pn规划

PN规划算法摘要：本文主要介绍了PN规划的原理，并结合联通PN规划的要求提出了相应的PN 规划的算法。

关键词：PN规划，邻区，复用距离，码片1.前言CDMA系统是采用比值为1的频率复用方式，通过导频的不同相位来区分不同的基站（或者扇区），即在上下行链路上的每一个逻辑信道与相同的配置给特殊基站（或者扇区）的码序列相乘。

这样避免了GSM系统那样复杂的频率规划，但是却可能由于传播时延（邻PN-Offset干扰）和导频偏置复用距离不够（同PN-Offset干扰），使得一些非相关的导频信号看起来一样。

邻近的PN-Offset干扰是影响宏小区基站覆盖的主要因素，而相同PN-Offset 干扰是影响微小区基站覆盖的主要因素。

因此，PN码序列偏置规划是CDMA系统特有的问题。

2.基础理论2.1相同的PN码序列偏置2.1.1 保证非理想指峰不出现在激活集搜索窗中假设两个基站正在使用相同的PN码序列（即有相同PN偏置的PN码序列），那么这两个基站之间所必须的最小距离是多少呢？图2.1显示了这种情况。

基站移动台PN1=PN2图2.1有相同PN偏置码序列的PN偏置规划所显示的情况在图2.1中，移动台位于蜂窝2的边缘，并且基站2为这个移动台服务。

在移动台和基站2之间的距离而造成的传输时延是Y个码片。

而在移动台和基站1之间的距离而造成的传输时延是X个码片。

基站1是由PN码序列1定义的，而基站2是由PN码序列2定义的。

在这个说明中，PN码序列有相同的PILOT_PN，或者是相同的PN偏置。

图2.2显示了时域中的PN码序列。

SRCH_WIN_AW/2图2.2在时域中的PN码序列，对图2.1中情况的相应说明当不同的基站发射PN码序列（PN1）和PN码序列（PN2）时，当它们被排列成一行。

但是，在被移动台接收之前，PN码序列1延迟了X个码片，而PN码序列延迟了Y个码片。

移动台使用搜索窗口SRCH_WIN_A来截获和接收经历了传输延迟的导频信号。

注意SRCH_WIN_A是始终在最早到达导频的中央。

当前移动台正在由基站2服务。

如图2.2所示，假如接收到的PN码序列1落入了移动台的SRCH_WIN_A之中，被移动台截获的信号而成为PN码序列2的一个多径分量。

然后移动台将在SRCH_WIN_A之中解调两个导频信号并且对它们进行组合尝试。

结果由于这两个信号没有相同的信息内容就出现了干扰。

在这种情况下，PN码序列1被认为是PN码序列2的别名干扰（即移动台错误的认为接收到的PN码序列1是PN码序列2的多径分量）。

为了避免PN码序列的别名干扰，延迟X对于PN1必须足够的大以落到SRCH_WIN_A 的外面。

换句话讲，X必须大于Y与W/2之和，其中W是以码片为单位的SRCH_WIN_A 的大小。

所以避免PN偏置别名干扰的必要条件是：X>Y+W/2 （2.1）假如我们将Y当做蜂窝2的覆盖半径R（以码片为单位），则我们能够利用（2.1）式得：X-Y>W/2X-Y+(X+Y)>W/2+(X+Y)或者D>W/2+(X+Y)-X+YD>W/2+2R由于一个码片相应的距离为244m，在使用相同PN偏置的两个基站之间物理距离的条件为：d>244(W/2+2R)=122W+2r其中d是以m为单位，r是基站2的覆盖半径，以m为单位，W是SRCH_WIN_A的大小，以码片为单位。

注意在时域中的分离不是避免PN偏置别名干扰的唯一办法。

我们也能够使用接收到的导频强度来分离具有相同PN 偏置的两个导频。

假如在基站1和移动台之间的路径损耗足够的大，则PN1在到达移动台之前将经历衰减。

因此，即使PN1落入了SRCH_WIN_A 之中，PN1只有非常低的导频强度，而导致移动台对于这个码序列没有解调能力。

2..1.2 避免在相邻搜索窗中无法区别具有相同偏置的扇区D 表示小区1、3间距（以码片为单位）；d 表示小区3（或小区1）与小区2之间的距离；i r 表示i 基站半径；i δ表示i 基站导频相位偏置； i τ表示i 基站到移动台时延；Ai s 表示i 基站激活集搜索窗单边宽度；2s 表示基站2的邻近组搜索窗与剩余组搜索窗中的较大值； γ表示路径损耗指数；i P 表示i 基站的导频信号的发射功率。

小区1 小区2 小区32321D D D +=图2.3 三扇区满足该准则的模型为了保证小区2能独立判别移动台送来的导频信号，小区1、3至多有1个位于小区2的移动台的监听距离内，因此，如果该移动台运动到小区2的另一位置时，判别关系也不应改变。

如满足下式可达到上面的要求：()2213or S >-τττ即使()213or τττ-取最小值时该式也必须满足，此时移动台位于小区2的边缘，且与小区2、3（或1）有直达路径。

22r ＝τ，23r d －＝τ，上式变为小区1、3中至少有一个到小区2的距离d 应大于chips S r 222+当小区1、3的距离满足下式，则这一条件可以保证。

（考虑3基站直线排列的最坏情况）222224)2(2s r s r D +=+> （2.2）式（2.2）是一充分条件，可确保小区1、3离小区2至少为chips S r 222+。

对于相同面积小区，相邻搜索窗大于剩余组搜索窗和活动组搜索窗的典型情况，式（2.2）比式（2.1）的约束更严。

也即复用距离满足：N s r D 24+> （2.3）当窗宽极大时（例如r s N>>），采用导频功率表述该准则。

为防止无法分辨，干扰信号应低于检测门限。

即：d T L P L P <⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛2211或d TL P L P <⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛2233 （2.4）其中d T 是检测导频载干比o cI E 的门限。

令i L 表示基站到移动台的净损耗（包括阴影衰落和天线增益），则()()i i b a ri b a ri i e d d L ξξβξξ++==10/10其中i d 表示i 基站到移动台的距离，10/10ln =β、a=b=1/2、i ξξ、表示移动台和基站i 的阴影衰落，服从对数正态分布。

在上述表达式中，假设移动台在小区2中位置如图2.3所示，则图2.3中的最差情况为： 若移动台位于a 点：则()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅+>⇒<⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⇒<⋅⇒<⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-γξξβγ1212212212211221221111L P L P 12x T P P r D T e r D r P P T L L P P T d d b d d （2.5） 此处()12ξξβ-=b ex为找到满足上式最差情况下的D 值，我们需要知道该不等式右边的最大值。

因x 服从对数正态分布，是无界的。

退而求其次，取常数90x 使之满足：9.0}{90=≤x x P r （2.6）该式表示在90%的时间内x 小于90x ，我们可将90x 作为最差情况值。

这里的σ29.190≈x ，σ是阴影衰落的标准差。

式（2.5）变为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅+>γ1902122111x T P P r D d（2.7）对于小区面积相同的系统，导频发射功率是相等的。

因此式（2.7）可进一步简化为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅>11190221γx Tr D d （2.8） 同理，可计算得到⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅>11190223γx T G G r D d f b （2.9）若移动台位于b 点：⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅>11190221γx T r D d or ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅>11190223γx T G G r D d f b （2.10）由式（2.8）、式（2.9）、式（2.10）说明复用距离满足下式：γγ1901232111⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛+>+x T G G r D D D df b＝2.2邻近的PN 码序列偏置假如两个基站正在使用邻近的PN 序列，即由（PILOT_INC ×64）码片分离的PN 码序列，什么是没有PN 偏置别名干扰的必要条件呢？图2.4显示了这种情况。

基站1 基站2X个码片Y个码片基站移动台PN1≠PN2图2.4有邻近PN偏置码序列的PN偏置规划所显示的情况图2.4显示了时域中的PN码序列。

如图2.4所示，当PN码序列1（PN1）和PN码序列2（PN2）分别由它们的基站发射时没有排列成一行；而是在两个序列之间存在一个码片的相移。

在被移动台接收之前，PN 码序列1延迟了X个码片，而PN码序列2延迟了Y个码片。

由于基站2是为移动台服务的，通常SRCH_WIN_A会集中接收PN码序列2（假设这个导频分量是最早到达的多径分量）。

如图2.4所示，假如所接收的PN码序列1没有落入移动台的SRCH_WIN_A中，则信号将被移动台作为PN码序列2的多径分量。

由于PN码序列1别名干扰表面上是在PN码序列2之前到达的，移动台应该将它的SRCH_WIN_A移位以对准PN码序列1并且试图解调以及合并这两个信号。

结果就是造成了别名干扰，而且常常会丢掉一个呼叫。

SRCH_WIN_AW/2图2.5 2.4中情况的对应说明图2.4显示了为了避免PN偏置的别名干扰，需要采取的下列措施：X<I+Y-W/2或者X+Y<I-W/2+2YD<I-W/2+2R由于一个码片对应于244m的距离，在使用邻近PN偏置的两个基站之间的物理距离d的条件是：d<244(I-W/2+2R)或者d<244I-122W+2r （2.7）其中d是以m为单位；r是基站2的覆盖半径，单位是m；W是SRCH_WIN_A的大小，以码片为单位。

（2.7）式是由I分开的两个邻近PN码序列的之间没有别名干扰的条件。

3 PN规划算法3.1联通PN规划的原则运营商为了对不同设备供应商服务的所有业务区进行统筹管理，会制定统一的PN规划要求。

实际网络规划时，在运营商PN规划要求的基础上，根据网络规划的需求适当调整。

联通在一期网络建设时制定了PN规划的标准。

具体的项目可以要求设计院提供相应的标准。

联通一期PN设置要求中PILOT_INC可以为3或4，下面给出了PILOT_INC为3的导频设置要求，一期网络的PN规划大部分基于下面的设置要求作出。

联通的要求中，前面一列PN偏置可以使用，后面的保留PN偏置用作扩容，边界PN 偏置考虑到不同业务区可能使用的PILOT_INC不一样，使用3和4的公倍数12的倍数，方便切换。

3.2 PN规划算法3.2.1 PN 规划总流程1.这里的各基站参数包括基站经纬度、方向角、下倾角、传播模型、天线挂高、天线类型、定标功率、天馈损耗。