TD-LTE无线网络规划软件和原理介绍

TD-LTE无线网络规划原理

1 概述

无线网络规划的意义是在满足客户需求的基础上，使无线网络部署精细化，以最小化建网成本，并为客户提供一个优质的无线网络或解决方案。

首先，必须要充分理解和深入挖掘用户的真实需求。用户的需求一般包括频率、带宽、速率、覆盖、容量等方面。

其次，必须要精细化无线网络部署。

再次，必须要最小化建网成本。

最后，必须要尽最大努力为客户提供一个优质的无线网络或解决方案。

2 规划原理

TD-LTE无线网络规划的流程如下图所示：

2.1传播模型

(1)自由空间传播模型模型公式：

()32.4520*lg()20*lg()PL dB f d =++

式中，系统频率f 的单位为MHz ，距离d 的单位为km 。 (2) Okumura-Hata 模型 适用范围：

频率：150~1500MHz 发射机高度：30~200m 接收机高度：1~10m

发射机和接收机之间的距离：1~35km

模型公式：

()69.5526.16*lg()13.82*lg()()[44.9 6.55*lg()]*lg()b m b PL dB f h a h h d γ=+--+-

式中，

22[1.1*lg()0.7]*[1.56*lg()0.8]

()8.29*[lg(1.54*)] 1.12003.2*[lg(11.75*)] 4.971500m m m m f h f a h h MHz f MHz

h MHz f MHz ---⎧⎪

=-≤≤⎨⎪-≤≤⎩

中小城市大城市 150大城市 400430.8

1201(0.14 1.87*10* 1.07*10*)*[lg(/20)]

20b d km f h d d km

γ--≤⎧

=⎨+++>⎩

密集城区校正因子：3dB 一般城区校正因子：0dB

郊区校正因子：2

2*[lg(/28)] 5.4f --

农村校正因子：22

[lg(/28)] 2.39*[lg()]9.17*lg()23.17f f f --+- 开阔地校正因子：2

4.78*[lg()]18.33*lg()40.94f f -+- 准开阔地校正因子：24.78*[lg()]18.33*lg()3

5.48f f -+- (3) Cost-231 Hata 模型 适用范围：

频率：1500~2000MHz 发射机高度：30~200m 接收机高度：1~10m

发射机和接收机之间的距离：1~100km

模型公式：

()46.333.9*lg()13.82*lg()()[44.9 6.55*lg()]*lg()b m b PL dB f h a h h d γ=+--+-

式中，

22[1.1*lg()0.7]*[1.56*lg()0.8]

()8.29*[lg(1.54*)] 1.12003.2*[lg(11.75*)] 4.971500m m m m f h f a h h MHz f MHz

h MHz f MHz ---⎧⎪

=-≤≤⎨⎪-≤≤⎩

中小城市大城市 150大城市 400430.8

1201(0.14 1.87*10* 1.07*10*)*[lg(/20)]20b d km f h d d km

γ--≤⎧

=⎨+++>⎩

密集城区校正因子：3dB 一般城区校正因子：0dB

郊区校正因子：22*[lg(/28)] 5.4f --

农村校正因子：22[lg(/28)] 2.39*[lg()]9.17*lg()23.17f f f --+- 开阔地校正因子：24.78*[lg()]18.33*lg()40.94f f -+- 准开阔地校正因子：24.78*[lg()]18.33*lg()35.48f f -+-

(4) SPM 模型 适用范围：

频率：150~3500MHz

模型公式：

()17.444.9*lg() 5.83*lg() 6.55lg()*lg()0*m b b PL dB d h DiffractionLoss h d h ClutterOffset =+++-++其中：

DiffractionLoss 表示阻隔路径上的衍射造成的损耗(dB)。 ClutterOffset 表示地形损耗（dB ）。

2.2链路预算

(1) 等效全向辐射功率

基站等效全向辐射功率(dBm) = 基站最大发射功率(dBm) + 10lg(业务带宽/系统带宽)(dB)

+ 天线增益(dBi) – 馈线损耗(dB)

终端等效全向辐射功率(dBm) = 终端最大发射功率(dBm) + 终端天线增益(dBi)

– 人体损耗(dB)

(2) 接收机灵敏度

接收机灵敏度(dBm) = 热噪声密度(dBm/Hz) + 10lg(业务带宽) + 热噪声系数(dB)

+ 解调门限(dB)

(3) 期望接收电平

期望接收电平(dBm) = 接收机灵敏度(dBm) – 天线增益(dBi) + 干扰余量(dB)

+ 阴影衰落余量(dB) + 快衰落余量(dB) + 穿透损耗(dB)

(4) 最大允许路径损耗

最大允许路径损耗(dB) = 等效全向辐射功率(dBm) – 期望接收电平(dBm)

(5)干扰余量

干扰余量的实质就是为了保证一定的覆盖，需要预留一定的余量，用于克服系统中由于负载增加的原因所产生的对用户干扰的增加所造成的负面影响。干扰余量的具体取值通过系统仿真确定。

(6)解调门限

解调门限反映的是一定信道和MCS条件下设备要求的最低SINR，解调门限通过链路仿真确定。

(7)穿透损耗

建筑物的穿透损耗（BPL，Building Penetration Loss）与具体的建筑物类型、电波入射角度等因素有关。在链路预算中假设穿透损耗服从对数正态分布，用穿透损耗均值及标准差描述。

通过测量，2.6GHz频段穿透损耗在不同介质时的参考值如下表所示：

表 2.2-1 2.6GHz频段穿透损耗参考值

(8)快衰落余量

快衰落余量主要反映移动速度的影响。

(9)阴影衰落余量

阴影衰落余量服从对数正态分布，可由阴影衰落标准差和边缘覆盖概率（或区域覆盖概率）计算得到，通常阴影衰落标准差(dB)取值如下：

常用的阴影衰落标准差、边缘覆盖概率、阴影衰落余量、区域覆盖概率的对应关系如下：