WCDMA系统上下行链路预算分析

根据相关测试报告【RNP&O for UMTS 5.1.2】，外界干扰功率 缺省设置为 -104 dBm。
参数说明

快衰落余量

在链路预算中，使用的接收机解调性能是基于理想功控的假设得 到的仿真结果，在实际的系统中，由于发射方的发射功率是有限 的，这就在闭环功控中引入了非理想的因素。
中各参数含义及设置
算法分析
下行链路（前向）
PL _ DL Pout_ BS Lc _ BS Lf _ BS Ga _ BS Ga _ UE Mf MI Lp Lb S _ UE
PL_DL 下行链路最大传播损耗 Pout_BS 基站业务信道最大发射功率 Lc_BS 基站内合路器损耗 Lf_BS 馈线损耗 Ga_BS 基站天线增益 Ga_UE 移动台天线增益 Mf 阴影衰落余量（与传播环境相关） MI 干扰余量（与系统设计容量相关） Lp 建筑物穿透损耗（要求室内覆盖时使用） Lb 人体损耗 S_UE 移动台接收机灵敏度（与业务、多径条件等因素相关）
NodeB TX Pout_BS Lc_BS Ï Â º ·Ë « ¹ ¤Æ ÷ Lf_BS ¡ Ï À ß
Ga_BS
_ PL DL
_ PL
RX
ULHale Waihona Puke Baidu
Ga_UE UE TX Pout_UE Ò Ó õ °Ë ¥ Â ä à Á Ó ¿ Mf
Ï Â º ·Ë « ¹ ¤Æ ÷ Ë Ì È å Ë ð º Ä Lb RX ¨Ö ½ þ Î ï © ¸ ´ Í Ë ð º Ä Lp
虽然 RNC 可以通过信令对该最大发射功率进行限制，但在进行链路 预算时，通常假设该最大发射功率设置为 UE 的额定发射功率值。
Power Class Nominal maximum output power 1 2 3 4 +33 dBm +27 dBm +24 dBm +21 dBm +1/-3 dB +1/-3 dB +1/-3 dB 2 dB Tolerance
MI 干扰余量（与系统设计容量相关）
Lp 建筑物穿透损耗（要求室内覆盖时使用） Lb 人体损耗 S_BS 基站接收机的灵敏度（与业务、多径条件等因素相关）
参数说明

TCH 最大发射功率 Max Power of TCH

上行最大发射功率
对于 UE 来说，它的每业务信道最大发射功率就是其额定总发射功率。

噪声系数

UE 接收机噪声系数
UE 接收机噪声系数典型值为 7dB。

BS 接收机噪声系数
为了统一使用和不使用塔放的情况下噪声系数的计算，将 BS 接收机
噪声系数参考点定义在天线接头处。
参数说明

接收机灵敏度 Sensitivity of Receiver
接收机灵敏度是指由接收机底噪决定的最小接收信号强度。与噪 声系数一样，在链路预算中，将其定义在天线接头处。 Sensitivity of Receiver (dBm)

= -174 (dBm/Hz) + NF (dB) + 10lg[1000 * Rb (kHz)] + EbvsNo required (dB)

注意这里的接收机灵敏度与 3GPP TS25.104 V3.7.0 （2001-06） 中 7.2 节的参考灵敏度指标不同：
参考点不同：协议规定的参考点在不使用塔放时是机顶天线口（Test Port A），使用塔放时是远端天线口（Test Port B），均不包含天线 至放大器间的馈缆
在进行链路预算时，设话音业务 UE 最大发射功率为 21dBm，数据 业务 UE 最大发射功率 24dBm。
参数说明

下行最大业务信道发射功率
下行链路的每业务信道最大发射功率由 RNC 设定，对于不同的业务
可以有不同的取值。

馈缆损耗 Cable Loss

馈缆损耗针对基站侧而言，UE 馈缆损耗设置为 0dB。 在使用双工器的情况下，上下行信号经过同一馈缆，所以上行接 收和下行发射的馈缆损耗设置为相同的值。 馈缆损耗的设置值影响链路预算中以下参数：
WCDMA系统上下行链路预算分析
前言

WCDMA是一个自干扰系统 WCDMA系统的覆盖与容量息息相关，覆盖和容量 的关系就体现在链路预算中引入了上、下行干扰余 量，而干扰余量又与容量规划中的负载因子密切相 关
课程目标
学习完本课程，您将能够：

了解 WCDMA 的上、下行链路预算
的基本原理和方法
配置不同：协议规定的参考灵敏度是对单个分集通道进行测试的，而 链路预算中的接收机灵敏度则是应用接收分集之后的灵敏度指标
信道条件不同：协议规定的参考灵敏度是在静态信道下测试得到的， 链路预算表格中的灵敏度指标根据各种多径信道下的解调性能计算得 到
参数说明

小区负载 Cell Loading


了解 WCDMA 上、下行链路预算中 各参数的含义及设置方法
课程内容
第一章 WCDMA上、下行链路预算
基本原理及分析场景介绍
第二章 WCDMA上、下行链路预算
中各参数含义及设置
基本原理
链路预算： 通过对系统中前反向 信号传播途径中各种 影响因素进行考察， 对系统的覆盖能力进 行估计，获得保持一 定呼叫质量下链路所 允许的最大传播损耗。

上行链路干扰余量
根据对上行负载因子的定义，上行链路干扰余量应等于相应小区负载 下的 Noise Rise 值：
上行干扰余量dB NoiseRisedB 10 lg

1 1 DL
下行链路干扰余量
下行干扰余量的定义如下：
P max 下行干扰余量dB 10 lg [ j f j ] 1 DL _Ptx N0 CL0, j

天线增益

UE 天线增益
一般认为UE 的天线增益为 0dBi。

BS 天线增益
BS 天线增益应根据实际选用的天线指标确定。
参数说明

等效全向辐射功率 EiRP

EiRP 是 Equivalent Isotropic Radiator Power 的缩写 EiRP (dBm) = Max Power of TCH (dBm) - Cable Loss (dB) Body Loss (dB) + Gain of Antenna (dBi)
分析场景介绍
地区类别

Morphology
采用通常的区分方法，把小区覆盖目标地区分为以下几类：


密集城区 Dense Urban
普通城区 Urban 郊区 SubUrban 农村 Rural Area 高速公路 HighWay

所处环境的不同影响到链路预算中以下参数：

建筑物穿透损耗均值
分析场景介绍

室内覆盖 Indoor Coverage

根据运营商建设要求确定是否需要做到室内覆盖。 需要注意不同目标地区可能有不同的要求。

这一设置影响链路预算表格中以下参数：

穿透损耗 阴影衰落余量标准差
课程内容
第一章 WCDMA上、下行链路预算
基本原理及分析场景介绍
第二章 WCDMA上、下行链路预算

分集方式的不同影响到链路预算表格中以下参数：

链路性能（解调 EbvsNo 要求）
分析场景介绍

是否使用塔放 TMA（Tower Mounted Amplifier）

在馈缆损耗较大的场景中，使用塔放可以有效降低馈缆损耗对接 收机灵敏度的恶化。

是否使用塔放的设置影响链路预算表格中以下参数：

上行接收噪声系数（定义在天线接头处）
算法分析
上行链路（反向）
PL _ UL Pout _ UE Ga _ BS Ga _ UE Lf _ BS Mf MI Lp Lb S _ BS
PL_UL 上行链路最大传播损耗 Pout_UE 移动台业务信道最大发射功率 Lf_BS 馈线损耗 Ga_BS 基站天线增益 Ga_UE UE 天线增益 Mf 阴影衰落余量（与传播环境相关）
上行接收机噪声系数

下行 EiRP

对于常用的 7/8" 馈缆，在 2GHz 频段的百米损耗约为 6dB。此外， 还应计入跳缆、接头等损耗。
参数说明

人体损耗

人体损耗发生在 UE 侧，具体取值与使用者的使用习惯有关。 一般对人体损耗的缺省设置值作如下假设：
话音业务人体损耗取值 3dB 数据业务由于以阅读观看为主，UE 距人体较远，人体损耗取值 0dB
阴影落标准差
传播模型及路径损耗因子
分析场景介绍

根据 3GPP R4 TR25.943 V4.0.0 （2001-06）中的建议，使用 以下几种典型信道：

Static：静态信道，无多径 TU3：典型城区步行速度 TU50：典型城区普通车速 TU120：典型城区高速 RA120：开阔地区高速 RA250：开阔地区高速列车 HT120：山区高速
分析场景介绍
一般有以下几种承载类型可供选择：

Voice （12.2kbps） LCD64 LCD144 LCD384 UDD64 UDD144 UDD384 链路性能（解调 EbvsNo 要求）。 链路预算主要目的是为了确定小区覆盖范围，该范围应根据需要 达到连续覆盖的业务（基本业务）确定。因此，在承载类型选择 时，应根据基本业务需要确定。 由于数据业务的不对称性，上下行基本业务可能不同，所以在链 路预算工具中提供了分别设置的控件。

扇区化 Sectorise

全向 Omni 3 扇区 3 Sector 6 扇区 6 Sector

这一设置影响到链路预算表格中以下参数：

天线增益

此外，由于扇区化形式的不同，影响到覆盖区域的变化及软切
换比例的变化，所以还应根据需要合理设置以下参数的取值：

小区负载 Cell Loading
分析场景介绍

使用中应根据需要选择合适的多径信道类型。这一设置主要影 响到链路预算中以下参数：

链路性能（解调 EbvsNo 要求） 上行小区负载：使用中合理选取 下行小区负载：使用中合理选取


下行干扰余量
快速功控余量 软切换增益
对于这些参数，请参考第二章中的详细说明。
分析场景介绍

不同的承载类型影响到链路预算中以下参数：


分析场景介绍

分集配置 Diversity Configuration

上行收分集配置种类：
2 天线收分集
4 天线收分集

下行发分集种类：
无发分集 no Diversity STTD 闭环发分集模式一 CloseLoop-Mode1 闭环发分集模式二 CloseLoop-Mode2
需要注意的是上面公式中使用小区边缘耦合损耗值进行计算，此耦合 损耗定义在基站机顶与 UE 接收机之间，所以上行最大耦合损耗等于：
CL_UL_max (dB)
= Path Loss (dB) + Body Loss (dB) + Penetration Loss (dB) - Gain of Tx Antenna - Gain of Rx Antenna (dBi) + Cable Loss (dB) 在上行覆盖受限场合，下行最大耦合损耗等于上行最大耦合损耗
参数说明

外界干扰余量 Margin for Background Noise

在某些地区，由于外界电磁干扰的存在，需要在链路预算中留出 相应的余量。

假设设备（NodeB 或 UE）底噪为 X dBm，外界干扰功率为 Y dBm，则需要留出的外界干扰余量为： Margin for Background Noise = (X dBm + Y dBm) - X dBm
上行小区负载
定义： UL 1 No/I TOT 1
1 NoiseRise
在理想功控假设下，存在下述关系：
UL (1 f )
j1
N
1
W 1 1 EbvsNoj Rj vj
1
规划中可以使用上述公式对一定场景下的小区负载进行估计。
参数说明

下行小区负载
定义：
DL P TX /P max
在理想功控假设下，有如下关系：
N
P TX
P CCH No CL0, n ] [SIR_Tx n
n 1
1
[ SIR_Tx n n f n ] n 1
N
参数说明

干扰余量 Interference Margin