TDSCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及設(shè)計(jì)探討

1、Y1211931分類號(hào)工程碩士學(xué)位論文 镕镕:一 %目:一TDSCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及設(shè)計(jì)碩士研究生 指導(dǎo)教師 企業(yè)導(dǎo)師 工程領(lǐng)域 學(xué)位論文主審人 乇剛楊莘元教授房鑫高級(jí)工程師 電子與通信工程 趙春暉教授哈爾濱I程大學(xué) 2007年5月哈爾演T稗大學(xué)T秤碩_卜學(xué)忙論文摘 要隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷進(jìn)步,移動(dòng)通信系統(tǒng)在近年來(lái)取得了長(zhǎng)足發(fā) 展。一方面,在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)下,中國(guó)的移動(dòng)通信系統(tǒng)的容量呈現(xiàn)飛 速發(fā)展,系統(tǒng)向著大容量、廣覆蓋及高質(zhì)量方面發(fā)展;另一方面,系統(tǒng)也在 向著數(shù)據(jù)化、智能化及多媒體化的方向發(fā)展,隨著第三代移動(dòng)通信技術(shù)的實(shí) 現(xiàn)和移動(dòng)通信與互聯(lián)網(wǎng)的融合,未來(lái)無(wú)線數(shù)據(jù)的傳輸速率將達(dá)到2Mb

2、/s,人 類社會(huì)正向著移動(dòng)信息時(shí)代邁進(jìn)。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)是一種能提供多種高質(zhì)量業(yè)務(wù)類型的,能實(shí)現(xiàn)全球 無(wú)縫覆蓋的通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有能進(jìn)行全球漫游,能以小型便攜式終端在 任何時(shí)候、任何地點(diǎn)進(jìn)行任何種類通信的特點(diǎn),是移動(dòng)通信系統(tǒng)由模擬到數(shù) 字后再進(jìn)一步發(fā)展的方向。TD,SCDMA作為中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3G標(biāo)準(zhǔn)以其先進(jìn)的技術(shù)特征和豐 富多彩的業(yè)務(wù)類型吸引了廣大的用戶和運(yùn)營(yíng)商的關(guān)注。為了獲得決勝3G移 動(dòng)通信的先機(jī),中國(guó)移動(dòng)通信有限責(zé)任公司正在積極準(zhǔn)備TD.SCDMA建網(wǎng) 工作,本文在對(duì)哈爾濱移動(dòng)通信發(fā)展預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上結(jié)合城市無(wú)線傳播環(huán)境分析, 采用理論計(jì)算的方法,對(duì)基于TD.SCDMA技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

3、進(jìn)行了具體的容 量估算、覆蓋范圍確定、站址數(shù)量計(jì)算等一系列工作。在得出理論計(jì)算結(jié)果 后,又應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件對(duì)該結(jié)果進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬研究,考察了設(shè)計(jì)系統(tǒng) 在地理信息系統(tǒng)上的覆蓋、導(dǎo)頻干擾及服務(wù)質(zhì)量情況,對(duì)規(guī)劃的結(jié)果進(jìn)行了 優(yōu)化和修正,最后得到哈爾濱移動(dòng)通信分公司TD.SCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方 案。本文的理論計(jì)算結(jié)論為在城區(qū)173.8平方公里的范圍內(nèi),滿足通話及數(shù) 據(jù)業(yè)務(wù)要求的TD.SCDMA基站數(shù)量為276個(gè);計(jì)算機(jī)模擬仿真計(jì)算的結(jié)論 為該數(shù)量基站及其站址分布是可以滿足工程實(shí)際要求的。本文提出了哈爾濱 市未來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的初步構(gòu)想,為進(jìn)一步的工程建設(shè)決策提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞:TDSCDMA;第三代

4、移動(dòng)通信;無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃AbstractAlong with the continuous developmentof modem communications technology,mobile communications system has obtained a rapid growth in recent years.The capacity of mobile communications system have been expanding quickly and higher capacity,higher coverage,higher quality are the targ

5、et of the system.On the other hand,the mobile communications system is moving to the stage of combining the data services,multimedia services and intelligent services. The transmitting rate ofradio data will reach the speed of2Mh/s.The 3m mobile communications can provide many hi曲quality services. U

6、sers can roam globally and can get any kind of communications in any time anywhere by mini terminals.TDSCDMA has attracted the general users and the operation business attention as the China proprietary intellectual property fights 3G standard by its advanced technical characteristic and the richly

7、colorful service type.In order to obtain the final outcome in 3G mobile communication,taking the initiative, China Mobile communication Limited liability company is preparing the TD-SCDMA constructing positively,this article unified the city wireless environment analysis to the Harbin mobile communi

8、cation development forecasting,andused the method of theoretical calculation,based on the TD-SCDMA technology wireless network,this article has carried on a series of work such as the capacity estimate,the determination of cover scope,the quantity of station sites computation and SO on.After obtaini

9、ng the theoretical calculation results,also use the network planning software has conducted the computer simulation research to the results,inspected the designed system on the cover of geographic information system,the pilot frequency disturbance and the grade of service situation,has carried on th

10、e optimization and the revision to the results,finally obtained the Harbin Mobile communication Subsidiary companyTDSCDMA wireless network construction plan.Finallv.the conclusions are that the sites number iS 127in urban areas of 55km2,and the amounts are also perfect in the computer simulation stu

11、dy.11le paper has the reliability in constructing operation of 3“generation wireless network.It gives the solid foundation of next decisionmaking in network construction.Keywords:TDSCDMA:3”generation mobile communications:wireless networksplanning哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:本論文的所有工作,是在導(dǎo)師的指導(dǎo) 下,由作者本人獨(dú)立完成的。

12、有關(guān)觀點(diǎn)、方法、數(shù)據(jù)和文 獻(xiàn)的引用已在文中指出,并與參考文獻(xiàn)相對(duì)應(yīng)。除文中已 注明引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已 經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè) 人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到 本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者(簽字:捌 日期:印年r月Io日哈爾演T稃大學(xué)T秤碩學(xué)忙論文第1章緒論1.1課題的來(lái)源及意義近年來(lái)在我國(guó)政府大力扶持下,由我國(guó)提出的TD.SCDMA第三代移動(dòng) 通信標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程得到了快速的推進(jìn)。2005年國(guó)家發(fā)展改革委、科技部 和信息產(chǎn)業(yè)部共同支持由信息產(chǎn)業(yè)部主導(dǎo)的TDSCDMA試驗(yàn)網(wǎng)測(cè)試J'gi年'J結(jié) 束,分

13、別在北京和上海兩個(gè)城市建設(shè)TD.SCDMA試驗(yàn)網(wǎng),對(duì)TD.SCDMA單 系統(tǒng)外場(chǎng)試驗(yàn)、終端和芯片等進(jìn)行測(cè)試。2006年由國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商參加的 TDSCDMA規(guī)模網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用試驗(yàn)在青島、保定和廈門三個(gè)城市進(jìn)行。對(duì) TDSCDMA系統(tǒng)、終端進(jìn)行全面應(yīng)用性測(cè)試。與以往少批量系統(tǒng)設(shè)備或終端 的局部網(wǎng)絡(luò)測(cè)試完全不同,所有核心網(wǎng)、系統(tǒng)設(shè)備和終端的性能及相互之間 的兼容性測(cè)試是本次測(cè)試工作的的重點(diǎn)。經(jīng)過(guò)兩年多的測(cè)試和試驗(yàn)不僅驗(yàn)證 了TDSCDMA技術(shù)具備獨(dú)立組網(wǎng)能力,網(wǎng)絡(luò)容量與質(zhì)量均能達(dá)到理論設(shè)計(jì) 要求,另一方面通過(guò)測(cè)試大大加速了TD.SCDMA終端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化 進(jìn)程,取得了突破性的進(jìn)展。我國(guó)TDSC

14、DMA技術(shù)大規(guī)模商用的條件已經(jīng) 成熟。隨著我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TDSCDMA商用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)步伐的臨近,在網(wǎng) 絡(luò)部署工作開始前做好網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是十分重要和必要的。目前哈爾濱移動(dòng)通信 公司的通信網(wǎng)絡(luò)正處在由2.5代GSM/GPRS向第三代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)演進(jìn)過(guò)程中, 建設(shè)屬于我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3G網(wǎng)絡(luò)是必然的發(fā)展趨勢(shì)。本論文根據(jù)哈爾 濱移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和移動(dòng)通信發(fā)展預(yù)測(cè)對(duì)哈爾濱移動(dòng)TDSCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)劃和設(shè)計(jì)。通過(guò)規(guī)劃提出了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案,對(duì)哈爾濱移動(dòng)通信 的發(fā)展具有重要意義:(1通過(guò)TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃可以從覆蓋、容量及質(zhì)量三個(gè)方面對(duì)網(wǎng) 絡(luò)資源進(jìn)行優(yōu)化配置,在建設(shè)資金有限的條件下提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的效益

15、。 (2通過(guò)TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(jì),可得到網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的詳細(xì)方案及 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)設(shè)置,為快速部署TD.SCDMA網(wǎng)絡(luò)做好準(zhǔn)備。哈爾演1,竿大學(xué)T稃碩十學(xué)忙論文(3通過(guò)對(duì)規(guī)劃結(jié)果的仿真和分析,町以對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋和質(zhì)量小足區(qū) 域進(jìn)行預(yù)測(cè),為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行后的優(yōu)化工作提供依據(jù)和指導(dǎo)意見(jiàn)。1.2移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展移動(dòng)無(wú)線電話在20世紀(jì)早期偶爾被海軍和海洋部門用于通信,在20世 紀(jì)60年代,改進(jìn)型移動(dòng)電話系統(tǒng)(Improved Mobile Telephone System,IMTS 開始安裝,在80年代移動(dòng)通信開始盛行。到現(xiàn)在為止的20多年里,移動(dòng)通 信已經(jīng)經(jīng)歷了從模擬時(shí)代到數(shù)字時(shí)代的演進(jìn),其發(fā)展大致

16、可分為:第一代移 動(dòng)通信系統(tǒng),第二代移動(dòng)通信系統(tǒng),第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。目前,正在向第 三代移動(dòng)通信演變。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)屬于模擬系統(tǒng),如AMPS和TACS系統(tǒng),它主要采 用頻分多址技術(shù)(Frequency Division MultipleAccess,FDMA,這種技術(shù)是 最古老也是最簡(jiǎn)單的。模擬系統(tǒng)主要以語(yǔ)言業(yè)務(wù)為主,基本上很難開展數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)。模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)不足之處主要如下:(1現(xiàn)有的模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)制式復(fù)雜,不易實(shí)現(xiàn)國(guó)際漫游。(2模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)不能提供綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN業(yè)務(wù)。(3模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)備價(jià)錢高,手機(jī)體積大,電池充電后有效工作 時(shí)間短,給用戶帶來(lái)不便。(4模擬移動(dòng)通

17、信系統(tǒng)用戶容量受限制【2】。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)屬數(shù)字系統(tǒng),它主要采用TDMA技術(shù)或是窄帶 CDMA技術(shù),如中國(guó)移動(dòng)的GSM系統(tǒng)和中國(guó)聯(lián)通已大規(guī)模鋪設(shè)的窄帶 CDMA網(wǎng)絡(luò)。目前第二代代移動(dòng)通信系統(tǒng)正在得到廣泛的應(yīng)用。數(shù)字代移動(dòng)通信有下述特征:(1有效利用頻率。(2提高保密性。2哈爾濱T稃大學(xué)T秤碩十學(xué)位論文(3易于同ISDN連接。(4可靈活進(jìn)行信息變換、存儲(chǔ)等。雖然第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)解決了模擬系統(tǒng)的系統(tǒng)容量小、頻譜利用率低 等一些不足,但是,隨著對(duì)通信業(yè)務(wù)種類和數(shù)量需求的劇增,第二代移動(dòng)通 信系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足未來(lái)發(fā)展的需求,因此,ITu提出了大容量、高速率、 全方位的第三代移動(dòng)通信的概念,3G主

18、要的特點(diǎn)如下:(1世界范圍內(nèi)高度共同性的設(shè)計(jì)。(2具有高速和多種速率傳輸能力,在廣域覆蓋下的最高速率達(dá) 384kb/s。(3多媒體應(yīng)用能力,多種業(yè)務(wù)能力和多種終端。(4實(shí)現(xiàn)全球覆蓋和全球無(wú)縫漫游。(5具有較高的頻譜利用率。(6具有較高的QoS。(7具有很高的兼容性、靈活性、和安全性。(8具有突出的個(gè)性化服務(wù)。目前國(guó)際電聯(lián)公開的3G標(biāo)志有三個(gè):歐洲和日本共同提出的WCDMA、 美國(guó)以高通公司為代表提出的CDMA2000以及中國(guó)以大唐為代表提出的 TDSCDMAt31。1.3第三代移動(dòng)通信技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)2002年,在國(guó)家三部委(發(fā)改委、信產(chǎn)部、科技部的支持下,在大唐 的牽頭推動(dòng)下,由大唐、華

19、為、中興、中國(guó)普天、中電塞龍、聯(lián)想、華立、 南方高科8家企業(yè)共同發(fā)起的TD.SCDMA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正式成立。這是一個(gè)基 于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)下的,以實(shí)現(xiàn)相互問(wèn)產(chǎn)業(yè)合作與配套為目的的企業(yè)聯(lián)盟組織。經(jīng) 過(guò)近幾年的發(fā)展,聯(lián)盟成員不斷增加,幾乎囊括了海信、夏欣、波導(dǎo)、TCL、 海天、展訊、T3G、凱明等目前中國(guó)最具實(shí)力的通信企業(yè)。通過(guò)這些企業(yè)的 運(yùn)作,還直接帶動(dòng)了西門子、阿爾卡特、愛(ài)立信、北電網(wǎng)絡(luò)、三星電子、菲 3哈爾演T稃大學(xué)T稃碩十學(xué)伊論文h-iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii 利浦、摩托歲拉等國(guó)際通信

20、邑頭公司以小同形式加入到產(chǎn)業(yè)的發(fā)腱中來(lái)。 在TDSCDMA產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展方面,目前包括大唐移動(dòng)在內(nèi)的TD.SCDMA 系統(tǒng)設(shè)備開發(fā)的有數(shù)lO家,而且產(chǎn)品已經(jīng)成熟,可提供商用。同時(shí),終端芯 片、智能天線、測(cè)試儀表等方面的廠商也不斷涌現(xiàn)。并且國(guó)際電聯(lián)在制定3G 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí),為TDD模式在全球劃分了統(tǒng)一頻率。這些都為TDSCDMA標(biāo) 準(zhǔn)的全球商用發(fā)展提供了良好的契機(jī)。2007年年初中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)宣布計(jì)劃在北京、上海、天津、沈陽(yáng)、秦 皇島、廣州、深圳、廈門8個(gè)重點(diǎn)城市建設(shè)TD.SCDMA網(wǎng)絡(luò),其中宏蜂窩 基站8602個(gè),室內(nèi)分布系統(tǒng)3772套。計(jì)劃建設(shè)的3G基站將達(dá)到八城市現(xiàn) 有2G基站總數(shù)的七成,市區(qū)

21、及郊區(qū)的覆蓋面積達(dá)到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的95%以上。 標(biāo)志著TD.SCDMA大規(guī)模商用腳步已經(jīng)逐漸l臨近。WCDMA最早由歐洲和日本提出,其核心網(wǎng)基于演進(jìn)的GSM/GPRS網(wǎng) 絡(luò)技術(shù),空中接口采用直接序列擴(kuò)頻的寬帶CDMA。目前,這種方式得到歐 洲、北美、亞太地區(qū)各GSM運(yùn)營(yíng)商和日本、韓國(guó)多數(shù)運(yùn)營(yíng)商的廣泛支持, 是第三代移動(dòng)通信中最具競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)之一。3GPP WCDMA技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化 工作十分規(guī)范,目前全球3GPP R99標(biāo)準(zhǔn)的商用化程度最高,全球絕大多數(shù) 3G試驗(yàn)系統(tǒng)和設(shè)備研發(fā)都基于該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。今后3GPP R99的發(fā)展方向 將是基于全I(xiàn)P方式的的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),并將演進(jìn)為R4、R5兩個(gè)階段的序列標(biāo)準(zhǔn)。

22、 2001年3月的第一個(gè)R4版本初步確定了未來(lái)發(fā)展的框架,部分功能進(jìn)一步 增強(qiáng),并啟動(dòng)部分全I(xiàn)P演進(jìn)內(nèi)容。R5為全I(xiàn)P方式的第一個(gè)版本,其核心網(wǎng) 的傳輸、控制和業(yè)務(wù)分離,IP化將從核心網(wǎng)(cN逐步延伸到無(wú)線接入部 分(RAN和終端(UE4J。CDMA2000由北美最早提出,其核心網(wǎng)采用演進(jìn)的IS一95CDMA核心網(wǎng) (ANSI一41,能與現(xiàn)有的IS一95CDMA向后兼容。CDMA技術(shù)得到IS一95 CDMA運(yùn)營(yíng)商的支持,主要分布在北美和亞太地區(qū)。其無(wú)線單載波 CDMA2000lx采用與IS.95相同的帶寬,容量提高了一倍,第一階段支持 144kbps業(yè)務(wù)速率,第二階段支持614kbps,3GP

23、P2已完成這部分的標(biāo)準(zhǔn)化工 作。目前增強(qiáng)型單載波CDMA2000lx EV在技術(shù)發(fā)展中較受重視,極具商用哈爾演T稃大學(xué)T稃碩十學(xué)位論文潛力引。TD.SCDMA與其他第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)相比具有明顯的優(yōu)勢(shì),主要 體現(xiàn)在4個(gè)方面:(1頻譜靈活性和支持蜂窩網(wǎng)的能力TDSCDMA采用TDD方式,僅需要1.6MHz(單載波的最小帶寬。 因此頻率安排靈活,不需要成對(duì)的頻率,可以使用任何零碎的頻段,能較好 的解決當(dāng)前頻率緊張的矛盾。若帶寬為5MHz則支持3個(gè)載波,在一個(gè)地區(qū) 可組成蜂窩網(wǎng),提供高速移動(dòng)業(yè)務(wù)。(2高頻譜利用率TD.SCDMA頻譜利用率高,抗干擾能力強(qiáng),系統(tǒng)容量大,適于人口密集 的大、中城市傳

24、輸對(duì)稱與非對(duì)稱業(yè)務(wù)。尤其適合移動(dòng)Intemet業(yè)務(wù)(將是第 三代移動(dòng)通信的主要業(yè)務(wù)。(3適用于多種使用環(huán)境TD.SCDMA系統(tǒng)全面滿足ITU的要求,適用于多種環(huán)境。(4設(shè)備成本低設(shè)備成本低系統(tǒng)性能價(jià)格比高。由于具有我國(guó)自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán),在網(wǎng)絡(luò) 規(guī)劃、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工程建設(shè)以及為國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商提供長(zhǎng)期技術(shù)支持和技術(shù)服務(wù) 等方面帶來(lái)方便,可大大節(jié)省系統(tǒng)建設(shè)投資和運(yùn)營(yíng)成本。1.4論文的主要工作和內(nèi)容安排本文主要圍繞對(duì)TDSCDMA的原理、關(guān)鍵技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)化原理及流 程,通過(guò)軟件仿真的方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)哈爾濱移動(dòng)TDSCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī) 劃和設(shè)計(jì)。論文的章節(jié)安排如下:第一章,緒論。簡(jiǎn)要介紹了課題的來(lái)源、意義和移動(dòng)技

25、術(shù)的發(fā)展概況。 第二章,TD.SCDMA原理和關(guān)鍵技術(shù)。主要介紹了TDSCDMA網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)物理層技術(shù)、物理層過(guò)程等原理,以及智能天線、接力切換等 關(guān)鍵技術(shù)的相關(guān)知識(shí),對(duì)TD.SCDMA系統(tǒng)性能和特點(diǎn)進(jìn)一步進(jìn)行研究。第三章,TD.SCDMA無(wú)線嘲絡(luò)規(guī)劃基本原理和流程。主要介紹了 TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的概念、基本原理以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基本流程,并對(duì)規(guī) 劃中重要的鏈路預(yù)算和容量估算進(jìn)行了深入的比較和分析。第四章,哈爾濱1"19.SCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案。在對(duì)哈爾濱自然環(huán) 境及移動(dòng)發(fā)展預(yù)測(cè)分析的基礎(chǔ)上,采用HATA/COST-23l傳播模型及 CAMPELL理論計(jì)算出哈爾濱TD.SCD

26、MA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)模,并根據(jù)哈爾濱移 動(dòng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)情況設(shè)計(jì)了TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的詳細(xì)方案。第五章,仿真結(jié)果及分析。利用規(guī)劃軟件對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真, 并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)。6圖2.1UTRAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)TD.SCDMA系統(tǒng)由核心網(wǎng)CN、無(wú)線接入網(wǎng)Un認(rèn)N和手機(jī)終端UE三 部分組成。UTRAN由基站控制器RNC和基站Node B組成。CN通過(guò)Iu接口與UTRAN的RNC相連。其中Iu接口又被分為連接到 電路交換域的lu.CS,分組交換域的IuPS,廣播控制域的Iu.BC。Node B與 RNC之間的接口叫做lub接口。在UTRAN內(nèi)部,RNC通過(guò)lur接口進(jìn)行信 息交互。Iur接口可以使R

27、NC之間物理上直接連接,也可以靠通過(guò)任何合適 傳輸網(wǎng)絡(luò)的虛擬連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。Node B與UE之問(wèn)的接口叫Uu接口【9J。哈爾濱丁稃大學(xué)T程碩十學(xué)位論文TDD模式下,傳輸信道分為專用傳輸信道和公用傳輸信道兩大類。專用 傳輸信道的特征與FDD模式下相同;公用傳輸信道包括廣播信道、前向接入 信道、隨機(jī)接入信道、尋呼信道以及上下心共享信道。每個(gè)傳輸信道都映射 到對(duì)應(yīng)的物理信道上。TDD模式下的物理信道包括專用物理信道、公共控制物理信道、物理隨 機(jī)接入信道、尋呼指示信道和物理上下行共享信道。尋呼指示信道和同步信 道沒(méi)有對(duì)應(yīng)的傳輸信道I”】。傳輸信道到物理層信道的映射關(guān)系如表2.1所示。 表2.1傳輸信道到

28、物理層信道的映射關(guān)系傳輸信道 物理信道DCH 專用物理信道(DPCHBCH 主公共控制物理信道(P.CCPCHPCH 輔助公共控制物理信道(S.CCPCHFACH 輔助公共控制物理信道(S.CCPCHRACH 物理隨機(jī)接入信道(PRACHUSCH 物理上行共享信道(PUSCHDSCH 物理上行共享信道(PDSCH下行導(dǎo)頻信道(DwPCH上行導(dǎo)頻信道(UpPCH尋呼指示信道(PICH快速物理接入信道(FPACH為了保證高層的信息數(shù)據(jù)在無(wú)線信道上可靠的傳輸,需要對(duì)來(lái)自MAC哈爾演T秤大學(xué)T柙碩十學(xué)伊論文和高層的數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼/復(fù)用后在無(wú)線鏈路上發(fā)送,并且將無(wú)線鏈路上接收 到的數(shù)據(jù)解碼/解復(fù)用再發(fā)送

29、給MAC和高層。(1信道編碼:無(wú)線信道編碼是為了接收機(jī)能夠檢測(cè)和糾正因傳輸媒介帶來(lái)的信號(hào)誤 差,在原數(shù)據(jù)流中加入適當(dāng)冗余信息,從而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?TD.SCDMA中,傳輸信道可采用以下信道編碼方案:卷積編碼;Turbo編碼; 無(wú)信道編碼。(2傳輸信道的復(fù)用:根據(jù)無(wú)線信道的傳輸特性,在每一個(gè)10ms周期,來(lái)自不同傳輸信道的 無(wú)線幀被送到傳輸信道復(fù)用單元。復(fù)用單元根據(jù)承載業(yè)務(wù)的類別和高層的設(shè) 置,分別將其進(jìn)行復(fù)用或組合,構(gòu)成一條或多條編碼組合傳輸信道。在TDSCDMA系統(tǒng)中,經(jīng)過(guò)物理信道映射后的數(shù)據(jù)流還要進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào) 制和擴(kuò)頻調(diào)制。數(shù)據(jù)調(diào)制可以采用QPSK或者8PSK的方式,即將連續(xù)的兩 個(gè)

30、比特(采用QPSK或者連續(xù)的3個(gè)比特(采用8PSK映射為一個(gè)符號(hào), 數(shù)據(jù)調(diào)制后的復(fù)數(shù)符號(hào)再進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制。TD.SCDMA擴(kuò)頻后的碼片速率為 1.28Mc/s,擴(kuò)頻因之的惡惡范圍為116,調(diào)制符號(hào)的速率為80k符號(hào)/p1.28M 符號(hào)/s。l、數(shù)據(jù)調(diào)制調(diào)制就是對(duì)信息源信息進(jìn)行編碼的過(guò)程,其目的就是攜帶信息的信號(hào)與 信道特征相匹配以及有效地利用信道。(1QPSK調(diào)制為了減少傳輸信號(hào)頻帶來(lái)提高信道頻帶利用率,可以將二進(jìn)制數(shù)據(jù)變換 為多進(jìn)制數(shù)據(jù)來(lái)傳輸。多進(jìn)制的基帶信號(hào)對(duì)應(yīng)于載波相位的多個(gè)相位值。 QPSK數(shù)據(jù)調(diào)制實(shí)際上是將連續(xù)的兩個(gè)比特映射為一個(gè)復(fù)數(shù)值得數(shù)據(jù)符號(hào):9哈爾濱T稃大學(xué)T稃碩十學(xué)青論文表2.

31、2QPSK調(diào)制數(shù)據(jù)映射關(guān)系連續(xù)二進(jìn)制比特 復(fù)數(shù)符號(hào)00+j0l +llO .111一(28PSK調(diào)制8PSK數(shù)據(jù)調(diào)制實(shí)際上是將連續(xù)的三個(gè)比特映射為一個(gè)復(fù)數(shù)值的數(shù)據(jù)符 號(hào)。其數(shù)據(jù)映射關(guān)系如表2.3所示。表2.38PSK調(diào)制數(shù)據(jù)映射關(guān)系連續(xù)二進(jìn)制比特 復(fù)數(shù)符號(hào)000Cos(1lpi/8+jsin(1lpi/800l Cos(9pi/8+jsin Opi/8010Cos(5pi/8+jsin(5pi/801l Cos(7pi/8+jsin(7pi/8100Cos(13pi/8+jsin(13pi/810l Cos(15pi/8+jsin(15pi/8110Cos(3pi/8+jsin(3pi/8ll

32、l Cos(pi/8+jsin(pi/8一I一2、擴(kuò)頻調(diào)制經(jīng)過(guò)物理信道映射后,信道上的數(shù)據(jù)將進(jìn)行擴(kuò)頻。擴(kuò)頻,就是用高于比 特速率的數(shù)字序列與信道數(shù)據(jù)相乘,相乘的結(jié)果擴(kuò)展了信號(hào)的寬度,將比特 率的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成具有碼片速率的數(shù)據(jù)流。擴(kuò)頻處理通常也叫信道化操作,O所使用的數(shù)字序列稱為信道化碼。在TD。SCDMA系統(tǒng)中,使用OVSF(正 交可變擴(kuò)頻因子作為擴(kuò)頻碼,上行方向的擴(kuò)頻因子l、2、4、8、16,下行 方向的擴(kuò)頻因子l、16。物理層過(guò)程與空中幀結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。物理層過(guò)程包括小區(qū)搜索、上行同 步、基站間同步和隨機(jī)接入等。TD.SCDMA系統(tǒng)的小區(qū)搜索過(guò)程與其獨(dú)特的幀結(jié)構(gòu)相關(guān),第一步搜索 DwPTS,

33、識(shí)別SYNC.DL及對(duì)應(yīng)擾碼組;第二步通過(guò)試探法和錯(cuò)誤排除法確 定小區(qū)基本中間碼和擾碼;第三步搜索BCH的復(fù)幀信息塊MIB信息;第四 步讀取BCH廣播信息。TDSCDMA系統(tǒng)中的同步技術(shù)主要由兩部分組成,一是基站間的同步; 另一個(gè)是移動(dòng)臺(tái)之間的上行同步技術(shù)。在大多數(shù)情況下,為了增加容量,優(yōu) 化切換過(guò)程中小區(qū)搜索的性能,需要對(duì)基站進(jìn)行同步。一個(gè)典型的例子就是 存在小區(qū)交疊情況時(shí)所需的聯(lián)合控制。實(shí)現(xiàn)基站間同步的主要標(biāo)準(zhǔn)有:可靠 性和穩(wěn)定性;低實(shí)現(xiàn)成本;盡可能小的影響空中接口的業(yè)務(wù)容量。TD.SCDMA的隨機(jī)接入過(guò)程中,UE在UpTPS時(shí)隙發(fā)送SYNCUL序列, 并聽取FPACH,沒(méi)檢測(cè)即重發(fā),檢測(cè)

34、到有效應(yīng)答即在PRACH信道上發(fā)射 PACH信息【25。2.2關(guān)鍵技術(shù)對(duì)于數(shù)字移動(dòng)通信而言,雙向通信可以以頻率或時(shí)間分開,前者稱為 FDD(頻分雙工,后者稱為TDD(時(shí)分雙工。對(duì)于FDD,上下行用不同 的頻帶,一般上下行的帶寬是一致的;而對(duì)于TDD上下行用相同的頻帶, 在一個(gè)頻帶內(nèi)上下行占用的時(shí)間可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)解,并且一般將上下行占 用的時(shí)間按固定的間隔分為若干個(gè)時(shí)段,稱之為時(shí)隙。TD.SCDMA系統(tǒng)采用 的雙工方式是TDD。TDD技術(shù)相對(duì)于FDD方式來(lái)說(shuō),有如下的優(yōu)點(diǎn):(1易于使用非對(duì)稱頻段,無(wú)需具有特定雙工間隔的成對(duì)頻段。(2適應(yīng)用戶業(yè)務(wù)需求,靈活配置時(shí)隙,優(yōu)化頻譜效率。(3上行和下行使

35、用同個(gè)載頻,故無(wú)線傳播是對(duì)稱的,有利于智能天線 的實(shí)現(xiàn)。(4無(wú)需笨重的射頻雙工器,小巧的基站,降低成本。從本質(zhì)上說(shuō),智能天線技術(shù)是雷達(dá)系統(tǒng)白適應(yīng)天線陣在通信系統(tǒng)中的新 應(yīng)用。由于其體積及計(jì)算的復(fù)雜性限制,目前僅適用于基站系統(tǒng)中應(yīng)用。 智能天線包括兩個(gè)重要組成部分,一是對(duì)來(lái)自用戶發(fā)射的多徑電波方向 進(jìn)行到達(dá)角(DOA估計(jì),并進(jìn)行空間濾波,抑制其它用戶的干擾。二是對(duì) 基站發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波束賦形,使基站信號(hào)能夠沿著用戶的到達(dá)方向發(fā)送回移 動(dòng)臺(tái),從而降低發(fā)射功率,減少對(duì)其它用戶的干擾。智能天線技術(shù)的原理是使一組天線和對(duì)應(yīng)的收發(fā)信機(jī)按照一定的方式排 列和激勵(lì),利用波的干涉原理可以產(chǎn)生強(qiáng)方向性的輻射方向圖。

36、如果使用數(shù) 字信號(hào)處理方法在基帶進(jìn)行處理,使得輻射方向圖的主瓣自適應(yīng)地指向用戶 來(lái)波方向,就能達(dá)到提高信號(hào)的載干比,降低發(fā)射功率,提高系統(tǒng)的覆蓋范 圍的目的。智能天線的主要優(yōu)勢(shì)有:(1提高了基站接收機(jī)的靈敏度。(2提高了基站發(fā)射機(jī)的等效發(fā)射功率。(3降低了系統(tǒng)的干擾。12(4增加r CDMA系統(tǒng)的容量。(5改進(jìn)了小區(qū)的覆蓋。(6降低了無(wú)線基站的成本。接力切換是一種應(yīng)用于同步碼分多址(SCDMA通信系統(tǒng)中的切換方 法。該方法可以在使用不同載波頻率的SCDMA基站之間,甚至在SCDMA 系統(tǒng)與其他移動(dòng)通信系統(tǒng),如GSM或IS一95CDMA系統(tǒng)的基站之間不會(huì)丟 失信息、不中斷通信的理想的越區(qū)切換。接

37、力切換適用于同步CDMA移動(dòng)通 信系統(tǒng),是TD.SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。接力切換技術(shù)的設(shè)計(jì)思想是:當(dāng)用戶終端從一個(gè)扇區(qū)或小區(qū)移動(dòng)到另一 個(gè)扇區(qū)或小區(qū)時(shí),利用智能天線和上行同步等技術(shù)對(duì)UE的距離和方位進(jìn)行 定位,根據(jù)UE方位和距離信息作為切換的輔助信息,如果UE進(jìn)入切換區(qū), 則RNC通知另一基站做好切換準(zhǔn)備,從而達(dá)到快速、可靠和高效切換的目 的。同步碼分多址通信系統(tǒng)中的接力切換基本過(guò)程可描述如下:(1MS和BS通信。(2BS通知鄰近基站信息,并提供用戶位置信息(基站類型、工作載 頻、定時(shí)偏差、忙閑等。(3切換準(zhǔn)備。(4BS和MS發(fā)起切換請(qǐng)求。(5系統(tǒng)決定切換執(zhí)行。(6MS同時(shí)接收來(lái)

38、自兩個(gè)基站的相同信號(hào)。(7完成切換。2.3本章小結(jié)本章詳細(xì)介紹了TD.SCDMA的基本原理:網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、物理層結(jié)構(gòu)、信 道編碼和復(fù)用、擴(kuò)頻與調(diào)制以及物理層過(guò)程,以及TDSCDMA系統(tǒng)中應(yīng)用 的諸如智能天線技術(shù)、接力切換技術(shù)等幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。為了解TDSCDMA 系統(tǒng)的性能及特點(diǎn)做好理論基礎(chǔ)。第3章TD.SCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃原理與流程 3.1無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃概述網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)營(yíng)之前的關(guān)鍵步驟,主要根據(jù)實(shí)際的無(wú)線傳 播環(huán)境、業(yè)務(wù)、社會(huì)等多方面因素,從覆蓋、容量、QoS三個(gè)方面對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn) 行宏觀配置。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃很重要的一點(diǎn)就是要保證網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的準(zhǔn)確性,為網(wǎng)絡(luò) 部署前提供指導(dǎo)性的意見(jiàn)。網(wǎng)絡(luò)必須要達(dá)到服務(wù)

39、區(qū)在最大程度的時(shí)間、地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)無(wú)線覆蓋,最大程 度減少干擾,達(dá)到所要求的服務(wù)質(zhì)量,最優(yōu)化設(shè)置無(wú)線參數(shù),最大發(fā)揮系統(tǒng) 服務(wù)質(zhì)量,在滿足容量和服務(wù)質(zhì)量前提下,盡量減少系統(tǒng)設(shè)備單元,降低成 本。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是覆蓋(Coverage、服務(wù)(Service和成本(Cost三要素(簡(jiǎn) 稱CSC的一個(gè)整合過(guò)程,如何做到這三要素的和諧統(tǒng)一,是我們網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 必須面對(duì)的問(wèn)題。一個(gè)出色的組網(wǎng)方案應(yīng)該是在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的各個(gè)時(shí)期以最低 代價(jià)來(lái)滿足運(yùn)營(yíng)要求。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃必須符合國(guó)家和當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況:必須適應(yīng) 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模滾動(dòng)發(fā)展的要求,系統(tǒng)容量以滿足用戶增長(zhǎng)為衡量;要充分利用已 有資源,應(yīng)平滑過(guò)渡;注重網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的控制,保證網(wǎng)絡(luò)安全、可靠;

40、綜合考 慮網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、技術(shù)發(fā)展的演進(jìn)方向。TDSCDMA頻率資源豐富,在充分考慮以上原則的基礎(chǔ)上,本規(guī)劃提出 了“一次規(guī)劃,分期建設(shè)”的建設(shè)原則口1。規(guī)劃策略的指導(dǎo)思想是覆蓋點(diǎn)、線、面,充分吸收話務(wù)量。對(duì)于話務(wù)(業(yè) 務(wù)量集中的“點(diǎn)”,為重點(diǎn)覆蓋范圍,確保這些區(qū)域的覆蓋,我們稱為“點(diǎn)” 覆蓋。對(duì)于話務(wù)(業(yè)務(wù)量流動(dòng)的“線”,把重點(diǎn)覆蓋區(qū)域通過(guò)的幾條主要“線”鏈接在一起,保證用戶的滿意度。確保這些區(qū)域的覆蓋,我們稱為“線”覆蓋。 對(duì)于話務(wù)(業(yè)務(wù)量有一定需求的地區(qū)“面”,為了進(jìn)一步提高用戶的滿意度, 同時(shí)盡量吸收更多的用戶,我們把次要“點(diǎn)”各次要的“線”,連接起來(lái)。確保 這些區(qū)域的一定程度的覆蓋,我們稱

41、為“面”覆蓋。一個(gè)覆蓋良好、性能完善的網(wǎng)絡(luò),不是一蹴而就完成的,是經(jīng)過(guò)多次規(guī) 劃不斷建設(shè)完成的,也不是只用宏蜂窩基站的建設(shè)就能解決的。在組網(wǎng)過(guò)程 中,要靈活使用宏蜂窩、微蜂窩、射頻拉遠(yuǎn)、直放站等不同的建設(shè)方案。3.2無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程主要包括:網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃前的需求分析、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模估算、 基站布點(diǎn)、基站選址、預(yù)規(guī)劃輸出、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)勘察、基站調(diào)整、工勘輸出、 詳細(xì)規(guī)劃和規(guī)劃輸出等幾個(gè)方面的內(nèi)容。項(xiàng)目預(yù)研的過(guò)程需要了解運(yùn)營(yíng)商對(duì)將要組建網(wǎng)絡(luò)的要求。了解現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò) 運(yùn)行狀況及發(fā)展計(jì)劃,調(diào)查當(dāng)?shù)仉姴▊鞑ミ€環(huán)境,調(diào)查服務(wù)區(qū)內(nèi)話務(wù)需求分 布情況,對(duì)服務(wù)區(qū)內(nèi)近期和遠(yuǎn)期的話務(wù)需求作合理預(yù)測(cè)。需求分析階段要根

42、據(jù)客戶要求的業(yè)務(wù)區(qū),確定規(guī)劃區(qū)的覆蓋區(qū)域,以及與之相對(duì)應(yīng)的用戶密度 分布,并確定業(yè)務(wù)區(qū)域劃分,及規(guī)劃設(shè)計(jì)所要達(dá)到的目標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃前,可以預(yù)先估計(jì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模,如整個(gè)網(wǎng)絡(luò)需要多少基站,多少 小區(qū)等。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模估算就是通過(guò)鏈路預(yù)算和容量估算之后,大致確定基站數(shù) 量和基站密度。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模直接由兩個(gè)方面決定,一是由于覆蓋受限而必須要得小區(qū)數(shù)目, 二是由于小區(qū)容量受限而必須要的小區(qū)數(shù)目。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模估算包括兩部分,一 部分是基于覆蓋的規(guī)模估算,一部分是基于容量的規(guī)模估算?；静键c(diǎn)是指根據(jù)規(guī)模估算,在電子地圖上,進(jìn)行模擬布點(diǎn)。電子地圖包括的信息:地形高度、地物覆蓋、矢量、建筑物的平面位置和高度數(shù)據(jù)和文本標(biāo)注。站址選擇

43、在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過(guò)程中是非常關(guān)鍵的工作。站址選擇合理,規(guī) 劃時(shí)只需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行微調(diào)就可以滿足要求;反之如果站址選擇不合理,常 常導(dǎo)致規(guī)劃性能不佳,甚至重新選擇站址,使前一階段的規(guī)劃工作作廢。 站點(diǎn)布局階段的任務(wù)是從運(yùn)營(yíng)商可提供站點(diǎn)或候選站址中選擇合適的站 點(diǎn),確定站點(diǎn)的站型、網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)。在站點(diǎn)分布規(guī)劃中,根據(jù)綜合因素選 擇網(wǎng)絡(luò)單元,這些因素包括:地形、地貌、覆蓋、容量、機(jī)房條件等,組網(wǎng) 中常見(jiàn)的網(wǎng)元有宏蜂窩、微蜂窩、射頻拉遠(yuǎn)、直放站等。把他們靈活運(yùn)用到 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)當(dāng)中,以取得良好的效果。在建網(wǎng)初期設(shè)站較少時(shí),選擇的站址應(yīng)保證重要用戶和用戶密度大的市 區(qū)有良好的覆蓋。在不影響基站布局的前提下,應(yīng)盡

44、量選擇現(xiàn)有站址作為候 選站址,并利用其機(jī)房、電源及鐵塔等設(shè)施。避免在雷達(dá)站附近設(shè)站,如要設(shè)站應(yīng)采取必要措施防止相互干擾,保障 安全。避免在高山上設(shè)站。高站干擾范圍大,在農(nóng)村高山設(shè)站往往對(duì)處于小盆 地的鄉(xiāng)鎮(zhèn)覆蓋不好。避免在樹林中設(shè)站。如要設(shè)站,應(yīng)保持天線高于樹頂。市區(qū)基站中,對(duì)于小蜂窩區(qū)(R=I3km基站宜選高于建筑物平均高 度但低于最高建筑物的樓房作為站址,對(duì)于微蜂窩區(qū)基站則選低于建筑物平 均高度的樓房設(shè)站,且四周建筑物屏蔽較好,避免選擇今后可能有新建筑物 影響覆蓋區(qū)的站址。在選擇站址時(shí),我們可以對(duì)候選站址作傳播測(cè)試。傳播測(cè)試的結(jié)果除了 用于傳播環(huán)境評(píng)估外,還用于傳播模型的校正。大量的工程實(shí)際

45、證明,在準(zhǔn) 平坦地形的條件下,標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于8dB;丘陵地形條件下,標(biāo)準(zhǔn)偏差不大 于lldB;均值偏差不大于3dB;則可認(rèn)為該模型是可用的。在選擇傳播模型 時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的環(huán)境選用不同的傳播模型,對(duì)環(huán)境的分類描述包括人文環(huán)境:密集城區(qū)、一般城區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村、開闊地等;地形地貌:準(zhǔn)平坦地形、不 規(guī)則地形等;小區(qū)類型:宏蜂窩、微蜂窩、微微蜂窩等。6最后根據(jù)實(shí)地勘察結(jié)果與仿真相結(jié)合對(duì)站點(diǎn)進(jìn)行篩選,選擇適合 TDSCDMA組網(wǎng)要求的站點(diǎn),在此基礎(chǔ)上搭建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。預(yù)規(guī)劃輸出是通過(guò)進(jìn)行規(guī)劃預(yù)仿真實(shí)現(xiàn)的。所謂規(guī)劃預(yù)仿真就是利用 PLANET仿真軟件做網(wǎng)絡(luò)規(guī)模估算結(jié)果的驗(yàn)證工作。通過(guò)仿真來(lái)驗(yàn)證估算的 基站數(shù)量和

46、基站密度能否滿足規(guī)劃區(qū)對(duì)系統(tǒng)的覆蓋和容量要求,以及混合業(yè) 務(wù)可以達(dá)到的服務(wù)質(zhì)量,大體上給出基站的布局和基站選站址的大致區(qū)域和 位置,為勘察工作提供勘察的指導(dǎo)方向。規(guī)劃仿真的最終目的主要是通過(guò)仿真運(yùn)算實(shí)現(xiàn)對(duì)于一個(gè)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方 案的檢驗(yàn),并且提供工具方便對(duì)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和設(shè)備重要參數(shù)的調(diào)整,以優(yōu)化 網(wǎng)絡(luò)。調(diào)-L臺(tái)格圖3.1規(guī)劃仿真流程進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)勘察的目的是確認(rèn)預(yù)規(guī)劃所選站址是否滿足建站要求。具 體要求包括無(wú)線方面的準(zhǔn)則和非無(wú)線方面的準(zhǔn)則。哈爾濱T秤大學(xué)T秤碩十學(xué)伊論文其中,無(wú)線方向的準(zhǔn)則包括:主瓣方向場(chǎng)景開闊、智能天線特殊要求:智能天線周圍40.50m不能有明顯放射物、周圍無(wú)對(duì)覆蓋區(qū)形成阻擋的高大

47、 物體、地形可見(jiàn)性好、足夠的天線安裝空間和饋線盡可能短。非無(wú)線方面的準(zhǔn)則包括:是否有合適的機(jī)房、是否可以建設(shè)機(jī)房、是否 有合適安裝天線的位置、天線安裝位置距機(jī)房距離小于50m、天線安裝位置 能否牢靠的架設(shè)抱桿和天線安裝位置對(duì)覆蓋區(qū)方向視野是否開闊口。根據(jù)仿真得到的基站數(shù)量和基站密度等結(jié)果,以及對(duì)基站情況的勘察結(jié) 果,進(jìn)行基站調(diào)整?；菊{(diào)整包括以下幾種:(1調(diào)整發(fā)射功率調(diào)整發(fā)射功率以使基站的覆蓋半徑發(fā)生變化,增大或減少覆蓋范圍。 (2改變下傾角基站天線下傾角度的調(diào)整也是基站調(diào)整的一個(gè)重要手段,加大基站天線 的下傾角可以縮小小區(qū)的覆蓋范圍,減少小區(qū)間的干擾和導(dǎo)頻污染。(3改變扇區(qū)方向角有些基站天線

48、的波束主瓣朝向前有高樓或障礙遮擋,導(dǎo)致信號(hào)無(wú)法接收, 這時(shí)候可以在考慮不干擾鄰小區(qū)的情況下,進(jìn)行方位角的調(diào)整。(4降低天線高度在城市環(huán)境中,要避免過(guò)高的站點(diǎn)。站點(diǎn)位置過(guò)高,會(huì)使相距很遠(yuǎn)的小 區(qū)用戶接收到比所在小區(qū)還要強(qiáng)的基站信號(hào),引起嚴(yán)重的導(dǎo)頻污染。(5更換天線類型不同的天線類型有不同的應(yīng)用場(chǎng)景,根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境應(yīng)該選取不同 的天線型號(hào),以增加覆蓋的效果。(6增加基站、微蜂窩或直放站對(duì)熱點(diǎn)地區(qū)、覆蓋盲點(diǎn)可以采用增加微蜂窩,直放站,射頻拉遠(yuǎn)等方式。 (7改變站址當(dāng)某個(gè)基站周圍的地貌地形發(fā)生變化導(dǎo)致無(wú)線傳播環(huán)境惡化,不再適于 建設(shè)站點(diǎn)或者由于物業(yè)、網(wǎng)絡(luò)調(diào)整等方面影響時(shí),需要進(jìn)行基站地理位置的 調(diào)

49、整。詳細(xì)規(guī)劃主要內(nèi)容主要包括兩方面:網(wǎng)絡(luò)仿真和無(wú)線參數(shù)規(guī)劃。1、網(wǎng)絡(luò)仿真在這一步中將按照工勘輸出的站點(diǎn),重新進(jìn)行仿真分析,調(diào)整方案。目 的是便于后續(xù)的無(wú)線參數(shù)規(guī)劃。2、無(wú)線參數(shù)規(guī)劃無(wú)線參數(shù)規(guī)劃包括三步:鄰小區(qū)規(guī)劃、頻點(diǎn)規(guī)劃、碼資源規(guī)劃。(1鄰小區(qū)規(guī)劃根據(jù)網(wǎng)絡(luò)仿真的Best Server圖,可以規(guī)劃出相鄰小區(qū)。按照一定規(guī)則, 列出鄰小區(qū)列表,以便后續(xù)頻點(diǎn)和碼資源規(guī)劃(2頻點(diǎn)規(guī)劃頻點(diǎn)規(guī)劃的原理是:將可用的頻率分成若干組,每小區(qū)使用一組頻率, 并隔一定的距離復(fù)用相同的頻率。(3碼資源規(guī)劃碼資源規(guī)劃分為:下行同步碼規(guī)劃、復(fù)合碼規(guī)劃。下行同步碼規(guī)劃標(biāo)示不同小區(qū)。雖然在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初,挑選32個(gè)下行同步 碼時(shí)

50、,已經(jīng)充分考慮了其相關(guān)性,但是32個(gè)下行同步碼兩兩之間相關(guān)性存在 差異。因此,在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí),需要對(duì)相鄰小區(qū)的下行同步碼作規(guī)劃,同一個(gè) 下行同步碼也要有一定的復(fù)用距離。復(fù)合碼是擾碼和擴(kuò)頻碼的乘積,復(fù)合碼長(zhǎng)度為16chips,復(fù)合碼之間的相 關(guān)特性對(duì)接收端解調(diào)信號(hào)有影響。原則上,我們不將相關(guān)性很強(qiáng)的碼分配在 覆蓋區(qū)交疊的相鄰小區(qū)或扇區(qū)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃報(bào)告是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃成果的直接表現(xiàn),是規(guī)劃水平的反映。 主要包括:規(guī)劃區(qū)域類型劃分、規(guī)劃區(qū)域用戶預(yù)測(cè)、規(guī)劃區(qū)域業(yè)務(wù)分布、網(wǎng) 絡(luò)規(guī)劃目標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃規(guī)模估算、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)仿真分析、無(wú)線M絡(luò)建設(shè)建議。3.3鏈路預(yù)算TDSCDMA系統(tǒng)是一個(gè)窄帶系統(tǒng),

51、單載波僅占1.6MHz的帶寬,上、 下行使用同一個(gè)頻帶交替發(fā)送,12.2Kbps的語(yǔ)音業(yè)務(wù)使用的擴(kuò)頻因子是8, 而384Kbps數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用的擴(kuò)頻因子是2,在計(jì)算擴(kuò)頻增益時(shí),語(yǔ)音業(yè)務(wù)較 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高4倍(即6dB。對(duì)于終端來(lái)說(shuō),語(yǔ)音業(yè)務(wù)發(fā)射功率是21dBm, 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)射功率是24dBm,同時(shí)語(yǔ)音業(yè)務(wù)增加了3dB的人體損耗,因此綜 合鏈路預(yù)算中的各項(xiàng)參數(shù),不同業(yè)務(wù)的覆蓋半徑基本相同。所謂小區(qū)呼吸效應(yīng)是指隨著業(yè)務(wù)量的增加(或減小,小區(qū)覆蓋半徑收縮 (或擴(kuò)大的動(dòng)態(tài)平衡現(xiàn)象。由于CDMA系統(tǒng)的每個(gè)用戶信號(hào)能量被分配在 整個(gè)頻帶范圍內(nèi),經(jīng)過(guò)編碼、擴(kuò)頻之后,一個(gè)用戶對(duì)于其他用戶而言就是寬 帶噪聲。接收機(jī)利

52、用一個(gè)與擴(kuò)頻信號(hào)相同的信號(hào)來(lái)識(shí)別和解調(diào)用戶信息,而 將其他信號(hào)視為寬帶干擾濾掉。每增加一個(gè)用戶,對(duì)于其他用戶而言,干擾 電平就會(huì)增加,干擾電平隨著用戶數(shù)量的增加而提高。為了保證各自呼叫繼 續(xù)進(jìn)行,每個(gè)用戶都適當(dāng)?shù)奶岣咦约旱陌l(fā)射功率,形成了一種功率攀升的惡 性循環(huán),直到新的用戶無(wú)法使基站接受到符合解調(diào)門限的信號(hào)為止,此時(shí)系 統(tǒng)達(dá)到容量極限。在TDSCDMA系統(tǒng)中,FDMA、TDMA對(duì)干擾的隔離使產(chǎn)生呼吸效應(yīng) 的因素顯著降低。單時(shí)隙內(nèi)多個(gè)(最多8個(gè)12.2Kbps語(yǔ)音用戶是產(chǎn)生呼吸 效應(yīng)的唯一可能,但由于采用了先進(jìn)的智能天線和聯(lián)合檢測(cè)等技術(shù),最大限 度的克服了小區(qū)呼吸效應(yīng)。CDMA系統(tǒng)同頻干擾主要

53、包括兩部分:一部分來(lái) 自本小區(qū)內(nèi)部用戶之間的干擾,另一部分是來(lái)自相鄰小區(qū)的干擾(通常假設(shè)哈爾濱_秤大學(xué)T程碩十學(xué)伊論文為本小區(qū)干擾的40%。智能天線和聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)的引入極大的降低了本小區(qū)內(nèi)部的干擾,從而 弱化了小區(qū)呼吸現(xiàn)象。智能天線技術(shù)利用天線陣列的波束的匯成和指向控制, 可以白適應(yīng)的調(diào)整其方向圖以跟蹤信號(hào)的變化,從而利用信號(hào)的空間特性分 開用戶信號(hào),降低用戶間的干擾。聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)是利用時(shí)域均衡技術(shù)將來(lái)自其他用戶的多址干擾(MAI 當(dāng)作碼間串?dāng)_(ISI來(lái)處理。不同于單用戶檢測(cè)技術(shù)那樣將MA!當(dāng)作噪聲 處理。聯(lián)合檢測(cè)最大限度的利用MAI信息,利用相應(yīng)算法(如迫零線性塊均 衡算法或最小均方誤差塊均

54、衡算法等消除MAI。因此TDSCDMA系統(tǒng)無(wú)明顯的呼吸效應(yīng)。3.4容量估算假定TDSCDMA系統(tǒng)是一個(gè)碼道受限系統(tǒng)。對(duì)于12.2Kbps的語(yǔ)音業(yè)務(wù),其擴(kuò)頻因子為8,共有8個(gè)相應(yīng)的擴(kuò)頻碼, 因此一個(gè)時(shí)隙最多支持8個(gè)語(yǔ)音用戶?？紤]上下行對(duì)稱的情況,為了與 WCDMA進(jìn)行對(duì)比,這里也考慮10MHz帶寬的容量。最大容量:8(用戶數(shù) /時(shí)隙×3(時(shí)隙×6(載波個(gè)數(shù)/10MHz=144(用戶數(shù)。對(duì)于64KCS業(yè)務(wù),其擴(kuò)頻因子為2,共有2個(gè)相應(yīng)的擴(kuò)頻碼,因此一個(gè) 時(shí)隙最多支持2個(gè)用戶?？紤]上下行對(duì)稱的情況。最大容量:2(用戶數(shù)/時(shí) 隙×3(時(shí)隙×6(載波個(gè)數(shù)/10MH

55、z=36(用戶數(shù)。對(duì)于144KPS業(yè)務(wù),其擴(kuò)頻因子為2且同時(shí)占用兩個(gè)時(shí)隙?？紤]4個(gè)下 行時(shí)隙和2個(gè)上行時(shí)隙,在下行的4個(gè)時(shí)隙中傳送144KPS業(yè)務(wù),上行的2個(gè)時(shí)隙傳送其他業(yè)務(wù)。則下行144KPS的最大容量:24個(gè)用戶。對(duì)于384KPS業(yè)務(wù),占用4個(gè)時(shí)隙,每個(gè)時(shí)隙占用一個(gè)擴(kuò)頻因子為2的 碼道和一個(gè)擴(kuò)頻因子為8的碼道,所以在10M的帶寬內(nèi)最多只能有6個(gè)下行 用戶。早期的2G蜂窩系統(tǒng)通常都是一個(gè)上行容量受限系統(tǒng),但是3G蜂窩系統(tǒng) 2l哈爾演T秤大學(xué)T稃碩十學(xué)伊論文主要受限于卜-行容量,主要原兇之一是上行容量叮以通過(guò)在基站端采用更復(fù) 雜的處理技術(shù)來(lái)提高,而這些技術(shù)因?yàn)槠鋸?fù)雜性的原因通常不適于在UE端

56、采用;另外在3G系統(tǒng)中下行鏈路的容量相對(duì)更加寶貴,因?yàn)橄到y(tǒng)經(jīng)常需要 傳送的是非對(duì)稱業(yè)務(wù),上行鏈路容量的需求也比下行鏈路要小。對(duì)TDSCDMA系統(tǒng)來(lái)說(shuō),上下行切換點(diǎn)的可調(diào)整性,更給上下行的容 量分配帶來(lái)了很大的靈活性。在此我們主要分析對(duì)于12.2K語(yǔ)音業(yè)務(wù),系統(tǒng) 上下行鏈路一個(gè)時(shí)隙的容量。在反向鏈路上,如果移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率不足以克服來(lái)自其他移動(dòng)臺(tái)的干 擾時(shí),系統(tǒng)達(dá)到了上行極限容量。在前向鏈路上,當(dāng)總功率中沒(méi)有多余的功 率可以分配給一個(gè)新增加的用戶時(shí),就達(dá)到了下行極限容量。UE接收的E。/N,值為:Et.:!墮 (3. 1 , /N I+I。c+N。其中P為UE接收到的有用信號(hào)的功率;R。為編碼前

57、的信息比特速率; J。為本小區(qū)干擾譜密度;I。為鄰小區(qū)干擾譜密度;N。為底噪的功率譜密度。 理想情況下,同一小區(qū)碼道之間具有正交性,因此I。=0,但是由于多徑因 素的影響,導(dǎo)致碼間不可能完全正交,因此假設(shè)不正交性系數(shù)為v。同時(shí)假 定本小區(qū)該時(shí)隙共有個(gè)用戶發(fā)射,則移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的總功率可以近似為 N×P,則本小區(qū)干擾功率譜密度為I。.:v(N-1P (3.2 “ W其中w為系統(tǒng)的信號(hào)帶寬。鄰小區(qū)干擾功率的譜密度為I。,由于其他小區(qū)的信號(hào)采用不同的擾碼, 且這些信號(hào)到達(dá)本小區(qū)是非同步信號(hào),因此,這些信號(hào)的干擾可以近似等效 為AWGN干擾。一般將其等效本小區(qū)干擾功率的U倍,即有I。,:u(N-IP (3.3一 W 代入(3-1式中得到叫恥丐啄P/%R b 2而而W/R b卑4 W W 。 、 一 P在分析最大容量時(shí),WPNo=O由(34式和條件(3-5可以得到用戶數(shù)N為N:1+!墾b(V+uEb/NI考慮到話音激活因子a的因素, (3.6式進(jìn)一步可表示為 WN:1+墾絲(V+uEb/N (3.5 (3-6 (3.7考慮到功率控制的非理想特性和系