WCDMA系统覆盖容量分析

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1、WCDMA系统覆盖容量分析1概述随着通信技术和微电子技术的飞速发展，第二代移动通信系统迅速发展，以其令人瞩目的优越性逐渐取代模拟系统。第二代移动通信系统提供的业务以语音业务为主，由于其频率资源、技术等方面的原因，所能提供的数据业务的传输速率很低。目前传统的语音业务已经无法满足人们的要求，数据业务的发展迫在眉睫。第三代移动通信系统是按照国际电联（ITU）提出的IMT-2000标准进行设计的新一代移动通信系统，简称3G系统。它不仅可为移动用户提供话音及低速率数据业务，而且能够支持丰富的多媒体业务，它在数据速率方面比第二代移动通信系统有很大的

2、提高，而且还可满足用户同时使用多种业务的需求。目前，第三代移动通信系统的主流标准有WCDMA、CDMA2000以及TD-SCDMA，这三种标准都采用了码分多址（CDMA）方式，因而3G系统是一种干扰受限制系统，具有软容量、自干扰等特点。3G系统支持的业务比较广泛，且业务速率变化范围较大，因此系统对不同速率业务的覆盖性能也有较大的区别。下面我们以WCDMA系统为例，具体介绍3G系统覆盖容量问题。WCDMA系统属于干扰受限系统，其覆盖不仅取决于最大发射功率，而且与系统负载有关。覆盖分析主要是基于链路预算的结果获得的。在进行覆盖计算时，需要假

3、设小区所能够接受的小区负载。对于不同的建设时期，应该综合分析近期和远期的建设成本，合理选择不同的负载因子，比如对于建网初期，可以选择较小的负载因子，以实现广覆盖。对于不同的无线环境和建网目标的要求，我们可以采用不同的小区结构来满足不同的覆盖目标，在此基础之上，进行链路预算。WCDMA系统的容量也是受干扰限制的，主要是多址干扰。如果采用有效的技术措施，就能将多址干扰降到最低程度，可以极大地提高系统的容量。除了多址干扰的影响外，对具有多种速率业务的WCDMA系统来说，容量还要受到高比特率和高质量业务的限制。若话音业务的速率为9.6kbit/

4、s，如一个用户使用了384kbit/s的视频业务，则相当于有384/9.6=40个话音业务在使用，因此影响了整个系统的容量。若一个正常话音业务的误比特率BER≤10-3，而某个E-Mail的业务要求BER≤10-9，在发送时就需要提高信扰比（Eb/No）。这样随着发射功率的增加，对其他用户的干扰也就会有所增加，从而降低了系统的容量。另外，就系统来说，每个用户发射功率的大小，对系统的整体容量也是有重要影响的。总之，由于WCDMA系统是自干扰系统，其容量、覆盖、质量之间密切相关。若容量增大，干扰随之增加，必然导致覆盖减小。降低部分连接的质量

5、要求，可以提高系统容量，同时也可以增加覆盖能力。2链路预算2.1链路预算的基本原理所谓链路预算，就是通过对系统中前反向信号传播途径中各种影响因素进行考察，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。在网络规划和设计之中，都需要进行链路预算。但是链路预算是大量的经验数据，对不同的地区来说，每个地区的无线环境情况都会存在差别，包括建筑物的密集程度、建筑物的材质、甚至是环境的背景噪声等都不相同，所以链路预算的结果只能提供粗略的路径损耗值，在实际的工程设计中，只能作为参考值，而不能用来指导工程建设。要得到比较准确

6、的反映无线环境对电信号的影响结果，必须要在本地进行模型修正来得到。链路预算的基本模型如下图所示：链路预算的一般公式如下所示：最大允许路径损耗=最大发射功率-发射机馈线损耗+发射天线增益+接收天线增益-接收天线馈线损耗-接收机灵敏度-衰落余量链路预算可以作为一种为不同3G业务提供小区范围评估的有效方法。通过对系统中前反向信号传播途径中各种影响因素进行考察，对系统的覆盖能力进行估计，链路预算的结果被称为最大各向同性路径损耗。使用适当的传播模型可以将其转化为小区范围。链路预算中很小的变化可以导致初规划结果的大不相同。对于不同业务和比特率最大路

7、径损耗不同。由于WCDMA系统的业务量是非对称的，即上行链路（由UE到NodeB的链路）和下行链路（由NodeB到UE的链路）的数据传输量不相同。在进行网络规划时，必须先计算两个不同方向的值。WCDMA系统的典型表现就是：上行链路是受覆盖限制的，而下行链路是受容量限制的。在无线设计中，下行链路预案算意义不大，上行链路预算中，各种因素相对比较确定，因此结果较为可靠。需要指出的是，对于不同的假设链路预算计算的结果变化会很明显。为了能够比较链路预算计算的结果，必须使用相同的假设。1.1链路预算算法介绍对于WCDMA系统来说，NodeB与UE之

8、间的链路预算可以分为下行链路预算和上行链路预算两部分。以上图为例，分别对其进行说明。下行链路最大传播损耗为：PL_DL=Pout_BS-Lc_BS-Lf_BS+Ga_BS+Ga_UE-Mf-MI-Lp-Lb