CDMA1X前向功率规划指导书-20020915-A-1.0

CDMA1X前向功率规划指导书(V1.0仅供内部使用)拟制：李忠东日期：2002/07/20审核：技术支持组日期：yyyy/mm/dd审核：日期：yyyy/mm/dd批准：日期：yyyy/mm/dd深圳市华为技术有限公司版权所有侵权必究修订纪录目录1.1前向覆盖与容量关系 51.1前向覆盖、容量的影响因素 5 2前向信道功率配置 62.1前向信道的覆盖一致性 62.2功率配置基本原则和分析说明72.2.1信道功率表达式72.2.2重要因素分析8 3不同地理区域的功率配置工程建议10 4相关参数配置建议114.1扇区载频增益（PILOT）114.2导频信道增益（PILOT_CH）124.3同步信道增益（SYNC_CH）124.4寻呼信道增益（P_CH）124.5快速寻呼信道增益（QP_CH）134.6前向功率控制配置表（FPCPARA）15 附件22 不同地理环境下功率分配的理论探讨22 密集城区情况22 一般城区情况24 郊区情况26CDMA 1X前向功率规划指导书V1.0关键词：前向信道功率功率配比解调门限覆盖容量摘要：cdma系统中的覆盖、容量与基站功率密切相关，系统在一定容量负荷和一定覆盖要求下有不同的前向功率分配。

本文基于前向信道功率配置模型公式，分析了前向功率与系统容量与覆盖的关系，并针对典型的地理区域给出了前向功率分配建议，最后给出前向功率相关数据配置。

缩略语清单：1.前向功率的重要性对于CDMA1X 1X网络运营商来说，如何经济有效地建设一个CDMA1X 1X网络，保证网络建设的性价比是运营商所关心的问题。

概括来说，就是支持多种业务，并满足一定Qos条件下，获得良好的网络容量，满足一定时间和位置概率下的无线覆盖需求，同时通过调整容量和覆盖之间的均衡关系使网络提供最佳的业务质量。

无线网络规划的目标就是在满足运营商的上述基本要求前提下，达到容量、覆盖和质量的平衡，实现最优化设计。

在CDMA 系统中，基站的功率资源是最为宝贵的系统资源，它直接决定了覆盖、系统支持的容量以及相应的业务类型。

因此，仔细研究基站功率是极为重要的。

1.1前向覆盖与容量关系CDMA系统是一个自干扰系统，表现为干扰受限，基站和手机功率除了要克服链路损耗外，还要克服来自本小区和外小区的干扰。

对于前向信道，空中接口（Um）的传输带宽在确定的覆盖概率一定的情况下，当某信道被占用了一定的传输带宽用于某种业务需求时，另外的业务需求为了克服前面的信道干扰，达到最佳的传输带宽和质量必须要求基站给予更多的前向功率支持或者传输的链路损耗减少。

并且，在有一定业务负荷的CDMA 系统中，为了保证新建业务能够克服其他信道的干扰，建立业务需要的传输带宽，前向业务的信道链路损耗就要减小，就需要在更靠近基站的位置才能建立起业务，这样该业务的覆盖距离就收缩了。

随着各种业务逐渐向基站靠近，需要克服的链路损耗非常小，系统的容量（以总的传输带宽衡量）得到了提高。

因此对于基站和手机功率一定情况下，覆盖和容量是可以相互转化的，覆盖增大时，容量就会减少，反之则增大。

1.2前向覆盖、容量的影响因素在CDMA 系统中，覆盖和容量是一对紧密联系的量，两者无法直接分开。

在我们进行覆盖设计时，一般会考虑以下的主要影响要素：1、环境因素：主要考虑的是不同环境下，无线电波的传播特性和损耗；2、设备因素：考虑的是设备发射能力、接收能力、相关器件损耗和增益等；3、业务因素：CDMA 1X混合业务的传输带宽的不同要求因素；4、技术体制参数：CDMA 特有的软切换增益、干扰余量、功控余量。

上面的各项因素都在《CDMA 覆盖规划指导书》中有相关的说明，这里不再赘述。

另外，我们在进行前向容量规划设计中，主要考虑的影响因素有：1、发射总功率和信道功率配比；2、用户分布因子；3、语音激活因子；4、系统干扰系数；5、信道解调门限；6、扩频增益；7、用户数目。

上面的各项因素都在《CDMA 容量规划指导书》中有相关的说明，这里不再赘述。

其中，基站的总发射功率以及相关的信道功率配比是在覆盖和容量规划设计中最需要仔细关注的一个重要方面。

这是本文要进行详细阐述的。

需要强调的是：在进行覆盖和容量的规划设计时，需要综合考虑上述的各项因素，CDMA 覆盖和容量的相互关联性也决定了上述这些系统性因素的交织影响作用。

2.前向信道功率配置1.1前向信道的覆盖一致性一般地，我们提到的前向覆盖是指：导频信道、同步信道、寻呼信道和业务信道达到一致的覆盖半径。

如下图所示：由于CDMA 的自干扰性，随着小区用户的增加，导频、同步、寻呼和业务所需的功率也需同步增加，直到基站功率耗尽。

因此在小区半径一定时，小区设计容量越大，公共信道所需的功率越大，反之可以相对小一些，这样可以减小对全网的干扰，显然不考虑地域、小区半径、容量等因素一刀切地把公共信道设置成一个统一的值是不对的。

当然对于全网规划时还要考虑小区间的平衡和协调。

1.1 功率配置基本原则和分析说明1.1.1 信道功率表达式基站发射机中由功放发出的总功率可以写成 traftrafpag p sync pil total P M KP N P P P ..α+++=其中，P tatal ：基站发射功率 P pil ：导频信道功率 P sync ：同步信道功率P pag ：寻呼信道功率 P traf ：业务信道功率 N p ：寻呼信道数K traf ：用户分布系数a ：业务信道语音激活因子 M ：系统激活用户数在cdma 系统中，基站通过Walsh 正交复接将这些信道同时发射出去。

由于他们在同一PN 码载波上发送，因此各个信道都有相同的功率容限增益和链路损耗参数。

不过不同的信道类型有不同的基带数据率，他们所需的载干比也不同，基站采用不同的发射功率来满足不同的要求。

参照《CDMA1X 1X 系统工程手册》710页推导，可以得到各种前向信道功率的解析表达式：信盖步信覆盖寻呼信道覆盖信道覆盖导频信道功率分配方程：)....(1)(..traftraftrafpagpagp syncsyncpilfpilmpil PGM KPGN PGKR L NP ραρρρρ+++-=同步信道功率分配方程：)....(1/)(..traftraftrafpagpagp syncsyncpilfsyncsyncmpil PGM KPGN PGKPGR L NP ραρρρρ+++-=寻呼信道功率分配方程：)....(1/)(..traftraftrafpagpagp syncsyncpilfpagpagcmpil PGM KPGN PGKPGR L NP ραρρρρ+++-=业务信道功率分配方程：其中：Kf:：系统干扰系数 ❑pil 导频信道解调门限 ❑sync 同步信道解调门限❑pag 寻呼信道解调门限 ❑traf 业务信道解调门限 P G pil 导频信道扩频增益PG sync 同步信道扩频增益 PG pag 寻呼信道扩频增益 PG traf 业务信道扩频增益L(R)：距离基站R 处的传输损耗均值 Nm ：接收机热噪声功率从上述的四个公式中，我们可以看到解调门限、接收机噪声功率、传播损耗、用户分布、系统干扰直接地影响和决定了各个信道的功率分配情况。

1.1.1 重要因素分析本节分析一下噪声功率、用户分布、系统干扰、解调门限等重要因素。

用户分布系数在不同的用户分布假设情况下系统有不同的户分布系数K traf ，通过分析下面给出几种分布情况下的系统用户分布系数通常考虑用户在覆盖区域内均匀分布K traf =0.4比较合适。

系统干扰前向链路总干扰功率I o 是所有信道的总功率中一部分，它可以分解成同小区干扰功率I sc 和其他小区干扰功率I oc 。

前向链路的各信道是正交发射的，因此在理想情况下，前向链路中没有同小区多址干扰，但由于多径的存在，同小区前向链路的干扰是存在的。

令在没有干扰时接收到的前向链路总功率为S ，所以前向链路干扰功率可以写成一个因子与S 相乘的形式：SK I s sc .=，在没有特定的多径时，通常估计[1]K s =1。

移动台在特定位置受到其他基站的干扰信号同样可以表示为一个因子与S 相乘的形式：SKI otheroc.=。

引用[1]的结论，在小区边沿K other =2.5dB 。

所以系统总干扰SKS KKI I I fotherssc other .).(0=+=+=一般进行规划时，进行系统干扰保守分析，采用小区边缘干扰K f =2.78。

噪声功率移动台接收机的有效热噪声功率的计算方法为：mm W N N ).(0=。

当移动台噪声系数典型取值取8dB 时，接收机噪声功率为-105dBm 。

解调门限对于信道功率分配影响最为重要和复杂的因素是：各个信道解调门限。

下面给出详细的分析。

一般地，根据高通的系统仿真的结果，对于导频、同步、寻呼信道，由于传输速率的不同，导致所需要的解调门限有一定的差异，如下表所示:从上表可以看出，在同样的功率等级的假设下，导频、同步、寻呼信道的Ec/Io的要求是变化的，相应的覆盖半径是不相同的，同步覆盖最远，寻呼（4800bps）次之，而导频覆盖最小。

因此，在实际的应用中，对于不同的公共信道需要考虑不同的功率设置，用以作为补偿，保证公共信道覆盖的一致性。

注意一点：导频、同步、寻呼信道需要覆盖半径的一致性是由于CDMA 体制中要求手机能够上网的基本条件是：上述三个信道都可以正常解调，手机才可以上网！对于业务信道而言，不同的传输带宽对应于不同的扩频增益，有不同的解调门限要求，如下表所示：从上面表中也可以发现，对于不同的数据速率的业务，Ec/Io的要求是逐渐升高要求的，也就说明相应的覆盖半径是收缩了的。

综合以上的结果，我们可以知道：对于各个信道（导频、寻呼、同步、业务）都需要保证他们的覆盖半径的一致性。

特例的是数据业务，尤其是高速数据业务，在同样比例的业务信道功率下，高速数据业务覆盖会收缩，也就是越靠近基站，可以支撑的数据业务速率越高。

同理，为了保证同样覆盖半径下的高速数据业务，需要给相应业务信道更多的功率才可以。

3.不同地理区域的功率配置工程建议本节给出不同的地理环境下的功率配置建议，以期能够对实际开局工作起到一定的指导意义。

高通公司根据大量的仿真和实践，得出功率分配基本建议值如下：导频信道功率：10-20% 总功率同步信道功率： 1-3% 总功率寻呼信道功率： 3.5-8% 总功率业务信道功率： 69-85% 总功率以下功率分配表也来自Qualcomm, 供参考上述的建议值在实际的工程实践工作中，应用起来还比较实用。

假设市区天线挂高为30米，郊区基站挂高为50米。

则：一般在密集市区站间距为1公里左右时，建议导频功率为总功率的10%，其他信道按照信道覆盖一致的原则进行设置即可；一般市区站间距2公里左右时，建议导频功率为总功率的15~20%；郊区站间距在3公里以外时，建议导频功率为总功率的20% 。