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TD-SCDMA网络规划方法 Cww.net.cn 2007年1月24日 09:42通信世界网 武汉烽火移动通信有限公司 张景宝 摘要：TD-SCDMA在国内3G空中接口三大标准中拥有主导地位，时分双工的特点使之较于FDD更加适合使用各种先进的物理层技术，而且资源分配更加灵活高效，加之国家的努力，TD-SCDMA必然能在国内的3G网络中占主导地位。本文详细介绍网络规划流程的关键步骤。 关键词：TD-SCDMA；3G；链路预算；容量规划 TD-SCDMA网络规划方法 与其他的3G网络规划流程相似，TD-SCDMA网络规划流程如下图所示。 上面流程是一般3G网络规划的通用流程，限于篇幅，具体细节不再描述，下面我们将结合TD-SCDMA的特点分析其中的两个关键部分，链路预算和容量计算。 1链路预算 从一条完整的链路的角度，每条链路，不管是上行链路还是下行链路，都包含三个部分，发射机、接收机、无线传播信道。 在发射机部分，需要计算EIRP（等效全向辐射功率），计算EIRP值时，需要考虑发射机功放实际输出功率、馈线损耗、天线增益。在TD-SCDMA系统中，对于主流基站类型一般都采用智能天线，因此，在计算EIRP时，需要考虑到智能天线的影响。 接收机部分，需要考虑的是接收灵敏度，接收灵敏度定义为：满足业务质量要求所需要的最小接收信号功率。在这里，需要明白的是接收灵敏度取决于信噪比要求、接收机噪声系数以及信号带宽。 从最直观的角度来理解，一旦知道了发射机端的EIRP和接收端的接收灵敏度，两者之间的差值就是所能够允许的传播信道的损耗。 链路预算分为上行和下行，下行链路预算非常复杂，从无线电波传输的角度来看，一般基站的发射功率远大于手机的发射功率，因而小区的有效覆盖半径一般都取决于上行链路的最大允许路径损耗，所以一般通过计算上行链路来确定小区覆盖半径。 上行链路预算 以下的链路预算将取一些典型参数值，计算不同环境和覆盖要求情况下的上行链路预算。实际工程设计中，应根据具体无线网络传播环境、网络设计目标、厂家设备性能、具体工程参数设定等进行具体调整。 2容量预算 容量预算方法有两种： 1） 理论分析计算 2） 基于计算机系统级仿真 TD-SCDMA的容量预算理论计算方法与WCDMAFDD类似，不同在于Eb/No的设置、码片速率、带宽等。 容量理论分析假设所有用户只使用语音话务是为了便于公式推导，实际系统中小区内业务既有话音业务又有各种不同速率的数据业务。针对这种情况要先对每种业务进行分析计算，再综合计算得出小区的负荷因子。 基于系统级仿真的结果进行计算 (1) 由计算机系统级仿真得出频谱效率E，单位kbps/MHz/cell (2) 推算出极点容量Cpol=E*W*3，W为带宽1.6MHz，假设3定向小区 (3) 结合覆盖预算得出的基站数Nsite和业务预测得出的业务量Darea推算出每基站每承载方式的平均所需业务量Dsite (4) 根据Dsite和阻塞率、延迟率计算出所需的每承载所需带宽Bsite (5) TD-SCDMA每站负载因子Lsite = Bsite/Cpol*100% (6) 总负载因子L= Lsite (7) 所需载频Ncarrier = Roundup(L/100%) 这是另外一种迭代的方法，最终目的都是为了达到上下行链路的平衡，达到期望的负载因子。 结论：本文介绍了TD-SCDMA的特点和网络规划方法流程，TD-SCDMA网络规划的链路预算与容量估算方法与WCDMA FDD类似，不同在于Eb/No取定、码片速率、带宽等参数。 TD-SCDMA网络规划方法 武汉烽火移动通信有限公司 张景宝 摘要：TD-SCDMA在国内3G空中接口三大标准中拥有主导地位，时分双工的特点使之较于FDD更加适合使用各种先进的物理层技术，而且资源分配更加灵活高效，加之国家的努力，TD-SCDMA必然能在国内的3G网络中占主导地位。本文详细介绍网络规划流程的关键步骤。 关键词：TD-SCDMA；3G；链路预算；容量规划 TD-SCDMA网络规划方法 与其他的3G网络规划流程相似，TD-SCDMA网络规划流程如下图所示。 上面流程是一般3G网络规划的通用流程，限于篇幅，具体细节不再描述，下面我们将结合TD-SCDMA的特点分析其中的两个关键部分，链路预算和容量计算。 1链路预算 从一条完整的链路的角度，每条链路，不管是上行链路还是下行链路，都包含三个部分，发射机、接收机、无线传播信道。 在发射机部分，需要计算EIRP（等效全向辐射功率），计算EIRP值时，需要考虑发射机功放实际输出功率、馈线损耗、天线增益。在TD-SCDMA系统中，对于主流基站类型一般都采用智能天线，因此，在计算EIRP时，需要考虑到智能天线的影响。 接收机部分，需要考虑的是接收灵敏度，接收灵敏度定义为：满足业务质量要求所需要的最小接收信号功率。在这里，需要明白的是接收灵敏度取决于信噪比要求、接收机噪声系数以及信号带宽。 从最直观的角度来理解，一旦知道了发射机端的EIRP和接收端的接收灵敏度，两者之间的差值就是所能够允许的传播信道的损耗。 链路预算分为上行和下行，下行链路预算非常复杂，从无线电波传输的角度来看，一般基站的发射功率远大于手机的发射功率，因而小区的有效覆盖半径一般都取决于上行链路的最大允许路径损耗，所以一般通过计算上行链路来确定小区覆盖半径。 上行链路预算 以下的链路预算将取一些典型参数值，计算不同环境和覆盖要求情况下的上行链路预算。实际工程设计中，应根据具体无线网络传播环境、网络设计目标、厂家设备性能、具体工程参数设定等进行具体调整。 发射机（移动台） 最大移动台发射功率（dBm）移动台分为各种等级，针对不同的等级，分别定义了各自最大的发射功率，在标准中对移动台等级及相对应的最大发射功率有明确规定，在本文不对其进行详细的说明。 该参数典型值为21dBm。a 移动台天线增益（dB）该参数通常取值为0。b 等效全向辐射功率（EIRP）（dBm）定义：EIRP=单RU消耗功率+移动台天线增益+10log10(单时隙占用的RU数)。 RU为一个虚拟码道资源。 手机中采用单天线进行收发，关于基站采用的智能天线及其对系统性能的影响，将在基站天线增益项目中进行分析。 占用的RU数主要是考虑一些高速业务占用多个等效RU，因此，等效的认为其发射功率成比例的增加。d=a+b 接收机（基站） 热噪声密度(dBm/Hz)热噪声密度=k*T0 k:玻尔兹曼常数，取值：1.381*10-23 T0:绝对温度，通常取值293K 热噪声密度=-174dBm/Hze 基站接收机噪声系数（dB）在TD链路预算中，取值：5dBf 接收机噪声密度（dBm/Hz）接收机噪声密度定义为：基站接收机噪声系数和热噪声密度之和。 由定义可以知道，此处定义的接收机噪声密度为考虑基站接收机性能（用噪声系数来衡量）后的背景噪声，但没有考虑多址、其它系统产生的干扰等。g=e+f 接收机噪声功率（dBm）接收机噪声功率定义为在所考虑的带宽范围内的噪声功率。 在TD系统中，考虑带宽为1.28MHz。 接收机噪声功率=-169+10log(1280000) = -108dBmh=g+10log(1280000) 干扰余量（dB）干扰余量的具体取值将通过系统仿真过程来确定。 其典型取值在3dB左右。i 总有效噪声+干扰（dBm）J=h+i 处理增益（dB）接收机接收处理过程中产生的增益。比如对于基站接收机定义为扩频增益，对于UE端，定义为扩频增益和编码增益之和。k 需要的Eb/N0（dB）l 接收机灵敏度（dBm）在链路预算时候，已经得到了接收端的信噪比要求，信噪比包含了处理增益和小区负载造成的噪声上升两个部分。接收机灵敏度也就是所需要的信号功率S，取决于信噪比要求、接收机器噪声系数以及信号带宽。m=l-k+j 基站天线增益（dBi）TD-SCDMA系统采用智能天线，在链路预算中，需要充分考虑智能天线的影响。 从其基本原理而言，智能天线是以多个高增益窄带波束动态地跟踪多个期望用户。在接收模式下，窄带波束以外的信号被抑制，天线主要接收其所期望的信号；在发射模式下，能够使期望用户用户所接收的信号功率最大化，同时使窄带波束照射以外范围的非期望用户所受到的干扰最小。n=n1+n3 单天线增益(dBi)n1 空间滤波增益（上行赋形增益）（dB）n3 基站中的电缆损耗（dB）大概1dB左右，和具体设备有关。o 快衰落余量（dB）功率控制对CDMA系统的性能有着重要的影响，在上行链路，功率控制是克服远近效应的有效手段，在下行，功率控制对减小小区间干扰有着重要意义。 在TD-SCDMA系统中，智能天线对功率控制带来了一定的影响。如果波束赋形的速度跟上移动用户的速度，则对功率控制的速度要求也低。这也是TD系统功率控制速度要求不高的原因。在TD中功率控制的频率是200Hz。p 最大路径损耗（dB）Q=d-m+n-o-p 阴影衰落余量（dB）阴影衰落服从对数正态分布。 由于阴影衰落是服从对数正态分布，从统计的角度看，将会有50%的概率，用户信号质量高于目标值，50%用户信号质量低于目标值。 网络设计的目标一般要求，在小区边缘的覆盖概率要达到75%，在这种情况下，小区内95%的面积信号质量将高于目标用户。r 人体损耗（dB）通信过程中，人体对通信的影响，对AMR业务，通常取为3dB，对其它PS业务，取为0。c 车内损耗（dB）典型取值为3dBt 室内穿透损耗室内穿透损耗也服从对数正态分布。y 在小区范围内允许的传播损耗（dB）（室外车内）U=Q-r-t-c 2容量预算 容量预算方法有两种： 1） 理论分析计算 2） 基于计算机系统级仿真 TD-SCDMA的容量预算理论计算方法与WCDMAFDD类似，不同在于Eb/No的设置、码片速率、带宽等。 容量理论分析假设所有用户只使用语音话务是为了便于公式推导，实际系统中小区内业务既有话音业务又有各种不同速率的数据业务。针对这种情况要先对每种业务进行分析计算，再综合计算得出小区的负荷因子。 基于系统级仿真的结果进行计算 (1) 由计算机系统级仿真得出频谱效率E，单位kbps/MHz/cell (2) 推算出极点容量Cpol=E*W*3，W为带宽1.6MHz，假设3定向小区 (3) 结合覆盖预算得出的基站数Nsite和业务预测得出的业务量Darea推算出每基站每承载方式的平均所需业务量Dsite (4) 根据Dsite和阻塞率、延迟率计算出所需的每承载所需带宽Bsite (5) TD-SCDMA每站负载因子Lsite = Bsite/Cpol*100% (6) 总负载因子L= Lsite (7) 所需载频Ncarrier = Roundup(L/100%) 这是另外一种迭代的方法，最终目的都是为了达到上下行链路的平衡，达到期望的负载因子。 结论：本文介绍了TD-SCDMA的特点和网络规划方法流程，TD-SCDMA网络规划的链路预算与容量估算方法与WCDMA FDD类似，不同在于Eb/No取定、码片速率、带宽等参数。（董玉楠编辑）