络估算的输入与输出,培训目标,学完本课程后，您应该能： 了解TD-SCDMA无线网络覆盖估算的流程 掌握TD-SCDMA的上行、下行链路预算方法 列出影响TD-SCDMA上行、下行链路预算的主要因素 知道各种业务在各典型覆盖场景下大体上的覆盖半径,目 录,覆盖估算流程 上行链路预算 下行链路预算 覆盖估算结果举例,目 录,覆盖估算流程

2、上行链路预算 下行链路预算 覆盖估算结果举例,准备工作：确定覆盖区域分类,准备工作：确定覆盖目标,覆盖目标应包括各种覆盖区域的覆盖率，室内外是否都需要覆盖等要求,覆盖指标判决准则,下行链路覆盖指标由导频信号P-CCPCH的载干比 C/I和电平值RSCP (Received Signal Code Power)为判决准则 上行链路以终端发射功率为判断准则,覆盖估算主要步骤,通过链路预算计算各种覆盖区域允许的最大路径损耗 通过传播模型计算最大路径损耗情况下的小区覆盖半径（站间距） 根据小区允许覆盖半径计算小区（基站）覆盖面积 算出各覆盖区域的小区（基站）个数,目 录,覆盖估算流程 上行链路预算 下

3、行链路预算 覆盖估算结果举例,上行链路预算模型,上行链路是指终端发、基站收方向的通信链路,移动台 发射功率,移动台 天线增益,阴影衰落,赋形增益,路径损耗,穿透损耗,人体损耗,基站 天线增益,基站 馈线损耗,基站 接收机,发射端有效 全向辐射功率,接收端 最小接收电平,PL_UL：上行链路最大传播损耗 Pout_UE：移动台业务信道最大发射功率 Ga_UE：移动台天线增益 Ga_BS：基站天线增益 Lf_BS：基站馈线损耗Mf：阴影衰落余量 Lp：穿透损耗MI：干扰余量 Lb：人体损耗Mp：快衰落（功控）余量 S_BS：基站接收机的灵敏度,上行链路预算计算公式,在目前的网络规划中，UE在各种业

4、务情况下最大发射功率都取为24dBm TD-SCDMA终端功率等级,上行链路预算要素UE发射功率,上行链路预算要素天线增益,UE天线增益：0dBi 基站天线上行增益单天线增益智能天线赋型增益 单天线增益：定向天线的单天线增益通常为15dBi，全向天线的单天线增益在811dBi之间，通常取10dBi 理论上，8单元智能天线上行可获得9dB的赋形增益，实际的波束赋形增益会有些损失。根据系统仿真与测试结果，一般取7dB 由于各阵元间距只有1/2波长，所以智能天线阵列在上行的分集接收增益很小，一般取0dB,上行链路预算要素各种损耗,馈线损耗：主要是指馈线（或跳线）和接头损耗 TD-SCDMA的功放与天

5、线的距离一般较近，从功放到天线的一段馈线及相应的接头的损耗通常取1dB 人体损耗：UE离人体很近造成的信号阻塞和吸收引起的损耗 人体损耗取决于手机相对于人体的位置 一般的话音业务的人体损耗参考值为3dB 数据业务和可视电话由于以阅读观看为主，UE 距人体较远，人体损耗取值 0dB,上行链路预算要素各种损耗 (续),穿透损耗：当人在建筑物或车内打电话时，信号需要穿过建筑物或车体，造成一定的损耗 穿透损耗与具体的建筑物结构和材料、电波入射角度和频率等因素有关，应根据目标覆盖区的实际情况确定 实际商用网络建设中，穿透损耗余量一般由运营商统一指定，以保证各家厂商规划结果可比较,上行链路预算要素各种损耗

6、 (续),常见的障碍物穿透损耗值 Penetration Loss (dB) 隔墙阻挡：520dB 楼层阻挡：20dB 室内损耗值是楼层高度的函数，-1.9dB/层 厚玻璃（寒带地区）：610dB 火车车厢的穿透损耗为：1530dB 电梯的穿透损耗：30dB左右 茂密树叶损耗（风景区）：1015dB 更好的室内覆盖要求通过室外基站实现是不经济的，应通过针对性的室内覆盖解决方案满足,上行链路预算要素各种余量,阴影衰落（慢衰落）余量 为了保证基站以一定的概率覆盖小区边缘，基站必须预留一定的发射功率以克服阴影衰落，这些预留的功率就是阴影衰落余量 阴影衰落余量取决于覆盖概率（面积覆盖概率和边缘覆盖概率

7、）和阴影衰落标准差，一般由链路预算工具来进行计算,上行链路预算要素各种余量 (续),干扰余量：为系统容量预留的干扰储备量 各种典型场景下的参考干扰余量如下表所示 小区负荷高时，需要预留的干扰余量也相应提高，小区半径将减少 为了简化计算，通常 取平均干扰余量为2dB,上行链路预算要素各种余量 (续),快衰落（功控）余量：用于抵抗快衰落（瑞利衰落）的功控波动范围 对慢速移动的终端（终端移动速度50km/h），功控余量取1dB 对于中高速移动的终端（终端移动速度50km/h），主要由交织对抗快衰落，不需要考虑预留功控余量,上行链路预算要素基站接收机灵敏度,基站接收机灵敏度背景噪声基站接收机噪声系数基

8、站接收各种业务所需的解调门限（Eb/NO）处理增益 TD-SCDMA系统背景噪声KTB-112dBm K为Boltzmann常数（1.3810-23J/K） T为绝对温度，取290K B为信号带宽，TD-SCDMA的信号带宽为1.28106Hz 基站接收机噪声系数：评价放大器噪声性能好坏的指标，用 NF 表示，定义为放大器的输入信噪比与输出信噪比之比 该值取决于各厂家基站性能，华为NodeB的NF5dB,上行链路预算要素基站接收机灵敏度 (续),解调门限Eb/No：通过链路仿真获得（仿真算法不同，结果会有差异），与以下因素相关： 业务类型：话音12.2k, CS64, PS64, PS128,

9、 PS384等 信道条件：TU3, TU50, RA120等,上行链路预算要素基站接收机灵敏度 (续),处理增益：与解调门限类似，也是通过链路仿真获得（仿真算法不同，结果会有差异），与以下因素相关： 业务类型，信道条件，该业务采用的扩频因子、信道编码方式以及调制方式,上行链路预算要素基站接收机灵敏度 (续),各种典型业务接收灵敏度如下表所示：,上行链路预算结果举例一般城区,目 录,覆盖估算流程 上行链路预算 下行链路预算 覆盖估算结果举例,下行链路预算模型,下行链路是指基站发、终端收方向的通信链路,阴影衰落,赋形增益,路径损耗,穿透损耗,人体损耗,基站 发射功率,基站 馈线损耗,基站 天线增益

10、,发射端有效 全向辐射功率,移动台 天线增益,移动台 接收机,接收端 最小接收电平,PL_DL：下行链路最大路径损耗 Pout_BS：基站业务信道最大发射功率 Ga_UE：移动台天线增益 Ga_BS：基站天线增益 Lf_BS：基站馈线损耗Mf：阴影衰落余量 Lp：穿透损耗MI：干扰余量 Lb：人体损耗Mp：快衰落（功控）余量 S_UE：终端接收机的灵敏度,下行链路预算计算公式,基站最大发射功率取决于各厂家基站性能，华为NodeB最大功率可以达到37dBmW（5W） 由于一个扇区多个载波是共用天线功率的，所以： 如果站型为S 1/1/1，每个载波的发射功率就是37dBm 如果站型为S 3/3/3

11、，则单载波最大功率为：3710(3)32.2dBm,下行链路预算要素基站发射功率,下行链路预算要素基站发射功率 (续),基站的全部发射功率需要分享给不同的用户使用；单时隙承载的用户数量越多，每个用户得到的功率越少,下行链路预算要素天线增益,UE天线增益：0dBi 基站天线下行增益单天线增益智能天线赋型增益天线阵列增益 单天线增益：定向天线的单天线增益通常为15dBi，全向天线的单天线增益在811dBi之间，通常取10dBi 理论上，8单元智能天线下行可获得9dB的赋形增益。根据系统仿真与测试结果，一般取7dB 在下行方向，由于每个阵元都发射用户的信号，对于8阵元阵列，相当于信号强度增加8倍，即

12、增加9dB,下行链路预算要素干扰余量,干扰余量：为系统容量预留的干扰储备量 各种典型场景下的参考干扰余量如下表所示 为了简化计算，通常取下行平均干扰余量为3dB,下行链路预算要素终端接收机灵敏度,终端接收机灵敏度背景噪声终端接收机噪声系数终端接收各种业务所需的解调门限（Eb/NO）处理增益 背景噪声：与上行相同，-112dBm 接收机噪声系数：取决于各终端性能，按照规范，UE的NF7dB 解调门限和处理增益：与上行类似，也是通过仿真获得,下行链路预算要素终端接收机灵敏度 (续),各种典型业务接收灵敏度如下表所示：,下行链路预算结果举例一般城区，S 3/3/3,上行、下行链路平衡,上行、下行链路

13、预算结果一般不同，实际有效的覆盖范围将取决于上下行两路预算中的较小者 TD-SCDMA下行多了9dB的阵列增益，所以一般情况下都是上行覆盖受限 如果站型较大（如S 6/6/6），则每个载波的功率会变小，有可能下行覆盖受限,不同环境链路预算参数差异,在不同的无线环境下，链路预算的方法是完全一致的，只是部分链路预算参数会有一定的差异,思考题,请列出影响链路预算的主要因素。 请列出上行链路预算和下行链路预算之间的区别。,思考题,在不同的无线环境下，有哪些链路预算参数存在差异？ 对于不同的业务，有哪些链路预算参数存在差异？,目 录,覆盖估算流程 上行链路预算 下行链路预算 覆盖估算结果举例,基于覆盖要

14、求的基站数量估算方法,根据前面的链路预算，可以得到不同地区不同业务上（下）行链路（业务信道）的最大允许路径损耗 根据选择的传播模型，可以反推出小区的覆盖半径 根据站型和覆盖半径可以计算出小区面积，用规划区域面积除以小区面积就得到所需的基站个数,K1：传播损耗常数K2：log(d)的修正因子； K3：log(HTxeff)的修正因子HTxeff：发射机天线的有效高度（m） K4：衍射损耗的修正因子Diffraction loss：传播路径上障碍物衍射损耗 K5：log(HTxeff)log(D)的修正因子 K6：HRxeff的修正因子 HRxeff：接收机天线有效高度 Kclutter：地物clutter的修正因子f(clutter)：地貌加权平均损耗,基于SPM的传播模型,基站覆盖半径计算举例（上行，S3/3/3）,不同站型小区面积计算,小区半径: R 站间距离: D=1.5R 基站覆盖面积=1.96R2,小区半径: R 站间距离: D=1.732R 基站覆盖面积=2.60R2,定向3扇区站,全向站,基站数量估算,假设某规划区域的面积为M，则该规划区域需要的基站数N为： NM / (S) 其中是扇区有效覆盖面积因子，一般取值为0.8,覆盖估算结果验证,结合后续网络预规