WCDMA系统上下行链路预算分析

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CDMA链路预算及容量计算(CLL)

CDMA链路预算及容量计算(CLL)

50%
域 40% 30% 20%
0.675
-105 + 5.4 = -99.6 dBm
10%
0% -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
设计的中值电平强度须设定为-99.6 dBm
概率密度 0.6755.4 dB
正态分布
75%
- 105 dBm 8dB
149.67
建筑物穿透损耗(dB) 上行链路损耗 基站天线高度(m) 移动台高度(m) 射频中心频率(MHz) Hata模型地形修正 1km损耗A(dB) 斜率B 基站半径R(km)
CDMA链路预算及容量计算
h
1
课程内容
➢ CDMA链路预算
链路预算基本概念 IS95反向链路预算 CDMA2000 1x反向链路预算
CDMA容量计算
h
2
什么是链路预算
➢ 根据无线空间传播模型,为满足解调要求所需接收功率,计 算从发射端到接收端之间允许的最大路径损耗,确定小区覆 盖半径的过程。
➢ 对一条通信链路中的各种损耗和增益的核算。
在容量分布相对分散且较开阔区域,天线高度相 对高些,以覆盖较大的区域。
天线高度取值如下:密集城区 30米;城区 40米; 郊区和农村 50米。
h
21
cdma2000 1x系统800M反向链路预算
传播环境 业务类型 业务速率(kb p s ) 手机标称发射功率(dBm) 手机天线增益(dBi) 人体/车损耗(dB) 手机ERP(dBm) 基站天线增益(dBi) 基站跳线损耗(dB) 基站馈缆损耗(dB/100米) 基站馈缆长度(米) 其它损耗估计(dB) 基站天馈损耗(dB) 热噪声谱密度(dBm/Hz) 噪声系数(dB) 数据速率(b p s )

链路预算(TD-SCDMA)

链路预算(TD-SCDMA)

PS 64k, 3km/h 64 24 0 0 24
PS 128k, 3km/h 128 24 0 0 24
PS 384k, 3km/h 384 24 0 0 24
接收机(基站)
热噪声密度(dBm/Hz) 基站接收机噪声系数/dB 接收机噪声密度/(dBm/Hz) 接收机噪声功率/dBm 干扰余量/dB 总有效噪声+干扰/dBm 处理增益/dB 所需(Eb/No)/dB 接收机灵敏度/dBm 基站天线增益/dBi 单天线增益/dBi 赋形增益/dBi 基站中的电缆损耗/dB 快衰落余量/dB 最大路径损耗/dB 覆盖概率(%) 对数正态衰落余量/dB 室外车内损耗/dB 室内穿透损耗/dB ①室外小区范围内允许的传播损耗/dB ②室外、车内小区范围内允许的传播损耗 /dB e f g=e+f h=g+10log(1280000) i j=h+ⅰ k l m=l-k+j n=n1+n2 n1 n2 o p q=d-m+n-o-p r t y U1=q-r U2=U1-t -174 5 -169 -108 3 -105 9 5 -108 22 15 7 2 0 146 95 10 5 20 136.00 131.00 -174 5 -169 -108 3 -105 9 5 -108 22 15 7 2 0 146 95 10 5 20 136.00 131.00 -174 5 -169 -108 3 -105 3 3 -104 22 15 7 2 0 145 80 5 5 20 140.00 135.00 -174 5 -169 -108 3 -105 3 3 -104 22 15 7 2 0 148 80 5 5 20 143.00 138.00 -174 5 -169 -108 3 -105 0 3 -101 22 15 7 2 0 145 80 5 5 20 140.00 135.00 -174 5 -169 -108 3 -105 3 3 -104 22 15 7 2 0 148 80 5 5 20 143.00 138.00

WCDMA链路计算浅析

WCDMA链路计算浅析
-23
3、接收机灵敏度: 接收机灵敏度即对于某种业务,基站能够正确解调所需的最小 C/N,本项应按照如下公 式计算: Sensitivity of Recevier=PN+C/N 业务门限 =PN+Eb/No 业务门限-处理增益 =PN+Eb/No 业务门限-10lg(W/R) 其中: Eb/No 业务门限:为某一种业务的解调门限,如 12.2K 语音业务为 5dB。 W:取值为 3.84MHZ。 R:业务速率。 计算到这里,我们就要用上第一部分的计算内容了,即根据用户数量和业务类型,拟定 一个合适的底噪抬升,如 50%负载为 3dB,60%负载为 4dB,75%负载为 6dB,根据这样的 关系,在将本项的计算结果进行修正。 4、背景噪声干扰余量: 实际测试表明,在 2GHZ 频段,背景干扰存在较多,约为-104dBm,假设我们 3 项中计 算出的接收机底噪为 XdBm,而自然界背景噪声干扰为 YdBm,则噪声余量为:
噪声底
0
5
10
20
30
40
50
60
70
80
90
92
系列2 -103 -103 -103 -102 -101 -101 -100 -99 -97 -94 -87 -76 用户数
由此我们可以看出:不同用户数量,小区的 ITOT 的值也相应的发生变化,间接的可以认 为基站接收机灵敏度的变化,用户越多,干扰越大,相当于基站接收机灵敏度降低,UE 需 要更大的发射功率才能保证连接正常。 以本图为例, 负载因子为 1 时, 对应于 ITOT 为无限大, 此时 UE 无法通信,这时的用户数约为 96 个,称为极限容量,实时上我们工程实践一般不能 超过极限容量的 75%, (负荷概念)即最多允许 72 个用户。 为了便于计算,一般我们将上图进一步简化,设定一个噪声抬升因子 NoiseRise,表示 为

WCDMA系统上下行容量分析

WCDMA系统上下行容量分析

下行干扰分析
求解 PT 得到
Rj PCCH PN EbvsNo j v j PLj W 1 PT N Rj 1 1 j i j EbvsNo j v j W 1
N
其中 ij 为用户 j 的邻区干扰因子,定义为:
式中,PT 为基站发射总功率,包括专用信道发射功率和公共
PT PCCH Pj
1
N
下行干扰分析-下行干扰构成

邻区干扰 Iother

邻区基站的发射信号会对当前小区的用户造成干扰。由 于使用的扰码不同,这些干扰都是非正交的

假设业务均匀分布,所有基站的发射功率相等。系统中 共有 K 个邻区基站,其中第 k 个基站到用户 j 的路径损 耗为 PLk,j。则有:
定义
N
Lj
1 1 1 W 1 Eb / No j R j v j
N 1

ITOT ITOT 1 i L j PN
上行干扰分析
求得
I TOT PN
1 1 1 i L j
1 N

假设

所有用户为 12.2kbps 话音用户,解调门限
门限也是时变的
上行干扰分析一当前方法的局限

理想功控假设
实际系统的功控命令有一定误码,使得功控过程非理想, 降低系统容量

假设用户分布均匀,邻区干扰恒定 要考虑以上各种因素的影响,系统仿真是更为精确的 方法:
静态仿真:Monte_Carlo 方法 动态仿真
第一章 WCDMA网络干扰分析

基本原理 上行干扰分析
பைடு நூலகம்

WCDMA无线网络规划中的链路预算

WCDMA无线网络规划中的链路预算

WCDMA无线网络规划中的链路预算
汪晓敏
【期刊名称】《电信工程技术与标准化》
【年(卷),期】2005(000)009
【摘要】链路预算是WCDMA无线网络规划的重要内容.本文主要论述了在WCDMA无线网络规划中的上下行链路预算的基本原理和处理过程,在其中引入一种新的预算方法--上下行链路的迭代处理预算,并通过这一方法来解决容量与覆盖规划的平衡问题.
【总页数】6页(P51-56)
【作者】汪晓敏
【作者单位】上海贝尔阿尔卡特股份有限公司,上海,201206
【正文语种】中文
【中图分类】TN92
【相关文献】
1.WCDMA无线网络规划中的覆盖和容量的研究 [J], 刘登斌;赵伶俐
2.WCDMA无线网络规划中的小区容量及影响因素分析 [J], 孙浩;周胜;高鹏
3.WCDMA链路预算中阴影衰落余量的计算 [J], 王志
4.WCDMA无线网络预规划中的链路预算 [J], 周卫锋;苏文莉;帅丹
5.三峡库区WCDMA无线网络规划中的传播模型研究 [J], 贺正娟;谭泽富;蒋青因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

TD-SCDMA链路预算公式分析

TD-SCDMA链路预算公式分析

链路预算分析由于每种业务的发射功率和处理增益等参数不同, 所以链路预算应该是基于每种业务的. 一.公式分析:1.下行:L max_DL = (P NB_per_code + G ant,NB + G normalization,NB + G beamf,NB - L feeder,NB )1–( ( Thermal_Noise_Density + NF UE + E b/N o - M add.interference,UE + Gp serve + Rc )2+ G ant,UE + G normalization,UE + G beamf,UE - L feeder,UE )3- L body - M shadowing -M PC - L penetration + G HOL max_DL为下行最大允许路径损耗;( )1内为下行发射机(即Node B)侧用户每码道EIRP(等效全向辐射功率), 即EIRP ;( )3内为下行接收机(即UE)侧每天线口处的最小接收电平, 即min.RxLevel; 其中,( )2内为下行接收机(即UE)的接收灵敏度;( L body + M shadowing + M PC + L penetration ) 为空间传播时的衰落和损耗;则原公式可写成:L max_DL =( EIRP ) – ( min.RxLevel ) – ( L body+M shadowing + M PC + L penetration )+ G HO2.上行L max_UL= (P UE_per_code + G ant,UE + G normalization,UE + G beamf,UE - L feeder,UE )1 –( ( Thermal_Noise_Density + NF NB + E b/N o + M add.interference,NB - Gp serve + Rc)2 + G ant,NB + G normalization,NB + G beamf,NB - L feeder,NB )3 - L body - M shadowing -M PC - L penetration+ G HOL max_UL为上行最大允许路径损耗;( )1内为上行发射机(即UE)侧用户每码道EIRP(等效全向辐射功率), 即EIRP;( )3内为上行接收机(即Node B)每天线口处的最小接收电平, 即min.RxLevel; 其中,( )2内为上行接收机(即Node B)的接收灵敏度;( L body + M shadowing + M PC + L penetration ) 为空间传播时的衰落和损耗;则原公式可写成:L max_UL =( EIRP ) – ( min.RxLevel ) – ( L body +M shadowing + M PC +L penetration )+ G HO二.下面将对公式中出现的参数做详细的说明:(一).下行1.( )1 EIRP(等效全向辐射功率) 部分:P NB_per_code:该业务的Node B每用户每码道最大发射功率。

GSM链路预算

GSM链路预算

链路预算过程分析
采用设备
链路预算
我司GSM BTS V2与V3系列产品中的发射功率、接收灵敏度、最大站型对比:
产品系列 B8018 调制方式 GMSK 8PSK GMSK 8PSK GMSK 8PSK GMSK BTS V2 (EDGE) OB06 BS30 BS21 GMSK 8PSK GMSK GMSK 发射功率 60 W 31 W 60 W 31 W 30 W 20 W 40W 80W 30W 60W 40W 47.78 dBm 45 dBm 47.78 dBm 45 dBm 44.78 dBm 43 dBm 46 dBm 49 dBm 44.78 dBm 47.7 dBm 46 dBm -110 dBm -110 dBm -110 dBm -110 dBm -110 dBm -110 dBm S2/2/2 or O6 S12/12/12 S6/6/6 S12/12/12 S12/12/12 S6/6/6 -112 dBm S12/12/12 -112 dBm S18/18/18 接收灵敏度 最大站型
MS/BTS的发射功率、接收灵敏度 最大站型影响分合路单元选择 链路预算
余量预留
快衰落及恶化量储备
慢衰落余量 干扰余量
各种损耗
路径损耗 人体损耗 建筑物穿透损耗 馈线、接头损耗 分/合路器损耗
各种增益
基站天线增益 MS天线增益 塔放对基站灵敏度的增益
链路预算过程分析
采用设备
链路预算
链路预算
余量预留 各种增益
MS天线增益
MS天线增益一般为0。

各种损耗

基站天线增益
与天线相关,天线选型需考虑实际情况。 区域 城区 郊区 农村 高速公路或狭长谷地 高山、丘陵 天线增益(dBi) 15.5 15.5~17

WCDMA链路预算的研究

WCDMA链路预算的研究

业务类型
Voc ie
承载速率
上 行 1 .k p / 2 b sT行 1 .k p 2 2 b s 2 上 行 6 k p/ 4 b s- 6 k p F行 4 b s 上 行 6 k p/ 行 6 k p 4 b sT 4bs
CS 域
很容 易利 用已知 的传 播模 型计 算小 区覆盖 范 围 。由于 会 受到基 站 的距离 、基 站天 线挂 高 、移 动 台天线 高 度和 载
算:
S= ( 4)
CS 据 业 务 数 P S数 据 业 务
( 4)Qo 要 求 ( 4) S 表
表4
承载类型
Voie1 K c 22
不 同 业 务 的 Qo 要 求 S
BL 只 E
1 %
其中 ,5 覆盖面积 ,, 是 是小 区半径 ,腥 常数 。
CS64K PS64K
为 ,其 E / 要 求为 、WCDMA 片速率 为 ,则移 bN0 码 动 台所接入 的基站从 第 个移动 台接收到 的信号功率 至少
满足 :
算 结合 覆盖容 量 的迭代 运 算 ,获 得对 未来 网络 的一 个定 性 分 析 ,得 出 网络 的建 设 规 模 ( 站 大 致数 目和配 置 基
0. 1% 5 % 5 % 5 %
3 实 例 分 析
: : ■ 一 . j
PS1 28K PS38 4K
( 覆盖 要求 ( 5) 表5)
本文 实例 分析 是根 据 昆明地 区WCDMA初期 网络 建
20 。
1蚤 I 7ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ年1 叶 第期 , 4 蒜 4

研 究 与探讨 i i
lJ J \ v 区覆盖范 围或者减 少小 区内的用户数 。
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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

= -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
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。

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。

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
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
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:

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
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
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

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
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)

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。
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

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
NodeB TX Pout_BS Lc_BS Ï Â º ·Ë « ¹ ¤Æ ÷ Lf_BS ¡ Ï À ß
Ga_BS
_ PL DL
_ PL
RX
UL
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
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
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。
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
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
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