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TD-SCDMA无线网络规划方法探讨

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TD-SCDMA无线网络规划方法探讨 1 TDTD--SCDMASCDMA无线网络规划方法探讨无线网络规划方法探讨 电信研究院通信标准研究所 李文宇 2006年7月11日 2信息产业部电信研究院通信标准研究所 主要内容 TD技术对无线网络规划的影响 TD无线网络规划的一般方法 数据业务模型(仿真、工程) TD无线网络系统仿真 3信息产业部电信研究院通信标准研究所 TD技术对无线网络规划的影响 TDD(对称电波、简化接收机) 智能天线(天面、重量、工艺、TPA) 联合检测(运算量大、同频干扰) 接力切换(没有开销) ...

TD-SCDMA无线网络规划方法探讨
1 TDTD--SCDMASCDMA无线网络规划方法探讨无线网络规划方法探讨 电信研究院通信 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 研究所 李文宇 2006年7月11日 2信息产业部电信研究院通信标准研究所 主要内容 TD技术对无线网络规划的影响 TD无线网络规划的一般方法 数据业务模型(仿真、工程) TD无线网络系统仿真 3信息产业部电信研究院通信标准研究所 TD技术对无线网络规划的影响 TDD(对称电波、简化接收机) 智能天线(天面、重量、工艺、TPA) 联合 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 (运算量大、同频干扰) 接力切换(没有开销) DCA 上行同步 4信息产业部电信研究院通信标准研究所 无线网络规划的一般方法 目标: 整体规划、分布实施,达到服务区内最大程度无缝 覆盖; 在给定的业务量下,通过理论 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 和工具仿真,获 得设备的数量和配置,为核算投资参考; 优化无线参数,达到系统最佳的QoS; 在满足覆盖、容量和服务质量前提下,尽量减少系 统设备单元,降低成本。 5信息产业部电信研究院通信标准研究所 无线网络规划的一般方法 移动通信系统无线网络工程分预规划、详细规 划和优化维护三个阶段 覆盖规划(链路预算+传播模型) 容量规划(业务分布+用户预测) 6信息产业部电信研究院通信标准研究所 链路预算是对一条通信链路中各种损耗和增益的核算。 链路预算的目的是为了进行覆盖预测,通过链路预算,可以得出 上行或下行路径中允许的最大路损。 从链路预算给出的最大允许路损量,结合相应的传播模型,即可 估算出各种环境下小区的覆盖半径和覆盖面积。 根据目前的链路预算可知,目前主要为上行覆盖受限。 TD-SCDMA系统的覆盖半径主要取决于两方面的因素:一是系 统的发射电平及接收灵敏度,二主要是上下行保护时隙GP的宽 度。 TD-SCDMA系统链路预算 7信息产业部电信研究院通信标准研究所 TD-SCDMA系统链路预算 上行链路预算的公式如下: • 最大允许空间路径损耗=移动台最大发射功率(dBm) +移动台天线增益(dB)-身体损耗(dB) +基站天线增 益(dBi) -基站馈线损耗(dB) -建筑物或车体穿透损 耗(dB)-阴影衰落余量(dB)-功控余量(dB)-干扰余量 (dB)-基站接收灵敏度(dBm) PA 线损 线损 天线增益 穿透损耗 基站灵敏 度 阴影余量 人体损耗UE功率 8信息产业部电信研究院通信标准研究所 TD-SCDMA的链路预算典型参数 z 发射端 上行:用户发射功率24dBm,人体损耗3dBm,EIRP 21dBm; 下行:用户多天线发射功率27dBm,发射天线增益15dBi,天线赋形增益 9dB,馈线损耗1dB,EIRP 50dBm。 z 接收端(与语音业务为例) 白噪声功率谱密度 –174 dBm/Hz,白噪声功率 –113dBm。 上行:噪声系数 5 dB,Eb/No 7.5 dB,处理增益10 dB,接收机灵敏度- 110.4 dBm;天线增益15dBi,天线赋形增益9dB,馈线损耗1dB;干扰储 备2dB,接力切换增益1dB; 下行:噪声系数 7 dB,Eb/No 7.5 dB,处理增益10 dB,接收机灵敏度- 108.4 dBm;人体损耗3dB,干扰储备3dB,接力切换增益1dB; 注:链路预算某些参数的取值(阴影衰落等)与覆盖要求有关。 9信息产业部电信研究院通信标准研究所 考虑阴影衰落余量11.5dB,则上下行所允许的最大室外损 耗分别为142dB,若考虑室内穿透损耗20dB,则允许的 最大路径损耗122dB。 采用COST231-Hata模型及典型基站高度,计算密集市区 室外最大传播距离约1.2公里,考虑室内20dB穿透损耗 后,最大传播距离约0.3公里。 10信息产业部电信研究院通信标准研究所 传播模型 用于蜂窝规划的传播预测模型可以分为经验预 测模型,确定性模型和半确定性半经验模型。 经验模型是以大量的实测数据为基础统计分析 导出的公式。 CW(Continuous Wave)测试即连续波测试, 是进行模型校正的必经步骤,通过CW测试和数 字地图可以获得进行模型校正的数据。这些测 试数据中的经纬度信息和接收电平形成模型校 正的数据源。 可校准的基本模型 Lb=k1+k2lgf+k3lghb+(k4+k5lghb)lgd 11信息产业部电信研究院通信标准研究所 传播模型 3GPP推荐的传播模型COST231-Hata模型,并对地貌进 行修正,模型表达式为:Ploss = k1 + k2lg(d) + k3(Hms) + k4lg(Hms) + k5lg(Heff) + k6lg(Heff)lg(d) + k7diffn +k_clutter 在基站和终端天线高度、载波频率、传播模型一定情 况下,参数a,b是与K1-K7有关的常数,小区最大半径 R为: Pathloss = a + b*log(R)。 网络仿真的输入参数 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 148 45 -2.55 0 -13.82 -6.55 0.8 12信息产业部电信研究院通信标准研究所 频点规划 FDMA 频点规划 FDMA 频点规划 考虑可用频点资源多少 考虑用户数和用户构成 考虑业务类型和业务量 考虑不同全向定向站型 异频规划到混异频规划到混 频组网甚至是频组网甚至是 同频组网。复同频组网。复 用模式将从用模式将从1*31*3 到到1*11*1 多频点(N频点)系统 13信息产业部电信研究院通信标准研究所 [1] [3] [2] [1] [3] [2] [1] [3] [2] TD-SCDMA频率规划示例 [x] 主载波频点 [x] 辅载波频点 [2] [5] [8] [1] [4] [7] [2] [5] [8] [2] [5] [8] [3] [6] [9] [3] 6] [9] [3] [6] [9] [1] [4] [7] [1] [4] [7] ¾ 主载波频点按照1×3 方式规划 ¾ 根据业务增长,从异频 到混频到同频逐步增加 频率复用系数 [4] [4][4] [5] [5][5] [6] [6] [6] [7] [7] [7] [8] [8][8] [9][9] [9] 14信息产业部电信研究院通信标准研究所 多频点小区(N频点) “多频点小区”的概念 一个小区可配置多个载频,仅在小区中的一个载频上发送DwPT S和广播信息,多个频点使用一个共同广播。针对每一小区,从分 配到的n个频点中确定一个作为主载频,其他载频为辅助载频。在 同一个小区内,仅在主载频上发送DwPTS和广播信息(TS 0)。本质上是将单载频小区扩展为多载频小区。即将原本认为多 个小区(每个载频为一个小区)合并到一起,共享同一套公共信道 资源,从而构成一个多载频小区。 好处 降低公共信道干扰 提高频率和码组复用系数 切换简单 辅载频增加容量 DWPTS干扰降低,加快小区搜索 简化终端测量 15信息产业部电信研究院通信标准研究所 规划下行同步码 规划复合码 下行同步码集合中的两两相关性存在差异 使用同一码资源的两个基站之间的距离必须足够大 复合码是扰码与扩频码的乘积 复合码之间的互相关特性决定了邻小区用户之间的干扰 码资源规划 不将相关性很强的码分配在覆盖区交叠的相邻小区 16信息产业部电信研究院通信标准研究所 主要内容 TD技术对无线网络规划的影响 TD无线网络规划的一般方法 数据业务模型(仿真、工程) TD无线网络系统仿真 17信息产业部电信研究院通信标准研究所 数据业务的仿真模型 分组域业务模型参数 忙时会话次数BHSA(busy hour session attempts) Packet call Number /session Packet number /packet call Packet size Reading time Inter_packet arrival time Retransmission rate(BLER) 18信息产业部电信研究院通信标准研究所 Packet Service Session Duration Reading Time Packet Size Inter-arrival Time Packet Call Packet Traffic Parameters Mean Packet Size 480 bytes Mean packet calls/session 12 Reading time between calls 112 seconds Mean number of packets in a call 10 Mean packet interarrival time 0.8 seconds Pareto模型的三层结构(PS域) 19信息产业部电信研究院通信标准研究所 100* ***] 100 1[ __ session packetspacketscalls retrans T TNNR RatioOFFON + = packetspacketscalls retrans readcallssession TNNRDNT ***] 100 1[*)1( ++−= 100* 1 ,8 max BLER BLERR R ST retrans packets packet −== PS域数据业务的生成机制 20信息产业部电信研究院通信标准研究所 仿真中PS域业务的模型参数 21信息产业部电信研究院通信标准研究所 工程业务模型 平均每月使用次数n 忙日、忙时集中系数M1、M2 平均每次使用时间T 占空比M3 平均每个会话包含的分组呼叫数M4 BHSA BHCA 平均分组呼叫保持时间ACHT(average call holding time ) 22信息产业部电信研究院通信标准研究所 工程业务模型 ∑ ⋅⋅⋅⋅⋅ j aaveragedatRMTMMn 3600 321 忙时每数据用户的数据吞吐量 3600 )(_data ACHTberpersubscriBHCAErlang ⋅=)量(平均每个数据用户业务 数据业务信道数=Erlang_B(总等效爱尔兰,GOS) 23信息产业部电信研究院通信标准研究所 工程业务模型 24信息产业部电信研究院通信标准研究所 某地区单业务总用户业务量统计 用户密度单用户业务量业务渗透率业务总话务量某 ××=)(CS Erl 用户密度业务激活因子业务承载速率 单用户吞吐量业务渗透率业务总业务量某 ×× ×=)(P ErlS 区分不同地区 CS域业务 PS域业务 25信息产业部电信研究院通信标准研究所 主要内容 TD技术对无线网络规划的影响 TD无线网络规划的一般方法 数据业务模型(仿真、工程) TD无线网络系统仿真 26信息产业部电信研究院通信标准研究所 无线网络系统仿真 3G规划更多的依赖于仿真 CDMA网络的容量、覆盖和质量是紧密关联的,实际的 无线网络规划中必须通过专业的CDMA无线规划软件进 行仿真。 上下行链路之间的平衡,要借助规划软件进行叠代计 算,先对上行做覆盖预测,再对下行做功率分配,如 总功率没有超出基站最大发射功率,则链路平衡。如 下行所要求的总功率超出基站最大发射功率,则须减 少覆盖面积,重新做下行功率分配,直至总功率小于 等于基站最大发射功率。 27信息产业部电信研究院通信标准研究所 网络仿真 无线通信系统的仿真通常分为链路级与系统级仿真。 系统仿真是网络规划的动力和源泉,网络规划是系统仿真的 目的和方向。 系统仿真一般分为静态仿真和动态仿真。所谓静态仿真是 3GPP提案Tr25.942中的快照式仿真,其特点是激活UE与小区 的连接关系固定,单个快照(Snapshot)仿真的设置时间很 短,一般是150个功率调整次数,相当于系统工作的0.1秒时 间。利用静态仿真技术可以得到系统的容量,这种仿真方法 在开始时无法知道系统的准确容量,除了在理论上可以计算 系统大概的容量,一般采用试探方法来猜测系统容量,即通 过随机放置激活UE在网络中。 由于仿真复杂度的限制,目前多数网络规划软件的实现都是 通过蒙特卡罗方法的静态仿真实现的。经过大量仿真样本的 运行,用统计的方法分析所采集样本内的数据 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 ,可以得 到所需的关键性能参数的统计平均值。 28信息产业部电信研究院通信标准研究所 预规划仿真 网络仿真目的及意义 验证网络站点布局能否达 到网络的覆盖、容量和服 务质量三者的良好平衡; 指出站点布局中存在的问 题,指导进一步的站点勘 查。 这是一个循环的过程,直 至网络站点布局能够在控 制网络投资的同时,满足 网络的覆盖、容量和网络 服务质量 1 2 3 4 5 6 29信息产业部电信研究院通信标准研究所 静态仿真流程图 30信息产业部电信研究院通信标准研究所 TD-SCDMA网络规划流程 需求分析 规模估算 无线网络勘察 拓扑结构 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 规划报告 详细仿真 无线参数规划 无线环境分析 天线选型 31信息产业部电信研究院通信标准研究所 需求分析之一:区域划分 根据无线传播环境,对规划区域进行合理划分: 大的较空旷的区域中零散的分布着小的建筑大的较空旷的区域中零散的分布着小的建筑 物,其平均高度低于物,其平均高度低于20m20m,,平均密度小于平均密度小于 3%3%。。 农村及偏远农村及偏远 有明显大街道的大片区域,建筑物一般为有明显大街道的大片区域,建筑物一般为 30m*30m30m*30m,,经常看到零散的房屋,且有植被经常看到零散的房屋,且有植被 覆盖,建筑物平均高度低于覆盖,建筑物平均高度低于20m20m,,平均密度平均密度 为为33--8%8%。。 郊区郊区 建筑可较明显地区分为建筑群区建筑可较明显地区分为建筑群区((块块)),建筑物,建筑物 平均高度低于平均高度低于40m40m,,平均密度为平均密度为88--35%35%。。一般城区一般城区 错综复杂的楼群没有明显的分界线,典型的街错综复杂的楼群没有明显的分界线,典型的街 道不是平行的道不是平行的,,而是交错的,建筑物平均高度而是交错的,建筑物平均高度 低于低于40m40m,,平均密度大于平均密度大于35%35%。。 密集城区密集城区 特征描述特征描述区域分类区域分类 32信息产业部电信研究院通信标准研究所 需求分析之二:用户密度 输入参数 人口密度:该区域单位面积的人口数目,单位:/km2; 移动用户普及率:指用户配备移动终端的比例; 3G用户普及率:指使用3G服务的用户占整个移动用户的比例; 运营商普及率:指某个运营商的3G网络用户的数目占整个3G用户 的比例。 输出中间参数 某地规划面积和用户规模 运营商普及率用户普及率移动用户普及率用户密度=人口密度 ××× G3 33信息产业部电信研究院通信标准研究所 规模估算 总业务容量的确定(根据业务模型,采用坎贝尔定 理) 业务密度的确定(业务撒播) 确定小区服务半径 可规划频段范围,确定频率复用模式和干扰余量 确定无线传播环境,计算最大允许路损量 根据业务密度分布特点确定初步的扇区拓扑设计 确定系统规模(站点数、扇区数、载频数) 34信息产业部电信研究院通信标准研究所 Campbell模型 坎贝尔模型法是一种估计CS域混合业务容量的 有效方法。 坎贝尔模型将系统中一定比例的各种实时业务等 效为一种“坎贝尔业务”。 坎贝尔业务与坎贝尔信道之间满足ErlangB公 式。 35信息产业部电信研究院通信标准研究所 传统的规模估算 规模估算思想 按照覆盖需求计算所需的基站个数——链路预算 按照容量需求计算所需的基站个数——Campell估算 取较大者作为实际所需的基站个数——同时满足覆盖和容量 需求 注意的问题 容量与覆盖的最佳平衡?达到精确规划的效果? TDTD--SCDMASCDMA网络的规模估算需要从覆盖和容量两方面着手,并网络的规模估算需要从覆盖和容量两方面着手,并 且要达到覆盖与容量的最佳平衡。即通过规划使得我们的站点数且要达到覆盖与容量的最佳平衡。即通过规划使得我们的站点数 目不仅满足覆盖容量要求而且要求这两者达到最大的一致。目不仅满足覆盖容量要求而且要求这两者达到最大的一致。 36信息产业部电信研究院通信标准研究所 规模估算流程 N1 N2 N1 N2 N1<
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