无线网络规划中的常用公式

1.光纤通信STM-1的码速率12系统功率的公式13. CDMA 系统容量 14. 天馈相关公式25. 直放站的使用原则36. 手机给BSC发送PSMM的公式37. BHCA(Busy Hour Call Att emp ts)忙时呼叫次数的计算公式38. 导频间隔的计算(PIOLT_INC) 39. 处理增益的计算510. MS 初始化的过程511 .补充信道512. 功率控制的速率513. 单元长度的短消息测试61 4 .市区路径损耗中值标准公式： 615. 接收机灵敏度的计算：616. 负荷因子对于干扰余量的影响617. 干扰，功率受限模型719. 软切换率720. 天线的隔离度的计算821. 直视距离内有效传播距离公式：81. 光纤通信 STM-1 的码速率=270*9*8/ ( 125* ( 10的-6 次方)=155.520Mbit/s2. 系统功率的公式：刚进入接入信道时的第一个试探序列：平均输出功率(dBm)=-平均输入功率(dBm) - 73 + NOM_PWR (dB)+ INIT_PWR( dB)其后的试探序列：平均输出功率(dBm)=-平均输入功率(dBm) - 73 + NOM_PWR (dB)+ INIT_PWR (dB) + PWR_STEP之和(dB)在接入信道上的发射功率：平均输出功率(dBm)=平均输入功率(dBm)+偏移功率+干扰校正因子+NOM_PWRs -16 X NOM_PWR_EXTs+INIT_PWRs+ PWR_LVLX PWR_STEPs在手机收到功控比特之前的反向业务信道发射功率：平均输出功率(dBm)=平均输入功率(dBm)+偏移功率+干扰校正因子+ACC_CORRECTIONS + RLGAIN_ADJ3. CDMA 系统容量：由于 Eb = ST = S/R,且 No = N/W;故：Eb/No = S/N * W/RW/R 被称为处理增益假设小区内共有M个用户，并且每个用户发射的信号强度均为S。 由于对某一个用户来看， 所有其它用户的信号都是干扰信号， 所以， 总的干扰信号N = (M - 1) So所以：Eb/No = S/N*W/R =S/ (M - 1) S*W/R=1/ (M - 1) W/R=R/(M-1)W 其中：R是频谱的速率，W是频谱的宽度，S是信号强度，N是总的干扰信号。CDMA 小区容量计算举例在 CDMA 系统中：W = 1.2288 Mcps，R = 9600 bps，Eb/No = 6 dB = 3.98，F = 0.6 F = 1/(1 + 6K1 + 12K2 + 18K3 + ? ?) ? 0.6(频率服用因子)l = 2.55 扇区系数，使用定向天线， 可减小每个扇区受到的干扰，将小区划分为3 个扇区 时， l = 2.4 2.7.v = 0.45语音激活系数(v)对话过程中，语音密度随时变化，采用可变速率声码器，以 全速率(9600 bps)为基准，通常v = 0.350.5将上面的各个参数代入小区容量的计算公式中， 可得:M = 108 个用户/3 Sector/1 FA4天馈相关公式天线挂高，倾角的公式下倾角的公式=tg (下倾角+天线垂直方向半功率角/2)=挂高/覆盖距离。 机械下倾角的最大下倾角度跟天线的垂直半功率角有关，一般不要超过垂直半功率角的一半。(G 网)基站最大覆盖半径算法如下：3.7usX63X3X 10$m/s 一 2=35km扩展小区技术，办法是仅使用TN为偶数的信道空出奇数的TN,基站的最大覆盖半径为：3.7usX (63+156.25)X3X108m/s一2=120km天线的发射功率和接收功率的关系：PT( dBm) =PR( dBm) +20log4Hr(m)/久min -GT(dB)-GR(dB)+LC(dB)+LO(dB)Lc=基础发射天线的损耗Lo=传播过程中的损耗天线的增益公式：G= (Emax/Eo )2(平方)驻波比的计算公式为：只=反射波电压幅度/入射波电压幅度=(Z l-Zo)/(Z l+Zo)Zl为终端负载阻抗，Zo为馈线的特征阻抗。VSWR=波腹电压幅度Vmax/波节电压幅度Vmin = (1+ R)/(1-R)=Z l/Zo=终端负载阻 抗/馈线特征阻抗(中间计算过程省略)无限长传输线上各点电压与电流的比值就是传输线的特性阻抗，天线传输线的特性阻抗(同轴电缆)为Z。 Zo =138/gr 1/2Xlog(D/d)欧姆其中D=同轴电缆外导体铜网内径小=芯线外径 r为导体间绝缘介质的相对介电常数。 天线所接负载的阻抗等于天线传输的特性阻抗是可以说馈线和终端的传输是匹配的。例如：10log(10/0.5) = 13dB，其中10是前向输出的功率，0.5是方向的反射功率，13的定义为反射损耗， 同时该值也可以定义为驻波比，但是其计算的方式不同，驻波比的计算式由终端负载阻抗/馈线的特性阻抗 来计算的。5直放站的使用原则：施主基站和受主基站的隔离度=GAINrepeater+ 15dB 直放站的时延问题：短PN码片的速率为1.2288Mhz，其宽度为Tc= 1/1.2288=0.814物理距离d与以码片数表示的路径距离D之间的关系为：d=光速X路径延迟二cXZ =cTc xZ /Tc = 一个码片代表的距离X码片数=cTcXD 所以 D = d/ (cXTc)=4.1Km 码片。 光纤中的时延传输传播速度=1.998 X 108Meter/sec1Chip 的每秒延迟距离= 1.998X108MeterX0.814p s=0.162km每公里的码片时延=1Km/0.162Km/Chip=6.15Chip 电缆中的传输时延传播速度=1.253 X 108Meter/sec1Chip 的每秒延迟距离= 1.253X108MeterX0.814p s=0.102Km 每公里的码片时延=1Km/1.102/chip=9.83chip6. 手机给BSC发送PSMM的公式=-20XlogEc/Io7. BHCA(Busy Hour Call Attempts) 忙时呼叫次数的计算公式： 系统开销：处理机时间资源的占用率。 固有开销：与呼叫处理次数(话务量)无关的系统开销。非固有开销：与呼叫处理次数有关的系统开销。 单位时间内处理机用于呼叫处理的时间开销为： t=a+bN其中： t： 系统开销a： 固有开销b： 处理一次呼叫的平均开销(非固有开销)N:单位时间内所处理的呼叫总数，即处理能力值(BHCA )例：某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为0.85，固有开销a=0.29，处理 一个呼叫平均需时 32ms， 求其 BHCA 为多少？0.85=0.29+( 32X10-3/3600 )* NN=63000 次/小时注： 影响呼叫处理能力的因素。8 导频间隔的计算(PI0LT_INC)CDMA系统中，不同偏置间要求至少有64chips的间隔。1 chip=3*108/1.2288M=244.14（ m）64 chips=64*244.14=15.6 （ km）通过调整搜索窗可以改变覆盖距离以及手机的接入附 表 1 密 集 城 区 的 搜 索 窗 的 参 考附 表 2 郊 区 的 搜 索 窗 的 参 考若针对城市密集区，以r=500m （约2chip）为例覆盖半径rSRCH_WIN_A搜索窗口大小chipSSa1PIL0T_INPILOT_IN 取值下限可用偏置数502048042017893831 -512502048163019456331 -512502 048c840 210188315 125 0502. U482 04823810450.2IUI8830 225813311512502 04841470 25706331512502 048520100 30393831512502 048628140 366 4 38315 1250502. U 4 82 048672840r1420J7.UUU叫 UUL/0 460188311512512502 048860300 61643831512502 048n80400 7726883,15121 nn -ucux-ononooQ1u T-C5050厶2TQ2 048丄u111UU13050650.9jU93U31 16331331251225650厶U1132 04812dmcJ-M16080|a1aMsrisfLtaMal1 39768832256V50CC/1Q3Z-2SL2丄UU2261131 - z W I w W W x-z1 91331332J U256k-JrJr-cJ1 “ai * p i* i*C Q/1-7QCCCc1 ra502.048-532U42263.6789383417U128若针对开阔传播环境，以r=10km （约41chip）为例，则根据上述结论有:由统计表可知，当r=10km, SRCH_WIN_A=6 （激活集搜索窗口大小为28chips）, PILOT_INC 23.5576，即 PILOT_INC=4。9处理增益的计算IS95A 中，处理增益的计算公式为: 10*lg128=21db128 是 经 过 扩 频 以 后 的 处 理 增 益 ， 而 21db 是 经 过 处 理 计 算 得 出 的 值 。10MS 初始化的过程首 先 是 寻 找 CDMA 频点 ， 捕 获 导 频 信 道 实现 短 码 同 步 。 接 着 是 寻 找同 步 信 道 ， 获取长码状态（LC-state ），系统时间（SYS-TIME ），P-rate （寻呼信道速率）再守候在基本寻呼信道，等待获取系统消息，通过接入信道进行登记，发起始呼 或者作为被叫！11补充信道F-sch 是高速数据传送， F-FCH 用于低速数据信道传送， 以 9.6K 作为一个分界。12功率控制的速率IS-95A 使 用 消 息 报 告 方 式 进 行 前 向 信 道 功 率 控 制 其 速 率 是 秒 级 的IS-95B 在 速 率 集 2 即 RC2 下 使 用 EIB 方 式 进 行 前 向 信 道 功 率 控 制 其 速 率 为 50Hzcdma2000 使 用 快 速 前 向 功 率 控 制 其 速 率 与 反 向 快 速 功 率 控 制 一 样 都 是 800Hz 13 单元长度的短消息测试在 GSM 协议里规定( 具体描述见 GSM 03.40)：一个 7bit 编码方式的短消息单元长度为 160 字符。因 为有的字体是采用7bit编码方式，有的字体采用8bit编码方式，因此，在测试的时候，请先搞清楚具体 的编码方式。7bit编码：一个单元的短消息可以输入160个英文字符；8bit编码：一个单元的短消息可以输入140个英文字符；汉字：如果是按照Unicode编码的汉字，每个汉字占16bit,所以一个单元只能输入70个汉字； 如果在一条短消息中包含汉字和英文字符，则一个单元短消息的长度只能按照汉字短消息的长度来计 算，短消息要求最大信息长度为1120bits, 10个汉字为160bits14市区路径损耗中值标准公式：Lp=69.55+26.16logf-13.82logHb+(44.9-6.55logHb)logd-AhmLp :基站到移动台路径损耗F：载波频率，1501500MhzHb：基站的有效咼度 D：基站到移动台的距离 Ahm：有效移动天线修正因子，随环境而改变。15接收机灵敏度的计算：(基站)S_BS = Eb/Nt 10lg(W/Rb) + 10lg(KTXW) + NF_BSEb/Nt 基站接收机解调门限。通过链路仿真和实测得到。与业务类型、传播环境、接收机解调性能，配置 条件(收分集、功控、软切换)相关Rb 数据速率(信道编码前)KT 热噪声密度，常温下等于 174dBm/HzW 扩谱带宽NF_BS接收机噪声系数，典型值5dB，华为公司基站3.2dB 灵敏度还受到干扰的影响，在实际运用中还要根据设计负荷S_MS 移动台接收机灵敏度S_MS = Eb/Nt 10lg(W/Rb) + 10lg(KTXW) +NF_MSNF_MS 移动台噪声系数，典型值 8dB16负荷因子对于干扰余量的影响负荷因子在链路预算中对干扰余量的影响可以通过下面公式得出：Iload = 10log(1/(1-q) (q=0.5， load=10log2=2.282，干扰余量就为 3dB。)对于50%的负荷，一般考虑接收机干扰余量为3dB, 75%的负荷情况下，干扰余量为6dB。17干扰，功率受限模型干扰受限模型ITOT=Iown+Iother+PN+TIown来自本扇区的干扰Iother来自邻近扇区的干扰PN接收机底噪T外界干扰功率受限模型PTOT=Ppil+Psync+Ppag+Ptraf+PotherPpil 导频信道功率Psync同步信道功率Ppag寻呼信道功率Ptraf 业务信道功率Pother其他信道功率18软阻塞概率WX Mape2卩(1 + )B= Q(-R 0)cdma；M a 2 p 2 e 2 p 2o 2(1 + )Q(x)二严 J-12/2dtx 2兀X 0小区允许负载，由小区覆盖决定。a、a2语音激活一阶、二阶因子。、干扰一阶、二阶因子b功控方差W / R 扩频增益M小区容量(爱尔兰数)BCDMA软阻塞概率19软切换率是指系统中处于软切换状态中的用户数占激活用户总数的比例，是用来衡量CDMA系统软切换性能的一项 重要指标。软切换信道开销因子是指系统所分配的前向业务信道数与网络中激活用户总数的比值。软切换 比例过低会降低宏分集增益，从而降低网络的容量；而软切换比例过高，虽然会在一定程度上提高宏分集 增益，但是系统为此付出的代价却是被占用了更多的额外的码分信道和功率资源，并且基站与用户间需要 频繁的信令交互，因而也会降低系统的容量，增大掉话的概率。通常软切换率应为35%45%，相应的软切 换信道开销因子为 1.62.0。20天线的隔离度的计算CDMA系统：两发射天线之间以及发射和接收天线之间，隔离度至少30dB；天线垂直布置：Lv=28+40log（k/入）（dB）天线水平布置：Lv=22+20log（d/入）-（Gl+G2）-（Sl+S2）（dB）以上天线隔离度公式中，入为载波的波长，k为垂直隔离距离，d为水平隔离距离，Gl、G2分别为 发射天线和接收天线在最大辐射方向上的增益（dBi）, Sl、S2分别为发射天线和接收天线在90方向上的 副瓣电平（dBp）。通常65扇形波束天线S约为-18dBp, 90扇形波束天线S约为-9dBp, 120扇形波束天线S约为 -7dBp，这可以根据具体的天线方向图来确定。全向天线的S为0。极化隔离就是输入一种极化波，假设是水平极化波，经过极化转换器件，可以得到水平极化波，也可 以得到垂直极化波或者圆极化波。根据不同的需要，有不同的隔离需要，或者叫做转换效率。图中一种极 化波，经过一个极化隔离器后，有30dB的隔离，就是转换效率仅仅为千分之一。分集接收基于一个基本概念：对于一个随机过程进行两个或多个采样，则这些抽样是独立地衰落。所 有抽样同时小于一个定值的概率远小于一个抽样小于该值的概率。实际上，所有m个抽样同时小于给定值 的概率是P,其中P是单个抽样小于该定值的概率。所以，通过适当地综合抽样，我们可以改善接收机性 能，比单个抽样作用于接收机要好。21直视距离内有效传播距离公式：AB = 4.12 （HT 1/2 +HR 1/2）（公里）（本为大气折射影响，一般情况下也为3.57） HT-发射天线的高度HR-接受天线的高度