WCDMA小區(qū)規(guī)劃

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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,*,WCDMA小區(qū)規(guī)劃,提綱,引言,根據(jù)覆蓋進(jìn)行的小區(qū)規(guī)劃,根據(jù)話務(wù)量進(jìn)行的小區(qū)規(guī)劃,兩類規(guī)劃的綜合平衡,1,一 引言（1）,3G與2G的主要差異，在于3G業(yè)務(wù)是多媒體業(yè)務(wù),小區(qū)規(guī)劃的原則,在特定的環(huán)境條件下（指下列不同環(huán)境的某種組合）,城市、郊區(qū)；,室內(nèi)、步行與車載

2、；,2,一 引言（2）,特定的業(yè)務(wù)類型下,電路交換（CS）型,話音,64kb/s,144kb/s,384kb/s,分組交換（PS）型,64kb/s,144kb/s,384kb/s,3,一 引言（3）,在上述兩種條件下，分別從覆蓋與話務(wù)量進(jìn)行規(guī)劃,從覆蓋角度出發(fā)計算最小基站數(shù)；,從話務(wù)量角度出發(fā)計算最小基站數(shù)；,最后綜合兩類計算結(jié)果，并取兩者之中最大者作為最終結(jié)果。,4,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（1）,由路徑損耗確定小區(qū)覆蓋范圍，再由要求的總覆蓋區(qū)域求得總基站數(shù)。這是根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃的基本思路。,基本參數(shù)與公式,最大路徑損耗L,P,：L,P,=P,e,-L,pro,-R,sen,(1),其中

3、：P,e,為有效輻射功率，L,pro,為傳播損耗，,R,sen,為接收機(jī)靈敏度，即最小接收信號電平。,5,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（2）,有效輻射功率P,e,上行鏈路，移動終端發(fā)射功率：如所示。,上行鏈路移動終端發(fā)射功率,由表可知，發(fā)送數(shù)據(jù)的功率約比話音大一倍。,發(fā)射機(jī)輸出,話音,數(shù)據(jù),發(fā)射功率,mW,125,250,dBm,21,24,6,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（3）,下行鏈路，由于業(yè)務(wù)不同，發(fā)射功率也大不相同，小區(qū)負(fù)荷越大，在保證相同覆蓋的條件下，發(fā)射功率也就越大。,假設(shè)小區(qū)負(fù)荷為理論上最大值即容量值，則每個業(yè)務(wù)信道的平均發(fā)射功率為總發(fā)射功率除以容量值所得之商。,若基站發(fā)射總功率為20W

4、,控制信道占20，為20W0.24W；,話音業(yè)務(wù)信道占80，為20W0.816W；,其中每個話音業(yè)務(wù)信道的平均發(fā)射功率為,16W/容量值，如所示,7,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（3）,發(fā)射功率,電路交換（CS）,分組交換（PS）,話音,64kb/s,384kb/s,64kb/s,384kb/s,步行,(3km/h),容量（理論值）,49.6,27.7,3.33,84.3,8.03,每信道平均發(fā)射功率（mW）,322.6,577.5,4808.4,189.7,1992.6,每信道平均發(fā)射功率（dBm）,25.1,27.6,36.8,22.8,33.0,車載,(120km/h),容量（理論值）,28

5、.9,11.6,1.02,24.7,3.53,每信道平均發(fā)射功率（mW）,553.0,1376.3,15657.5,648.2,4535.4,每信道平均發(fā)射功率（dBm）,27.4,31.4,41.9,28.1,36.6,基站每信道的平均發(fā)射功率,8,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（4）,基站發(fā)射信號經(jīng)天線饋線后將產(chǎn)生一定的損耗，如所示,。,每業(yè)務(wù)信道的有效輻射功率為：,P,e,=P,v,-L,I,+G,T,(2),上行,下行,饋線損耗（dB）,0.0,2.0,發(fā)射天線增益（dBi）,0.0,17.0,9,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（5）,其中：P,v,為平均發(fā)射功率，L,I,為饋線損耗，G,T,為發(fā)

6、射天線增益。,傳播損耗L,pro,在計算無線路徑損耗時，必須要考慮一些修正與余量，具體見。,對數(shù)正態(tài)衰落余量，它提供單一小區(qū)邊界覆蓋的具體計算；,干擾余量，接收機(jī)靈敏度是指在無干擾信號下，能正確接收的最低信號強(qiáng)度。然而在同一小區(qū)內(nèi)的用戶接收系統(tǒng)會產(chǎn)生互相干擾，它相當(dāng)于增加了系統(tǒng)的背景噪聲。,10,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（6）,干擾余量10log,10,(1-扇區(qū)負(fù)荷),10lg(1-0.5)=3.0dB (3),人體損耗，用戶身體對無線電傳播的影響，它與用戶終端天線位置有關(guān)，若天線在用戶肩部，則人體損耗約為23dB；,切換增益，切換時維持邊界處特定可靠性帶來的增益，一般當(dāng)小區(qū)優(yōu)化時約5dB；

7、,穿透損耗，在基礎(chǔ)小區(qū)規(guī)劃中，其值除采用中數(shù)據(jù)外，還應(yīng)根據(jù)建筑物具體大小和位置做調(diào)整。,11,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（7）,傳播損耗,標(biāo) 準(zhǔn),城市,郊區(qū),對數(shù)正態(tài)衰落余量（dB）,室外,15.1,6.9,室內(nèi),5.4,2.3,干擾余量（dB）,3.0（相對于最低信號強(qiáng)度）,人體損耗,（dB）,3.0,0.0,0.0,切換增益（dB）,5.0,穿透損耗,（dB）,室外,0.0,0.0,室內(nèi),15.0,10.0,車載,10.0,10.0,12,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（7）,系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)考慮的傳播損耗L,pro,為,L,pro,對數(shù)正態(tài)衰落余量干擾余量人體損耗,穿透損耗切換增益 （4）,接收機(jī)損

8、耗L,R,接收天線輸出與接收機(jī)輸入之間的綜合損耗，如所示。,上行,下行,接收天線增益（dBi）,17.0,0.0,饋線損耗,0.0,0.0,13,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（8）,接收機(jī)損耗可用下列公式表示：,L,R,=L,I,-G,R,(5),其中，L,I,為饋線損耗，G,R,為接收天線增益,接收機(jī)靈敏度R,sen,R,sen,熱噪聲級別數(shù)據(jù)速率噪聲系數(shù)要求的E,b,/(N,0,+I,0,)(6),其中 R,sen,表示輸入正好滿足所要求的E,b,/(N,0,+I,0,)時信號電平。,E,b,/(N,0,+I,0,)為每比特信號能量與總的噪聲、干擾功率密度之比；,熱噪聲級別為在接收處每赫茲的噪

9、聲功率，它等于波爾茲曼常數(shù)k與溫度T的乘積；,14,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（9）,數(shù)據(jù)速率是以dBHz為單位的信道比特率，它越高 接收機(jī)靈敏度也越高；,噪聲系數(shù)為接收系統(tǒng)以接收機(jī)輸入為基準(zhǔn)的噪聲指標(biāo)，比如上行鏈路中若采用了塔頂功放，則噪聲系數(shù)可降低至3dB；,如果運用話音激活，則計算R,sen,時還應(yīng)加入一個激活因素，這時假設(shè)為連續(xù)接收，靈敏度相關(guān)參數(shù)的取值可參見估算結(jié)果參見,。,15,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（10）,接收機(jī)靈敏度R,sen,的相關(guān)參數(shù)取值,指 標(biāo),數(shù) 值,熱噪聲級別,174dBm(T=300,0,K),數(shù)據(jù),速率,電路交換(CS),(kb/s),12.2,40.9dB,6

10、4,48.1dB,384,55.8dB,分組交換(PS),(kb/s),64,44.8dB,384,53.9dB,噪聲系數(shù),上行,3dB(具有塔頂放大器),下行,7dB(移動終端),要求的E,b,/(N,0,+I,0,),參見表7,16,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（11）,要求的E,b,/(N,0,+I,0,),業(yè)務(wù)類型,環(huán)境,要求的E,b,/(N,0,+I,0,)(dB),上行,下行,話音數(shù)據(jù),速率(kb/s),8.0,步行(3km/h),3.3,6.1,車載(120km/h),6.1,7.9,64,步行(3km/h),2.2,1.1,車載(120km/h),3.8,3.3,電路交換數(shù)據(jù)速率(

11、kb/s),384,步行(3km/h),0.6,0.1,車載(120km/h),2.7,2.4,64,步行(3km/h),1.4,1.1,車載(120km/h),3.6,3.0,分組交換數(shù)據(jù)速率(kb/s),384,步行(3km/h),0.2,-0.1,車載(120km/h),2.3,1.9,17,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（11）,接收機(jī)靈敏度R,sen,環(huán)境,業(yè)務(wù),上行,下行,（室內(nèi)）步行,3km/h,話音(12kb/s),126.8,120,電路交換(64kb/s),120.7,117.8,電路交換(384kb/s),114.6,111.1,分組交換(64kb/s),124.8,121.1

12、,分組交換(384kb/s),116.9,113.2,車載,120km/h,電路交換(64kb/s),119.6,115.1,電路交換(384kb/s),112.5,108.8,分組交換(64kb/s),123.3,119.4,分組交換(384kb/s),114.8,111.2,18,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（12）,無線覆蓋估算,路徑損耗與小區(qū)覆蓋半徑的計算,在宏小區(qū)中，經(jīng)常引用“OKUMURAHATA”模型，作為覆蓋估算的依據(jù),具體計算公式為（NEC公司采用）：,L,P,69.55+26.16lgF-13.82lgH,b,-a(H,m,)+,(44.9-6.55lgH,b,)lgR-B(F

13、)(7),其中：L,P,為最大允許路徑損耗(dB),H,b,為基站有效天線高度(m),19,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（12）,H,m,為移動臺天線高度(m),F為頻率(MHz),R為距離(km),a(H,m,)為城市地形H,m,的矯正因子,B(F)為地物干擾矯正因子,0 （城市）,B(F)2(lgF/28),2,+5.4 （近郊）,4.78(lgF),2,-18.33lgF+40.94 （遠(yuǎn)郊）,20,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（12）,假設(shè)F=2GHz,H,b,=30m,H,m,=1.5,a(H,m,)=0,則(7)可簡化為：,139.65+37.20lgR-B(F)(H,b,=15m),L,

14、P,=(8),135.49+35.22lgR-B(F)(H,b,=30m),矯正因子：,0dB （城市）,B(F)12.27dB （郊區(qū)）,32.52dB （農(nóng)村）,21,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（12）,10,(L +B(F)-139.65)/37.20,(H,b,=15m),R=(9),10,(L +B(F)-135.49)/35.22,(H,b,=30m),覆蓋面積計算,以384kb/s分組交換上行鏈路為例，設(shè)小區(qū)負(fù)荷為50，城市室內(nèi)環(huán)境,每信道輻射功率：設(shè)平均發(fā)射功率為24dBm、饋線損耗為0dB、發(fā)射天線增益為0dB，則由公式(2)可求得每信道有效輻射功率為24dBm；,傳播損耗，設(shè)

15、對數(shù)正態(tài)衰落余量為5.4dB，穿透損耗為15dB，則由公式(4)可求得傳播損耗為18.4dB,P,P,22,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（13）,接收機(jī)損耗，設(shè)接收饋線損耗為0dB，接收天線增益為17dBi，則根據(jù)公式(5)，可求得接收機(jī)損耗為17dBi,接收機(jī)靈敏度，設(shè)熱噪聲級別為174dBm，數(shù)據(jù)速率為53.9dB，噪聲系數(shù)為3dB，要求E,b,/(N,0,+I,0,)0.2dB，則由公式(6)可求得,R,sen,116.9dB,最大路徑損耗,L,P,=P,e,L,pro,L,R,R,sen,=24 18.4(17)(116.9)=139.5dB,23,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（13）,最大輻

16、射半徑(城市環(huán)境B(F)=0),R=10,(L +B(F)-135.49)/35.22,=1.3km (H,b,=30m),小區(qū)覆蓋面積A,A=33(),2,=3.29km,2,分別給出城市熱點地區(qū)、城區(qū)、郊區(qū)和農(nóng)村四種環(huán)境下的具體計算結(jié)果。,欲覆蓋地區(qū)的基站數(shù),計算覆蓋區(qū)所需基站數(shù)目時，將該地區(qū)各業(yè)務(wù)中最小的小區(qū)覆蓋面積作為該地區(qū)的小區(qū)覆蓋面積。,為簡化暫討論城市與近郊區(qū)兩種環(huán)境。,P,R,2,3,2,24,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（14）,設(shè)某城市市區(qū)欲覆蓋100km,2,（近）郊區(qū)欲覆蓋900km,2,則欲覆蓋地區(qū)基站數(shù)目總覆蓋面積/小區(qū)覆蓋面積,本例中各業(yè)務(wù)中最小的小區(qū)覆蓋面積選作384kb/s分組交換業(yè)務(wù)，城市室內(nèi)（步行）環(huán)境下，上行鏈路的小區(qū)覆蓋面積；,具體計算結(jié)果如所示。,25,二 根據(jù)覆蓋進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃（15）,根據(jù)覆蓋得到的最少所需基站數(shù)目,參數(shù),城市,郊區(qū),覆蓋面積(km,2,),100,900,小區(qū)面積,(km,2,),室內(nèi),3.33,47.16,車載,4.77,35.82,基站數(shù)目,(NodeB),室內(nèi),30,19,車載,21,25,26,三 根據(jù)話務(wù)量進(jìn)行小區(qū)規(guī)