3G培训之九(UMTS-RF)

1UMTSRF设计方法3G培训资料之九2内容ContentsUMTS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3GSM网络规划：覆盖及容量（上行链路）Pmax1channelf1RangeTime-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1channelf1BSSensitivity4UMTS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Pmaxf1Rangec1c2c3f1BSSensitivity-I.M.覆盖，容量和服务质量（QOS）是互为相关的！5W-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下行上行SpreadingCodesSeparateusersSeparateUserNtrafficchannelsScramblingCodesIdentifyeachBSSamecodeusedforonesectorDifferenciateeachuserinasector6W-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)1(log1010ULULNRPoleCapacity05101520253001020304050NumberofUserperCellNoiseRise[dB]7W-CDMA概念负荷系数DownlinkLoadFactorRequiredEb/NoRequiredReceivedPowerfromBSPBSUplinkLoadFactorRequiredEb/NoRequiredReceivedPowerfromMSjPMS,j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。BS8W-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。hcochcIIIF9W-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MoreCapacityEquallyloadedcellsLessinterferenceintheneighboringcells--highercapacityinthemiddle10W-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。MSL=PathLossR=distance)(log2.354.13710RLTxPowerAntennaGainBodyLossAntennaGainCableLossThermalNoiseRxNoiseFigureRequiredEb/NoBSInterferenceMargin(NoiseRise)FadingMarginHandoverGain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。11W-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）-30-20-100dB1020300.010.020.030.040.050.068dB10%5%1%OutageProbabilityCoverageProbabilityStdDeviation8dBforUrbanandDenseUrbanareas90%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。12W-CDMA业务的区域分布Networksplitintoregionsofcommoncharacteristics:•Users•Services•RadioEnvironment13业务的模型化Services•Webbrowsing•Video•E-mail•PDAsynchronisation•Photo-mail•MPEGdownload•DigitalradioRequirements•Delaythroughput•QoS•ServicelevelBearermapping•LCD64KBPS•LCD144KBPS•LCD384KBPS•UDD32KBPS•UDD64KBPS•UDD144KBPS•FACH•RACH•UDDDSCH14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。CoveragecoveragesregionsareatypeinformationpropagationconditionsCapacityspectrumavailablesubscribergrowthforecasttrafficdensityinformaitonQualitycoverageprobabilityblockingprobablitityenduserthroughputDimensioning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？15W-CDMA覆盖与容量的关系16规划准则BitRatePGEb/NoCapacityCellRange++==17上行链路下行链路覆盖容量注释上行链路主导要求一般由于NoiseRise（PoleCapacity)的要求和最大手机功率的限制，使得上行链路的规划主要考虑覆盖下行链路一般主导要求下行数据量较大，加之下行发射信号引入的干扰，使得下行链路规划容量要求占主导地位。“一般原则，覆盖受上行链路约束，而容量是受下行链路约束“18UMTS无线设计方法19WCDMA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LEVEL1LEVEL2LEVEL320MaximumAchievableServiceAcrosstheCell12.2kbps64kbps384kbps144kbpsRangedecreases假设1–承载速率选择Maxnºuserssupportedincreases21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StartSelectRadioEnvironment&CellLoadingCapacityValuesRangeValuesCellRangeAnalysisNumberofNodeBNumberofNodeBformaxcapacitySelectcasebyminimumrangeCalculateremainingoutputsforthiscase22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：Inputs:UniformSitePlacementsUniformmobileDistributionandSpeedUniformPropagationandMultipathModelSameserviceusageLink/SystemParametersOutput:Eb/NoRequirementsUESpeed/ServiceInputs:Areas/GeographicSegmentCellRange/GeographicSegmentandserviceOutput:SiteCountGeographicSegmentandServiceReverseLinkLayerSimulationLinkBudgetAnalysisSiteCountInputs:Eb/NoRequirement/ServiceGeographicSegmentCoverageReliabilityUniformCellLoading(75%or)optimisedcellloadingPenetrationLossesSystemMS/BSParametersPropagationModelsReverseLinkOnlyOutput:CellRange/GeographicSegmentandServiceSelectSiteCountbasedonOperatorCoveragerequirementsperserviceEb/NtReq.B23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）Inputs:Eb/NoRequirement/ServiceBearerrate/serviceF-FactorActivityFactorTargetInt.MarginProcessingGainCoverageProbabiltiyOutput:SetofFiguresofErlangs/segmentsperserviceOutput:SiteCountSiteConfigurationSiteCapacityCalculationServiceModellingSiteCountInputs:GeographicSegmentNumberofSubscriber/serviceSubscriberGrowthTrafficUsage/User/BHPenetrationLossesServiceMix/GeographicSegmentOutput:SetofFiguresofErlangs/segmentsperserviceEb/NtReq.BChangeCellLoad?IterateEndSiteCount24小区伸缩效果InputEquivalentTraffic/Nominaluser/Environment/PopulationperEnvironmentSelectedCellLoadingReduceCellLoadingIncreaseCellLoadingEndCapacityValuesRangeValuesCellRangeAnalysisNumberofNodeBCapacityAnalysisNumberofNodeBStep#1vsStep#2Step#1Step#2Step#1Step#2Step#1=Step#2Step#1Step#2StartwithLoad75%25小区伸缩效果Suburban00.511.522.53200220032004200520062007200820092010YearCellRange(km)0123456Trafficpercarrier(Erlangs).RangeTra