WCDMA系统上下行链路预算分析

WCDMA系统上下行链路预算分析前言WCDMA是一个自干扰系统WCDMA系统的覆盖与容量息息相关，覆盖和容量的关系就体现在链路预算中引入了上、下行干扰余量，而干扰余量又与容量规划中的负载因子密切相关课程目标了解WCDMA的上、下行链路预算的基本原理和方法了解WCDMA上、下行链路预算中各参数的含义及设置方法学习完本课程，您将能够：课程内容第一章WCDMA上、下行链路预算基本原理及分析场景介绍第二章WCDMA上、下行链路预算中各参数含义及设置基本原理TX合路双工器馈线RXPout_BSLc_BSLf_BSGa_BSNodeBTXRXPout_UEGa_UEUE合路双工器PL_DLPL_UL阴影衰落余量Mf建筑物穿透损耗Lp人体损耗Lb链路预算：通过对系统中前反向信号传播途径中各种影响因素进行考察，对系统的覆盖能力进行估计，获得保持一定呼叫质量下链路所允许的最大传播损耗。分析场景介绍地区类别Morphology采用通常的区分方法，把小区覆盖目标地区分为以下几类：密集城区DenseUrban普通城区Urban郊区SubUrban农村RuralArea高速公路HighWay所处环境的不同影响到链路预算中以下参数：建筑物穿透损耗均值阴影落标准差传播模型及路径损耗因子分析场景介绍根据3GPPR4TR25.943V4.0.0（2001-06）中的建议，使用以下几种典型信道：Static：静态信道，无多径TU3：典型城区步行速度TU50：典型城区普通车速TU120：典型城区高速RA120：开阔地区高速RA250：开阔地区高速列车HT120：山区高速分析场景介绍使用中应根据需要选择合适的多径信道类型。这一设置主要影响到链路预算中以下参数：链路性能（解调EbvsNo要求）上行小区负载：使用中合理选取下行小区负载：使用中合理选取下行干扰余量快速功控余量软切换增益对于这些参数，请参考第二章中的详细说明。分析场景介绍扇区化Sectorise全向Omni3扇区3Sector6扇区6Sector这一设置影响到链路预算表格中以下参数：天线增益此外，由于扇区化形式的不同，影响到覆盖区域的变化及软切换比例的变化，所以还应根据需要合理设置以下参数的取值：小区负载CellLoading分析场景介绍一般有以下几种承载类型可供选择：Voice（12.2kbps）LCD64LCD144LCD384UDD64UDD144UDD384不同的承载类型影响到链路预算中以下参数：链路性能（解调EbvsNo要求）。链路预算主要目的是为了确定小区覆盖范围，该范围应根据需要达到连续覆盖的业务（基本业务）确定。因此，在承载类型选择时，应根据基本业务需要确定。由于数据业务的不对称性，上下行基本业务可能不同，所以在链路预算工具中提供了分别设置的控件。分析场景介绍分集配置DiversityConfiguration上行收分集配置种类：2天线收分集4天线收分集下行发分集种类：无发分集noDiversitySTTD闭环发分集模式一CloseLoop-Mode1闭环发分集模式二CloseLoop-Mode2分集方式的不同影响到链路预算表格中以下参数：链路性能（解调EbvsNo要求）分析场景介绍是否使用塔放TMA（TowerMountedAmplifier）在馈缆损耗较大的场景中，使用塔放可以有效降低馈缆损耗对接收机灵敏度的恶化。是否使用塔放的设置影响链路预算表格中以下参数：上行接收噪声系数（定义在天线接头处）分析场景介绍室内覆盖IndoorCoverage根据运营商建设要求确定是否需要做到室内覆盖。需要注意不同目标地区可能有不同的要求。这一设置影响链路预算表格中以下参数：穿透损耗阴影衰落余量标准差课程内容第一章WCDMA上、下行链路预算基本原理及分析场景介绍第二章WCDMA上、下行链路预算中各参数含义及设置算法分析下行链路（前向）PL_DL下行链路最大传播损耗Pout_BS基站业务信道最大发射功率Lc_BS基站内合路器损耗Lf_BS馈线损耗Ga_BS基站天线增益Ga_UE移动台天线增益Mf阴影衰落余量（与传播环境相关）MI干扰余量（与系统设计容量相关）Lp建筑物穿透损耗（要求室内覆盖时使用）Lb人体损耗S_UE移动台接收机灵敏度（与业务、多径条件等因素相关）UESLbLpMIMfUEGaBSGaBSLfBSLcBSPoutDLPL_______算法分析上行链路（反向）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Lf_BS馈线损耗Ga_BS基站天线增益Ga_UEUE天线增益Mf阴影衰落余量（与传播环境相关）MI干扰余量（与系统设计容量相关）Lp建筑物穿透损耗（要求室内覆盖时使用）Lb人体损耗S_BS基站接收机的灵敏度（与业务、多径条件等因素相关）BSSLbLpMIMfBSLfUEGaBSGaUEPoutULPL______参数说明TCH最大发射功率MaxPowerofTCH上行最大发射功率对于UE来说，它的每业务信道最大发射功率就是其额定总发射功率。虽然RNC可以通过信令对该最大发射功率进行限制，但在进行链路预算时，通常假设该最大发射功率设置为UE的额定发射功率值。在进行链路预算时，设话音业务UE最大发射功率为21dBm，数据业务UE最大发射功率24dBm。PowerClassNominalmaximumoutputpowerTolerance1+33dBm+1/-3dB2+27dBm+1/-3dB3+24dBm+1/-3dB4+21dBm2dB参数说明下行最大业务信道发射功率下行链路的每业务信道最大发射功率由RNC设定，对于不同的业务可以有不同的取值。馈缆损耗CableLoss馈缆损耗针对基站侧而言，UE馈缆损耗设置为0dB。在使用双工器的情况下，上下行信号经过同一馈缆，所以上行接收和下行发射的馈缆损耗设置为相同的值。馈缆损耗的设置值影响链路预算中以下参数：上行接收机噪声系数下行EiRP对于常用的7/8馈缆，在2GHz频段的百米损耗约为6dB。此外，还应计入跳缆、接头等损耗。参数说明人体损耗人体损耗发生在UE侧，具体取值与使用者的使用习惯有关。一般对人体损耗的缺省设置值作如下假设：话音业务人体损耗取值3dB数据业务由于以阅读观看为主，UE距人体较远，人体损耗取值0dB天线增益UE天线增益一般认为UE的天线增益为0dBi。BS天线增益BS天线增益应根据实际选用的天线指标确定。参数说明等效全向辐射功率EiRPEiRP是EquivalentIsotropicRadiatorPower的缩写EiRP(dBm)=MaxPowerofTCH(dBm)-CableLoss(dB)-BodyLoss(dB)+GainofAntenna(dBi)噪声系数UE接收机噪声系数UE接收机噪声系数典型值为7dB。BS接收机噪声系数为了统一使用和不使用塔放的情况下噪声系数的计算，将BS接收机噪声系数参考点定义在天线接头处。参数说明接收机灵敏度SensitivityofReceiver接收机灵敏度是指由接收机底噪决定的最小接收信号强度。与噪声系数一样，在链路预算中，将其定义在天线接头处。SensitivityofReceiver(dBm)=-174(dBm/Hz)+NF(dB)+10lg[1000*Rb(kHz)]+EbvsNorequired(dB)注意这里的接收机灵敏度与3GPPTS25.104V3.7.0（2001-06）中7.2节的参考灵敏度指标不同：参考点不同：协议规定的参考点在不使用塔放时是机顶天线口（TestPortA），使用塔放时是远端天线口（TestPortB），均不包含天线至放大器间的馈缆配置不同：协议规定的参考灵敏度是对单个分集通道进行测试的，而链路预算中的接收机灵敏度则是应用接收分集之后的灵敏度指标信道条件不同：协议规定的参考灵敏度是在静态信道下测试得到的，链路预算表格中的灵敏度指标根据各种多径信道下的解调性能计算得到参数说明小区负载CellLoading上行小区负载定义：在理想功控假设下，存在下述关系：规划中可以使用上述公式对一定场景下的小区负载进行估计。UL1No/ITOT11NoiseRiseUL(1f)j1N111EbvsNojWRj1vj参数说明下行小区负载定义：在理想功控假设下，有如下关系：DLPTX/PmaxmaxmaxPTXPCCHNon1N[SIR_TxnCL0,n]1n1NSIR_Txn[nfn]参数说明干扰余量InterferenceMargin上行链路干扰余量根据对上行负载因子的定义，上行链路干扰余量应等于相应小区负载下的NoiseRise值：下行链路干扰余量下行干扰余量的定义如下：需要注意的是上面公式中使用小区边缘耦合损耗值进行计算，此耦合损耗定义在基站机顶与UE接收机之间，所以上行最大耦合损耗等于：CL_UL_max(dB)=PathLoss(dB)+BodyLoss(dB)+PenetrationLoss(dB)-GainofTxAntenna-GainofRxAntenna(dBi)+CableLoss(dB)在上行覆盖受限场合，下行最大耦合损耗等于上行最大耦合损耗上行干扰余量dBNoiseRisedB10lglg11DL下行干扰余量dB10lglg[jfj]DL_PtxPmaxmaxmaxN0CL0,j1参数说明外界干扰余量MarginforBackgroundNoise在某些地区，由于外界电磁干扰的存在，需要在链路预算中留出相应的余量。假设设备（NodeB或UE）底噪为XdBm，外界干扰功率为YdBm，则需要留出的外界干扰余量为：MarginforBackgroundNoise=(XdBm+YdBm)-XdBm根据相关测试报告【RNP&OforUMTS5.1.2】，外界干扰功率缺省设置为-104dBm。参数说明快衰落余量在链路预算中，使用的接收机解调性能是基于理想功控的假设得到的仿真结果，在实际的系统中，由于发射方的发射功率是有限的，这就在闭环功控中引入了非理想的因素。假设发射方的最大发射功率为TCH_max，在这样的功率限制下，在一定的路径损耗时，达到BLER/BER要求的发射方平均发射功率是TCH_Average(PL)定义功率余量：有如下关系：链路预算中的快速功控余量可以近似设置为无功控条件下链路性能与理想功控性能差值。HeadRoomrTCH_maxmaxmaxTCH_AveragerrPLrHeadRoomEbvsNo灵敏度恶化r参数说明上行链路快速功控余量由于快速功控余量由链路性能决定，所以其设置应与链路性能表格相同，区分不同信道，并与上行收分集的配置有关。具体取值由链路仿真提供。下行链路快速功控余量由于快速功控余量由链路性能决定，所以其设置应与链路性能表格相同，区分不同信道，并与下行发分集的配置有关。具体取值由链路仿真提供。参数说明最小接收信号强度MinimumSignalStrengthRequired在接收机静态灵敏度的基础上，考虑了天线增益、软切换的链路增益、快速功控余量等因素之后，就可以计算得到保证链路质量需要的最小接收信号强度。对上行链路，由于CableLoss包括在噪声系数中一并考虑，所以：ULMinimumSignalStrengthRequired=SensitivityofReceiver(dBm)-GainofAntenna(dBi)+BodyLoss(dB)+InteferenceMa