TD-SCDMA无线网络估算.

Presentation on theme: "TD-SCDMA无线网络估算."— Presentation transcript:

1 TD-SCDMA无线网络估算

2 无线网络估算的目的 无线网络估算是对未来网络的一个简化分析 目的
获得网络的建设规模（大致基站数目和基站配置情况），并由此得到站点建设周期，以及站点建设成本和人力成本预算等信息 方法 选取适当的传播模型，根据用户移动性、用户分布、话务模型和业务质量要求，估算所需的大致站点数目、载频数目、覆盖面积和系统容量等信息

3 无线网络估算的步骤 输入 输出 系统规模 系统配置 建网成本 关键技术 系统相关 站点数目 扇区数 话务相关 载波数 链路预算 站址成本
可用载波数 覆盖区域 用户密度 话务相关 业务类型 话务模型 话务分布 增长预测 GoS & QoS 覆盖概率 阻塞概率 设备性能 无线传播模型 系统规模 站点数目 系统配置 扇区数 载波数 建网成本 站址成本 设备成本 输入 输出 链路预算 容量估算 关键技术

4 按无线传播环境分类 密集市区 一般市区 郊区 农村 区域类型 典型区域描述 密集市区
区域内建筑物平均高度或平均密度明显高于城市内周围建筑物；地形相对平坦，中高层建筑较多 一般市区 城市内具有建筑物平均高度和平均密度的区域；经济较发达、有较多建筑物的城镇 郊区 城市边缘地区，建筑物较稀疏，以低层建筑为主；经济普通、有一定建筑物的小镇 农村 孤立村庄或管理区，区内建筑较少，有成片的开阔地；交通干线 密集市区 一般市区 郊区 农村 按无线传播环境分类：移动通信网络的大部分服务区域的无线传播环境可分为密集市区、一般市区、郊区和农村4大类。 由于我国幅员辽阔，各省、市的无线传播环境千差万别，除了上述4类基本的区域类型外，还包括山地、沙漠、草原、林区、湖泊、海面、岛屿等广阔的人烟稀少的地区，在实际规划过程中应根据当地的实际情况对分类进行适当调整。

5 按用户业务分布分类 区域类型 特征描述 业务分布特点 话务密集区（A）
主要集中在区域经济中心的特大城市，面积较小。区域内高级商务楼密集，是所在经济区内商务活动集中地，用户对移动通信需求大，对数据业务要求较高 1．用户高度密集，业务热点地区； 2．数据业务速率要求较高； 3．数据业务发展的重点区域； 4．服务质量要求高 高话务密度区（B） 工商业和贸易发达。交通和基础设施完善，城市化水平较高、人口密集、经济发展快、人均收入高的地区 1．用户密集，业务量较高； 2．提供中等速率的数据业务； 3．服务质量要求较高 中话务密度区（C） 工商业发展和城镇建设具有相对规模，各类企业数量较多，交通便利，经济发展和人均收入处于中等水平 1．业务量较低； 2．只提供低速数据业务 低话务密度区（D） 主要包括两种类型的区域：1．交通干道；2．农村和山区，经济发展相对落后 1．话务稀疏； 2．建站的目的是为了覆盖 网络规划建设应首先确保话音业务，在此基础上，重视数据和多媒体业务，增加有特色的服务和竞争的差异化。业务分布与当地的经济发展、人口分布及潜在用户的消费能力和习惯等因素有关，其中经济发展水平对业务发展具有决定性影响。业务分布可以划分为话务密集区、高话务密度区、中话务密度区和低话务密度区。

6 综合区域分类 区域类型 按无线传播环境分类 按业务分布分类 典型区域 密集市区A 密集市区 A 特大城市的商务区 密集市区B B
1．商业中心区；2．高层住宅区；3．密集商住区 密集市区C C 话务较低的城中村 一般市区B 一般市区 低矮楼房为主的老城区 一般市区C 1．城乡结合部；2．工业园区；3．乡镇 郊区C 郊区 1．城乡结合部工业园区；2．乡镇 农村C 农村 风景区 农村D D 1．农村；2．牧区 高速公路、国道 省道、重要客运铁路和主要航道 一般公路、铁路和航道 由于无线传播环境和区域业务分布两者之间具有一定的相关性，不是完全独立的两个属性。比如，在农村不可能有话务密集区；同样，在密集市区也不可能存在低话务密度区。

7 传播模型概述 传播模型测试的目的就是通过选取测试几个典型的站点的传播环境，来预测整个预规划区域的无线传播特性。
传播模型的准确度直接影响到无线网络规划的估算、站点分布、仿真及规划的准确度，是无线网络规划的基础，在整个网络规划中具有非常重要的作用。 链路预算 网络仿真

8 通过链路预算公式，确定最大允许路径损耗，从而确定基站覆盖半径
链路预算概述 链路预算是移动通信无线网络覆盖分析最重要的手段之一，不仅应用于网络规划设计阶段，也应用于网络的优化和运营维护阶段。在采用FDMA技术的第一代移动通信系统和采用TDMA技术的第二代移动通信系统中，链路预算主要用于分析网络的覆盖，并可以通过调整上下行链路预算中的各种参数来达到上下行的链路平衡，扩大网络的覆盖范围和提高网络的覆盖质量。在采用CDMA技术的第三代移动通信（3G）网络中，由于引入了小区负载、Eb/N0、业务速率等参数，链路预算不仅和网络的覆盖相关，而且与网络的容量及质量也息息相关。 链路预算能够指导规划区内小区半径的设置、所需基站的数量和站址的分布。具体而言，链路预算要做的工作就是在保证通话质量的前提下，确定基站和终端之间的无线链路所能允许的最大路径损耗。由于链路距离和最大允许路径损耗直接相关，因此，只要确定传播模型，从最大允许路径损耗就可以计算出小区的有效覆盖半径。 通过链路预算公式，确定最大允许路径损耗，从而确定基站覆盖半径 2019/4/14

9 上行链路预算模型 上行链路是指终端发、基站收方向的通信链路。 发射端有效 全向辐射功率 空间传播损耗 接收端 最小接收电平 移动台 发射功率
天线增益 阴影衰落 赋形增益 路径损耗 穿透损耗 人体损耗 基站 馈线损耗 接收机 发射端有效 全向辐射功率 空间传播损耗 接收端 最小接收电平 2019/4/14

10 下行链路预算模型 下行链路是指基站发、终端收方向的通信链路。 空间传播损耗 发射端有效 全向辐射功率 接收端 最小接收电平 阴影衰落
赋形增益 路径损耗 穿透损耗 人体损耗 空间传播损耗 基站 发射功率 馈线损耗 天线增益 发射端有效 全向辐射功率 移动台 接收机 接收端 最小接收电平 下行链路是指基站发、终端收方向的通信链路。下行链路预算不同于上行链路预算，小区内所有的用户同时分享基站功率，基站的功率分配是让小区内所有在线用户服务都能满足相关业务的QoS指标。在CDMA系统中，一般覆盖受限于上行，容量受限于下行，但当小区负荷加大时，也有可能出现下行链路受限的情况。对于TD-SCDMA来说，智能天线的使用大大减少下行的干扰，因此下行链路容量受限的机会比WCDMA少很多。 2019/4/14

11 规划基础参数－覆盖要求 覆盖质量要求以覆盖率的形式给出。覆盖率是指在无线覆盖区边缘（或市区）终端与基站通信质量达到规定要求的概率。覆盖率包括室外覆盖率和室内覆盖率。 区域类型 业务覆盖要求 室外覆盖率 室内覆盖率 密集市区A PS128kbit/s连续覆盖 98％ 88％ 密集市区B CS64kbit/s连续覆盖 85％ 密集市区C 话音12.2kbit/s连续覆盖 95％ 一般市区B 一般市区C 郊区C 90％ 75％ 农村D 不做要求 覆盖质量要求以覆盖率的形式给出。覆盖率是指在无线覆盖区边缘（或市区）终端与基站通信质量达到规定要求的概率，覆盖率包括位置概率和时间概率。对于蜂窝陆地移动通信系统，由于时间变化给通信带来的影响很小，在规划中主要考虑位置概率的需求。根据服务区的经济发展情况、业务发展的重要性定义差异性的覆盖要求，以达到较好的投资收益。覆盖率包括室外覆盖率和室内覆盖率。

12 规划基础参数－服务等级 应根据服务区的经济发展情况、业务发展的重要性分别定义每种业务要求的服务等级。 业务类型 地区 服务等级 话音业务
特大城市市区 拥塞率：1％ 其他市区 拥塞率：2％ 市区外的其他地区 拥塞率：5％ 可视电话 市区 PS64kbit/s数据业务 平均吞吐率>58kbit/s PS128kbit/s数据业务 平均吞吐率>116kbit/s PS384kbit/s数据业务 平均吞吐率>340kbit/s

13 规划基础参数－业务属性 激活因子参考值如下： 业务种类 承载速率（kbit/s） 语音业务 CS12.2/12.2 可视电话 CS64/64
PS64/64 MMS 信息服务 图铃下载 PS64/128 WEB浏览 WWW浏览 音频流 PS64/384 视频流 业务属性包括业务速率和激活因子。 激活因子参考值如下： AMR（Adaptive Multi-Rate）话音业务：0.67。 数据业务：1。

14 规划基础参数－功率配置 功率等级 最大输出功率 允许偏差 1 +30dBm +1dB/-3dB 2 +24dBm 3 +21dBm +2dB/-2dB 4 +10dBm +4dB/-4dB TD-SCDMA终端功率等级 TD-SCDMA基站单天线最大发射功率，即单个功放的最大发射功率为30dBm（1W）。在基站每个扇区3载波配置情况下，3个载波共享功放功率，1W功率平均分配在3个载波上，每载波单天线最大发射功率为30－10㏒(3)＝25dBm。 功率配置指一个业务信道所能发射功率的最大值。 TD-SCDMA基站单天线最大发射功率，即单个功放的最大发射功率为30dBm（1W）。在基站每个扇区3载波配置情况下，3个载波共享功放功率，1W功率平均分配在3个载波上，每载波单天线最大发射功率为30－10㏒(3)＝25dBm。 发射天线数：下行方向，基站的智能天线一般由8根天线组成阵列；而上行方向，终端一般是单天线的。

15 规划基础参数－天馈线参数 天馈线参数包括基站和终端天线增益以及馈线损耗。
基站天线增益：包括单天线增益和智能天线赋形增益。定向天线的单天线增益通常为15dBi，全向天线的单天线增益在8～11dBi之间，通常取10dBi。在实际工程中，应根据区域类型和覆盖要求选取不同的天线。对于上行，智能天线只具备多阵元的赋形增益；对于下行，智能天线除了波束赋形之外，还有阵列增益。理论上，8单元智能天线上行可获得9dB的赋形增益，实际的波束赋形增益会有些损失。根据系统仿真与测试结果，一般取7dB。下行除了获得7dB的赋形增益外，还得到9dB的阵列增益。 终端天线增益 ：0dBi。 馈线损耗 ：馈线损耗是天线至接收机沿途各种器件对信号产生的衰减，主要是指馈线和接头损耗。TD-SCDMA链路预算中，通常取1dB。实际上应该根据实际的电缆类型、长度以及各种接头等器件的损耗来计算。 天馈线参数包括基站和终端天线增益以及馈线损耗。 （1）基站天线增益 基站天线增益包括单天线增益和智能天线赋形增益。定向天线的单天线增益通常为15dBi，全向天线的单天线增益在8～11dBi之间，通常取10dBi。在实际工程中，应根据区域类型和覆盖要求选取不同的天线。 对于上行，智能天线只具备多阵元的赋形增益；对于下行，智能天线除了波束赋形之外，还有阵列增益。理论上，8单元智能天线上行可获得9dB的赋形增益，实际的波束赋形增益会有些损失。根据系统仿真与测试结果，一般取7dB。下行除了获得7dB的赋形增益外，还得到9dB的阵列增益。 （2）终端天线增益 对于终端而言，天线的尺寸很小，并且发射天线通常为全向天线，用户设备UE天线增益为0dBi。 （3）馈线损耗 馈线损耗是天线至接收机沿途各种器件对信号产生的衰减，主要是指馈线和接头损耗。TD-SCDMA链路预算中，通常取1dB。实际上应该根据实际的电缆类型、长度以及各种接头等器件的损耗来计算。

16 规划基础参数－设备性能 设备Eb/N0参考门限 接收机噪声模型图 Ci/Ni KP Co/No NA
业务类型 上行Eb/N0（dB） 下行Eb/N0（dB） BLER CS12.2 8 11 1% CS64 7 10 0.5% PS64/64 5 5% PS64/128 设备Eb/N0参考门限 KP Ci/Ni Co/No NA 接收机噪声模型图 （1）解调门限Eb/N0：解调门限Eb/N0中，Eb为每比特能量，N0为单边带高斯白噪声功率谱密度。解调门限Eb/N0与移动设备的业务类型、运动速度、多径信道条件等因素有关。对相同BLER、相同SNR条件下，Eb/N0越小，频谱效率越高；在相同Eb/N0，相同SNR条件下，BLER越小，系统性能越优。 噪声系数是一个整体概念，其中涵盖了多个有源系统。 噪声系数是指当信号通过接收机时，由于接收机引入的噪声而使信噪比恶化的程度，在数值上等于输入信噪比与输出信噪比的比值。基站噪声系数参考值为5dB，终端噪声系数参考值为7dB。 接收机噪声系数是指当信号通过接收机时，由于接收机引入的噪声而使信噪比恶化的程度，在数值上等于输入信噪比与输出信噪比的比值。基站噪声系数参考值为5dB，终端噪声系数参考值为7dB。

17 规划基础参数－阴影衰落余量 为了保证基站以一定的概率覆盖小区边缘，基站必须预留一定的发射功率以克服阴影衰落，这些预留的功率就是阴影衰落余量。
快衰落 发射机和接收机之间的传播路径非常复杂，有简单的视距传播，也有各种复杂的地物阻挡等，因此无线信道具有极度的随机性。从大量实际统计数据来看，在一定距离内，本地的平均接收场强在中值附近上下波动。这种平均接收场强因为一些人造建筑物或自然界阻隔而发生的衰落现象称为阴影衰落（或慢衰落）。通常认为阴影衰落服从对数正态分布。 为了保证基站以一定的概率覆盖小区边缘，基站必须预留一定的发射功率以克服阴影衰落，这些预留的功率就是阴影衰落余量。 阴影衰落余量取决于覆盖概率（边缘覆盖概率和面积覆盖概率）和阴影衰落标准差。 为了保证基站以一定的概率覆盖小区边缘，基站必须预留一定的发射功率以克服阴影衰落，这些预留的功率就是阴影衰落余量。

18 规划基础参数－快衰落（功控）余量 快衰落（功控）余量用于抵抗快衰落（瑞利衰落）的功控波动范围。
对慢速移动的终端（终端移动速度≤50km/h），功控余量取1dB。 对于中高速移动的终端（终端移动速度>50km/h），主要由交织对抗快衰落，不需要考虑预留功控余量。 TD-SCDMA的功控频率最大为200Hz，对于高速运动中的UE，闭环功控是无法用来补偿信道的快衰落的，一般是通过开环功控来做功率的补偿。快衰落（功控）余量用于抵抗快衰落（瑞利衰落）的功控波动范围。 （1）对慢速移动的终端（终端移动速度≤50km/h），功控余量取1dB。 （2）对于中高速移动的终端（终端移动速度>50km/h），主要由交织对抗快衰落，不需要考虑预留功控余量。

19 规划基础参数－穿透损耗 区域类型 穿透损耗均值（dB） 密集市区 20 一般市区 15 郊区 12 农村 6 当人在建筑物或车内打电话时，信号需要穿过建筑物或车体，造成一定的损耗。穿透损耗与具体的建筑物结构和材料、电波入射角度和频率等因素有关，应根据目标覆盖区的实际情况确定。 建筑物穿透 汽车穿透 当人在建筑物或车内打电话时，信号需要穿过建筑物或车体，造成一定的损耗。穿透损耗与具体的建筑物结构和材料、电波入射角度和频率等因素有关，应根据目标覆盖区的实际情况确定。

20 规划基础参数－人体损耗 人体损耗指手持话机离人体很近造成的信号阻塞和吸收引起的损耗。人体损耗取决于手机相对于人体的位置。根据业务使用习惯：
数据业务的人体损耗参考值为0dB； 话音业务的人体损耗参考值为3dB。 人体损耗指手持话机离人体很近造成的信号阻塞和吸收引起的损耗。人体损耗取决于手机相对于人体的位置。根据业务使用习惯，数据业务的人体损耗参考值为0dB，话音业务的人体损耗参考值为3dB。

21 规划基础参数－背景噪声（热噪声） 背景噪声也叫热噪声，热噪声是由传输媒质中电子的随机运动而产生的。在通信系统中，电阻器件噪声以及接收机产生的噪声均可以等效为热噪声。其功率谱密度在整个频率范围内都是均匀分布的，故又称为白噪声。 在微波频段，热噪声的计算公式为：Nth=KTB； 式中，K为Boltzmann常数（1.38×10-23J/K）；T为绝对温度，取290K；KT的乘积为热噪声功率谱密度，取值为-174dBm/Hz；B为系统带宽，TD-SCDMA的系统带宽为1.6×106Hz。 故接收机背景噪声为 dBm。 背景噪声也叫热噪声，热噪声是由传输媒质中电子的随机运动而产生的。在通信系统中，电阻器件噪声以及接收机产生的噪声均可以等效为热噪声。其功率谱密度在整个频率范围内都是均匀分布的，故又称为白噪声。 在微波频段，热噪声的计算公式为：Nth=KTB；式中，K为Boltzmann常数（1.38×10-23J/K）；T为绝对温度，取290K；KT的乘积为热噪声功率谱密度，取值为－174dBm/Hz；B为系统带宽，TD-SCDMA的系统带宽为1.6×106Hz。

22 规划基础参数－干扰余量 各种典型场景下的参考干扰余量 干扰余量是为系统容量预留的干扰储备量。
由于TD-SCDMA采用了动态信道分配、智能天线和联合检测等技术，同一个时隙的其他用户不一定成为干扰，因此，相对于WCDMA和cdma2000系统，TD-SCDMA系统更多的是码受限，而不是干扰受限。故干扰余量取值应该小于WCDMA系统和cdma2000系统。 区域 单时隙链路数 4UE 6UE 8UE 密集市区 上行 1.6 2.5 3.5 下行 2.6 4.5 一般市区 1.1 1.8 2.4 2.1 2.8 3.4 郊区 1.0 2.3 2.0 3.3 农村 在TD-SCDMA系统中，一个时隙仅有16个码道。对于12.2kbit/s话音业务来说，单时隙支持8个话音信道，满负荷时其他7个用户为干扰。对于高速率数据业务，同时隙内互干扰用户更少，甚至没有。另外，由于TD-SCDMA采用了动态信道分配、智能天线和联合检测等技术，同一个时隙的其他用户不一定成为干扰，因此，相对于WCDMA和cdma2000系统，TD-SCDMA系统更多的是码受限，而不是干扰受限。 干扰余量是为系统容量预留的干扰储备量。根据上下行目标负载和极点容量的计算结果，确定系统分析的负载。 各种典型场景下的参考干扰余量

23 规划基础参数－切换增益 接力切换 下行 上行 接力切换是TD-SCDMA的一种特有技术，是介于硬切换和软切换之间的一种切换方式。接力切换使用上行同步技术，在切换过程中，UE从源小区接收下行数据，向目标小区发送上行数据，即上下行通信链路先后转移到目标小区，提高切换成功率。切换过程中，Node B侧建立目标小区的上行无线链路成功后，RNC同时向两条下行无线链路发业务数据，一个UE有两条下行无线链路。UE先断开源小区的下行信令连接，然后再建立目标小区的下行信令链路，并在目标小区建立下行信令链路之后，断开源小区的下行业务连接。接力切换为了避免过多的开销，没有采用宏分集合并技术，而且这个断开和建立过程的时间很短，几乎是同时完成的，由此一般认为接力切换没有切换增益。 接力切换为了避免过多的开销，没有采用宏分集合并技术，而且断开和建立过程的时间很短，几乎是同时完成的，由此一般认为接力切换没有切换增益。

24 影响无线链路预算结果的因素 发射端有效全向辐射功率（EIRP，Effective Isotropic Radiated Power）：最大发射功率、发射天线增益、馈线损耗。 接收端最小接收电平：热噪声密度、噪声系数、码片速率、Eb/N0、接收天线增益。 无线传播环境类型：密集市区、一般市区、郊区或农村，无线环境决定阴影衰落、路径损耗和智能天线赋形增益。 用户行为：用户发起的是话音业务还是数据业务；处于运动还是静止状态；是在室内、车内还是室外，需不需要考虑人体损耗。 由于受到体积、重量和电池容量等的制约，终端的发射功率不可能做得很大，通常基站覆盖半径是由上行链路决定的。

25 上行链路预算 上行链路预算是指在满足业务质量需求的前提下所计算出的最大允许路径损耗，其计算方法如下：
终端发射机EIRP＝终端最大发射功率＋终端天线增益－终端馈缆损耗； 接收机灵敏度＝接收机背景噪声＋基站接收所需的Eb/N0＋接收机噪声系数－处理增益； 最大路径损耗（上行）＝终端发射机EIRP－接收机灵敏度＋各种增益－各种损耗－余量； 其中，各种增益＝基站天线增益＋赋形增益＋切换增益； 各种损耗＝人体损耗＋基站馈缆损耗＋穿透损耗； 余量＝干扰余量＋功控余量＋阴影衰落余量； 接收机背景噪声＝KTB。 上行链路预算是指在满足业务质量需求的前提下所计算出的最大允许路径损耗，其计算方法如下： 终端发射机EIRP＝终端最大发射功率＋终端天线增益－终端馈缆损耗； 接收机灵敏度＝接收机背景噪声＋基站接收所需的Eb/N0＋接收机噪声系数－处理增益； 最大路径损耗（上行）＝终端发射机EIRP－接收机灵敏度＋各种增益－各种损耗－余量； 其中，各种增益＝基站天线增益＋赋形增益＋切换增益；各种损耗＝人体损耗＋基站馈缆损耗＋穿透损耗；余量＝干扰余量＋功控余量＋阴影衰落余量；接收机背景噪声＝KTB。 根据以上参数，计算上行链路的最大允许损耗，由最大允许损耗和传播模型推导出单基站覆盖范围。

26 上行链路预算举例 数据速率 AMR12.2kbit/s CS64kbit/s PS64kbit/s PS128kbit/s
系统参数 频率（MHz） 2010 带宽（MHz） 1.6 热噪声密度（dBm/Hz） -174 接收机背景噪声（dBm） 终端参数 终端最大发射功率（dBm） 24 终端发射天线增益（dBi） 终端馈缆损耗（dB） 终端发射机EIRP（dBm）

27 上行链路预算举例（续） 数据速率 AMR12.2kbit/s CS64kbit/s PS64kbit/s PS128kbit/s
基站参数 噪声系数（dB） 5 要求的Eb/N0（dB） 7.5 6 处理增益（dB） 11.80 2.77 基站接收机灵敏度（dBm） 基站接收天线增益（dBi） 15 赋形增益（dB） 7 馈线和接头损耗（dB） 1 干扰余量（dB） 2 功控余量（dB） 其他参数 人体损耗（dB） 3 切换增益（dB） 阴影衰落标准差（dB） 8 阴影衰落余量（dB） 11.8 路径损耗 建筑物穿透损耗（dB） 20 最大允许路径损耗（dB） 118.46 112.43 113.93

28 不同环境链路预算参数差异 在不同的无线环境下，链路预算的方法是完全一致的，只是部分链路预算参数会有一定的差异。 序号 差异参数 密集市区
一般市区 郊区 农村、道路 1 穿透损耗（dB） 20 15 10 6 2 面积覆盖概率 98％ 95％ 90％ 75％ 3 阴影衰落余量（dB） 11.8 8.3 5 4 天线 定向天线 定向天线或全向天线

29 下行链路预算 下行链路预算中最大允许路径损耗的计算方法如下：
基站发射机EIRP＝基站单码道发射功率＋基站发射天线增益＋阵列增益＋赋形增益－基站馈缆损耗； 接收机灵敏度＝接收机背景噪声＋终端接收所需的Eb/N0＋接收机噪声系数－处理增益； 最大路径损耗（下行）＝基站发射机EIRP－接收机灵敏度＋各种增益－各种损耗－余量； 其中，各种增益＝终端天线增益＋切换增益； 各种损耗＝人体损耗＋终端馈缆损耗＋穿透损耗； 余量＝干扰余量＋功控余量＋阴影衰落余量； 接收机背景噪声＝KTB。 下行最大允许路径损耗计算方法如下： 基站发射机EIRP＝基站单码道发射功率＋基站发射天线增益＋阵列增益＋赋形增益－基站馈缆损耗； 接收机灵敏度＝接收机背景噪声＋终端接收所需的Eb/N0＋接收机噪声系数－处理增益； 最大路径损耗（下行）＝基站发射机EIRP－接收机灵敏度＋各种增益－各种损耗－余量； 其中，各种增益＝终端天线增益＋切换增益；各种损耗＝人体损耗＋终端馈缆损耗＋穿透损耗；余量＝干扰余量＋功控余量＋阴影衰落余量；接收机背景噪声＝KTB。 根据以上参数，计算下行链路的最大允许损耗，由最大允许损耗和传播模型推导出单基站覆盖范围。

30 下行链路预算举例 数据速率 AMR12.2kbit/s CS64kbit/s PS64kbit/s PS128kbit/s
系统参数 频率（MHz） 2010 带宽（MHz） 1.6 热噪声密度（dBm/Hz） -174 接收机背景噪声（dBm） 基站参数 单天线最大发射功率（dBm） 25 基站单码道发射功率（dBm） 19 22 发射天线数（个） 8 阵列增益（dB） 9 用户多天线最大发射功率（dBm） 28 31 34 基站发射天线增益（dBi） 15 赋形增益（dB） 7 馈线和接头损耗（dB） 1 基站EIRP（dBm） 49 52 55

31 下行链路预算举例（续） 数据速率 AMR12.2kbit/s CS64kbit/s PS64kbit/s PS128kbit/s
终端参数 噪声系数（dB） 7 要求的Eb/（I0＋N0）（dB） 7.5 9.5 7.2 6.8 处理增益（dB） 11.80 -0.24 终端接收机灵敏度（dBm） -97.92 终端接收天线增益（dBi） 馈线和接头损耗（dB） 干扰余量（dB） 2 功控余量（dB） 1 其他参数 人体损耗（dB） 3 切换增益（dB） 阴影衰落标准差（dB） 8 阴影衰落余量（dB） 11.8 路径损耗 建筑物穿透损耗（dB） 20 最大允许路径损耗（dB） 120.46 124.46 126.76 127.16 118.12

32 目前网络规划中使用的传播模型 标准传播模型适用于宏蜂窝，提供了丰富的参数设置和计算方法，可以应用于不同的预测环境。
PRX为接收功率； PTX为发射功率；d为基站与移动终端之间的距离；Diffraction为绕射损耗；Hmeff为移动终端的高度；Heff为基站距离地面的有效天线高度；k1为衰减常量；k2为距离衰减常数；k3与k5为基站天线高度修正因子；k4为绕射修正因子；k6为移动终端天线高度修正因子；kCLUTTER为终端所处的地物损耗。

33 TD-SCDMA 与 WCDMA 链路预算的差异
扩频带宽－TD-SCDMA为1.28MHz，WCDMA为3.84MHz； 基站接收机的热噪声系数－协议最差要求TD-SCDMA为9dB，WCDMA为7dB； 基站接收机的干扰余量－从仿真结果看，联合检测技术可消除90％的本小区干扰。因此通常认为，TD-SCDMA干扰余量小于WCDMA； 基站接收机的处理增益－随不同业务而不同，TD-SCDMA要综合考虑调制增益、编码增益、扩频增益，WCDMA主要考虑扩频带来的增益； 基站接收机所需的Eb/N0－随不同业务，不同的Case环境下取不同的值； 基站接收机的天线增益－TD-SCDMA全向站8dBi、定向站15dBi，WCDMA全向站11dBi、定向站17dBi，此外TD-SCDMA在非公共信道上还有9dBi赋形增益； 基站接收机的馈线损耗－TD-SCDMA取1dB，WCDMA取3dB； 快衰落余量－即功控余量，考虑在多径环境下功率控制能否跟踪信道的变化。认为TD-SCDMA功控余量取值要小于WCDMA； 切换增益－WCDMA存在软切换增益，TD-SCDMA不存在切换增益。

34 TD-SCDMA业务分类 非实时（NRT，Non Real Time）业务：对于NRT业务，承载业务仅在传送数据期间占用信道，资源可在所有接纳的NRT业务间共享。NRT业务占用的信道资源是变化的，取决于当前可利用的网络资源、同时试图传送的数据包数量和NRT业务优先级。 实时（RT，Real Time）业务：对于RT业务，承载业务在整个持续时间内一直占用信道。分配的资源可以通过信道重配置过程而改变。 实时（RT，Real Time）业务：对于RT业务，承载业务在整个持续时间内一直占用信道。分配的资源可以通过信道重配置过程而改变。 非实时（NRT，Non Real Time）业务：对于NRT业务，承载业务仅在传送数据期间占用信道，资源可在所有接纳的NRT业务间共享。NRT业务占用的信道资源是变化的，取决于当前可利用的网络资源、同时试图传送的数据包数量和NRT业务优先级。

35 TD-SCDMA业务类型特点 根据对时延的敏感程度不同，将移动业务分成4个QoS传输等级：会话类、交互类、流类和后台类。其中会话类和流类业务属于RT业务，交互类和后台类属于NRT业务。 业务类型 会话类 流媒体类 交互类 后台类 基本特征 会话模式，上行和下行对称或者基本对称 业务基本上是单向的，流的实体之间保持着时间关系 请求－响应模式，在确定时间内必须传送数据 透明传输机制 BLER要求 高 最高 较低 延迟要求 很敏感 较敏感 不太敏感 应用举例 话音、视频电话、互动游戏等 视频流、音频流、监控信息等 WAP浏览网页、即时消息等 后台 、下载、短信等 根据对时延的敏感程度不同，将移动业务分成4个QoS传输等级：会话类、交互类、流类和后台类。其中会话类和流类业务属于RT业务，交互类和后台类属于NRT业务。

36 CS域业务模型 电路域业务一般是话音业务或实时数据业务，如可视电话等。电路域业务话务量主要与预测用户总数、业务的渗透率、忙时呼叫次数及其持续时间等因素有关，在规划时需要综合考虑。 呼叫时长 呼叫建立 呼叫释放 电路域业务一般是话音业务或实时数据业务，如可视电话等。电路域业务话务量主要与预测用户总数、业务的渗透率、忙时呼叫次数（BHCA，Busy Hour Call Attempts）及其持续时间等因素有关，在规划时需要综合考虑。

37 PS域业务模型（续） 数据业务是休眠（Dormant）状态和激活（Active）状态的转换；
用户的每一次会话（Session）可以包含多次分组呼叫（Packet Call），而且不同的业务类型和不同的用户类型都具有不同的特点； 数据以突发（Data Burst）方式传输； 分组呼叫所占用的资源随着数据的突发传输而随时变化。

38 TD-SCDMA业务模型分析方法 业务模型主要包括：业务类型、业务特性参数、业务承载和业务质量目标4个方面。 业务模型分析方法主要有：
等效爱尔兰法（Equivalent Erlang）； 后爱尔兰法（Post Erlang-B）； 坎贝尔法（Campbell）。 算出等效 随机背包法（SK，Stochastic Knapsack）。

39 TD-SCDMA系统信道资源 1.6 MHz energy 每个用户通过临时分配 到的CDMA码来被识别 时隙 下行 上行 time
最多可达16个码道 每个用户通过临时分配 到的CDMA码来被识别 时隙 下行 上行 time frequency

40 TD-SCDMA信道情况 一个信道就是载波，时隙与扩频码的组合，也叫一个资源单位(Resource Unit) ；
一个时隙内由一个16位扩频码划分的信道是最基本的资源单位，即VRU（Visual Resource Unit) ； 不同业务占用的VRU个数是不一样的，不同业务的扩频因子不同，因而其占用的VRU不同。而一个载频下，所能提供的VRU的最大个数是固定的。 Visual RU

41 单业务资源占用情况 根据TD-SCDMA无线资源分配原理，当上下行时隙分配为3:3时，每一种业务的资源占用情况如下： 业务
话音12.2kbit/s CS64/CS64kbit/s PS64/PS64kbit/s PS64/PS128kbit/s PS64/PS384kbit/s 下行单业务VRU使用量 2VRU 8VRU 16VRU （一个时隙） 41VRU （三个时隙） 上行单业务VRU使用量 上下行VRU总数量 分别为48VRU 上行公共信道消耗 1～2VRU（RACH信道） 下行用户数 24 6 3 1 上行用户数 23 5 合计

42 容量估算总结 3G网络多业务并存，不同业务的承载速率和所需Eb/N0不同，对系统负荷产生的影响不同。
混合业务容量估算基于Campbell理论： 将不同业务对系统负荷产生的影响等效为多个语音信道对系统负荷产生的影响； 计算出混合业务条件下小区的复合信道数和复合爱尔兰数。 TD-SCDMA系统是时分系统，上行和下行业务占用的时隙可以不同。目前根据网络实际情况，建网初期上下行时隙数目比为3：3。 单小区提供的容量能力根据单时隙承载的用户数不同而不同。 前提：TD-SCDMA系统是一个码道受限系统。 在下行容量规划时，要考虑覆盖估算时的参数设置，使用一种覆盖与容量的联合估算方法，以求得覆盖与容量的最佳平衡 。 随单时隙支持的用户数增加，干扰有一定的增长，体现在链路预算的干扰余量上。

43 TD-SCDMA 与 WCDMA 容量估算的差异
项目 TD-SCDMA WCDMA 上行 码道受限 受限于码资源 干扰受限 受限于干扰（多址+邻区） 下行 干扰+功率受限 受限于干扰（多址+邻区） 受限于下行发射功率 与覆盖 关系 无紧密关联 呼吸效应不明显，可忽略话务负荷对覆盖的影响 紧密关联 呼吸效应明显，话务负荷的上升使小区半径收缩

44 覆盖估算 vs. 容量估算 网络估算的结论必须同时满足覆盖和容量的要求，同时综合考虑近期和远期建网目标，获得最经济有效的方案。
估算结果-覆盖受限时 网络可依照覆盖结果进行部署，计算站点数目及其扇区/载波数目。 估算结果-容量受限时 首先检查是否可以进一步增加载波配置，如果可以增加，则重新进行覆盖和容量分析； 如果不能增加载波，则直接根据容量分析结果，缩小小区半径，计算站点数目及其扇区/载波数目。

45 接口流量估算－网络结构 RNC 到各个功能实体通过 ATM 网络实现连接，其中 Node B 到 RNC 是 Iub 接口，RNC 到 MSC/VLR 是 Iu-CS 接口，RNC到 SGSN 是 Iu-PS 接口，RNC 之间是 Iur 接口。

46 接口流量估算－公共输入 计算接口流量的公共输入信息 RNC 下的注册用户数 用户话务模型 RNC 下的 NodeB 数
RNC 下的 Cell 数 以上是计算各个接口的公共输入参数，对于不同的接口要根据不同的接口特性分别计算。

47 Iub 接口总流量 根据 Iub 控制面和业务面的流量计算最终可得；
Iub 接口总流量 ＝（单用户业务的忙时业务流量x 注册用户数目 + 公共信道数据信息流量 + 公共信道控制信息）/ FP 帧利用率 / AAL2 层利用率 / ATM 层利用率 / E1 链路利用率 + 控制面信息流量 / AAL5 层利用率 / ATM 层利用率 / E1 链路利用率。

48 Iu-CS 接口流量 对于 Iu-CS 用户面信息和 Iub 接口类似，需考虑 IUUP PDU、AAL2、ATM 和物理层开销；
对于 Iu-CS 控制面传递信令信息主要包括位置更新，MOC/MTC（含鉴权加密），IMSI ATTACH/DETACH（含鉴权加密），CN 内部的 RNC 间切换，收发短消息，定位等业务； 根据各信令包大小、忙时呼叫频度和各层利用率可以得到控制面的流量；信令流量远小于数据流量； Iu-CS 接口总流量 ＝ 单用户业务的忙时信息流量 x 注册用户数目 / 各层利用率 + 各信令包大小 x 忙时呼叫频度 / 各层利用率。

49 Iu-PS 接口流量 对于 Iu-PS 用户面协议堆栈包括 GTP-U、UDP、IP、AAL5、ATM、物理层可以根据各层的特性计算开销；
对于控制平面流量如 Iu-CS 控制平面所用方法根据不同事件信令流程和话务模型，其中控制面主要交互一些事件的信令包括 PDP Context、Paging、RAU、ATTACH/DETACH 等； 信令流量远小于数据流量； Iu-PS 接口总流量 ＝ 单用户业务的忙时信息流量 x 注册用户数目 / 各层利用率 + 各信令包大小 x 忙时呼叫频度 / 各层利用率。

50 RNC估算原则 在基站数量估算完成后，应根据以下要求估算RNC数量。 RNC容量 RNC容量应综合考虑各项指标，一般包括：
①最大可控制的基站数：MaxNodeB； ②最大可控制的扇区数：MaxSector； ③最大吞吐量：MaxThruput； ④最大爱尔兰：MaxErlang； ⑤最大处理能力BHCA：MaxBHCA。 应预留一定的传输接口及处理能力，以便基站扩容，即在规划中设置工程配置上限值TH（Threshold），一般取TH＝0.7。 从有效利用传输资源和维护的角度考虑，RNC控制范围不宜跨本地网。

51 RNC数量＝Max（RNC1，RNC2，RNC3，RNC4）。
（1）基站（包括室内分布系统中宏基站和微基站）按各个本地网分别进行统计。 （2）估算各个本地网的话务容量需求。 （3）根据基站总数NodeBNum、扇区数SectorNum、吞吐量Thruput和RNC的相应指标计算RNC的数量。 ①RNC1＝BTSNum/（MaxBTS×TH）。 ②RNC2＝SectorNum/（MaxSector×TH）。 ③RNC3＝fun（Thruput，Erlang，MaxThruput，MaxErlang，TH），fun表示RNC的业务处理能力，RNC同时处理话音和数据业务，两种业务的处理能力相互制约。 ④RNC4＝BHCA/（MaxBHCA×TH）。 （4）取步骤（3）结果中最大值，即为所需RNC的数量。 RNC数量＝Max（RNC1，RNC2，RNC3，RNC4）。

52 2019/4/14