毕业设计论文3G移动通信设计

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1、 毕 业 设 计（论 文） 题 目： 3G移动通信设计 学生姓名 指导教师 二级学院 专 业 班级 学号 提交日期 答辩日期 目 录摘 要IIAbstractIII1 绪 论12 基站与负荷之间的关系22.1用户预测22.1.1 预测的方法22.1.2 预测的意义22.2用户比例32.3业务模型52.4话务模型72.4.1 CS业务72.4.2 PS业务82.5业务渗透率和用户密度103 特定区域负荷统计与规划113.1传播模型113.1.1传播模型研究的意义113.1.2 Okumura-Hata模型123.1.3 COST 231-Hata模型163.2覆盖的估算173.2.1站型与覆盖面

2、积的关系283.2.2基站数目的确定293.3容量的估算303.3.1 Equivalent Erlang方法303.3.2 Post Erlang-B方法313.3.3 基于Campbell理论的估算方法333.3.4 KR迭代容量估算方法343.3.5混合业务容量估算参数363.3.6基站规模的确定374 基站规划的应用385 结束语44参考文献45致 谢46基于视频用户的移动基站负荷设计摘 要随着中国3G牌照的颁发，中国的电信运营商都已经开始对3G市场的占领，而网络规划是无线网络建设和运营之前的关键步骤，主要根据实际的无线传播环境、业务、社会等多方面因素，现有3G通信中，TD-SCDMA

3、为我国自主研发的3G标准，由于TD-SCDMA系统采用了时分码分的多址方式、智能天线、联合检测、接力切换、动态信道分配等一系列新型关键技术，极大地提高了TD-SCDMA系统的性能，最终为网络规划带来了很多新特点。 因此，本文通过分析TD-SCDMA技术的特点，对TD-SCDMA无线网络规划的关键问题进行详细的论述和探讨。主要对TD-SCDMA的用户预测、链路预算、容量估算、基站分布、与现实基站部署比较等进行研究。关键字：基站负荷；TD-SCDMA;网络规划；网络优化 Video-based design of the users mobile base station capacityAbst

4、ractWith the issuance of 3G licenses, Chinas telecom operators have begun 3G market, occupation, and network planning is the construction and operation of wireless networks a crucial step before, mainly based on the actual wireless communication environment, business, social and other factors, exist

5、ing 3G communications, TD-SCDMA is Chinas self-developed 3G standard, TD-SCDMA system uses as a time division code division multiple access methods, smart antennas, joint detection, relay switching, dynamic channel allocation and a series of new key technologies greatly improve the performance of TD

6、-SCDMA system, the final plan for the network offers many new features. Therefore, the paper analyzes the TD-SCDMA technology-induced changes, on the TD-SCDMA radio network planning of the key issues discussed in detail and discussed. Main is predicted TD-SCDMA users, link budget, capacity estimates

7、, the base station distribution, comparison with the actual conduct of the base station.Key word：Base station load; TD-SCDMA; Network planning;Network optimization1 绪 论尽量提高频谱效率，充分利用现有的无线网络设施，向更多的用户提供最多的业务内容及价值，同时达到投资成本的最优，是运营商在进行网络建设中最需要考虑的问题。无线网络规划直接影响到网络的建设成本和运营性能，因此是网络建设过程中非常重要的一环。 而传播模型校正是3G无线网络

8、规划的重要步骤，只有通过准确的模型我们才能预测无线小区覆盖的半径、无线网络的容量和无线网络覆盖的盲区等。移动通信的无线传播环境非常复杂，各个地区的地形地貌千差万别，这就决定了我们不能用单一的传播模型去反映不同的无线环境。传播模型准确与否直接决定了无线网络规划的可信度。一个相对精确的传播模型有助于合理估算基站的覆盖范围和预测网络的覆盖状况，从而准确估算满足网络覆盖目标所需的基站数量，对于网络规划具有战略性的意义。对于具有多业务特性的WCDMA网络而言，传播模型的准确与否更直接关系到系统性能仿真的准确性，对系统性能的分析具有很大的影响。 本论文的主要内容是第二章基站与负荷之间的关系，即业务预测、用

9、户预测、业务模型等进行分析；第三章介绍了特定区域的负荷统计与规划，论述传播模型校正与网络规划的关系，TD-SCDMA系统的两种规划方式，以及网络规划的流程和主要内容，并说明传播模型校正对于网络规划的重要性；四章简述了理路估算出来的基站分布与现实中比较；第五章结论对目前正在进行的3G络规划起到积极的促进作用，具有很积极的意义。2 基站与负荷之间的关系2.1用户预测2.1.1 预测的方法对于用户的预测，可以采用以下方法：(1) 趋势外推法趋势外推法是研究事物发展渐进过程的一种统计预测方法。当预测对象依时间变化呈现某种上升或下降的趋势，并且无明显的季节波动，又能找到一条合适的函数曲线反映这种变化趋势

10、时，就可以时间为自变量，已时序数值（如用户数）为因变量，建立趋势模型，它的主要优点是可以揭示事物发展的未来，并定量估计其功能特性。(2) 回归预测法回归预测法是根据两个或多个变量数据（如人均国内生产总值和移动电话用户数）所呈现的趋势分布关系，采用适当的计算方法，找到他们之间特定的经验公式，然后根据其中一个变量的变化，来预测另一个变量的发展变化。移动用户的多少与经济状况和个人收入有很大关系，如用人均国内生产总值GDP来来衡量经济状况，将其作为回归自变量，采用二次曲线来回归预测移动电话用户数。二次曲线回归方程为： (1)其中，X为某年人均GDP，Y为相应用户数。(3) 普及率法移动电话人口普及率预

11、测法结合类比分析，找出类似城市发展的趋势来推及自身发展的趋势。2.1.2 预测的意义业务预测是网络规划设计的基础，主要是对用户的总量、类型和分布等进行预测。TD-SCDMA主要可以提供的12.2kbit/s语音及64Kbit/s、144Kbit/s及384Kbit/s速率的数据业务，将来还可以提供2Mbit/s甚至更高速率的数据业务。为了得到系统的容量目标，需要对某个业务的各种业务的用户总量及在各种区域的分布情况、比例以及所能提供的各种应用的比例情况进行预测。由于本人仅仅是一个大学毕业生，受各种因素限制，论文中的数据仅做理论说明，与实际生活的真实情况会有所不同，请勿追究，实际规划中这些数据应通

12、过业务、市场分析预测得到。2.2用户比例无线网络规划中的区域分类按照一定的规则对有效覆盖去进行划分和归类，不同区域类型的覆盖区采用不同的设计原则和服务等级， 以达到通信质量和建设成本的平衡，获得最优的资源配置。按照无线传播环境因素表1 无线传播环境分类表区域分类特征描述密集城区周围建筑物平均高度大于30m（10层以上），周围建筑物平均楼距约1020m；一般在基站附近的建筑物较为密集，周围既有较多的10层以上建筑物，也有部分20层左右的建筑物，周围边道不算太宽。一般城区周围建筑物平均高度大于1530m（59层），周围建筑物平均楼距约1020m；一般在基站附近的建筑物较为密集，周围主要以9层以下建

13、筑物为主，也可能有零星9层以上的建筑物，周围边道不算太宽。郊区乡镇城市边缘地区或乡镇中心区，周围建筑物平均楼距约1015m（35层）；一般在基站附近的建筑物比较均匀，周围既有较多的34层建筑物为主，也可能零星有4层以上建筑物，建筑物之间有较宽的空间。农村一般农村地区，周围建筑物平均高度10m以下，（12层房子为主），周围建筑物散落分布，建筑物之间或周围有较大的面积开阔地。一般可以划分为密集城区、一般城区、郊区和农村4种不同类型，具体分类情况可参阅表1。其中包括规划区域地形起伏、地貌信息、稀疏程度、密集分布等信息；对于郊区或农村，还要给出山地河流分布、公路铁路分布、厂矿分布、村镇分布等信息。区域

14、划分的目的只是为规划设定一个范围，因此在设置时应尽量减小复杂性，即在划分时尽可能的将环境相似的区域连成片，避免大量零散独立的分布。如果某一区域面积过小，应考虑将其归为其他环境中，之后在假期特殊考虑。根据不同的用户消费能力，可将用户划分为高端、中端、低端3类。这3类用户群表现出的消费行为是各不相同的。其中，高端用户，定位为一些高收入者和企业及经理，可以开展高速率接入业务，主要为信息查询以及移动金融业务；中端用户，定位为一般企业用户和一些高收入者，主要开展信息查询以及移动娱乐和移动金融业务；低端用户定位为中等收入人群以及在校学生，数据业务为主要以信息业务为主，同时开展一些移动游戏业务。表2 业务分

15、类表区域分类特征描述业务分布特点A此类区域位于高级写字楼密集的地区，是所在经济区域内商务活动集中区，用户对移动动通信需求大，对数据业务要求较高话务密集、业务速率要求高、数据业务发展的重点区域B工商业和贸易发达，交通和基础设施完善，城市化比较高，人口密集，经济发展快，人均收入处于高的地区。话务量较高、业务速率中等、有数据业务需求C工商业发展和城镇建设具有相当规模，各类数量较多，交通便利，经济发展和人居收入处于中等水平话务量较低、提供低速或不提供数据业务D主要是山区和农村，经济发展相对落后话务稀疏、建站目的是解决覆盖、一般不保证数据业务的质量基于业务类型的分布、业务发展策略以及区域内用户的动态分布

16、、消费行为特征，一般按业务分布的分类如表2所示。综合以上无线传播环境和业务分布进行分类，给出区域范围和大致面积描绘，参见表3。表3 对规划区域进行分类区域分类按无线传播环境按业务分布典型区域密集市区A密集市区A特大成城市商业区等密集市区B密集市区B商业中心、密集商住区密集市区C密集市区C话务较低的城中村等普通市区B普通市区B普通住宅，经济发达的县城等普通市区C普通市区C一般县城等郊区C郊区（乡镇）C城乡结合部等农村C农村（开阔地）C风景区等农村D农村（开阔地）D农村等高速公路、国道农村（开阔地）C省道、重要客运铁路和主要行道农村（开阔地）D一般公路、铁路和航道农村（开阔地）D2.3业务模型3G

17、PP协议，将系统中营运的业务根据不同的QoS（Quality of Service，服务质量）指标分为4个大类，即会话类（Conversational）、流类（Streaming）、交互（Interactive）和背景类（Background）。在3GPP协议22.105中举例说明了各类业务的典型应用和它们的QoS品质要求，表4、表5、表6是3个直接引资协议中的表格。表4 终端用户对服务质量预期值会话/实时业务媒介应用示例对称性数据速率关键性能参数和目标值端到端的单程时延*时延抖动信息丢失率音频会话语音双向425 kbit/s推荐150 ms1ms3%FER限制400 ms视频可视电话双向30

18、384 kbit/s推荐150 ms1%FER限制400ms口形话音同步100ms数据遥测-双向控制双向28.8kbit/s250msN.A0数据交互游戏双向1kByte/s250msN.A0数据Telnet双向（非对称）1kByte/s250msN.A0*移动网络中的单向延时（从移动台到对端网设备）大概是100ms。表5 终端用户对服务质量预期值交互类业务媒介应用示例对称性数据速率关键性能参数和目标值端到端的单程时延*时延抖动信息丢失率音频话音消息主要是单向413 kbit/s回放时1s1ms3%FER录音时2ms数据网页浏览-HTML主要是单向4s/pageN.A0数据交易业务-高优先级，

19、比如ATM双向4sN.A0数据E-mail主要是单向4sN.A0表6 终端用户对服务质量预期值流类业务媒介应用示例对称性数据速率关键性能参数和目标值端到端的单程时延*时延抖动信息丢失率音频话音，话音多媒体混合业务、高质量音频业务主要是单向5128 kbit/s10s2s1%FER数据电影剪辑、实时视频流主要是单向20384kbit/s10s2s2%FER数据底层数据收发、同步信息主要是单向384kbit/s10sN.A0数据静态图像主要是单向10sN.A0除了上面3个表格描述的3类业务外，还有一类是背景类业务。它主要是指在后台传送数据的业务。这类业务没有延时指标要求，也没有延时抖动性的指标要求

20、。它们通常要求传送不出错。这一类的典型业务有传真、SMS、MMS、FTP、E-mail等。它们对数据传送的时延要求很低，通常在分钟这一级别上。2.4话务模型在移动通信网络规划时，通常给定或预计要达到的话务量、吞吐量和阻塞率，来计算话务模型。目前TD-SCDMA网络中存在的业务大致可分为两大类：话音业务和数据业务，它们的业务呼叫模型有显著不同。2.4.1 CS业务话音呼叫的特点：每一次呼叫就是一次话音接入与释放的过程；每次通话过程中占用的资源内容不变。话音业务模型和IS95系统的话音业务话务模型相同，主要有以下指标：（1） 平均业务会话时长，单位s。（2） 忙时平均会话时长。（3） 用户平均话务

21、量=平均业务时长，单位为Erl（4） 业务速率，单位bit/s。（5） 激活因子：激活因子=实际业务平均速率/传输信道速率。呼叫时长呼叫建立 呼叫释放图1 话音业务呼叫模型平衡因子：平衡因子=上行业务平均速率/下行业务平均速率，对于话音业务来说平衡因子为1。表7 典型网络的话务模型因子关键因子话音业务可视电话平均业务会话时长（s）6060忙时平均会话次数1.50.36单用户平均话务量（Erl）0.0250.006业务速率（bit/s）12.2k64k激活因子0.51平衡因子11、：典型2G网络参数，单用户话务量在0.020.03Erl之间，这里取均值，按照0.025Erl计算。、：可视电话话务

22、模型来自于某运营商的3G网络规划。：话音业务的激活因子业界一般按照50%计算，这里也按照50%计算CS话务模型建立如图1所示，典型网络的话务模型因子如表7所示：在移动通信中，话务量定义为一组信道内移动电话呼叫的集合，而此呼叫涉及呼叫时长和呼叫次数，通常定义为在一段时间内的呼叫时长乘以呼叫次数。在话务理论中，通常考虑忙时的概念，所谓忙时，就是以小时作为时间单位。Erl是衡量话务量的单位，简单的说，0.5Erl就是指在1h内，0.5信道被占用在通话。典型的蜂窝系统中，通常以0.02作为服务等级。记在系统负荷的高峰忙时，用户平均在98%的时间内发现可用信道。2.4.2 PS业务数据业务主要有以下特点

23、：休眠（Dormant）状态下与激活（Active）状态的转变；用户每一次业务使用可以有多次呼叫（Packet）建立；数据以突发（Date Burst）方式传输；Packet Call的数据传输过程所占有的资源随着数据的突发随时变化；数据业务主要参数指标Packet size：该PS业务的每个数据传送包的大小，单位为Byte。下行单次业务平均流量，单位kByte。BHSA：忙时业务发生次数。忙时单用户下行数据吞速率：忙时单用户下行数据吞吐速率=下行单次业务平均流量*BHSA*1000*8/3600，单位bit/s。业务速率，单位bit/s。传输效率因子：数据业务的传输效率因子=TCP/UDP*

24、IP*RLC*PHY其中表示额外的协议开销。激活因子：数据业务的扩展激活因子接近1。由数据业务话务模型我们可以得到，数据业务的模型比较复杂，其业务特征主要取决于以下因素：服务内容；话务模型参数取值；运营策略（包括数据用户的比例，提空给用户的平均传输速率等）；用户行为（如业务申请比例）；设备技术特点。表8 数据业务类型业务类型业务特征承载方式图铃下载交互式业务64kbit/s/128kbit/sWAP浏览交互式业务64kbit/s/128kbit/sWWW浏览交互式业务64kbit/s/128kbit/s音频流流业务64kbit/s/384kbit/s视频流流业务64kbit/s/384kbit

25、/sE-mail背景类业务64kbit/s/64kbit/sMMS背景类业务64kbit/s/64kbit/s信息服务背景类业务64kbit/s/64kbit/s数据业务根据应用可以分成表8所示的多种业务类型。在话务模型计算中，选择最典型的6类业务进行分析，在各种话务模型中，由于业界对各业务的了解深度不同，有些业务可以给出所有的参数，有些则只能给出单次的平均流量。对于给出单次的平均流量的业务，传输效率按照典型业务的传熟悉哦啊率计算，统计得到过各种业务的关键因子如表9所示。注：数据来源于某运营商的3G网络话务规划报告，关于packet size，目前只有沃达风现网的统计资料，下行平均包的大小是1

26、280Byte。表9 各种业务的关键因子关键因子图铃下载WAP浏览WWW浏览音频流视频流E-mailMMSPacket Size（Byte）480480150015001500480480下行单次业务平均流量（kB）904001200640115219264BHSA0.120.120.120.080.080.080.12忙时单用户下行数据吞吐速率（bit/s）24106.67320113.78204.834.1317.07传输效率因子0.920.920.920.970.970.920.92激活因子1111111平衡因子0.110.250.10.020.01112.5业务渗透率和用户密度所谓业务

27、渗透率，只开通该业务的用户在全部用户中所占的比例；所谓网络用户密度，在特点区域的单位面积（一般为每平方公里），特定运营商的用户数目。3G网络中的用户密度=该区域人口密度移动业务渗透率运营商市场占有率，不同区域、不同时期的网络用户密度，业务渗透率也不同。因此，从区域角度来考虑我们可以将不同地区分为密集城区、一般城区、郊区/乡镇、农村；从实践角度分析，可以把网络分成不同的建设时期来分别进行业务分析与预测。3 特定区域负荷统计与规划TD-SCDMA系统是一个承载话音和数据多业务并存的系统。由于CS业务和PS业务对资源的占有特性、业务量、占用资源以及QoS要求均不同，因此容量规划较为复杂。蜂窝系统中，

28、在基站扇区的覆盖范围内，接收端（基站或终端）应有足够的信号电平来满足业务需求。一定传播环境下，小区的覆盖范围直接取决于收发端所允许的最大路径损耗，而链路运算可确定无线链路的最大允许路径损耗。链路运算中的允许路径损耗可大致用下列公式定性表示：最大允许路径损耗=有效发射功率+接收增益接收机灵敏度余量链路预算时，根据计算得到的最大路径损耗（MAPL），利用合适的传播模型，可得到对应环境下基站覆盖半径。根据规划域的无线传播环境，网络规划人员可以直接运用一些已有模型，或根据测试数据校验正得到的模型，来预测传播损耗和基站的覆盖半径。覆盖估算要做到如下几步：(1) 确定链路预算中使用的传播模型；(2) 使用

29、链路预算工具，在以获取的传播模型基础上，分别计算满足上下行覆盖要求条件下各个区域的小企业半径；(3) 根据占星计算小区面积；(4) 用区域面积除以小区面积就得到所需要的基站个数。3.1传播模型3.1.1传播模型研究的意义无线传播模型的准确性对无线网络规划来说非常重要，这直接关系到规划结果和运营商的投资是否比较经济合理。由于与传播模型直接相关的是电波传播特性，所以必须留意无线电波的传播方式和无线电波的衰落。无线电波的传播方式主要是折射、直射、反射、透射和散射等；无线电波的衰落主要是瑞利衰落和阴影衰落。对于传播模型的研究，传统上集中于给定范围内平均接收场强的预测和特定位置附近场强变化。对于预测平均

30、场强并用于估计无线覆盖范围的传播模型，由于他们描述的是发射机和接收机之间长距离的场强变化，所以被称为大尺度传播模型，下面就宏蜂窝的大尺度传播模型进行分析介绍。3.1.2 Okumura-Hata模型由于使用Okumura模型需要查找其给出的各种曲线，不利于计算机的预测，Hata模型在Okumura大量测试数据的基础上用公式拟合得到了新的模型Okumura-Hata模型。为求简化，HATA在提出这个模型时做了下列3点假设：作为两个全向天线之间的传播损耗处理；作为准平滑地形而不是不规则地形处理；以城市市区的传播损耗公式作为标准，其他地区采用校正公式进行修正。Okumura-Hata模型适用的条件：

31、f为1501500MHz；不支持TD-SCDMA目前使用的2G频段。基站天线有效高度为30200m。移动台天线高度为110m。通信距离为135km。基本传播损耗中值公式： (2)其中，的单位为km，的单位为MHz；为城市市区的基本传播损耗中值；、为基站、移动台天线有效高度，单位为m，为移动台天线高度修正因子。基站天线有效高度计算：设基站天线离地面的高度为，基站地面的海拔高度为，移动台天线离地面的高度为，移动台所在位的地面海拔高度为，则基站天线的有效高度=+-，移动台天线有效高度为。需要说明的是，基站天线有效高计算有多种方法，如基站周围510km的范围内的地面海拔高度的平均；基站周围510km的

32、范围内的地面海拔高度的地形拟合线。不同的计算方法一方面与使用的传播模型有关，另外也与计算精度要求有关。其他修正因子叙述如下：为街道校正因子，一般资料上只给出了与传播方向呈水平或垂直的损耗修正曲线，为了方便计算，下面给出了任意角度的拟合公式。设传播方向与街道夹角为，则：实际上，街道效应一般在810km后将会消失，故只考虑10km之内。为郊区校正因子，具体计算为： （5）为开阔地校正因子，具体计算为：则 （6）为准开阔地校正因子，具体计算为： （7）为农村校正因子，具体计算为： （8）为丘陵地校正因子，具体计算为：图 2地形起伏图为地形起伏高度，如图2所示：由移动台算起，向基站方向延伸10km（不

33、足10km，则以实际距离计算），在此范围内计算地形起伏高度的10%90%之间的差值。 （10）其中为计算剖面上的最小地形高度。（a）正斜坡（b）负斜坡图3斜坡地形校正因子示意图为一般倾斜地形校正因子，如图3所示。斜坡地形有可能产生第二次地面反射。在水平距离时，图1-15中正负斜坡有可能产生第二次地面反射。近似归纳斜坡地修正因子为： （11）其中，以毫弧度为单位，是以动态与基站连线的剖面上，移动台前后一公里内地形高度的平均倾角（用最小二乘法）；的单位为km。为孤立山峰校正因子，这里使用刀刃绕射损耗来计算，虽然计算量稍大，但要准确一些。绕射损耗计算如图4所示。图4绕射损耗计算图先求出单个刀刃的4个

34、参数，即r1、r2、h1、工作波长；用此4个参数计算新参数：计算绕射损耗：为海（湖）混合校正因子，传播路径遇上水域十分两种情况考虑，如图5所示。 （a）陆地靠近基站 （b）水域靠近基站图5水域地形校正因子示意图定义修正因子为：其中为剖面上全程水体的长度。为建筑密度校正因子，计算公式为：为建筑物密度，以%表示。各种修正因子的组合使用情况总体路损：3.1.3 COST 231-Hata模型COST 231-Hata模型的适用条件：使用频段：15002000MHz；基站天线有效高度为30200m；移动台天线高度为110m；通信距离为120km。基本传播损耗中值公式：其中，的单位为km，的单位为MHz

35、；为城市市区的基本传播损耗中值；、为基站、移动台天线有效高度，单位为m；基站天线的有效高度计算：设基站天线离地面的高度为，基站地面的海拔高度为，移动台天线离地面的高度为，移动台所在位置的地面海拔高度为，则基站台南县的有效高度，移动台的有效高度为。为移动台天线的有效高度修正因子，为城市修正因子，其他各种修正因子同Okumura-Hata模型。综合考虑，本文选择COST 231-Hata模型作为链路预算的模型。3.2覆盖的估算3.2.1 TD-SCDMA链路预算简单地说，链路预算是对一条通信链路上的各种损耗和增益的核算。1 预算的定义所谓链路预算，是通过对系统中上、下行信号传播途经各种影响因素的考

36、察和分析，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。链路预算是覆盖规划的前提，通过计算业务的最大允许损耗，可以求一定传播模型下小区的覆盖半径，从而确定满足连续覆盖条件下基站的规模。TD-SCDMA链路预算的特点如下：智能天线的使用在链路预算中带来了系统增益；干扰余量相对比较小，尤其是上行，这是因为采用了良好的干扰抑制技术；馈线损耗比较小，是因为TD-SCDMA中的馈缆指的是从塔放的输出到天线的输入这一段跳线。影响链路预算的因素很多，除了手机的发射功率，基站的接收灵敏度外，还有阴影余量，建筑物的穿透损耗，业务的速率和业务解调门限等，所以，链路预算也应该区分地理环境

37、和业务种类进行。2、链路的基本参数（1）终端最大发射功率目前，各终端厂商的设备，其话音业务和数据业务的终端最大发射功率为+24dBm。（2）人体损耗对手持机，党委与使用者的腰部或肩部时，接收的信号比天线离开人体几个波长要低，一般语音业务取3dB，数据业务取0。（3）UE天线增益一般取0dBi。（4）业务处理增益CDMA系扩频系统，计算处理增益就是计算扩频增益。处理增益与扩频因子、编码方式、调节方式有关，各业务处理增益见表9、表10。TD-SCDMA系统的处理增益有3种计算方法：根据规范3GPP TR25.928附录B计算处理增益、根据基带处理计算处理增益、根据时隙突发的结构，考虑时隙内包含的M

38、idamble 码和时隙之间的GP计算处理增益，这不作具体介绍。（5）目标载干比目标在干比是智能天线收到的码片级载干比门限值。该值可以在实验室中测试得到。与信噪比有关的参数分别为：载干比（C/I）、SIR（符号信噪比）、Eb/N0（比特信噪比）。根据TD-SCDMA系统调制、扩频与解扩、解调的关系（如图8-3TD-SCDMA基带过程所示），得到如下公式：Q是业务扩频增益，数值上等于10lg（SF），即扩频因子SF的dB值。G是业务处理增益。图6 TD-SCDMA基带过程因此，在链路预算中，如果已知Eb/N0和处理增益G，就可以推算出来C/I来。表9上行链路业务解调门限表上行业务城区TU3km/

39、h郊区TU3km/h农村TU3km/hCS12.2C/I-201.7SIR7910.7处理增益10.610.610.68.610.612.3CS64kC/I3.54.85.6SIR6.57.88.6处理增益3.423.423.426.928.229.02PS64C/I2.53.6SIR6.57.88.6处理增益3.423.423.426.928.229.02PS128C/I2.53.64.8SIR5.56.67.8处理增益3.423.423.425.927.028.22PS384C/I3.357.5SIR5.379.5处理增益1.661.61.664.966.669.16表10下行链路业务解调

40、门限表下行业务城区TU3km/h郊区TU3km/h农村TU3km/hCS12.2C/I-4.5-3-1.8SIR7.5910.2处理增益13.613.613.69.110.611.8CS64kC/I-5-3.2-2.7SIR78.89.3处理增益12.4512.4512.457.459.259.75PS64C/I-6.2-4.4-4.7SIR5.87.67.3处理增益12.4512.4512.456.258.057.75PS128C/I-6.2-4.4-4.7SIR5.87.67.3处理增益12.4512.4512.456.258.057.75PS384C/I-5.2-3.4-1.5SIR6.

41、88.610.5处理增益11.6611.6611.666.468.2610.16P-CCPCHC/I-6.3-3.20.3SIR5.78.812.3处理增益13.813.813.87.510.614.1S-CCPCHC/I035.5SIR121517.5处理增益11.611.611.611.614.617.1DwPTSC/I-5.5-2.5-3在表9和表10中，C/I是指多天线总的C/I，而不是指每根天线的C/I；CS12.2k、CS64k业务对应的BLER=1%需要的参考解调门限SIR;PS64k、PS128k、PS384k业务对应的BLER=5%需要的参考解调门限SIR。（6）天线增益天线

42、增益与天线的具体型号有关。智能天线的阵元通常是按直线等距、圆周等距排列，每个阵元为全向天线。基站天线增益分两部分：但天线增益和多天线增益。对于8阵元智能天线，理论上，上行有9dB的分集增益，下行有9dB赋形增益。而实际增益则根据无线环境和UE相对于天线平板位置而定。通常，线阵智能天线的赋形增益取79dB，圆形智能天线的赋形增益比线阵智能天线小。（7）馈线损耗馈线损耗指的是塔放与天线接口之间的损耗，它会降低接收机电平，从而对覆盖能力产生影响。在TD-SCDMA系统中，TMB放置在室外，馈线损耗指塔放输出至天线入口这段损耗，一般取0.51dB。（8）基站噪声系数接收机输出的信噪比不但与噪声功率有关

43、，还与输入信号的信噪比有关。一般，系统中都用噪声系数（Noise Figure）来表示系统的噪声性能。噪声系数计算示意如图8-4所示。噪声系数通常被定义为网络输入端信号信噪比和网络输出端的信号信噪比之间的关系，值越小说明该系统硬件的噪声控制越好，若以dB表示为：是输入信噪比，是输出信噪比，NA是接收机所产生的噪声功率，KP是设备的增益，显然有，,不难看出，信号经过该设备后信噪比发生了变化，这个变化量即为接收机的噪声系数。图7噪声系数计算示意图一般基站噪声系数取3.5dB，终端噪声系数取7dB。（9）干扰余量多用户发起业务后造成底噪抬升被称为干扰余量。传统的CDMA系统，小区负荷越高，容量越大，

44、干扰就越大，导致覆盖就越小。虽然TD-SCDMA系统由于采用了联合监测和智能天线等技术，干扰余量较传统的CDMA系统而言比较小，但依然存在一定的小区呼吸现象。为了在链路预算中体现这种效应，引入干扰余量的概念。表11干扰余量表单时隙码道负荷上行下行上行下行上行下行TU3kmTU50kmRA3km25%0.5111.51.5250%0.81.31.51.71.72.375%11.51.61.81.82.4100%1.21.81.8222.5在TD-SCDMA中干扰余量的取值方法需要由仿真来确定，根据单时隙不同用户数干扰余量的仿真结果而得出不同的覆盖半径值。这里由于条件受限，只从相关资料上引入下表数

45、值作为设计所用。（10）基站接收灵敏度无线传输的接收灵敏度类似与人们沟通交谈时的听力，是指接收机输入端为保持所需要的误帧而必须达到的功率；随着传输距离的增加，接收信号变弱，提高接收机的结婚搜灵敏度可使设备更强的捕获弱信号的能力，基站的接收灵敏度与系统噪声、干扰、业务速率和有关。不同的业务，其BLER目标值不同，所需要的也不同，再加上业务速率以及干扰和噪声的影响，其所需要的基站端接收灵敏度也不同，最终导致不同的业务有不同的覆盖范围。基站接收灵敏度=总的有效噪声+干扰余量+上行目标载干比（11）建筑物穿透损耗建筑物的穿透损耗（BPL，Building Penetration Loss）与具体的建筑

46、物类型、电波入射角度有关。在链路预算中假设穿透损耗服从对数正态分布，用穿透损耗均质机标准差描述。表12 2GHz频段穿透损耗参考值材料类型损耗普通砖混隔墙（30cm）1015dB混凝土墙体2030dB混凝土楼板2530dB天花板管道18dB电梯箱体轿顶30dB木制家具36dB玻璃58dB通过测量，2GHz频段穿透损耗在不同介质时的参考值如表12所示。在链路预算中，增加穿透损耗意味着缩小站间距，增加基站规模。虽然不同材质的建筑物穿透损耗可以通过测试得到，但是在城区复杂的环境中，各种材质的墙面对无线信号的吸收、反射、折射等综合作用，导致穿透的结果也有很大差异，这样会导致规模估算的结果也存在很大的差

47、异。因此，合理的做法就是在网络规划时对无线传播环境做准确的分类，在对每种典型环境进行贵乎是选取一个固定的建筑物穿透损耗值，作为链路预算的参数输入，使得覆盖区域内大部分建筑物内满足基本的室内覆盖指标。表13链路预算中建筑物穿透损耗区域穿透损耗（dB）密集市区1820一般市区1315郊区1012农村68网络规划中不通无线环境采用的穿透损耗值如表13所示：（12）阴影衰落余量所谓阴影衰落，是由于在电波传输路径上受到建筑物及山丘等的阻挡所产生的阴影效应而形成的损耗。反映了中等范围内数百米波长量级接收电平的均值变化而产生的损耗，其变化率较慢又称为慢衰落。一般服从对数正态分布。阴影衰落余量，为了克服衰落的

48、变化，保证小区中通信的可靠性而预留出的余量，是与一定的小区边缘通信概率要求和慢衰落标准相对应的，需要在链路预算中加以考虑。通常认为，阴影衰落服从对数正态分布。根据阴影衰落方差和边缘覆盖率来要求，可以得到所需的阴影衰落余量。按照75%边缘覆盖率进行链路预算，取阴影衰落标准差8dB，这样就需要留出5.4dB的余量。实际工程中，常常对面积覆盖效率也非常感兴趣。面积覆盖效率定义为在半径为R的圆形区域内，接收信号强度大于门限的位置占面积的百分比。边缘和面积覆盖率可按下列对应关系转换：式中，为面积覆盖率；为小区边缘R处的边缘覆盖率；为要求达到的接收信号门限值；为R处的接收信号均值；为阴影衰落余量；为路径损

49、耗指数；为阴影衰落标准差。其中函数的定义是：在链路预算中，阴影衰落余量的取值通常如表14所示。表14 链路预算中阴影衰落取值密集城区一般城区郊区农村阴影衰落标准差101087路损指数3.53.53.53.5面积覆盖概率0.950.950.90.88边缘覆盖率0.880.880.750.69阴影衰落余量11.611.65.43.5此外多小区连续覆盖，室外用户终端在多小区间切换，为阴影衰落余量带来一定的增益。假设多小区阴影衰落相关性为50，则88%的边缘覆盖率、10dB的阴影衰落标准差的条件下，切换对抗性慢衰落的增益有4.99dB；75%的边缘覆盖率、8dB的阴影衰落标准差的条件下，切换对抗慢衰落

50、的增益有3.62dB；69%的边缘覆盖率、7dB的阴影衰落标准差的条件下，切换对抗慢衰落的增益有3.05dB。实际的室外用户阴影衰落余量值等于根据面覆盖率、路损指数和阴影衰落标准差计算出来的阴影衰落余量减去切换对抗慢衰落的增益值。（13）功空余量（快衰落余量）所谓快衰落余量，主要是指由于多径传播而产生的衰落。由于移动物体周围有许多散射、反弹和折射体，引起信号的多径传输使到达的信号之间相互叠加，其合成信号幅度和相位随移动台的运动表现为快速的起伏变化，他反应微观小范围内数十米波长量级接收电平的均值变化而产生的损耗，其变化率比慢衰落快，故称他为快衰落，一般服从瑞利分布。快衰落余量，也称功控余量。在T

51、D-SCDMA中功率控制比较慢（TD-SCDMA为200次/秒），所以认为TD-SCDMA即使在慢速的情况下，功率控制也跟不上快衰落变化，终端的功率提升也比较低。一般认为的取值是：终端慢速移动条件下（通常在50km/h的移动速度下）取1dB，终端快速移动条件下（通常在50km/h及以上的移动速度下）取0dB。快慢摔落在链计算中体现为：假设手机灵敏度是AdBm,如果没有阻挡，没有多径衰落，即只有空间的衰落，自由空间的损耗为0dB,则基站需要发射的功率是A+B(dBm)。但实际上手机收到快慢衰落的影响，假设快衰落的损耗（即为功控余量）为C dB，而慢衰落的损耗（即为阴影衰落余量）为D dB，那么基

52、站就需要增加C+D dB的功率，即基站的功率为A+B+C+D (dBm)，才能满足手机灵敏度的需要。3、上下行链路预算表通常考虑充分利用UE的发射功率，不造成浪费，系统一般设计为上行首先的系统，因此在进行链路预算的时候，秩序进行上行链路预算即可。上行链路预算可考虑来年各个方面：增加允许路损和消耗允许路损公式如下。允许的最大路径损耗（上行）=移动台最大发射功率+移动台天线增益+基站天线增益+赋形增益人体损耗移动台馈线损耗基站馈线损耗基站接收机噪声功率基站接收解调所需的C/I干扰余量快衰落余量阴影衰落穿透损耗下行链路预算，各业务码道的发射功率主要是根据上下行链路平衡及系统仿真确定的。允许的最大路径

53、损耗（下行）=基站单码道发射功率+移动台天线增益+基站天线增益+赋形增益人体损耗移动台侧馈线损耗基站侧馈线损耗基站接收解调所需的C/I干扰余量快衰落余量阴影衰落穿透损耗。按照论文前面的相关参数的取定方法与求解公式，可以归纳出不同缓和覆盖要求情况表15 上行链路预算表项目单位符号项目单位符号业务参数处理增益dBP业务速率kbit/sA所需dBQ系统参数接收机灵敏度dBmR=Q-P+O工作频率MHzB天线增益dBiS1(全向）扩频带宽MHzCS2（定向）Boltaman常数W/(HzK)D赋形增益dBiT室温TKT0天线增益+赋行形dBiU1(全向）=S1+T移动台发射机U2（定向）=S2+T最大

54、发射功率dBmE馈线损耗dBV天线增益dBiF其他参数人体损耗dBG快衰落余量dBW馈线损耗dBH路径损耗dBPL1(全向)=I+U1-V-W-R等效发射功率dBmI=E+F-G-HdBPL2(定向)=I+U2-V-W-R基站接收机阴影衰落dBX热噪声密度dBm/HzJ车内损耗dBY接收机热噪声系数dBK穿透损耗dBZ接收机噪声密度dBm/HzL=J+K允许最大路径损耗dBPLmax1=PL1-X-Z（室内全向）接收机噪声功率dBmM=L+60+（C）PLmax2=PL2-X-Z（室内定向）干扰余量dBNPLmax3=PL1-X-Z（室外全向）总的有效噪声+干扰dBmO=M+NPLmax4=P

55、L2-X-Z（室外定向）的上、下行链路预算的计算过程，如表15、表16所示。表16 下行链路预算表项目单位符号项目单位符号速率kbit/sA接收机噪声功率dBmM=L+60+系统参数干扰余量dBN工作频率MHzB总有效噪声+干扰dBmO=M+N扩频带宽MHzC处理增益dBPBoltaman常数W/(HzK)D所需dBQ室温TKT0接收机灵敏度dBmR=Q-P+O基站发射机天线增益dBiF单码道发射功率dBmE人体损耗dBG天线增益dBiS1(全向）馈线损耗dBHS2（定向）其他参数赋形增益dBiT快衰落余量dBW天线增益+赋行形dBiU1(全向）=S1+T路径损耗dBPL1(全向)=I+U1-V-W-RU2（定向）=S2+TdBPL2(定向)=I+U2-V-W-R馈线损耗dBV阴影衰落dBX等效发射功率dBmI1=E+U1-V车内损耗dBYdBmI2=E+U2-V穿透损耗dBZ移动台接收机允许最大路径损耗dBPLmax1=PL1-X-Z（室内全向）热噪声密度dBm/HzJPLmax2=PL2-X-Z（室内定向）接收机热噪声系数dBmK