《WCDMA技术培训》PPT课件.ppt

WCDMA技术培训 主要内容 WCDMA基础知识方案设计建议测试经验总结开通应用 WCDMA基础知识 系统构成系统演进网络结构3G制式对比及频谱占用WCDMA关键技术功率控制码分多址 扩频 Rake接收切换分集技术HSDPA HSUPA 3G标准组织 3G标准组织主要由3GPP 3GPP2组成 以CDMA码分多址技术为核心 国际上目前最具代表性的第三代移动通信技术标准有三种 它们分别是CDMA2000 WCDMA和TD SCDMA 其中 CDMA2000和WCDMA属于FDD方式 TD SCDMA属于TDD方式 系统的上 下行工作于同一频率 系统演进 WCDMA标准规划清晰 制定严谨WCDMA支持HSDPA技术 顺应未来高速无线数据业务的需求WCDMA将分阶段引入IP 目标是实现全网IP化 标准比较完善WCDMA2001 06及以后发布的协议能够保持前向兼容 WCDMA网络结构 R99 WCDMA网络结构 R4 WCDMA网络结构 R5 WCDMA网络结构 UE UserEquipment UE是用户终端设备 它主要包括射频处理单元 基带处理单元 协议栈模块以及应用层软件模块等 UE包括两部分 ME theMobileEquipment 提供应用和服务 USIM theUMTSSubscriberModule 提供用户身份识别 UTRAN UMTS陆地无线接入网 UTRAN分为NodeB 基站 和RNC 无线网络控制器 两部分 NodeBNodeB是WCDMA系统的基站 即无线收发信机 包括无线收发信机和基带处理部件 通过标准的Iub接口和RNC互连 主要完成Uu接口物理层协议的处理 它的主要功能是扩频 调制 信道编码及解扩 解调 信道解码 还包括基带信号和射频信号的相互转换等功能 RNC RadioNetworkController RNC是无线网络控制器 主要完成连接建立和断开 切换 宏分集合并和无线资源管理等功能 WCDMA网络结构 CN CoreNetwork 核心网 CN负责与其他网络的连接和对UE的通信和管理 主要功能实体如下 MSC VLRMSC VLR是WCDMA核心网CS域功能节点 MSC VLR的主要功能是供CS域的呼叫控制 移动性管理 鉴权和加密等功能 GMSCGMSC是WCDMA移动网CS域与外部网络之间的网关节点 它的主要功能是完VMSC功能中的呼入呼叫的路由功能及与固定网等外部网络的网间结算功能SGSNSGSN 服务GPRS支持节点 是WCDMA核心网PS域功能节点 SGSN的主要功能是提供PS域的路由转发 移动性管理 会话管理 鉴权加密等功能 GGSNGGSN 网关GPRS支持节点 是WCDMA核心网PS域功能节点 GGSN需要提供UE接入部分组网络的关口功能 从外部网的观点来看 GGSN就好象是可寻WCDMA移动网络中所有用户IP的路由器 需要同外部网络交换路由信息 ExternalnetworksExternalnetworks 即外部网络 可以分为两类 电路交换网络 CSnetworks 提供电路交换的连接 像通话服务 ISDN和PSTN均属于电路交换网络 分组交换网络 PSnetworks 提供数据包的连接服务 Internet属于分组数据交换网络 WCDMA网络结构 宏基站与BBU RRU组网 WCDMA网络结构 BBU 规格 132mm 482mm 330mm H B D WCDMA网络结构 ZXWRR8840 ZXWRR8840是中兴通讯WCDMAZXWRV3 系列产品中的一款室外型大功率射频拉远单元 可与中兴通讯系列化BBU产品 宏基站产品或微基站产品共同组成分布式基站 技术指标工作频段 UMTS2100 UMTS850 UMTS900 UMTS1800 UMTS1900载扇配置 4C1S输出功率 20W 40W 60W 机顶输出 基带射频接口 2 1 25G光接口接收灵敏度 126 5dBm 单天线接收机械尺寸 360mm 320mm 165mm H W D 满配重量 16 5kg满配功耗 170W电源输入 48VDC 220VAC 110VAC温度范围 40 55 湿度范围 5 100 防护等级 IP65MTBF 100000小时MTTR 0 5小时 WCDMA网络结构 1 LC14 Monitor7 ANT12 LC25 PWR8 RXout3 AISG6 ANT29 RXin WCDMA网络结构 中兴ZXWRB09 WCDMA网络结构 射频连接图 三种主要技术体制的对比情况 多址技术 采用调频的多址技术 业务信道在不同频段分配给不同的用户 TACS AMPS各用户使用不同的频率采用时分的多址技术 业务信道在不同的时间分配给不同的用户GSM DAMPS各用户使用不同的时隙CDMA是采用扩频的码分多址技术所有用户在同一时间 同一频段上 根据不同的编码获得业务信道各用户使用不同的正交化码序列 多址技术 TDD方式 上下行频率相同可用于任何频段适合于上下行非对称及对称业务FDD方式 上下行频率配对需要成对频段适合于上下行对称业务 TDD 时分双工 如TD SCDMA FDD 频分双工 如WCDMA和CDMA2000 中国3G频谱资源分配 频谱资源分配 主要工作频段 频分双工 FDD 方式 1920 1980MHz 2110 2170MHz 时分双工 TDD 方式 1880 1920MHz 2010 2025MHz 补充工作频率 频分双工 FDD 方式 1755 1785MHz 1850 1880MHz 时分双工 TDD 方式 2300 2400MHz 与无线电定位业务共用 WCDMA概述 根据工信部规定 中国联通可用的频段1940MHz 1955MHz 上行 2130MHz 2145MHz 下行 上下行各15MHz 相邻频率间隔采用5MHz时 可用频率号是3个 根据可用频段和绝对无线频率信道号计算公式 中国联通可用的频率号见下表 序号 123上行链路 971397389763下行链路 106631068810713UTRA绝对无线频率信道号上行链路Nu 5 FuplinkN为9612到9888Fuplink1922 4MHz1977 6MHz 下行链路Nd 5 downlinkN为10562到10838Fdownlink2112 4MHz2167 6MHz其中Fuplink是上行频率 Fdownlink是下行频率 单位MHz WCDMA基础知识 系统构成系统演进网络结构3G制式对比及频谱占用WCDMA关键技术功率控制码分多址 扩频 Rake接收切换分集技术HSDPA HSUPA 功率控制 码信道之间的非正交产生多址干扰 存在功率攀升现象 WCDMA网络会议室码信道传输 用方言交谈信道功率 说话声音保证信道质量 听清对话信道功率增加 谈话声音提高功率攀升 大家都提高声音超过线性范围崩溃 喊破喉咙 仍然听不清 功率控制 远近效应 功率控制 功率控制 开环从信道中测量干扰条件 并调整发射功率闭环 内环测量信噪比和目标信k噪比比较 发送指令调整发射功率WCDMA闭环功率控制频率为1500Hz若测定SIR 目标SIR 降低移动台发射功率若测定SIR 目标SIR 增加移动台发射功率闭环 外环测量误帧率 误块率 调整目标信噪比 功率控制 开环功控 功率控制 闭环功控 功率控制 下行链路功率控制目的节约基站的功率资源 减少对其他基站的干扰上行链路功率控制目的克服远近效应 所有的信号到达基站的功率相同目标是在信号接收端 所有的用户有相同的信号干扰比SIR SignaltoInterferenceRatio 功率控制决定了WCDMA系统的容量 扩频技术 扩频通信就是将信号的频谱展宽后进行传输的技术 其理论解释为Shannon定理 C Wlog2 1 P N C 信道容量 用传输速率度量 W 信号频带宽度P 信号功率N 白噪声功率该公式表明 在给定的传输速率C不变的条件下 频带宽度W和信噪比P N是可以互换的 即可通过增加频带宽度的方法 在较低的信噪比P N S N 情况下传输信息 扩展频谱换取信噪比要求的降低 高速扩频信号 低速信号 TX 解调信号 RX 高速扩频信号 扩频信号 扩频技术 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 扩频 解扩频 符号 码片 数据 扩频码 扩频码 数据 1 0 0 1 0 11011001 扩频后的信号 扩频技术 1 1 1 1 1 1 解扩 干扰信号 数据 1 1 1 1 其他的经过扩频后的信号 积分后的结果 8 8 11011001 11011001 11111111 扩频后的信号 扩频码 信号 噪声 扩频通信示意图 信号 脉冲干扰 白噪声 扩频通信的特点 抗多径干扰能力强抗突发脉冲干扰保密性高低发射功率 对其他通信系统和人体的影响较小易于实现大容量多址通信占用频带宽实现复杂在时变信道中实现同步较为困难 扩频的方式 直接扩频 DS SS 通过将伪噪声序列与基带脉冲数据相乘来扩展基带数据 其伪噪声序列由伪噪声生成器产生误码率受限于多址干扰和远近效应的影响用功率控制来克服远近效应 受限于功率检测的精度WCDMA采用的是直接扩频方式跳频扩频 FH SS 数据以发射机的载波频率跳变的方式发送到表面上随机的信道中每个信道上 在发射机再次调频之前 数据用传统的窄带调制方式发送一些小的突发无远近效应的影响 因为多个用户不会同时使用同一频率 Bluetooth技术 快 慢调频 扩频技术 WCDMA通信模型 扩频技术 信道编码信道编码技术是通过给原数据添加冗余信息 它使数据符号变为码片 并增加了信号带宽 每符号的码片数称为扩频因子 SF 从而获得纠错能力目前使用较多的是卷积编码和Turbo编码 1 2 1 3 使用编码增加了无效负荷和传输时间适合纠正非连续的少量错误 扩频技术 交织交织 打乱原来的数据排列规则 按照一定顺序重新排列 作用 减小信道快衰落带来的影响 优点交织技术是改变数据流的传输顺序 将突发的错误随机化 离解化 提高纠错编码的有效性 缺点 由于改变了数据流的传输顺序 必须要等整个数据块接收后才能纠错 加大了处理延时 因此交织深度应根据不同的业务要求有不同的选择在特殊情况下 若干个随机独立差错有可能交织为突发差错 扩频技术 信道编码和交织技术的使用 WCDMA系统的扩频 分为扩频和加扰两个步骤 符号速率 SF 3 84MbpsWCDMA中 上行信道码的SF为 4 256下行信道码的SF为 4 512 WCDMA系统的扩频 WCDMA扩频码是由Walsh函数生成 叫做OVSF码 正交可变扩频因子码 OVSF码互相关为零 相互完全正交 扩频因子与业务速率 符号速率 扩频因子 码片速率如WCDMA 码片速率 3 84MHz 扩频因子 4 则符号速率 960Kbps cdma2000 1x 码片速率 1 2288MHz 扩频因子 64 则符号速率 19 2Kbps 符号速率 业务速率 校验码 信道编码 重复或打孔率如WCDMA 业务速率 384Kbps 信道编码 1 3Turbo码 符号速率 960Kbps cdma2000 1x 业务速率9 6Kbps 信道编码 1 3卷积码 符号速率 19 2Kbps WCDMA直接扩频方案的优点 采用正交可变长度的扩频序列 支持多速率传输采用自相关特性好的扰码与互相关特性好的扩频码配合使用 每个用户有唯一的扰码与扩频码的组合 保密性高 所有用户 基站都使用相同的频率 可以简化频率规划工作良好的抗多径干扰特性 RAKE接收机利用多径分量同时由于宽带信号的频率选择性衰落 反映在时域上 多径干扰导致传输延迟的PN信号和原PN序列的互相关性减弱 导致延迟信号对接收机的影响减弱 无线传播环境 电磁传播 反射 散射和绕射无线环境中的信号衰减分成三部分 幅度衰减较大的路径损耗伴随中等幅度衰减的具有对数正态分布特性的慢变化成分 大尺度变化衰减幅度较小的快变化成分 小尺度衰落两类典型小尺度衰落包络分布的描述方法瑞利分布 非视距传播 莱斯分布 视距传播 无线传播环境 Rake接收技术 由于无线传输中存在多径效应 如果不加以处理 会对正常的接收造成干扰 根据同相加强 反相抵消的原理 在通话时会感觉时断时续 WCDMA系统中采用了Rake接收技术 将不同路径来的信号进行分离合并 使得总的接收信噪比大大提高 Rake接收机 RAKE接收技术有效地克服多径干扰 提高接收性能 接收机 单径接收电路 单径接收电路 单径接收电路 搜索器 计算信号强度与时延 合并 合并后的信号 t t s t s t WCDMA切换技术 WCDMA系统支持多种切换技术 WCDMA切换技术 软切换软切换则在载波频率相同的基站覆盖小区之间的信道切换当UE开始与一个新的小区建立联系时并不中断与原小区的联系 在软切换状态下 UE与多于一个小区建立无线链路 切换过程中 移动用户可能同时与两个基站进行通信 从一个基站到另一个基站的切换过程中 没有通信中断的现象 真正实现了无缝切换 CDMA系统独有的切换功能 可有效地提高切换的可靠性 硬切换 硬切换是当呼叫从一个小区交换到另一个小区或者从一个载波交换到另一个载波时发生 它是一个时刻只有一个业务信道可用时发生的切换 硬切换采取的是连接之前先断开的方式 在与新的业务信道建立连接之前先断开与旧的业务信道的连接 切换过程中 移动用户仅与新旧基站其中一个连通 从一个基站切换到另一个基站过程中 通信链路有短暂的中断时间 可能掉话 NodeB内的软切换 更软切换 B C A NodeB Iub RNC 更软切换 对于软切换 多条支路的合并 下行进行最大比合并 RAKE合并 上行进行选择合并当进行软切换的两个小区属于同一个NodeB时 上行的合并可以进行最大比合并 此时称为更软切换由于最大比合并可以比选择合并获得更大的增益 在切换的方案中 更软切换优先 RNC内NodeB间的软切换 B C A B C A Iub Iub RNC NodeB1 NodeB2 RNC间的软切换 B C A B C A Iub Iub NodeB1 NodeB2 RNC1 RNC2 Iur 软切换 软切换特点CDMA系统所特有 只能发生在同频小区间先建立目标小区的链路 后中断源小区的链路可以避免通话的 缝隙 降低掉话软切换增益可以有效的增加系统的容量软切换会比硬切换占用更多的系统资源 硬切换 分同异频 B C A B C A Iub Iub NodeB1 NodeB2 RNC1 RNC2 频率1 频率2 WCDMA和GSM系统间的硬切换 B C A B C A Iub Iub NodeB BTS RNC BSC 频率1 频率2 WCDMA系统 GSM系统 切换测量小区集合的分类 软切换过程 异频硬切换过程 硬切换流程 分集技术 是通过利用和查找自然界无线传播环境中的独立 或至少高度不相关 多径信号来实现的可简单解释为 如果一条路径中的信号经历了深度衰落 而另一条相对独立的路径中可能仍包含着较强的信号 两重含义 分散传输 集中处理优点 易获得相对稳定的信号可获得分集处理增益 提高信噪比投资低廉 分集的分类 空间分集又称天线分集 如果天线间的距离大于半个波长 则从不同的天线上收到的信号包络基本上是不相关的时间分集以超过信道相干时间的时间间隔重复发送信号 以便让再次接收到的信号具有独立的衰落环境 从而产生分集效果频率分集在多个频率上传送信号 其理论基础是在信道相干带宽之外的频率上不会出现同样的衰落极化分集信号在空中传播进行了多次反射 由于不同极化方向的反射系数不同 使得信号在不同的极化方向上是不相关的 WCDMA使用的分集技术 开环发射分集使用空时编码对信号进行处理 并从两根天线上发射 综合利用了时间分集和空间分集技术闭环发射分集由接收端反馈参数控制两根发射天线的加权 是带反馈技术的空间分集交织技术是一种隐含的时间分集技术 与WCDMA系统选用的编码方案配合使用 RAKE接收技术也是一种隐含的时间分集技术 认为 一个码片时间 信道的相关时间 RAKE接收利用的多径信号被认为是发射机多次发送过来的信号 WCDMA基础知识 系统构成系统演进网络结构3G制式对比及频谱占用WCDMA关键技术功率控制码分多址 扩频 Rake接收切换分集技术HSDPA HSUPA HSDPA 高速下行分组接入 HighSpeedDownlinkPacketAccess HSDPA 是3GPP在Rel5协议中为了满足上下行数据业务不对称的需求提出来的 它可以使最高下行数据速率达10Mbps 从而大大提高用户下行数据业务速率 而且不改变已经建设的WCDMA系统的网络结构 因此 该技术是WCDMA网络建设后期提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术 HSDPA采用的关键技术为自适应调制编码 AMC 和混合自动重复 HARQ AMC自适应调制和编码方式是根据信道的质量情况 选择最合适的调制和编码方式 信道编码采用R991 3Turbo码以及通过相应码率匹配后产生的其它速率的Turbo码 调制方式可选择QPSK 8PSK 16QAM等 通过编码和调制方式的组合 产生不同的传输速率 而H ARQ基于信道条件提供精确的编码速率调节 可自动适应瞬时信道条件 且对延迟和误差不敏感 为了更快地调整参数以适应变化迅速的无线信道 HSDPA与WCDMA基本技术不同的是将RRM的部分实体如快速分组调度等放在NodeB中实现 而不是将所有的RRM都放在RNC中实现 该标准能够使得 上行链路分区的吞吐量提高50 到70 用户分组时延减少20 到55 用户分组呼叫吞吐量增加50 HSDPA HSUPA HSUPA highspeeduplinkpacketaccess 被称为高速上行链路分组接入 WCDMARel5中的HSDPA是WCDMA下行链路方向 从无线接入网络到移动终端的方向 针对分组业务的优化和演进 与HSDPA类似 HSUPA是上行链路方向 从移动终端到无线接入网络的方向 针对分组业务的优化和演进 HSUPA是继HSDPA后 WCDMA标准的又一次重要演进 具体体现在3GPPWCDMAR6的规范中 利用HSUPA技术 上行用户的峰值传输速率可以提高2 5倍 HSUPA还可以使小区上行的吞吐量比R99的WCDMA多出20 50 主要内容 WCDMA基础知识方案设计建议测试经验总结开通应用 工程方案设计重点 业务对信号信号质量要求天线覆盖能力频率规划建议切换电梯覆盖切换设置MCL多系统合路 业务对信号信号质量要求 不同业务对信号强度和信号质量的要求导频Ec Io导频Ec Io与系统的下行负荷相关关 负荷越大 Ec Io越差 当导频信号的Ec Io大于 15dB时 终端能够进行解调 当导频信号的Ec Io大于 12dB时 终端能够较好地接入 根据实际工程的测试结果看 WCDMA系统提供的不同业务对信号强度 信号质量的要求不一样 当无线环境较为简单 导频数量少于3个 且系统负载还远没有达到理论上的极限容量时 如果 导频功率 85dBm Ec Io 7dB 系统就能够很好保证CS12 2K CS64K PS384K等主要业务 对于一般数据业务要求不高的区域 需保证提供CS12 2K CS64K业务 可以考虑补充PS128K或PS64K业务 这种情况在导频功率 90dBm Ec Io 12dB时即可保证 对于最基本的CS12 2K业务 导频功率 100dBm Ec Io 15dB时基本都可以保证 在导频功率 120dBm Ec Io 20dB还可以维持 室内覆盖设计标准 重要区域 边缘导频功率 85dBm Ec Io 8dB 次重要区域 边缘导频功率 90dBm Ec Io 10dB 一般区域 边缘导频功率 95dBm Ec Io 12dB 非重点区 边缘导频功率 100dBm Ec Io 15dB 外泄电平 室内同频信号外泄到室外10米处的导频信号强度较室外信号强度弱10dB或者室内信号泄漏到室外10米处的导频信号强度 85dBm 室内异频信号泄漏到室外10米处最大不超过 90dBm 无线信道呼损 2 无线可通率 移动台在无线覆盖区内90 的位置 99 的时间可接入网络 软切换比例 市区控制在30 40 左右 主要内容 WCDMA基础知识方案设计建议测试经验总结开通应用 W WCDMAcelltype Oneof S Servingcell A Activesetmember M Monitoredneighbor D Detectedneighbor withvaluesontherestoftheline Inter RAT WCDMAneighbormeasuredinGSMmodeUARFC UARFCNSC ScramblingCodeRSCP ReceivedSignalCodePower dBm numeric graphicEc No Ec No dB numeric graphicPL Pathloss dB thismeasurementappearsonlywhenorderedbythenetwork WCDMA测试手机参数WCDMACells SIR Signal to InterferenceRatio dB SIR TG SIRTarget dB TxPwr UETransmitPower dBm UARFC UARFCNPCA PowerControlAlgorithmPCSS PowerControlStepSizeRRC STATE RRCState oneof CELL DCH CELL FACH CELL PCH URA PCH IDLE PASSIVE CM CompressedMode 0 No 1 YesChId TransportChannelIdChT D TransportChannelTypeandDirectionDLBT DownlinkBLERTarget Rate Maximumtransportchannelbitrate bit s WCDMA测试手机参数WCDMAChannel 楼层总覆盖面积约1500m2 阻隔较多 信号覆盖效果差 阻隔较多 信号覆盖效果差 和天线之间相隔一面墙体 覆盖质量良好 天线覆盖能力 楼层总覆盖面积 800m2 阻隔较多 信号覆盖效果差 和天线之间相隔一面墙体 覆盖质量良好 天线覆盖能力 楼层总覆盖面积 1500m2 阻隔较多 信号覆盖效果差 距离天线太远 信号覆盖效果差 天线覆盖能力 离天线超过5层的距离 信号覆盖效果差 天线覆盖能力 因为增加耦合器 使得最后一个天线入口功率太小 信号覆盖效果较差 天线覆盖能力 四副天线 六副天线 电梯覆盖效果对比 室内全向吸顶天线空旷无阻挡区域 一幅全向吸顶天线馈入导频信号功率 5dBm即可满足半径15m范围内边缘RSCP 85dBm的覆盖要求 有少量装修材料阻挡的办公环境下 馈入功率可以稍大 0dBm即可满足半径12m范围内边缘RSCP 85dBm的覆盖要求 对于有实墙体阻挡或者天线暗装的环境 建议馈入的导频信号功率也不超过3dBm 目标覆盖区和天线之间不超过两面墙体时基本能够满足半径10m范围内边缘RSCP 90dBm的覆盖要求 室内定向板状天线用于覆盖电梯时 一幅板状天线馈入导频信号功率0 5dBm即可满足一般电梯5层范围内 25m RSCP 90dBm的覆盖要求 对信号衰耗较大的高档电梯 馈入导频信号功率可以稍大 天线覆盖能力 频率规划建议 在进行3G室内覆盖系统建设时 有两种方案 一种是同频方案 即室内系统与室外系统使用相同的频率 另一种是异频方案 即室内系统与室外系统使用不同的频率 采用同频方案的好处是能够节省有限的频率资源 而且室 内外同频的情况下系统内部的切换都是软切换或更软切换 进出建筑物的切换成功率将有更高的保证 另一方面 如果将来网络扩容 可以做到室内和室外同步进行 能避免大范围的频率优化调整 但在无线环境较为复杂的区域 如密集城区的超高建筑物内 还采用同频方案 则可能出现比较严重的干扰问题 原因是在这些区域内 特别是高层建筑物的窗边 一般都能够接收到多个来自室外系统的信号 并且普遍较强 如果还采用同频方案 只会让室内信号更加复杂 甚至造成严重的导频污染 异频方案则可以有效避免出现这种干扰问题 异频方案存在的问题是需要重新分配一个频点 这样会人为的在室内引入异频硬切换 切换成功率没有同频之间的高 并且在将来的网络扩容中需要重新规划 调整 可能带来极大的不便 建议 如果建筑物不高 并且造成建筑物内WCDMA信号不好的主要原因是因为信号强度不够的情况下 建议采用同频方案 对于高层或超高层建筑 特别是高层无线环境复杂的情况 建议低层采用同频方案 中 高层采用异频方案 这样既能保证进出建筑物时的切换成功率 又能有效避免高层的干扰 还能够为室内用户提供足够的资源 至于室内低层与高层之间的异频硬切换 需要通过合理的设计以尽可能的减小因为引入硬切换而造成的问题 同频策略覆盖效果 异频策略覆盖效果 覆盖效果对比 RSCP 覆盖效果对比 Ec Io 电梯覆盖异频切换设置 异频切换策略1 低层采用与室外相同频点 高层采用异频 电梯引用高层信号覆盖 特点 施工容易 保证用户在进 出大楼时的切换成功率 还能够解决高层导频污染及业务需求等问题 缺点 用户在低层出 入电梯时发生的异频硬切换不容易控制 切换参数设置较苛刻 电梯覆盖异频切换设置 异频切换策略2 低层采用与室外相同频点 高层采用异频 电梯引用高层信号覆盖 为了迎合低层在电梯厅和电梯内的切换 重新拉线将高层小区信号引入到低层的每个电梯厅 特点 解决了策略1中用户在低层出入电梯时因为信号快衰落出现掉话的问题 缺点 施工难度大 低层切换区域多 切换参数设置苛刻 在平层人为引入异频硬切换 电梯覆盖异频切换设置 异频切换策略3 低层采用与室外相同频点 高层采用异频 电梯采用各自所在楼层信号信号覆盖 特点 施工简单 切换区域小 避免策略1 2中出现的问题 缺点 需要经过多次测试及调整天线入口功率 结合测试结果合理设置切换区域和切换参数 需要基站方配合 不适用于高速电梯 室外信号SC 9110787 高层信号SC 49710817 低层信号SC 49910787 电梯异频切换场景 测试线路是从12F阳台进入平层后直接进电梯至低层 从测试结果可以看出 从室外小区进入电梯时 手机启动压缩模式进行异频测量 在手机上报的MeasurementReport中 前几次还没有测到497这个小区的信号 此时电梯门迅速关闭 室外小区信号发生快速衰落 在手机测量到室内小区 SC 497 时 手机尝试进行异频切换 但是当前服务小区的信号质量已经很差 导致手机与网络失步 造成切换失败进而掉话 电梯异频切换掉话分析 异频切换失败 判断切换超时 一般异频切换时间少于5秒 在超过这个时间后 手机发物理信道重配失败 电梯异频切换掉话分析 异频切换成功 UE发射功率动态变化量造成的干扰 最小耦合损耗 minimumcouplingloss MCL 最小耦合损耗定义了基站和手机的发射部分接收部分之间最小的耦合损耗 MCL可以认为是手机在位于离天线最近时候的路径损耗 由于功率控制而使手机的发射功率可以达到最低 如果这个时候用户的发射功率达到最低而用户还是离天线越来越近 那么就会对其它手机造成干扰 使其它手机不得不抬高发射功率 假设最小耦合损耗为45dB 可以从下图看出 它引起了约9dB的噪声抬高 这意味着基站端所需要的功率的升高9dB 或者保证服务的最小比特率的降低 当MCL高于65dB 由UE最小发射功率所引起的噪声电平的抬高将忽略不计 MCL仿真结果 在室内 如果一个天线有最小路径损耗会使整个室内系统的噪声抬高 影响了整个覆盖区域和所有的链路 由手机最小发射功率所引起的噪声取决于UE和基站之间的最小路径损耗 因此应当考虑馈线和设备的损耗 即需要控制天线入口功率 室内覆盖中MCL的控制 由MCL而产生的干扰类型有两种 室内小区 上行拥塞 用户从运营商A 室外宏蜂窝 接近运营商B 室内基站 的基站 会引起室内小区的拥塞 因为该用户处于运营商A室外宏蜂窝小区的边缘 手机处于满发射功率状态 下行 死区 运营商B的室内基站的高发射功率会造成运营商A 宏蜂窝 在某一区域有过多的干扰 从而在这些区域对运营商A由于噪声提升而引起拥塞 MCL产生的干扰 MCL测试 我们计算MCL的方式是 MCL dB TxCarrierPower dBm RSSI dBm 由于TEMS最大能够检测到的RSSI为 25dBm 所以我们先设置MCL 65状态 我们在选取的测试点检测到RSSI 27 TxCarrierPower 37 3dBm 如下图所示 所以 MCL 37 3 27 64 3dB在MCL 64 3dB的基础上减掉6dB衰耗器 再测试MCL 58 3dB RNC侧实时记录数据显示测试时基站输出功率TxCarrierPower 10 lg 20 27 1000 1 37 3dBm MCL 64 3dB MCL 58 3dB MCL测试结果 MCL 64 3dB MCL 58 3dB MCL测试结果 MCL 64 3dB MCL 58 3dB MCL测试结果 分布系统共用方式 结合3GPP规范要求 通过理论计算可得出 合路器如果满足WCDMA通道对于GSM通道的隔离度 54dB 即可满足对干扰的抑制 对于覆盖面积较小或者结构简单的无源覆盖系统 考虑直接共用整个室内分布 分布系统共用方式 如果原室内分布系统采用了有源设备 如干线放大器 光纤直放站等 因为这些设备基本都有选频模块 所以都不能供3G系统使用 对于这一类型的室内分布系统 建议新建一套3G室内分布系统的主干线 只是共用整个分布系统末端的无源部分 分布系统共用方式 有一些建筑物可能会因为弱电井或线槽要供太多系统使用 造成新增线路困难的状况 这时候可以考虑共用干线的方式 GSM WCDMA覆盖差异 避免出现WCDMA覆盖空洞 减少系统间切换 GSM WCDMA的信号覆盖相同 是共享室内分布式系统的基本要求如果使用相同的基站输出功率 WCDMA与900MGSM的室内覆盖效果相差约6 7dB不同频段的传播和损耗特性不同 GSM一般采用输出功率2W的微蜂窝基站作为室内分布式系统的信号源WCDMA输出信号比GSM高6 7dB 才能达到同等覆盖要求 即 WCDMA输出信号需要在8 10W左右才能达到相同的覆盖高速数据业务的需求 对WCDMA基站输出功率的要求会更高 主要内容 WCDMA基础知识方案设计建议测试经验总结开通应用 直放站设备开通指导建议 直放站上行增益对施主基站噪声影响RTWP ReceivedTotalWidebandPower 对覆盖的影响上下行增益设置对覆盖的影响干放功率预算直放站开通 WCDMA信道功率测量 直放站上行增益对施主基站影响 无线直放站 直放站上行增益对施主基站影响 光纤直放站 多台直放站对RTWP的影响 RTWP对覆盖的影响 上行10dB RTWP对覆盖的影响 上行5dB RTWP对覆盖的影响 上行3dB 直放站上下行增益对覆盖的影响 直放站上下行增益平衡状态下 RTWP小范围内的提升并没有对系统容量和下行信号造成明显影响 只是很小程度上影响了上行信号的覆盖 造成UE发射功率增大 减小了覆盖范围 直放站下行增益如果提供覆盖区边缘信号质量足够保证业务的正常使用 那么上行增益即使抬升了RTWP 从测试结果看也没有明显影响上行容量和覆盖半径 上行增益弥补了因为噪声提升带来的影响 直放站上下行增益对覆盖的影响 如果直放站上行增益较下行增益小 在中高载情况时上行覆盖半径明显收缩 边缘区域掉话严重 干放功率预算 由于WCDMA基站的输出功率与系统负载有关 也就是说系统负载不同 基站输出功率也不同 所以在室内覆盖分布系统的设计中我们一般建议使用导频功率作为链路预算参考 下图是干放 GZF2100 VI 在室内分布系统中的典型用法 干放功率预算 下面举例说明直放站输出功率预算方法 NodeB 最大输出功率20W 43dBm GZF2100 VI 最大输出功率5W 37dBm 当输入信号强度为 5 0dBm时干放输出达到最大5W 37dBm 即干放最大增益为42dB 设计目标 WCDMA基站最大设计负载50 其中机顶输出导频信道功率2W 33dBm 其他如广播 同步等公共信道机顶输出功率共2W 33dBm 为了保证干放输出的公共信道功率保持不变 即不论何种负载情况直站覆盖范围内导频强度是定值 就需要为直放站设置一定功率余量 干放功率预算 对于NodeB当系统负载达到50 时 NodeB达到实际输出功率的最大值此时 业务信道功率约为 20 2 2 50 8W 39dBm 公共信道功率为2 2 4W 36dBm 则NodeB的实际最大输出功率 50 负载时 为8 4 12W 约41dBm 此时导频功率占总功率的1 6 当系统空载时 NodeB达到实际输出功率的最小值此时 仅有公共信道输出 总功率为4W 此时导频占总功率的1 2 对于干放为了保证直放站输出导频功率不变 需要控制其入口电平 5M带宽内的信道功率 5dBm 即从NodeB 负载50 出口到直放站入口需要至少41 5 46dB的链路损耗 干放功率预算 假设从NodeB出口到直放站入口为46dB的链路损耗 由上面的计算结果 可以知道 当基站50 负载时 直放站入口电平到达最大 为 5dBm 直放站也达到其实际最大输出功率为37dBm 其中导频功率占1 6为5W 1 6 0 8W 约29dBm 当基站空载时 直放站入口电平达到最小 为 36 4W 46 10dBm直放站也达到其实际最小输出功率为 10 42 直放站最大增益 32dBm导频功率占1 2为29dBm 与50 负载情况保持匹配 同理也可以计算出与其他负载情况下的导频输出保持匹配 所以 直放站入口需要 5 10 5dB的功率余量 干放功率预算 为什么直放站入口电平 信道功率 要 5dBm假设从NodeB出口到直放站入口的链路损耗只有44dB当基站为最大负载时 直放站入口电平为 41 44 3dBm 达到直放站ALC起控范围 直放站输出功率为5W 其中导频功率占1 6为5 1 6 0 8W 约29dBm 基站空载时 直放站入口电平为36 44 8dBm 直放站输出功率为 8 42 34dBm 其中导频功率占1 2为31dBm 和最大负载时不匹配 干放功率预算 通过上面介绍的计算方法 在知道必要的设计参数后 我们就可以大致计算出基站在不同负载情况下直放站的输出功率 如果工程中使用了干放设备 在知道链路衰耗和直放站增益的前提下 我们就可以计算直放站的导频输出功率了 输出的总功率不是定值 如果功率裕量预留正确 并且确保直放站的入口电平不会高于ALC的起控电平时 也可以算出直放站的最大输出功率 链路预算中需要了解如下几个系统参数 系统最大负载 目前为50 基站最大输出功率 导频输出功率 一般为基站最大输出功率的10 公共信道 包括导频信道 输出功率 多数情况下公共信道功率 DL 大约为最大发射功率的20 最后给出一个简单 可记忆的计算直放站输出导频功率的规则 当系统设计负载为50 导频信道占基站最大输出功率10 时 直放站输出最大有效导频功率为直放站最大输出功率 8dB 当系统设计负载为75 导频信道占基站最大输出功率10 时 直放站输出最大有效导频功率为直放站最大输出功率 9dB 系统空载时直放站入口功率计算 Pin Pmax 最大输出 Gmax 最大增益 T 裕留功率 系统最大设计负载为50 时 T 4 系统最大设计负载为75 时 T 5 不要追求大功率设备 建议尽量采用1W 2W等小功率干放 上行增益小于链路衰耗9dB以上 可保证对施主NodeB的RTWP影响不超过1dB 建议上 下行增益保持平衡 直放站开通 谢谢