CDMA鏈路預(yù)算及容量計算ppt課件

1、 中興通訊學(xué)院 CDMACDMA鏈路預(yù)算及容量計算鏈路預(yù)算及容量計算 中興通訊學(xué)院 課程內(nèi)容 CDMA CDMA鏈路預(yù)算鏈路預(yù)算鏈路預(yù)算根本概念鏈路預(yù)算根本概念I(lǐng)S95IS95反向鏈路預(yù)算反向鏈路預(yù)算CDMA20001xCDMA20001x反向鏈路預(yù)算反向鏈路預(yù)算 CDMACDMA容量計算容量計算 中興通訊學(xué)院 根據(jù)無線空間傳播模型，為滿足解調(diào)要求所需接納功率根據(jù)無線空間傳播模型，為滿足解調(diào)要求所需接納功率, ,計計算從發(fā)射端到接納端之間允許的最大途徑損耗，確定小區(qū)覆算從發(fā)射端到接納端之間允許的最大途徑損耗，確定小區(qū)覆蓋半徑的過程。蓋半徑的過程。 對一條通訊鏈路中的各種損耗和增益的核算。對一條

2、通訊鏈路中的各種損耗和增益的核算。什么是鏈路預(yù)算 中興通訊學(xué)院 無線鏈路組成接納機接納機天線天線天線天線傳輸線傳輸線發(fā)信機發(fā)信機傳輸線傳輸線l 功率輸出功率輸出l 傳輸線損耗傳輸線損耗l 增益增益l 途徑損耗途徑損耗l 增益增益l 傳輸線損耗傳輸線損耗l 靈敏度靈敏度l 裕量裕量 中興通訊學(xué)院 上行鏈路上行鏈路下行鏈路下行鏈路挪動臺挪動臺基站基站饋線損耗饋線損耗天線增益天線增益途徑損耗途徑損耗天線增益天線增益饋線損耗饋線損耗裕量裕量(鏈路預(yù)算鏈路預(yù)算(確定允許的最大途徑損耗確定允許的最大途徑損耗(進而確定最大的小區(qū)半徑進而確定最大的小區(qū)半徑(上下鏈路上下鏈路(堅持平衡堅持平衡建筑建筑裕量：衰落

3、裕量：衰落 + 穿透損耗穿透損耗+.鏈路預(yù)算模型 中興通訊學(xué)院 發(fā)射端 )()()()()(dBdBidBmdBmEIRP損耗或人體電纜發(fā)射機天線增益發(fā)射機功率發(fā)射機 中興通訊學(xué)院 接納端 )()()/()/()(HzdBdBreqNoEbHzdBmdBm數(shù)據(jù)速率干擾噪聲接收機靈敏度 中興通訊學(xué)院 穿透損耗(主要機制：主要機制：衍射，折射衍射，折射(計算方法：計算方法：統(tǒng)計統(tǒng)計建筑物穿透建筑物穿透汽車穿透汽車穿透?建筑物穿透損耗典型值密集城區(qū)城區(qū)郊區(qū)鄉(xiāng)村25 dB20 dB15 dB6 dB開闊地0 dB 中興通訊學(xué)院 衰落裕量90%75%設(shè)小區(qū)邊緣至少設(shè)小區(qū)邊緣至少 75%75%的區(qū)域小區(qū)內(nèi)

4、的區(qū)域小區(qū)內(nèi)90%90%可以可靠接納到可以可靠接納到-105dBm-105dBm的電平，規(guī)范偏向的電平，規(guī)范偏向取值為取值為8dB8dB。 查圖表得查圖表得0.6750.675處的概率可以到達(dá)處的概率可以到達(dá)75%75%0.675 x 8 = 5.4 dB0.675 x 8 = 5.4 dB-105 + 5.4 = -99.6 dBm-105 + 5.4 = -99.6 dBm設(shè)計的中值電平強度須設(shè)定為設(shè)計的中值電平強度須設(shè)定為-99.6 dBm-99.6 dBm累積正態(tài)概率分布0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%-3 -2.5-2 -1.5-1 -0.5 00.

5、511.5 22.5375%0.675區(qū)區(qū)域域-99.6dBm 8dB8dB概率密度RSSI正態(tài)分布正態(tài)分布0.675=5.4 dB- 105 dBm 中興通訊學(xué)院 傳播模型：傳播模型： PL(dB)=Function(F, HA, HM, D, C)PL(dB)=Function(F, HA, HM, D, C) PL PL：途徑損耗：途徑損耗 F F： 頻率，單位頻率，單位MHz MHz D D： 間隔間隔 ，單位，單位kmkm H H： 基站天線基站天線/ /挪動臺有效高度，單位挪動臺有效高度，單位m m C C： 環(huán)境校正因子，分密集城區(qū)環(huán)境校正因子，分密集城區(qū), ,城區(qū)城區(qū), ,郊區(qū)

6、郊區(qū), ,鄉(xiāng)村鄉(xiāng)村途徑損耗)()()()(dBdBdBmdBm衰落裕量穿透損耗接收端發(fā)射端允許路徑損耗 中興通訊學(xué)院 Hata模型、COST-231模型( 須輸入須輸入( 頻率頻率( 間隔間隔 ( 天線有效高度天線有效高度( 地形地貌城市、郊區(qū)、鄉(xiāng)地形地貌城市、郊區(qū)、鄉(xiāng)村、等村、等RSSI, dBm-120-110-100-90-80-70-60-5003691215 182124 273033Distance from Cell Site, kmFieldStrength,dBuV/m+90+80+70+60+50+40+30+20藍(lán)色線表示路藍(lán)色線表示路測結(jié)果測結(jié)果 灰色線表示灰色線表示H

7、ata Hata 模型預(yù)測模型預(yù)測結(jié)果結(jié)果Hata ModelPL (dB) = 69.55 + 26.16 log (F) - 13.82 log(H) + (44. 9 - 6.55 log(H) )*log (D) + CHata ModelPL：途徑損耗：途徑損耗F： 頻率，單位頻率，單位MHz (150 - 1500 MHz)D： 間隔間隔 ，單位，單位kmH： 基站天線有效高度，單位基站天線有效高度，單位mC： 環(huán)境校正因子；取值：密集城區(qū)：環(huán)境校正因子；取值：密集城區(qū)：0 dB城區(qū)：城區(qū)：- 5 dB郊區(qū)：郊區(qū)：- 10 dB鄉(xiāng)村：鄉(xiāng)村：- 17 dBCOST-231PL (dB

8、) = 46.3 + 33.9*logF - 13.82*logH + (44.9 - 6.55*logH)*log D + CCOST-231PL：途徑損耗F： 頻率，單位MHz (1500 - 2000 MHz)D： 間隔 ，單位kmH： 基站天線有效高度，單位mC： 環(huán)境校正因子；取值：密集城區(qū)： -2 dB城區(qū)： -5 dB郊區(qū)： -8 dB鄉(xiāng)村： -10 dB開闊地： -26 dB 中興通訊學(xué)院 傳播環(huán)境密集城區(qū)城市郊區(qū)農(nóng)村開闊農(nóng)村備注手機標(biāo)稱發(fā)射功率(dBm)2323232323手機天線增益(dBi)00000人體/車損耗（dB）33333手機ERP（dBm)2020202020基

9、站天線增益(dBi)15.7015.7015.701111基站跳線損耗(dB)11111包含接頭基站饋纜損耗(dB/100米)44444基站饋纜長度(米）5050505050其它損耗估計(dB)11111如雙工器、避雷器基站天饋損耗(dB)44444熱噪聲譜密度(dBm/Hz)-174-174-174-174-174噪聲系數(shù)（dB）55555數(shù)據(jù)速率(bps)96009600960096009600Eb/No6.806.806.806.806.80已經(jīng)考慮了分集增益負(fù)載0.500.500.500.500.50干擾裕量（dB）3.013.013.013.013.01基站靈敏度(dBm)-119.

10、37-119.37-119.37-119.37-119.37軟切換增益（dB）44444如果非軟切換，為0正態(tài)衰落方差(dB)88888覆蓋區(qū)邊緣的通信概率0.750.750.750.750.75正態(tài)衰落裕量(dB)5.405.405.405.405.40最大允許的空間損耗149.67149.67149.67144.97144.97建筑物穿透損耗（dB）252012106具體數(shù)值來自電測上行鏈路損耗124.67129.67137.67134.97138.97基站天線高度（m）3040505050移動臺高度（m）1.501.501.501.501.50射頻中心頻率（MHz）82582582582

11、5825Hata模型地形修正00-9.72-18.91-28.18使用Hata模型1km損耗A（dB）125.43123.69112.63103.4494.17L=A+BlogR斜率B35.2234.4133.7733.7733.77基站半徑R（km）0.951.495.518.5821.21IS-95-A系統(tǒng)系統(tǒng)800M反向鏈路預(yù)算反向鏈路預(yù)算IS95A反向鏈路預(yù)算 中興通訊學(xué)院 人體損耗人體損耗鏈路預(yù)算闡明1目前業(yè)界進展鏈路預(yù)算表的計算中人體目前業(yè)界進展鏈路預(yù)算表的計算中人體損耗普通采用的是損耗普通采用的是3dB3dB。 中興通訊學(xué)院 鏈路預(yù)算闡明2天線增益天線增益對于對于450M450M

12、在密集的城市定向天線的程度波瓣角普通取在密集的城市定向天線的程度波瓣角普通取6565，垂直波瓣角，垂直波瓣角為為7 71010，增益大約在，增益大約在15.5dBi15.5dBi左右；左右；在普通城區(qū)和郊區(qū)，定向天線的程度波瓣角為在普通城區(qū)和郊區(qū)，定向天線的程度波瓣角為9090，垂直波瓣，垂直波瓣角為角為7 71010天線增益為天線增益為14dBi14dBi左右；左右；在鄉(xiāng)村運用全向天線，增益為在鄉(xiāng)村運用全向天線，增益為11dBi11dBi。假設(shè)選擇不同的天線，。假設(shè)選擇不同的天線，就會有不同的天線增益。就會有不同的天線增益。在其他條件不變的情況下，大的天線增益有利于覆蓋半徑的增在其他條件不變

13、的情況下，大的天線增益有利于覆蓋半徑的增大。大。 中興通訊學(xué)院 鏈路預(yù)算闡明3天線增益天線增益對于對于800M800M在密集的城市定向天線的程度波瓣角普通取在密集的城市定向天線的程度波瓣角普通取6565，垂直波瓣角為，垂直波瓣角為7 71010，增益大約在，增益大約在17dBi17dBi左右；左右；在普通城區(qū)和郊區(qū)，定向天線的程度波瓣角為在普通城區(qū)和郊區(qū)，定向天線的程度波瓣角為9090，垂直波瓣角，垂直波瓣角為為7 71010天線增益為天線增益為15.7dBi15.7dBi左右；左右；在鄉(xiāng)村運用全向天線，增益為在鄉(xiāng)村運用全向天線，增益為11dBi11dBi。假設(shè)選擇不同的天線，就會。假設(shè)選擇不

14、同的天線，就會有不同的天線增益。有不同的天線增益。在其他條件不變的情況下，大的天線增益有利于覆蓋半徑的增大。在其他條件不變的情況下，大的天線增益有利于覆蓋半徑的增大。 中興通訊學(xué)院 鏈路預(yù)算闡明4天線增益天線增益對于對于1.9G1.9G在密集的城市定向天線的程度波瓣角普通取在密集的城市定向天線的程度波瓣角普通取6565，垂直波瓣角為，垂直波瓣角為7 71010，增益大約在，增益大約在18dBi18dBi左右；左右；在普通城區(qū)和郊區(qū)，定向天線的程度波瓣角為在普通城區(qū)和郊區(qū)，定向天線的程度波瓣角為9090，垂直波瓣角，垂直波瓣角為為7 71010天線增益為天線增益為16dBi16dBi左右；左右；

15、在鄉(xiāng)村運用全向天線，增益為在鄉(xiāng)村運用全向天線，增益為11dBi11dBi。假設(shè)選擇不同的天線，就。假設(shè)選擇不同的天線，就會有不同的天線增益。會有不同的天線增益。在其他條件不變的情況下，大的天線增益有利于覆蓋半徑的增大。在其他條件不變的情況下，大的天線增益有利于覆蓋半徑的增大。 中興通訊學(xué)院 基站天饋損耗基站天饋損耗鏈路預(yù)算闡明5對于對于450M450M對于基站到天線的饋線分兩種情況思索：對于基站到天線的饋線分兩種情況思索：假設(shè)基站到天線的饋線小于假設(shè)基站到天線的饋線小于1515米，普通以為只用米，普通以為只用1/21/2英寸跳線，因英寸跳線，因此在預(yù)算表中跳線的損耗取此在預(yù)算表中跳線的損耗取1

16、dB1dB，接頭等的損耗取的，接頭等的損耗取的1dB,1dB,總的損總的損耗為耗為2dB2dB?；镜教炀€除了有基站到天線除了有1/21/2英寸跳線，還有較長的英寸跳線，還有較長的7/87/8英寸饋線就還需思英寸饋線就還需思索索7/87/8英寸饋線損耗，計算公式為英寸饋線損耗，計算公式為 饋線損耗饋線損耗=7/8=7/8英寸饋線長度英寸饋線長度* *3(dB)/100m 3(dB)/100m 中興通訊學(xué)院 基站天饋損耗基站天饋損耗鏈路預(yù)算闡明6對于對于800M800M對于基站到天線的饋線分兩種情況思索：對于基站到天線的饋線分兩種情況思索：假設(shè)基站到天線的饋線小于假設(shè)基站到天線的饋線小于1515

17、米，普通以為只用米，普通以為只用1/21/2英寸跳線，因英寸跳線，因此在預(yù)算表中跳線的損耗取此在預(yù)算表中跳線的損耗取1dB1dB，接頭等的損耗取的，接頭等的損耗取的1dB,1dB,總的損總的損耗為耗為2dB2dB?；镜教炀€除了有基站到天線除了有1/21/2英寸跳線，還有較長的英寸跳線，還有較長的7/87/8英寸饋線就還需思英寸饋線就還需思索索7/87/8英寸饋線損耗，計算公式為英寸饋線損耗，計算公式為 饋線損耗饋線損耗=7/8=7/8英寸饋線長度英寸饋線長度* *4(dB)/100m 4(dB)/100m 中興通訊學(xué)院 基站天饋損耗基站天饋損耗鏈路預(yù)算闡明7對于對于1.9G1.9G對于基站到

18、天線的饋線分兩種情況思索：對于基站到天線的饋線分兩種情況思索：假設(shè)基站到天線的饋線小于假設(shè)基站到天線的饋線小于1515米，普通以為只用米，普通以為只用1/21/2英寸跳線，因英寸跳線，因此在預(yù)算表中跳線的損耗取此在預(yù)算表中跳線的損耗取1dB1dB，接頭等的損耗取的，接頭等的損耗取的1dB,1dB,總的損總的損耗為耗為2dB2dB?；镜教炀€除了有基站到天線除了有1/21/2英寸跳線，還有較長的英寸跳線，還有較長的7/87/8英寸饋線就還需思英寸饋線就還需思索索7/87/8英寸饋線損耗，計算公式為英寸饋線損耗，計算公式為 饋線損耗饋線損耗=7/8=7/8英寸饋線長度英寸饋線長度* *6(dB)/

19、100m 6(dB)/100m 中興通訊學(xué)院 鏈路預(yù)算闡明8建筑物穿透損耗建筑物穿透損耗這里獲得是閱歷值，密集城區(qū)取這里獲得是閱歷值，密集城區(qū)取25dB25dB；普通城；普通城區(qū)取的區(qū)取的20dB20dB；郊區(qū)取的；郊區(qū)取的15dB15dB；鄉(xiāng)村取的；鄉(xiāng)村取的6dB6dB。實踐。實踐穿透損耗可根據(jù)實踐區(qū)域的建筑物情況進展調(diào)整。穿透損耗可根據(jù)實踐區(qū)域的建筑物情況進展調(diào)整。 (干擾裕量干擾裕量LoadingNoWRxPower1 中興通訊學(xué)院 (天線高度天線高度鏈路預(yù)算闡明9普通在容量分布相對集中的密集區(qū)域天線高度會普通在容量分布相對集中的密集區(qū)域天線高度會相對低些，以減輕導(dǎo)頻污染和對其它區(qū)域的干

20、擾；相對低些，以減輕導(dǎo)頻污染和對其它區(qū)域的干擾；在容量分布相對分散且較開闊區(qū)域，天線高度相在容量分布相對分散且較開闊區(qū)域，天線高度相對高些，以覆蓋較大的區(qū)域。對高些，以覆蓋較大的區(qū)域。天線高度取值如下：密集城區(qū)天線高度取值如下：密集城區(qū) 3030米；城區(qū)米；城區(qū) 4040米；米；郊區(qū)和鄉(xiāng)村郊區(qū)和鄉(xiāng)村 5050米。米。 中興通訊學(xué)院 傳播環(huán)境業(yè)務(wù)類型業(yè)務(wù)速率（kbps）153.6076.8038.4019.209.601X IS-95-A 手機標(biāo)稱發(fā)射功率(dBm)23232323232323手機天線增益(dBi)0000000人體/車損耗（dB）3333333手機ERP（dBm)2020202

21、0202020基站天線增益(dBi)15.7015.7015.7015.7015.7015.7015.70基站跳線損耗(dB)1111111基站饋纜損耗(dB/100米)4444444基站饋纜長度(米）50505050505050其它損耗估計(dB)1111111基站天饋損耗(dB)4444444熱噪聲譜密度(dBm/Hz)-174-174-174-174-174-174-174噪聲系數(shù)（dB）5555555數(shù)據(jù)速率(bps)153600768003840019200960096009600Eb/No2.202.703.304.004.904.906.80負(fù)載0.500.500.500.500

22、.500.500.50干擾裕量（dB）3.013.013.013.013.013.013.01基站靈敏度(dBm)-111.93-114.44-116.85-119.16-121.27-121.27-119.37軟切換增益（dB）4444444正態(tài)衰落方差(dB)8888888覆蓋區(qū)邊緣的通信概率0.750.750.750.750.750.750.75正態(tài)衰落裕量(dB)5.405.405.405.405.405.405.40最大允許的空間損耗142.23144.74147.15149.46151.57151.57149.67建筑物穿透損耗（dB）20202020202020上行鏈路損耗122

23、.23124.74127.15129.46131.57131.57129.67基站天線高度（m）40404040404040移動臺高度（m）1.501.501.501.501.501.501.50射頻中心頻率（MHz）825825825825825825825Hata模型地形修正00000001km損耗A（dB）123.69123.69123.69123.69123.69123.69123.69斜率B34.4134.4134.4134.4134.4134.4134.41基站半徑R（km）0.911.071.261.471.691.691.49一般城區(qū)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)話音業(yè)務(wù)cdma2000 1x系統(tǒng)8

24、00M反向鏈路預(yù)算cdma2000 1x系統(tǒng)800M反向鏈路預(yù)算CDMA1X反向鏈路預(yù)算 中興通訊學(xué)院 負(fù)載負(fù)載鏈路預(yù)算闡明1對于負(fù)載在本預(yù)算表中獲得是對于負(fù)載在本預(yù)算表中獲得是50%.50%.1X1X系統(tǒng)負(fù)載的取值可根據(jù)實踐情況取到系統(tǒng)負(fù)載的取值可根據(jù)實踐情況取到7575。 中興通訊學(xué)院 覆蓋半徑覆蓋半徑鏈路預(yù)算闡明2(在一樣環(huán)境下，傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率越高，在一樣環(huán)境下，傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率越高，1X1X系統(tǒng)所系統(tǒng)所能提供的覆蓋半徑越??；能提供的覆蓋半徑越?。?與話音業(yè)務(wù)相比較，高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的覆蓋半徑較話與話音業(yè)務(wù)相比較，高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的覆蓋半徑較話音業(yè)務(wù)小。但是普通情況下，尤其是在市區(qū)環(huán)境，音業(yè)務(wù)

25、小。但是普通情況下，尤其是在市區(qū)環(huán)境，往往是容量受限，故目前往往是容量受限，故目前IS95AIS95A基站的實踐覆蓋半徑基站的實踐覆蓋半徑通常小于預(yù)算半徑，因此這時通常小于預(yù)算半徑，因此這時1X1X系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)業(yè)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)覆蓋半徑也能做到接近基站的實踐覆蓋半徑。務(wù)覆蓋半徑也能做到接近基站的實踐覆蓋半徑。 中興通訊學(xué)院 19.2 kbps38.4 kbps153.6 kbps76.8 kbps效力間隔效力間隔 效力用戶數(shù)效力用戶數(shù)9.6 kbps數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的覆蓋半徑表示 中興通訊學(xué)院 課程內(nèi)容 CDMA CDMA鏈路預(yù)算鏈路預(yù)算 CDMACDMA容量計算根本實際容量計算根本實際反向容量計算根本實際反向容量計算根本實際