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1、,TD SCDMA系统无线网络规划设计,导师: 郑 建 宏 学生: 王 健 专业: 通信工程,目 录,选题背景,3,TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址）标准是第一个由中国提出的、以我国知识产权为主的、被国际广泛认可的第三代移动通信（简称3G）标准。 TD-SCDMA在频谱利用率、频率灵活性、对业务支持具有多样性及成本等方面有独特优势。,选题背景,4,目前，TD-SCDMA网络由中移动承建，虽已覆盖我国直辖市、省会等城市，但许多地市级城市的网络规划建设工作尚未完成，且存在诸多问题：,覆
2、盖差，大部分城市仅仅覆盖了城区，在城郊和县城的覆盖还没有达到连续覆盖,网络质量差，各个城市的人口密度和城市布局不太相同，城区的网络质量也远没有达到GSM网络的水平,网络资源利用率:TD用户数规模小,用户绝对量还是较小，且用户未完全停留在TD网络上，所以造成TD网络资源利用率极低。,选题背景,5,针对以上问题，有很多解决途径，但是网络规划是最前期，也是最基础的一项工作。网络规划直接决定了网络建设后的质量，而网络建设过程对网络质量的影响占比也达到70%以上，网优只能是后期的优化。所以TD-SCDMA网络规划是一个非常重要的过程，它的结果甚至会影响到网络运营商的经营成功与否。,目 录,主要内容,7,
3、1、TD-SCDMA网络特点,2、TD-SCDMA网络规划流程,TD-SCDMA基本特点,TD-SCDMA时隙结构,智能天线+联合检测的影响,智能天线的增益（分集及赋形增益），可以有效的提升业务覆盖能力并降低对单个功放的功率要求 智能天线+ 联合检测，对本小区及邻小区的干扰抑制，可显著减弱小区呼吸效应，同时可显著提升系统容量和频谱利用效率,TD-SCDMA网络性能,TD-SCDMA系统小区呼吸现象不明显 传统的CDMA系统，负荷和干扰的上升对系统的服务质量、覆盖、容量会造成较大的影响。 TD-SCDMA系统各种多址技术使产生呼吸效应的因素显著降低 智能天线和联合检测技术最大限度的克服了小区呼吸
4、效应： 联合检测技术给系统带来较大增益，使小区内干扰因子下降 智能天线波束赋形进一步减少小区内和小区间干扰,TD-SCDMA各种业务的覆盖范围近似相同，对于实现各种业务的连续覆盖规划非常有利,时分双工的影响,使用同一频率，上下行具有相同的无线传播特性 上下行时隙支持不对称配置 对于具有不同话务分布的应用场景（如城区与农村）可以采用不同的上下行转换点配置（如城区 2:4，农村 3:3），这可提高时隙转换点配置的灵活性 对于同一区域来讲，可以有效支持非对称业务（典型如 PTT 业务、数据业务）,动态信道分配（DCA）的影响,DCA及其参数的优化调整可为网络后期优化提供一种改善业务质量的优化手段 D
5、CA信道调整可以改善链路性能，由此可降低掉话率 DCA对频域、时域、码域和空域资源的调整可有效提高 业务接入的成功率,接力切换的影响,接力切换的的成功率介于软切换与硬切换之间，其资源消耗等同于硬切换 因此在切换区规划时，对切换比例不像传统 CDMA 系统那么敏感，规划以满足切换性能为主,N频点技术,CCSA TD-SCDMA行业标准中引入的N频点小区的概念,即一个小区可配置多个载频,1,承载P-CCPCH的载频称为主载频，不承载P-CCPCH的载频称为辅载频,3,仅在小区/扇区的一个载频上发送DwPTS和广播信息，多个频点使用一个共同广播,2,主载频和辅助载频使用相同的扰码和基本midambl
6、e,4,TD-SCDMA网络特性,N频点的组网优势,降低系统干扰 提高系统容量,一个扇区/小区内，只有一个主载波频点发射DwPTS和TS0，因此就TS0时隙和导频时隙来说在任何情况下都是异频组网,改善系统 同频组网性能,降低系统拥塞率 提升系统效率,N频点小区中所有载频资源属于同一小区，共用导频和广播信道 ，降低了手机接收广播信道的数量，而且系统可以对多个载频的容量进行统一分配和调度，提高了系统效率,提高了在同频情况下，公共信道和导频信道的覆盖效果,TD-SCDMA网络特性,主要内容,17,1，TD-SCDMA网络特点,2， TD-SCDMA网络规划流程,调查,分析,勘察,网络规划需求分析,无
7、线网规站点勘测,无线网络详细设计,传播模型测试,传播模型校正,输出规划报告,网络规划站点筛选,网络规模估算,网络预规划设计,仿真验证,验证系统符合要求,仿真,TD-SCDMA网络规划流程,需求分析,需求分析我们的目标是什么？ 详细了解组网的各种要求 了解现有网络运行状况及发展计划 调查当地电波传播环境 调查服务区内话务需求分布情况 对服务区内近期和远期的话务需求作合理预测,需求分析-区域划分,根据无线传播环境，对规划区域进行合理划分：,需求分析-区域划分,根据业务类型分布，对规划区域进行合理划分：,需求分析-用户密度,输入参数 人口密度：该区域单位面积的人口数目，单位：/km2； 移动用户普及
8、率：指用户配备移动终端的比例； 3G用户普及率：指使用3G服务的用户占整个移动用户的比例； 运营商普及率：指某个运营商的3G网络用户的数目占整个3G用户的比例。 输出中间参数 毕节市区规划面积和用户规模,需求分析：业务模型,移动业务种类预测,业务模型建模,CS业务呼叫模型 用户平均发起呼叫次数 平均呼叫持续时间 通过爱尔兰建模 PS业务呼叫模型 业务平均吞吐率 忙时使用次数 通过吞吐量分别对上下行建模,需求分析-话务模型,网络质量要求,数据速率覆盖要求 市区：12.2k话音和CS64k业务连续覆盖，PS384kbps 数据业务部分覆盖。 市郊和公路： 12.2k话音连续覆盖。 可接入率 无线覆
9、盖区90%位置内，99%的时间可接入网络。 无线信道呼损 无线信道引起的呼损率 3%。 接通率 本地话音呼叫的接通率 90。 通话中断率（掉话率） 语音呼叫掉话率 2%,调查,分析,勘察,网络规划需求分析,无线网规站点勘测,无线网络详细设计,传播模型测试,传播模型校正,输出规划报告,网络规划站点筛选,网络规模估算,网络预规划设计,仿真验证,验证系统符合要求,仿真,TD-SCDMA网络规划流程,步骤2,传播模型测试原理,传播损耗为快衰落与慢衰落的叠加 接收信号的中值场强进行校正 李氏定理3650samples/40(该定律就是尽可能的减少快衰落的影响) 以有限的测试来预测整个规划区域的无线传播特
10、性,测试环境搭建,整个测试系统由发射系统和接收系统部分组成。发射系统由CW发射机、馈线和发射天线等组成；接收系统由接收天线、CW接收机、GPS定位仪、便携机及测试软件组成,模型校正前后对比,模型校正前后对比形象的如下图所示: 蓝颜色的曲线表示我们选取的经典模型,红颜色的点表示我们实际 测试得到的数据,我们所要所的就是让蓝颜色曲线的参数更加的符合红颜色的点的特性.下面左图就是没有校正前的模型,右图是校正后的模型.,Hata模型,调查,分析,勘察,网络规划需求分析,无线网规站点勘测,无线网络详细设计,传播模型测试,传播模型校正,输出规划报告,网络规划站点筛选,网络规模估算,网络预规划设计,仿真验证
11、,验证系统符合要求,仿真,TD-SCDMA网络规划流程,步骤3,规模估算,规模估算我们需要多少个Node B呢？ 覆盖分析 容量分析 最终获得网络的建设规模（基站数目，扇区数目和载频数目）,按照覆盖来估算,按照容量来估算,KR 算法,业务模型确定,链路预算,按覆盖估算,使用现有模型（或进行传播模型测试与校正，得到当地无线传播模型） 使用链路预算工具，在校正后传播模型基础上，计算满足上行覆盖要求条件下各个区域的小区半径 根据站型计算小区面积 用区域面积除以小区面积就得到所需的基站个数,小区半径的计算,根据小区半径计算站间距时要注意站型的差别,3扇区顶角激励站型的小区面积为1.95R2,全向站的小
12、区面积为2.6R2,链路预算,基站综合损耗,天线增益,车内损耗和穿透损耗等,基站灵敏度,人体损耗,UE功率,路径损耗,通过链路预算公式，解出传播路径损耗，从而确定基站半径,链路预算参数,工作频率扩频带宽 解调所需Eb/N0UE的发射功率 接收机灵敏度热噪声功率 接收机噪声系数阴影衰落余量 处理增益功控余量 干扰余量天线增益 人体损耗馈线损耗 穿透损耗车内损耗,允许的最大路径损耗,链路预算,链路预算是覆盖规划的前提，通过它能够指导规划区内小区半径的设置、所需基站的数目和站址的分布。 链路预算要做的工作就是在保证通话质量的前提下，确定基站和移动台之间的无线链路所能允许的最大路径损耗。 一般情况下，
13、下行覆盖大于上行覆盖，即上行覆盖受限。 从链路预算给出的最大路损，结合传播模型可计算出小区的覆盖范围。,链路预算表,链路预算表,覆盖估算,确定最大允许路径损耗,传播模型校正,我们需要多少个Node B？,链路预算,覆盖目标,覆盖半径 覆盖规模,按容量估算-KR算法,Kaufman Roberts 算法： 解决问题： 当系统容量为 C，系统存在 K 种业务； 第k种业务的业务量为ak、容量需求为bk , k1, K； 算法能求得各业务的阻塞概率 GoSk 算法特点： 按照系统资源池共享的方式来分析容量； 允许各业务的 GoS 存在差别 Kaufman Roberts 算法更适用于 3G 混合业务
14、的容量估算 KR方法对于混合业务的估算准确度很高 ；Campbell方法在各业务的业务量比较平均的情况下有较大的误差，只有在CS业务占有绝对优势的情况下才比较准确；,容量估算结果,把用覆盖计算出的扇区数带入到KR算法中，再用设定的载波数带入尝试，若得到输出的码道负荷小于原先规定的门限即可认为改扇区数和载波数是合理的。若此时的码道负荷超过了预先设定的门限则增加载波数再次带入KR算法中，直到找到合适的载波数为止。,调查,分析,勘察,网络规划需求分析,无线网规站点勘测,无线网络详细设计,传播模型测试,传播模型校正,输出规划报告,网络规划站点筛选,网络规模估算,网络预规划设计,仿真验证,验证系统符合要
15、求,仿真,TD-SCDMA网络规划流程,步骤4,网络预规划设计模拟布点,根据规模估算，在电子地图上，进行模拟布点。 Mapinfo Atoll 百林,预规划仿真,通过仿真软件预算规划区域的覆盖情况,给出基站的布局和基站预选站址的大致区域和位置，为勘察工作提供勘察的指导方向 输入信息 站点基本信息 传播模型 天线库 输出信息 PCCPCH RSCP Best Server DwPTS Ec/Io,调查,分析,勘察,网络规划需求分析,无线网规站点勘测,无线网络详细设计,传播模型测试,传播模型校正,输出规划报告,网络规划站点筛选,网络规模估算,网络预规划设计,仿真验证,验证系统符合要求,仿真,TD-
16、SCDMA网络规划流程,步骤5,无线网络勘察,无线方面准则 不要让天线正对雷达、电台、军事区域、机场等强干扰源或在其附近选站。 智能天线特殊要求：智能天线周围100m不能有明显反射物。 同一个基站的几个扇区的天线高度差别不能太大； 足够的天线安装空间，保证隔离度 不要让天线主瓣正对街道走向； 同一NodeB下的2个扇区法线夹角不小于90度,站点调整,基站调整途径,调整基站位置,调整天线挂高,调整天线下倾角,调整扇区朝向,扇区A,扇区B,调查,分析,勘察,网络规划需求分析,无线网规站点勘测,无线网络详细设计,传播模型测试,传播模型校正,输出规划报告,网络规划站点筛选,网络规模估算,网络预规划设计
17、,仿真验证,验证系统符合要求,仿真,TD-SCDMA网络规划流程,步骤6,无线网络详细设计-仿真验证,通过网络仿真对覆盖性能的模拟。 通过对单站和整网进行PCCPCH的覆盖仿真来考察预规划的情况，从而根据仿真结果进行调整 无线网络详细设计 邻小区规划 频点规划 码资源规划 其他参数规划,调查,分析,勘察,网络规划需求分析,无线网规站点勘测,无线网络详细设计,传播模型测试,传播模型校正,输出规划报告,网络规划站点筛选,网规模估算,网络预规划设计,仿真验证,验证系统符合要求,仿真,TD-SCDMA网络规划流程,步骤7,仿真验证,网络仿真目的及意义 验证网络站点布局能否达到网络的覆盖、容量和服务质量
18、三者的良好平衡； 指出站点布局中存在的问题，指导进一步的站点勘查。 这是一个循环的过程，直至网络站点布局能够在控制网络投资的同时，满足网络的覆盖、容量和网络服务质量。,仿真结果分析,下图反应的是PCCPCH RSCP的仿真效果图，可以看出毕节市区规划后的主城区信号强度在-90dB以上可达99%。覆盖情况良好，满足要求。,调查,分析,勘察,网络规划需求分析,无线网规站点勘测,拓扑结构设计,传播模型测试,传播模型校正,输出规划报告,网络规划站点筛选,网络规模估算,网络预规划设计,仿真验证,验证系统符合要求,仿真,TD-SCDMA网络规划流程,步骤8,规划输出,规划输出无线网络规划报告,规划区域类型
19、划分 规划区域用户预测 规划区域业务分布 网络规划目标 网络规划规模估算 无线网络规划方案 无线网络仿真分析 无线网络建议 。,目 录,本文首先详细的介绍了TD-SCDMA 系统的原理及网络特性，分析了TD网络规划的必要性和重要性，详细地阐述了TD-SCDMA网络规划的流程，并对TD网络工程中的网络设计进行了说明，文章最后以贵州省毕节市区的TD网络规划为例，对网络规划中涉及到的各个流程进行了系统的阐述，得出规划报告。 论文主要的工作量： 1，系统地总结与阐述了TD-SCDMA系统的网络规划流程。 2，结合仿真软件，对毕节市区的TD-SCDMA网络进行了科学的规划，最后得出的规划报告对实际网络建设有重要的指导意义。,目 录,仿真作为规划的一个重要环节，单网络仿真依赖电子地图信息，而实际情况受各种条件影响，不确定因素很多，我们无法在仿真中完全真实的反应覆盖情况，仿真结果只作为参考。 网络仿真精确度的提升想法： 电子地图的精度，不能实时反应环境现状（解决办法：使用高精度的最新的规划地图） 仿真中的衰减因子设置衡定，对特殊场景下网络性能无法准确估计（解决办法：尽量使用射线跟踪模型） 仿真是一个统计的概念，只能最大限度的模拟实际环境，而无法精确定位。 规划仿真的结果需要结合实际环境综合分析考虑。,提高规划精准度的展望,