,第9章 详 细 规 划,本章内容 详细规划概述 详细规划的流程 详细规划算法描述 详细规划实例,本章重点 详细规划流程 详细算法描述,学习本章目的和要求 了解详细规划的目的和主要内容 掌握详细规划的流程和算法 熟悉详细规划仿真软件的流程和结果分析,9.1 详细规划概述,网络规划大致分为前期准备、预规划和详细规划三个阶段。其中，详细规划是网络规划的重要组成部分，它为实际组网提供依据。,9.1.1 详细规划的目的 1详细规划与预规划的区别 一般而言，网络规划包括初始规划、预规划、详细规划三个阶段。,2详细规划的要求 （1）覆盖规划 （2）容量规划,TD-SCDMA系统是FDMA、TDMA、CDMA三种多址方式的综合，再加上使用智能天线、联合检测等干扰消除技术，使得TD-SCDMA系统的容量和各种业务的频谱利用率均优于FDD系统，体现出许多新的特点：, 各种业务基本同径覆盖； 小区呼吸效应在某些条件下依然存在，但已不再是TD-SCDMA系统的显著特点； 各种并发用户数和统计意义上的用户数的计算相对方便；, 与软切换不同，接力切换没有宏分集，切换比较容易控制； 对于TD-SCDMA系统不能单纯讲上行或下行容量受限，TD-SCDMA系统的容量与时隙比例和最大发射功率有关；, 多种干扰抑制技术的采用，使TD-SCDMA系统中的容量受限呈现出多样性（即功率受限、码资源受限和干扰受限），应结合具体情况加以分析。,（3）基站规划 用户需求 视距传播 可扩容性 干扰,TD-SCDMA系统基站规划过程中，主要考虑下列干扰： 由相邻服务小区内中继站和终端站产生的对终端站和中心站的干扰； 中心站自身的干扰；, 同一服务小区内终端站产生的对中心站的干扰； 由使用同一频率且距离较远的服务小区产生的同波道干扰； 三阶互调干扰； 由相邻中心站同时采用几副天线对用户站产生的同频、同址、多信号源的干扰。,（4）QoS评估 负载表格：考察网络在覆盖要求的极限负载条件下是否可以承载更多的用户。 业务吞吐率图：上下行吞吐率统计。, 导频污染图：考察手机同时连接多个小区的数目，避免导频信号过多而造成污染。, 切换区域覆盖图：考察同时连接多个小区进行软切换区域占整个面积比例是否合适。不应有大量的手机在高切换区域，这样就不会造成整个系统的资源过多浪费。,9.1.2 详细规划的主要内容 1网络仿真 TD-SCDMA系统的核心技术基于CDMA。,系统实际运行效果与地形、基站位置、设备参数配置、实际用户的分布及用户行为关系等诸多因素密切相关，因此在完成无线网络规划后，还应模拟实际网络的运行情况，对规划结果进行系统级网络仿真。系统级仿真分为静态仿真和动态仿真两种。,2无线参数规划 （1）邻小区规划 （2）频率规划,TD-SCDMA自身的技术问题会使系统频谱效率下降，主要表现在下列两个方面。 当有大量用户聚集在同频邻小区重叠区域时，智能天线空间滤波作用会大幅下降，智能天线无法降低小区间干扰。 目前的联合检测算法仅能完成小区内用户的联合检测，无法降低小区间干扰。,（3）码资源规划 下行同步码规划 复合码规划,9.1.3 详细规划的框图 （1）分析建网目标，明确网络建设的容量、覆盖和质量要求。,（2）在预规划中进行链路预算和覆盖估计，根据业务分布、话务密度，对网元数量及其能力进行估计，从而确定目标覆盖区域的站点配置、分布及数量情况。,（3）输入同时支持的用户数、传播模型参数、话务模型参数、业务参数、工程参数和基站设备的性能参数等进行仿真。,（4）根据仿真结果和基站地形调查，对网络性能进行评估，调整基站及参数，使仿真结果达到规划的目标。,图9-1 3G规划流程图,9.1.4 详细规划的输入参数 1业务配置 用户在不同的移动速率下，在不同区域可能出现相差很大的业务需求。,（1）UE模板 （2）移动性类型模板 （3）业务类型模板 （4）业务密度图,2地理信息 数字地图是进行网络仿真的必备数据，是进行无线网络覆盖预测的前提和基础。 地理数据包括规划覆盖区内道路、建筑、地形、地貌等基本情况。,3网络参数 （1）网络估算确定基站初始布局 网络估算是对目标覆盖区域进行覆盖和容量两方面的分析，在同时满足覆盖和容量要求的情况下，获得网络的建设规模。,（2）其他参数的确定,4传播模型和传播模型的校正 在所有的通信传播环境中，无线通信环境是最恶劣、也是最复杂的。 不同的传播模型有不同的适用范围， 有些是用于城市环境，有些则是用于郊区。,规划中，需要针对不同的地形地貌和预测要求，选择合适的传播模型；同时要考虑所选用模型的精度是否足够高，这能决定规划分析多大程度上接近无线网络实际状况。,9.1.5 详细规划的核心算法 网络规划的仿真方法通常分为静态仿真和动态仿真。 静态仿真的过程包括两个循环，即外部循环（快照循环）和内部循环（功率控制循环）。,典型的静态仿真方法如下。 （1）在仿真网络环境中随机放置移动用户，放置的移动用户数量取决于需要仿真的系统负载。,（2）根据移动台接收到的信号电平（或者其他标准）为每个移动用户选择所服务的基站。 （3）执行必要的无线资源管理（Radio Resource Management，RRM）算法，例如资源分配，功率控制，负载控制，资源重分配等。,（4）重复执行步骤（3）（不包括资源分配操作），以便无线资源管理算法能够使网络中所用移动台和基站稳定工作。,（5）收集统计资料，包括载波干扰比（C/I）、误码率（BER）、块误码率（BLER）、系统吞吐量等。 （6）多次重复步骤（1）（5），以得到足够的统计平均结果。,9.1.6 详细规划的输出结果 结果的输出有两种，即系统结果和链路结果。,这些输出结果从不同角度反映了网络的覆盖、容量和QoS指标，可以通过其后的栅格分析来得到上下行业务覆盖概率、软切换区域、导频污染等关键性指标。,9.2 详细规划流程和算法描述,9.2.1 详细规划的流程 详细规划对需要覆盖的区域进行研究，确定基站数量以及基站放置位置。,图9-2 详细规划流程,1覆盖规划 无线覆盖是对网络质量最重要的度量之一。 对于运营商来说，为一个3G网络提供无线覆盖的最初目标是达到高话务容量而保持可接受的服务质量。,小区覆盖设计的一个准则是在服务区内90%以上的位置和99%的时间内，无论移动台还是基站处的接收信号电平都必须满足3G技术规范中规定的门限，称为参考灵敏度。,影响无线覆盖的一个关键性的因素是建筑物和车辆的穿透损耗。 在无线覆盖规划过程中最重要的考虑是传播模式。,小区覆盖设计的另一个准则是在服务区内90%以上的位置上，载干比必须高于给定的门限。,在现有网络中新建一个基站，一般目的是补充覆盖或增加容量，因此在设计前首先要确定基站需要覆盖的范围。,（1）首先要进行基站选址，这是整个设计中至关重要的一步，要综合考虑所选站点的高度、环境、覆盖目标区域等因素。,（2）在选点确定后，进行天馈线系统的初步设计，包括天线的高度、增益、角度、下倾等的选择。,（3）对初步设计的结果要进行评估，以便掌握基站覆盖范围，较简易的方法是使用传播模式进行场强覆盖预测。,（4）小区的覆盖也就是最大通信距离，受上下链路中信号功率较弱的那条传输链路所限制。,（5）通过链路预算的计算来考虑上行链路和下行链路之间的传播损耗差异，并进行平衡，使上下链路两个方向具有相同的质量。,2容量规划 网络的大小以至于每个小区覆盖的大小，都取决于容量，即话务负荷的需求。,在上行链路方向，容量规划的主要目标是将其他小区的干扰限制在一个可以接受的范围内。 在下行链路方向，应当考虑两个方面，即其他小区的干扰和基站的功率。,估算话务负荷是3G网络运营商应完成的关键任务。 另外，还需要进行话务密度的预测。,可以根据用户预测情况和现有运行网络的话务量测量结果，得到当地的每个用户平均忙时话务量。然后根据所分配的频谱资源，制定频率复用计划；根据服务等级确定每个小区的话务容量；根据每个区域的地理面积和预测的用户总数，计算每个区域的基站数目和小区尺寸。,9.2.2 蒙特卡罗仿真 1接入控制算法 仿真模块中接入控制算法采用的是最大导频接收功率准则，即该移动台接收到的最大导频功率对应的基站就是该移动台要接入的基站。,图9-3 蒙特卡罗仿真流程,2信道分配算法 对准备接入的用户在上下行分别进行信道分配，分配按照最小占用资源准则，即把用户分配到已占用资源最小的时隙，从而尽量减少系统中的干扰。,3功率控制算法 （1）上行功控 （2）下行功控,4干扰计算方法 在计算干扰时，干扰由两部分组成，即本小区的干扰（IntraInterference）和外小区的干扰（InterInterference）。在上行和下行的干扰计算中，都要考虑基站端智能天线的影响。,（1）功率初始化 （2）上行干扰计算,图9-4 上行干扰计算流程图,（3）下行干扰计算 计算下行干扰的时候，每个UE都要计算，并且包括3部分，即UE的下行接收功率、本小区干扰和外小区干扰。假设目前一共有M个BS，N个UE，有N1个UE和选定UE归属于同一扇区。,（4）考虑激活因子 在上述计算上下行干扰时，并未考虑激活因子与ACIR这两个参数。为了与实际系统更靠近，减小系统的干扰，提高系统的性能，可以在实验室蒙特卡罗仿真模块中加入了激活因子与ACIR这两个参数，平台中相应的函数和算法也做了一些改动。,（5）考虑ACIR ACIR为邻信道干扰功率比，可以表示为,9.2.3 栅格分析 栅格分析模块主要是针对TD-SCDMA系统的特点对上下行链路的性能和覆盖情况进行计算分析和预测，分别在仿真前后进行上行覆盖分析、下行覆盖分析和上下行覆盖平衡分析。栅格分析实现的主要功能包括导频信道分析和业务信道分析两部分。,1导频信道分析 导频信道分析包括下列几项 （1）DwPTS的功率强度）。 （2）DwPTS的Ec/I0。 （3）PCCPCH的功率强度。 （4）PCCPCH的Ec/I0。 （5）服务小区 。,（6）DwPTS污染。 （7）切换区域。 （8）DwPTS覆盖概率。 （9）DwPTS覆盖范围。 （10）PCCPCH覆盖范围。 （11）导频信道失败原因 。,2业务信道分析 （1）下行业务C/I（仿真前） （2）下行业务平均C/I（仿真后） （3）下行业务覆盖范围（仿真前） （4）下行业务覆盖概率（仿真后） （5）下行业务覆盖范围（仿真后）,（6）上行UE发射功率 （7）上行UE平均发射功率（仿真后） （8）上行业务覆盖范围（仿真前）,（9）上行业务覆盖概率（仿真后） （10）上行业务覆盖范围（仿真后） （11）业务信道失败原因 （12）上下行综合覆盖范围,3栅格分析输入输出的数据流向,9.3 详细规划仿真软件,9.3.1 仿真实现流程,图9-6 详细规划的软件仿真流程,9.3.2 软件分析和结果输出 1最好服务小区 2导频强度,图9-7 无线网络仿真中最好服务小区示意图,图9-8 无线网络仿真中导频强度示意图,3导频Ec/I0 4导频污染,图9-9 无线网络仿真中导频Ec/I0示意图,图9-10 无线网络仿真中导频污染示意图,造成导频污染可能由于以下几个原因。 （1）小区覆盖不合理，存在过区覆盖。（2）基站小区的导频功率设置较大。 （3）特殊的地理环境造成无主服务区。,5切换 6业务覆盖概率,覆盖不足的原因主要有以下几点： （1）该位置Ec/I0值没有达到网络接入水平； （2）反向链路负载高于用户定义的Noise Rise门限值； （3）该位置手机需要发射的功率高于手机最大的输出功率；,（4）该位置所需业务信道功率高于最大允许的业务信道功率； （5）所需总业务发射功率超过基站的最