系統(tǒng)無線網絡規(guī)劃設計第1頁/共61頁目錄選題背景主要內容工作總結工作展望第2頁/共61頁選題背景3TD-SCDMA（TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess，時分同步碼分多址）標準是第一個由中國提出的、以我國知識產權為主的、被國際廣泛認可的第三代移動通信（簡稱3G）標準。

TD-SCDMA在頻譜利用率、頻率靈活性、對業(yè)務支持具有多樣性及成本等方面有獨特優(yōu)勢。第3頁/共61頁選題背景4

目前，TD-SCDMA網絡由中移動承建，雖已覆蓋我國直轄市、省會等城市，但許多地市級城市的網絡規(guī)劃建設工作尚未完成，且存在諸多問題：123覆蓋差，大部分城市僅僅覆蓋了城區(qū)，在城郊和縣城的覆蓋還沒有達到連續(xù)覆蓋網絡質量差，各個城市的人口密度和城市布局不太相同，城區(qū)的網絡質量也遠沒有達到GSM網絡的水平網絡資源利用率:TD用戶數(shù)規(guī)模小,用戶絕對量還是較小，且用戶未完全停留在TD網絡上，所以造成TD網絡資源利用率極低。第4頁/共61頁選題背景5

針對以上問題，有很多解決途徑，但是網絡規(guī)劃是最前期，也是最基礎的一項工作。網絡規(guī)劃直接決定了網絡建設后的質量，而網絡建設過程對網絡質量的影響占比也達到70%以上，網優(yōu)只能是后期的優(yōu)化。所以TD-SCDMA網絡規(guī)劃是一個非常重要的過程，它的結果甚至會影響到網絡運營商的經營成功與否。第5頁/共61頁目錄選題背景主要內容工作總結工作展望第6頁/共61頁主要內容71、TD-SCDMA網絡特點2、TD-SCDMA網絡規(guī)劃流程第7頁/共61頁TD-SCDMA基本特點每載波帶寬1.6M碼片速率1.28Mc/s雙工方式TDD幀長10ms(子幀5ms)信道編碼卷積碼、Turbo碼調制方式QPSK/8PSK功率控制開環(huán)結合慢速閉環(huán)功率控制速率200次/s基站同步同步第8頁/共61頁TD-SCDMA時隙結構Frequency

Time

Power

density

(CDMA

codes)

1.6MHz

0

:

15

TS0

2.Carrier(optional)

3.Carrier(optional)

TS1

TS2

TS3

TS4

TS5

TS6

DL

DL

DL

DL

UL

UL

UL

5ms

DwPTS

UpPTS

GP

DL

第9頁/共61頁智能天線+聯(lián)合檢測的影響頻率S=糾正增益擴頻信號MAI檢測到信號能量

智能天線的增益（分集及賦形增益），可以有效的提升業(yè)務覆蓋能力并降低對單個功放的功率要求智能天線+聯(lián)合檢測，對本小區(qū)及鄰小區(qū)的干擾抑制，可顯著減弱小區(qū)呼吸效應，同時可顯著提升系統(tǒng)容量和頻譜利用效率第10頁/共61頁TD-SCDMA網絡性能TD-SCDMA系統(tǒng)小區(qū)呼吸現(xiàn)象不明顯傳統(tǒng)的CDMA系統(tǒng)，負荷和干擾的上升對系統(tǒng)的服務質量、覆蓋、容量會造成較大的影響。TD-SCDMA系統(tǒng)各種多址技術使產生呼吸效應的因素顯著降低智能天線和聯(lián)合檢測技術最大限度的克服了小區(qū)呼吸效應：聯(lián)合檢測技術給系統(tǒng)帶來較大增益，使小區(qū)內干擾因子下降智能天線波束賦形進一步減少小區(qū)內和小區(qū)間干擾TD-SCDMA各種業(yè)務的覆蓋范圍近似相同，對于實現(xiàn)各種業(yè)務的連續(xù)覆蓋規(guī)劃非常有利TD-SCDMANodeB12.2kbps384kbps第11頁/共61頁時分雙工的影響

使用同一頻率，上下行具有相同的無線傳播特性上下行時隙支持不對稱配置對于具有不同話務分布的應用場景（如城區(qū)與農村）可以采用不同的上下行轉換點配置（如城區(qū)2:4，農村3:3），這可提高時隙轉換點配置的靈活性對于同一區(qū)域來講，可以有效支持非對稱業(yè)務（典型如PTT業(yè)務、數(shù)據(jù)業(yè)務）時分雙工(TDD):

上行頻段和下行頻段一樣DUDDDDDD第12頁/共61頁動態(tài)信道分配（DCA）的影響DCA及其參數(shù)的優(yōu)化調整可為網絡后期優(yōu)化提供一種改善業(yè)務質量的優(yōu)化手段－DCA信道調整可以改善鏈路性能，由此可降低掉話率－DCA對頻域、時域、碼域和空域資源的調整可有效提高

業(yè)務接入的成功率下行干擾上行新呼叫第13頁/共61頁接力切換的影響

接力切換的的成功率介于軟切換與硬切換之間，其資源消耗等同于硬切換因此在切換區(qū)規(guī)劃時，對切換比例不像傳統(tǒng)CDMA系統(tǒng)那么敏感，規(guī)劃以滿足切換性能為主接力切換期間:上行

:下行NB-T從NB-S接收NB-SRNC向NB-T發(fā)送同時優(yōu)點:無數(shù)據(jù)幀丟失第14頁/共61頁N頻點技術CCSATD-SCDMA行業(yè)標準中引入的N頻點小區(qū)的概念,即一個小區(qū)可配置多個載頻1承載P-CCPCH的載頻稱為主載頻，不承載P-CCPCH的載頻稱為輔載頻3僅在小區(qū)/扇區(qū)的一個載頻上發(fā)送DwPTS和廣播信息，多個頻點使用一個共同廣播2主載頻和輔助載頻使用相同的擾碼和基本midamble4TD-SCDMA網絡特性第15頁/共61頁N頻點的組網優(yōu)勢降低系統(tǒng)干擾提高系統(tǒng)容量

一個扇區(qū)/小區(qū)內，只有一個主載波頻點發(fā)射DwPTS和TS0，因此就TS0時隙和導頻時隙來說在任何情況下都是異頻組網改善系統(tǒng)同頻組網性能降低系統(tǒng)擁塞率提升系統(tǒng)效率N頻點小區(qū)中所有載頻資源屬于同一小區(qū)，共用導頻和廣播信道，降低了手機接收廣播信道的數(shù)量，而且系統(tǒng)可以對多個載頻的容量進行統(tǒng)一分配和調度，提高了系統(tǒng)效率提高了在同頻情況下，公共信道和導頻信道的覆蓋效果TD-SCDMA網絡特性第16頁/共61頁主要內容171，TD-SCDMA網絡特點2，TD-SCDMA網絡規(guī)劃流程第17頁/共61頁調查分析勘察網絡規(guī)劃需求分析無線網規(guī)站點勘測無線網絡詳細設計傳播模型測試傳播模型校正輸出規(guī)劃報告網絡規(guī)劃站點篩選網絡規(guī)模估算網絡預規(guī)劃設計仿真驗證驗證系統(tǒng)符合要求仿真TD-SCDMA網絡規(guī)劃流程第18頁/共61頁需求分析需求分析——我們的目標是什么？詳細了解組網的各種要求了解現(xiàn)有網絡運行狀況及發(fā)展計劃調查當?shù)仉姴▊鞑キh(huán)境調查服務區(qū)內話務需求分布情況對服務區(qū)內近期和遠期的話務需求作合理預測容量目標質量目標覆蓋目標第19頁/共61頁需求分析-區(qū)域劃分根據(jù)無線傳播環(huán)境，對規(guī)劃區(qū)域進行合理劃分：區(qū)域分類特征描述密集城區(qū)錯綜復雜的樓群，沒有明顯的分界線，街道不是平行而是交錯的，建筑物平均高度高于40m，平均密度大于35%。一般城區(qū)建筑可較明顯地區(qū)分為建筑群區(qū)(塊)，建筑物平均高度低于40m，平均密度為8-35%。郊區(qū)有明顯大街道的大片區(qū)域，建筑物一般為30m*30m，經常看到零散的房屋，且有植被覆蓋，建筑物平均高度低于20m，平均密度為3-8%。農村及偏遠大的較空曠的區(qū)域中零散的分布著小的建筑物，其平均高度低于20m，平均密度小于3%。第20頁/共61頁需求分析-區(qū)域劃分根據(jù)業(yè)務類型分布，對規(guī)劃區(qū)域進行合理劃分：區(qū)域分類特征描述業(yè)務分布特點A商務活動集中地，用戶對移動通信需求大，對數(shù)據(jù)業(yè)務要求較高話務密集，業(yè)務速率要求高，數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)展的重點區(qū)域B工商業(yè)發(fā)達，城市化水平較高，人口密集，經濟發(fā)展快人均收入高的地區(qū)話務量較高，業(yè)務速率中等，有數(shù)據(jù)業(yè)務需求C工商業(yè)發(fā)展和城鎮(zhèn)建設具有相當規(guī)模，經濟發(fā)展和人均收入處于中等水平話務量較低，只提供低速或不提供數(shù)據(jù)業(yè)務D主要是山區(qū)和農村，經濟發(fā)展相對落后話務稀疏，建站目的是解決覆蓋，一般不保證數(shù)據(jù)業(yè)務的質量第21頁/共61頁需求分析-用戶密度輸入參數(shù)人口密度：該區(qū)域單位面積的人口數(shù)目，單位：/km2；移動用戶普及率：指用戶配備移動終端的比例；3G用戶普及率：指使用3G服務的用戶占整個移動用戶的比例；運營商普及率：指某個運營商的3G網絡用戶的數(shù)目占整個3G用戶的比例。輸出中間參數(shù)畢節(jié)市區(qū)規(guī)劃面積和用戶規(guī)模業(yè)務環(huán)境用戶數(shù)（萬）面積（km2）密集城區(qū)B3314.5第22頁/共61頁需求分析：業(yè)務模型移動業(yè)務種類預測業(yè)務種類承載速率語音業(yè)務CS12.2/12.2可視電話CS64/64EmailPS64/64MMSPS64/64信息服務PS64/64圖鈴下載PS64/128WAP瀏覽PS64/128WWW瀏覽PS64/128音頻流PS64/384視頻流PS64/384第23頁/共61頁業(yè)務模型建模CS業(yè)務呼叫模型用戶平均發(fā)起呼叫次數(shù)平均呼叫持續(xù)時間通過愛爾蘭建模PS業(yè)務呼叫模型業(yè)務平均吞吐率忙時使用次數(shù)通過吞吐量分別對上下行建模單用戶業(yè)務量分析規(guī)劃區(qū)域業(yè)務量分析第24頁/共61頁需求分析-話務模型區(qū)域劃分CS12.2(erl)CS64(erl)PS64(kbps)PS128(kbps)PS384(kbps)下行總吞吐量一般城區(qū)24.784149.86839.735郊區(qū)5.72653.38210.837農村0.1230.4980.181上行總吞吐量一般城區(qū)21.00320.5630.539郊區(qū)4.6327.5700.147農村0.1110.0710.002下行總愛爾蘭一般城區(qū)55.6830.4280.3871.1710.103郊區(qū)45.1000.5400.0890.4170.028農村4.0440.0390.0020.0040.000上行總愛爾蘭一般城區(qū)55.6830.4280.3280.3210.008郊區(qū)45.1000.5400.0720.1180.002農村4.0440.0390.0020.0013.82998E-05第25頁/共61頁網絡質量要求數(shù)據(jù)速率覆蓋要求市區(qū)：12.2k話音和CS64k業(yè)務連續(xù)覆蓋，PS384kbps數(shù)據(jù)業(yè)務部分覆蓋。市郊和公路：12.2k話音連續(xù)覆蓋?？山尤肼薀o線覆蓋區(qū)90%位置內，99%的時間可接入網絡。無線信道呼損無線信道引起的呼損率≤3%。接通率本地話音呼叫的接通率≥90％。通話中斷率（掉話率）語音呼叫掉話率≤2%第26頁/共61頁調查分析勘察網絡規(guī)劃需求分析無線網規(guī)站點勘測無線網絡詳細設計傳播模型測試傳播模型校正輸出規(guī)劃報告網絡規(guī)劃站點篩選網絡規(guī)模估算網絡預規(guī)劃設計仿真驗證驗證系統(tǒng)符合要求仿真TD-SCDMA網絡規(guī)劃流程步驟2第27頁/共61頁傳播模型測試原理傳播損耗為快衰落與慢衰落的疊加接收信號的中值場強進行校正李氏定理－36～50samples/40λ(該定律就是盡可能的減少快衰落的影響)以有限的測試來預測整個規(guī)劃區(qū)域的無線傳播特性第28頁/共61頁測試環(huán)境搭建整個測試系統(tǒng)由發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)部分組成。發(fā)射系統(tǒng)由CW發(fā)射機、饋線和發(fā)射天線等組成；接收系統(tǒng)由接收天線、CW接收機、GPS定位儀、便攜機及測試軟件組成第29頁/共61頁模型校正前后對比模型校正前后對比形象的如下圖所示:藍顏色的曲線表示我們選取的經典模型,紅顏色的點表示我們實際測試得到的數(shù)據(jù),我們所要所的就是讓藍顏色曲線的參數(shù)更加的符合紅顏色的點的特性.下面左圖就是沒有校正前的模型,右圖是校正后的模型.Hata模型第30頁/共61頁調查分析勘察網絡規(guī)劃需求分析無線網規(guī)站點勘測無線網絡詳細設計傳播模型測試傳播模型校正輸出規(guī)劃報告網絡規(guī)劃站點篩選網絡規(guī)模估算網絡預規(guī)劃設計仿真驗證驗證系統(tǒng)符合要求仿真TD-SCDMA網絡規(guī)劃流程步驟3第31頁/共61頁規(guī)模估算規(guī)模估算——我們需要多少個NodeB呢？覆蓋分析容量分析最終獲得網絡的建設規(guī)模（基站數(shù)目，扇區(qū)數(shù)目和載頻數(shù)目）按照覆蓋來估算按照容量來估算KR算法業(yè)務模型確定鏈路預算第32頁/共61頁按覆蓋估算使用現(xiàn)有模型（或進行傳播模型測試與校正，得到當?shù)責o線傳播模型）使用鏈路預算工具，在校正后傳播模型基礎上，計算滿足上行覆蓋要求條件下各個區(qū)域的小區(qū)半徑根據(jù)站型計算小區(qū)面積用區(qū)域面積除以小區(qū)面積就得到所需的基站個數(shù)第33頁/共61頁小區(qū)半徑的計算

根據(jù)小區(qū)半徑計算站間距時要注意站型的差別3扇區(qū)頂角激勵站型的小區(qū)面積為1.95R2全向站的小區(qū)面積為2.6R2第34頁/共61頁鏈路預算

基站綜合損耗天線增益車內損耗和穿透損耗等基站靈敏度人體損耗UE功率路徑損耗通過鏈路預算公式，解出傳播路徑損耗，從而確定基站半徑第35頁/共61頁鏈路預算參數(shù)工作頻率 擴頻帶寬解調所需Eb/N0 UE的發(fā)射功率接收機靈敏度 熱噪聲功率接收機噪聲系數(shù) 陰影衰落余量處理增益 功控余量干擾余量 天線增益人體損耗 饋線損耗穿透損耗 車內損耗允許的最大路徑損耗第36頁/共61頁鏈路預算鏈路預算是覆蓋規(guī)劃的前提，通過它能夠指導規(guī)劃區(qū)內小區(qū)半徑的設置、所需基站的數(shù)目和站址的分布。鏈路預算要做的工作就是在保證通話質量的前提下，確定基站和移動臺之間的無線鏈路所能允許的最大路徑損耗。一般情況下，下行覆蓋大于上行覆蓋，即上行覆蓋受限。從鏈路預算給出的最大路損，結合傳播模型可計算出小區(qū)的覆蓋范圍。第37頁/共61頁鏈路預算表

參數(shù)名稱單位密集城區(qū)一般城區(qū)郊區(qū)系統(tǒng)業(yè)務速率bpsCS64kCS64kCS64k工作頻率MHz2000.02000.02000.00擴頻帶寬MHz1.281.281.28發(fā)射端最大發(fā)射功率dBm24.0024.0024.00終端天線增益dBi0.000.000.00人體損耗dB0.000.000.00EIRPdBm24.0024.0024.00接收端熱噪聲功率譜密度dBm/Hz-173.98-173.98-173.98熱噪聲功率dBm-112.90-112.90-112.90噪聲系數(shù)dB3.503.503.50噪聲功率dBm-109.40-109.40-109.40小區(qū)負載%75%75%75%干擾余量dB1.001.001.60處理增益NA3.423.423.42Eb/NodB10.6210.6211.32C/IdB0接收機靈敏度dBm-101.20-101.20-99.90基站天線增益dBi15.0015.0015.00智能天線分集增益dBi7.507.507.50饋線損耗dB0.500.500.50第38頁/共61頁鏈路預算表儲備區(qū)域覆蓋概率%95%95%90%邊緣覆蓋概率%88%88%75%陰影衰落標準差dB10.0010.008.00陰影衰落余量/慢衰落儲備dB11.6011.605.50功控余量/快衰落儲備dB1.001.000.00切換對抗快衰落增益dB0.000.000.00切換對抗慢衰落增益dB4.994.993.62穿透損耗dB19.0014.0010.00儲備總計

（室外）dB7.617.611.88儲備總計

（室內）dB26.6121.6111.88路損最大允許路損（室外）dB139.59139.59144.02最大允許路損（室內）dB120.59125.59134.02第39頁/共61頁覆蓋估算確定最大允許路徑損耗傳播模型校正我們需要多少個NodeB？鏈路預算覆蓋目標覆蓋半徑覆蓋規(guī)模第40頁/共61頁按容量估算--KR算法KaufmanRoberts算法：解決問題：當系統(tǒng)容量為C，系統(tǒng)存在K種業(yè)務；第k種業(yè)務的業(yè)務量為ak、容量需求為bk,k[1,K]；算法能求得各業(yè)務的阻塞概率GoSk

算法特點：按照系統(tǒng)資源池共享的方式來分析容量；允許各業(yè)務的GoS存在差別KaufmanRoberts算法更適用于3G混合業(yè)務的容量估算KR方法對于混合業(yè)務的估算準確度很高；Campbell方法在各業(yè)務的業(yè)務量比較平均的情況下有較大的誤差，只有在CS業(yè)務占有絕對優(yōu)勢的情況下才比較準確；第41頁/共61頁容量估算結果把用覆蓋計算出的扇區(qū)數(shù)帶入到KR算法中，再用設定的載波數(shù)帶入嘗試，若得到輸出的碼道負荷小于原先規(guī)定的門限即可認為改扇區(qū)數(shù)和載波數(shù)是合理的。若此時的碼道負荷超過了預先設定的門限則增加載波數(shù)再次帶入KR算法中，直到找到合適的載波數(shù)為止。最終估算結果鏈路方向上行下行

需要的扇區(qū)數(shù)需要的載波數(shù)碼道負荷需要的扇區(qū)數(shù)需要的載波數(shù)碼道負荷一般城區(qū)195458.74%189454.49%第42頁/共61頁調查分析勘察網絡規(guī)劃需求分析無線網規(guī)站點勘測無線網絡詳細設計傳播模型測試傳播模型校正輸出規(guī)劃報告網絡規(guī)劃站點篩選網絡規(guī)模估算網絡預規(guī)劃設計仿真驗證驗證系統(tǒng)符合要求仿真TD-SCDMA網絡規(guī)劃流程步驟4第43頁/共61頁網絡預規(guī)劃設計－模擬布點根據(jù)規(guī)模估算，在電子地圖上，進行模擬布點。MapinfoAtoll百林第44頁/共61頁預規(guī)劃仿真通過仿真軟件預算規(guī)劃區(qū)域的覆蓋情況,給出基站的布局和基站預選站址的大致區(qū)域和位置，為勘察工作提供勘察的指導方向輸入信息站點基本信息傳播模型天線庫輸出信息PCCPCHRSCPBestServerDwPTSEc/Io第45頁/共61頁調查分析勘察網絡規(guī)劃需求分析無線網規(guī)站點勘測無線網絡詳細設計傳播模型測試傳播模型校正輸出規(guī)劃報告網絡規(guī)劃站點篩選網絡規(guī)模估算網絡預規(guī)劃設計仿真驗證驗證系統(tǒng)符合要求仿真TD-SCDMA網絡規(guī)劃流程步驟5第46頁/共61頁無線網絡勘察無線方面準則不要讓天線正對雷達、電臺、軍事區(qū)域、機場等強干擾源或在其附近選站。智能天線特殊要求：智能天線周圍100m不能有明顯反射物。同一個基站的幾個扇區(qū)的天線高度差別不能太大；足夠的天線安裝空間，保證隔離度不要讓天線主瓣正對街道走向；同一NodeB下的2個扇區(qū)法線夾角不小于90度第47頁/共61頁站點調整基站調整途徑調整基站位置調整天線掛高調整天線下傾角基站A基站B下傾A下傾B調整扇區(qū)朝向扇區(qū)A扇區(qū)B第48頁/共61頁調查分析勘察網絡規(guī)劃需求分析無線網規(guī)站點勘測無線網絡詳細設計傳播模型測試傳播模型校正輸出規(guī)劃報告網絡規(guī)劃站點篩選網絡規(guī)模估算網絡預規(guī)劃設計仿真驗證驗證系統(tǒng)符合要求仿真TD-SCDMA網絡規(guī)劃流程步驟6第49頁/共61頁無線網絡詳細設計-仿真驗證通過網絡仿真對覆蓋性能的模擬。通過對單站和整網進行PCCPCH的覆蓋仿真來考察預規(guī)劃的情況，從而根據(jù)仿真結果進行調整無線網絡詳細設計鄰小區(qū)規(guī)劃頻點規(guī)劃碼資源規(guī)劃其他參數(shù)規(guī)劃第50頁/共61頁調查分析勘察網絡規(guī)劃需求分析無線網規(guī)站點勘測無線網絡詳細設計傳播模型測試傳播模型校正輸出規(guī)劃報告網絡規(guī)劃站點篩選網規(guī)模估算網絡預規(guī)劃設計仿真驗證驗證系統(tǒng)符合要求仿真TD-SCDMA網絡規(guī)劃流程步驟7第51頁/共61頁仿真驗證網絡仿真目的及意義驗證網絡站點布局能否達到網絡的覆蓋、容量和服務質量三者的良好平衡；指出站點布局中存在的問題，指導進一步的站點勘查。這是一個循環(huán)的過程，直至網絡站點布局能夠在控制網絡投資的同時，滿足網絡的覆蓋、容量和網絡服務質量。第52頁/共61頁仿真結果分析下圖反應的是PC