WCDMA網(wǎng)的擾碼規(guī)劃淺析

1、22責(zé)任編輯:左永君 zuoyongjun2010年第24期網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)【摘 要】文章從WCDMA網(wǎng)擾碼的特點(diǎn)出發(fā),對(duì)擾碼規(guī)劃中的主擾碼規(guī)劃及擾碼規(guī)劃方法進(jìn)行了分析,并簡(jiǎn)單說明了WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中擾碼規(guī)劃的重要性。【關(guān)鍵詞】WCDMA 擾碼 Gold碼族 復(fù)用距離收稿日期:2010-09-20王小穩(wěn) 李 梅 廣州杰賽通信規(guī)劃設(shè)計(jì)院WCDMA網(wǎng)的擾碼規(guī)劃淺析1 概述WCDMA系統(tǒng)采用碼分多址的無線接入方式,不需頻率規(guī)劃;但是由于WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)區(qū)分不同的用戶和基站主要靠不同的擾碼,所以需要進(jìn)行擾碼規(guī)劃。擾碼規(guī)劃的主要思想是確定兩個(gè)使用相同擾碼的小區(qū)的最小無線傳播距離,即復(fù)用距離。WCDMA系

2、統(tǒng)中的擾碼規(guī)劃類似于GSM系統(tǒng)中的頻率規(guī)劃,主要是為小區(qū)分配主擾碼。上行采用25階生成多項(xiàng)式產(chǎn)生的序列截短為10ms 的幀長(zhǎng)度,其長(zhǎng)度為38400個(gè)碼片(或高級(jí)基站可接收0.0667ms的256個(gè)碼片的短碼,為擴(kuò)展的S(2碼,用來區(qū)分終端。下行采用18階生成多項(xiàng)式產(chǎn)生的序列截短為10ms的幀長(zhǎng)度,其長(zhǎng)度為38400個(gè)碼片。不采用短擾碼,共218-1=262143個(gè)擾碼,只用08191號(hào)的擾碼。8192個(gè)擾碼分為512集(set,每集包含1個(gè)主擾碼和15個(gè)輔擾碼,主擾碼的擾碼號(hào)為n =16*i (i =0511,對(duì)應(yīng)第i 集的從擾碼擾碼號(hào)為(16*i +k (k =115。512個(gè)主擾碼又可以分

3、為64組(group,每一組有8個(gè)主擾碼,第j 個(gè)主擾碼組中的擾碼號(hào)是(6*8*j +16*k ,其中,j =063,k =07,用來區(qū)分扇區(qū)。每個(gè)小區(qū)僅分配一個(gè)主擾碼。如果小區(qū)數(shù)量超過了512個(gè),則存在主擾碼的復(fù)用,需要保證相同主擾碼的小區(qū)距離足夠遠(yuǎn)。一般地,所謂的擾碼規(guī)劃就是指下行擾碼的規(guī)劃。由于擾碼是用于區(qū)分小區(qū)的,可用于移動(dòng)臺(tái)的初始接入網(wǎng)絡(luò)、小區(qū)重選及切換等,所以擾碼分配在系統(tǒng)規(guī)劃中是非常重要的。2 主擾碼規(guī)劃2.1 主擾碼的作用3GPP有關(guān)WCDMA的規(guī)范規(guī)定了用戶終端在小區(qū)搜索過程中,采用主擾碼而不是小區(qū)識(shí)別碼(Cell ID識(shí)別不同的小區(qū),因此,每個(gè)小區(qū)需要分配、并且只能分配1個(gè)

4、主擾碼。2.2 可用的主擾碼資源WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)中使用的主擾碼是Gold碼族,512個(gè)主擾碼之間具有最佳的自相關(guān)和互相關(guān)特性。2.3 主擾碼的復(fù)用由于WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)頻率上的小區(qū)數(shù)目遠(yuǎn)大于主擾碼的數(shù)量,因此,主擾碼也存在復(fù)用問題。主擾碼復(fù)用的原則是:在網(wǎng)絡(luò)中的任意位置不會(huì)產(chǎn)生擾碼沖突問題。即用戶終端在網(wǎng)絡(luò)中的任意位置,可以由搜索到的主擾碼確定一個(gè)唯一的小區(qū),而不會(huì)出現(xiàn)用戶終端搜索到的主擾碼在某一位置上有可能是來自兩個(gè)不同小區(qū)的情況。擾碼沖突會(huì)導(dǎo)致干擾劇增、容量下降,擾碼規(guī)劃時(shí)必須避免這一情況的發(fā)生。23責(zé)任編輯:左永君 zuoyongjun2010年第24期網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)遠(yuǎn)處基站的信號(hào)電平

5、應(yīng)該低于噪聲電平。擾碼規(guī)劃首先要解決的一個(gè)基本問題是確定碼組的最小復(fù)用距離,即可使用同一碼組的基站之間的最小距離。假設(shè)i 小區(qū)和j 小區(qū)使用相同的下行導(dǎo)頻碼,兩基站之間的距離為D ij ,覆蓋半徑分別為R i 和R j ,如圖1所示:圖1 最小復(fù)用距離根據(jù)前面提到的復(fù)用距離要求,兩小區(qū)之間的距離D ij 必須足夠大,至少應(yīng)該滿足下面的不等式:10lgD ij -max(R i ,R j -10lgmax(R i ,R j >PL (1上式對(duì)路徑損耗的計(jì)算進(jìn)行了簡(jiǎn)化,只考慮了信號(hào)強(qiáng)度隨傳播距離減弱的趨勢(shì),未考慮陰影衰落和快衰落的影響。由于擾碼資源豐富,因此實(shí)際上的擾碼規(guī)劃很寬松,目前有兩種

6、常用的方法供參考:(1方法一首先按各擾碼組中頭一個(gè)擾碼對(duì)各小區(qū)進(jìn)行分配,分配完后按各擾碼組中第二個(gè)擾碼對(duì)各小區(qū)進(jìn)行分配,以此類推。第一個(gè)基站的擾碼為(0,8,16,第二個(gè)基站的擾碼為(24,32,40(1,9,17, (25,33,41,具體見表1:2.4 邊界小區(qū)的主擾碼協(xié)調(diào)在GSM系統(tǒng)中,由于頻率數(shù)量少、復(fù)用次數(shù)多,相鄰業(yè)務(wù)區(qū)邊界基站的頻率規(guī)劃必須事先協(xié)調(diào)好,否則將導(dǎo)致邊界基站的頻率沖突問題。問題嚴(yán)重時(shí),可能還需要對(duì)某個(gè)業(yè)務(wù)區(qū)重新進(jìn)行頻率規(guī)劃。在窄帶CDMA系統(tǒng)中,一般采用保留若干個(gè)PN碼專用于邊界基站的方法。由于可用的PN碼數(shù)量相對(duì)富余,所以比較容易進(jìn)行規(guī)劃和協(xié)調(diào)。WCDMA的主擾碼數(shù)量

7、多,有512個(gè),邊界小區(qū)的主擾碼規(guī)劃和協(xié)調(diào)相對(duì)容易得多,可以保留若干個(gè)主擾碼專用于邊界小區(qū),16個(gè)或32個(gè)。2.5 微蜂窩小區(qū)的主擾碼規(guī)劃在擾碼規(guī)劃上,微蜂窩小區(qū)并沒有什么不同于宏蜂窩小區(qū)的特別要求,微蜂窩小區(qū)和宏蜂窩小區(qū)完全可以一同進(jìn)行擾碼規(guī)劃。當(dāng)然,如果有其他特殊情況需要考慮時(shí),也可以保留若干個(gè)主擾碼專用于微蜂窩小區(qū)。2.6 多載頻下的主擾碼規(guī)劃WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)信道對(duì)應(yīng)于某個(gè)頻率上的一個(gè)擴(kuò)頻碼和一個(gè)擾碼。用戶終端在搜索小區(qū)時(shí),首先要鎖定在某個(gè)頻率上,在此基礎(chǔ)上才有識(shí)別主擾碼組和主擾碼的過程。因此,不同頻率上的WCDMA小區(qū),在擾碼問題上是互不相關(guān)的。或者說,如果某個(gè)小區(qū)啟用了多載

8、頻,則不同載頻之間的主擾碼之間沒有必然的關(guān)系。當(dāng)然,這也意味著啟用了多載頻的小區(qū),完全可以在不同頻率上使用相同的主擾碼。3 擾碼規(guī)劃方法擾碼規(guī)劃應(yīng)遵循以下原則:(1相鄰小區(qū)的下行擾碼弱相關(guān);(2同一擾碼的復(fù)用距離應(yīng)滿足如下條件:使用同一碼資源的兩個(gè)基站之間的距離必須足夠大;遠(yuǎn)處基站的信號(hào)功率遠(yuǎn)小于主基站的信號(hào)功率;表1 方法一擾碼規(guī)劃選取原則主擾碼/組0123456789101112131415PSC_1081624324048566472808896104112120PSC_2191725334149576573818997105113121PSC_321018263442505866748

9、29098106114122PSC_43111927354351596775839199107115123PSC_541220283644526068768492100108116124PSC_651321293745536169778593101109117125PSC_761422303846546270788694102110118126PSC_87152331394755637179879510311111912724責(zé)任編輯:左永君 zuoyongjun2010年第24期網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)【作者簡(jiǎn)介】王小穩(wěn):通信工程師,工程碩士畢業(yè)于北京郵電大學(xué)電子與通信工程專業(yè)?，F(xiàn)任廣州杰賽通信規(guī)劃設(shè)計(jì)院項(xiàng)

10、目經(jīng)理,主要從事移動(dòng)通信無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計(jì)等工作。李 梅:通信工程師,本科畢業(yè)于華南理工大學(xué)通信工程專業(yè)?，F(xiàn)任廣州杰賽通信規(guī)劃設(shè)計(jì)院華南分院副院長(zhǎng),長(zhǎng)期從事移動(dòng)通信 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計(jì)等工作。參考文獻(xiàn)1 王瑩,劉寶玲. WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化M. 北京: 人民郵電出版社,2007.2 郭東亮,等. WCDMA規(guī)劃設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京: 人民郵 電出版社,2005. 在實(shí)際擾碼的規(guī)劃中,為了使移動(dòng)臺(tái)盡快搜索到小區(qū)、與鄰區(qū)建立同步,從而達(dá)到允許快速切換的目的,要求小區(qū)和它的鄰區(qū)擾碼屬于盡可能少的擾碼組。每多解調(diào)一個(gè)擾碼組,就需要額外的20ms。所以合理地根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和無線環(huán)境來規(guī)劃擾碼是非常重

11、要的。如在密集城區(qū),高站點(diǎn)密集形成了較為復(fù)雜的鄰區(qū)列表和切換關(guān)系,就應(yīng)該使用比較少的擾碼組,以減少搜索時(shí)間,提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。(2方法二規(guī)則是鄰小區(qū)的擾碼盡可能在同一組,至少本基站的幾個(gè)小區(qū)的擾碼在同一組,這樣有利于縮短小區(qū)搜索的時(shí)間。第一個(gè)基站的擾碼為(0,1,2,第二個(gè)為(8,9,10(3,4,5,(11,12,13,依此類推,具體見表2。兩個(gè)采用同樣擾碼的小區(qū)在物理距離上應(yīng)該越遠(yuǎn)越好,鄰小區(qū)禁止采用相同的擾碼。在擾碼規(guī)劃時(shí)還應(yīng)預(yù)留一部分?jǐn)_碼作為備用,如預(yù)留一部分供室內(nèi)覆蓋小區(qū)使用。對(duì)于不同本地網(wǎng)的邊界擾碼規(guī)劃,可制定統(tǒng)一的原則,即A地區(qū)在交界的基站采用的擾碼為低段擾碼,如0,1,2,而對(duì)端B

12、地區(qū)交界的基站采用的擾碼為高段擾碼,如492,491。4 小結(jié)在WCDMA網(wǎng)絡(luò)中,區(qū)分不同的用戶和基站主要是靠不同的擾碼,所以對(duì)擾碼的規(guī)劃非常重要。由于主擾碼采用的是自相關(guān)和互特性良好的Gold碼族,并且資源豐富,與GSM中的頻率規(guī)劃以及窄帶CDMA中的PN碼規(guī)劃相比,WCDMA系統(tǒng)中的主擾碼規(guī)劃更為靈活、更易實(shí)施。在主擾碼出現(xiàn)復(fù)用的情況下,只需避免發(fā)生擾碼沖突問題即可。表2 方法二擾碼規(guī)劃選取原則主擾碼/組0123456789101112131415PSC_1081624324048566472808896104112120PSC_2191725334149576573818997105113121PSC_32101826344250586674829098106114122PSC_431