CDMA系統(tǒng)中小區(qū)容量和干擾

1、教學目標了解影響CDMA2000無線網(wǎng)絡(luò)前反向干擾的因素了解估算反向容量的兩種模型了解估算前向容量與哪些因素有關(guān)掌握容量規(guī)劃的思路、流程和注意事項1教學重點掌握容量規(guī)劃的思路、流程和注意事項2教學難點了解影響CDMA2000無線網(wǎng)絡(luò)前反向干擾的因素了解估算反向容量的兩種模型了解估算前向容量與哪些因素有關(guān)3教學內(nèi)容第1節(jié) CDMA網(wǎng)絡(luò)干擾分析第2節(jié) CDMA反向容量分析第3節(jié) CDMA前向容量分析第4節(jié) CDMA 1x容量規(guī)劃4內(nèi)容介紹第1節(jié) CDMA網(wǎng)絡(luò)干擾分析1 反向干擾分析2 前向干擾分析5干擾基本原理（作業(yè)7-1） CDMA 1X系統(tǒng)所有扇區(qū)可共用相同頻譜，這有利于提高系統(tǒng)容量因同頻復用

2、的原因，系統(tǒng)存在多用戶間的干擾，這種多址干擾限制了系統(tǒng)容量CDMA 1X的容量與干擾密切相關(guān)干擾的增加會降低系統(tǒng)容量，容量的增加會導致系統(tǒng)內(nèi)干擾提升6反向干擾分析 干擾受限模型 ITOT =Iown + Iother + PN + TIown ： 來自本扇區(qū)用戶的干擾Iother ： 來自鄰近扇區(qū)用戶的干擾PN ： 接收機底噪T ： 外界干擾對移動臺的干擾 接收機底噪由設(shè)備性能確定 通常假設(shè)在沒有外界干擾的條件下進行容量規(guī)劃 規(guī)劃時，重點考慮系統(tǒng)內(nèi)干擾，即本扇區(qū)用戶干擾和鄰扇區(qū)用戶干擾7扇區(qū)用戶干擾Iown 本扇區(qū)用戶干擾載頻共用頻譜帶寬，對于任一用戶來說，其它用戶所發(fā)射的信號就是干擾本扇區(qū)用

3、戶干擾為所有用戶到達接收機功率的和Iother 相鄰小區(qū)用戶干擾鄰區(qū)用戶干擾難以進行理論分析，與用戶分布、蜂窩布局、負荷等緊密相關(guān)定義鄰區(qū)干擾因子來衡量相鄰小區(qū)的干擾量當用戶均勻分布時對于全向扇區(qū)，鄰區(qū)干擾因子典型值 0.45對于 3 扇區(qū)定向扇區(qū)，鄰區(qū)干擾因子典型值 0.558反向干擾與網(wǎng)絡(luò)負荷關(guān)系 反向底噪提升與網(wǎng)絡(luò)負荷對應關(guān)系注意：假設(shè)功率控制理想假設(shè)鄰區(qū)干擾恒定50% 網(wǎng)絡(luò)負荷 3dB60% 網(wǎng)絡(luò)負荷 4dB75% 網(wǎng)絡(luò)負荷 6dB9內(nèi)容介紹第1節(jié) CDMA網(wǎng)絡(luò)干擾分析1 反向干擾分析2 前向干擾分析10前向干擾組成移動臺接收的噪聲包括熱噪聲、本扇區(qū)干擾、鄰扇區(qū)干擾、外部干擾。 Nt

4、= No + Isc + Ioc + T前向采用相關(guān)解調(diào)，本扇區(qū)干擾來源于多徑鄰扇區(qū)干擾來源于相鄰基站所發(fā)射出的同頻信號在服務小區(qū)中心，干擾主要為同小區(qū)同信道多徑的影響在扇區(qū)服務邊緣，鄰小區(qū)的干擾占主要部分前向鏈路干擾比較復雜，通常采用仿真獲得干擾情況內(nèi)容介紹第1節(jié) CDMA網(wǎng)絡(luò)干擾分析第2節(jié) CDMA反向容量分析第3節(jié) CDMA前向容量分析第4節(jié) CDMA 1x容量規(guī)劃12內(nèi)容介紹第2節(jié) CDMA反向容量分析1 反向容量模型2 反向容量典型值13根據(jù)反向業(yè)務的干擾模型，可以得到CDMA 1x語音業(yè)務的極限容量模型M 在極限情況下，小區(qū)所能同時接入的用戶總數(shù)；W/R 為擴頻增益，W為1.228

5、8MHz，R為業(yè)務速率，語音業(yè)務為9.6kbps； 語音激活因子，缺省值為0.4；F 小區(qū)干擾因子，缺省值為0.55；S 扇區(qū)化因子，缺省值為0.85（S111）；Eb/Nt所需信噪比，即要求的解調(diào)門限。在給定小區(qū)負荷X的情況下，可以計算得到小區(qū)允許接入的用戶數(shù)（信道數(shù)）NNMX注意：業(yè)務速率與極限容量成反比激活因子與及限容量成反比CDMA 1x極限容量模型14假設(shè)網(wǎng)絡(luò)只有兩種業(yè)務，9.6kbps Voice Service和38.4kbps的Packet Data Service。CDMA 1x極限容量模型-例子15華為常用的則是軟阻塞公式。假設(shè)某小區(qū)內(nèi)用戶均為話音用戶，如果用戶接入分布采用

6、高斯近似，可以得到CDMA軟阻塞概率的表達式：CDMA系統(tǒng)的阻塞概率：1.2288Mhz； ：9.6kbps； ：系統(tǒng)載荷； ：單小區(qū)的愛爾蘭Erl容量；：反向鏈路話音激活因子均值，一般取為0.4；：反向鏈路話音激活因子平方的均值，一般取為0.31；：解調(diào)門限標準差（功控方差），一般取為12.5dB；：解調(diào)中值（ ， ， 為解調(diào)門限）；：分別為一階，二階頻率再用因子，一般均取為0.55（當阻塞概率超過1時，可以取 ，將減小計算精度損失）指定系統(tǒng)載荷、反向鏈路解調(diào)門限、系統(tǒng)阻塞率及干擾因子等，即可使用該公式得到小區(qū)的愛爾蘭容量（Erl）CDMA 1x反向軟阻塞容量模型16CDMA 1x系統(tǒng)軟容量

7、特性 軟阻塞：基站有足夠的信道可用，但為了避免服務范圍內(nèi)干擾高于事先設(shè)定的門限值，系統(tǒng)拒絕新的呼叫；為了獲得更大的系統(tǒng)容量，可以通過降低質(zhì)量要求，降低阻塞負荷。 軟阻塞屬于指標阻塞，隨著不同負荷和不同業(yè)務質(zhì)量要求而有不同的系統(tǒng)容量。 影響扇區(qū)反向容量的因素空口的目標阻塞率網(wǎng)絡(luò)蜂窩組網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點系統(tǒng)解調(diào)門限 Eb/Nt語音和數(shù)據(jù)業(yè)務比例用戶接入速率,運動速率功率控制精度 CDMA 1x系統(tǒng)容量隨環(huán)境變化而發(fā)生波動17CDMA 1x反向容量模型比較 軟阻塞容量與極限容量模型在表示形式上有所不同，實質(zhì)上是根據(jù)反向干擾得到的兩種不同表示形式 軟阻塞容量模型認為CDMA 1x反向容量是軟的，通過犧牲用戶的

8、通話質(zhì)量以增加小區(qū)容量 極限容量模型認為小區(qū)容量與解調(diào)門限密切相關(guān) 采用軟阻塞模型計算結(jié)果的單位是Erlang，采用極限容量模型計算結(jié)果的單位是用戶數(shù)，二者可以通過Erlang B表有效地結(jié)合起來 兩個公式的計算結(jié)果基本上是一致的18內(nèi)容介紹第2節(jié) CDMA反向容量分析第1節(jié) 反向容量模型第2節(jié) 反向容量典型值19基站反向容量典型值50%系統(tǒng)負荷，2%阻塞率，0.5干擾因子，激活因子：語音0.4、數(shù)據(jù)1S1/1站型扇區(qū)因子: 1.8；S1/1/1站型扇區(qū)因子:2.55 一般而言，反向受限 內(nèi)容介紹第1節(jié) CDMA網(wǎng)絡(luò)干擾分析第2節(jié) CDMA反向容量分析第3節(jié) CDMA前向容量分析第4節(jié) CDM

9、A 1x容量規(guī)劃21前向容量模型22前向容量分析前向容量分析考慮因素前向容量的分析，要求前向各類信道在接收端均能成功被解調(diào)各信道有不同的解調(diào)門限；不同業(yè)務速率對解調(diào)門限的要求不一樣接收信號功率與干擾功率的關(guān)系接收端距離基站的距離及損耗基站總的功率及各信道功率分配策略前向容量分析需要假設(shè)用戶的分布，引入了用戶分布因子23前向容量分析前向容量特點業(yè)務類型不同設(shè)備總?cè)萘坎煌\動速率對系統(tǒng)容量影響較大前向鏈路的容量取決于扇區(qū)的總發(fā)射功率、信道功率分配策略及解調(diào)門限用戶分布情況直接影響基站前向容量24CDMA 1x容量特性比較前向容量與反向容量特性比較反向容量 取決于受干擾程度，與扇區(qū)負載、基站的解調(diào)門

10、限、用戶行為等息息相關(guān)前向容量取決于用戶分布、基站總發(fā)射功率，信道功率分配策略有關(guān)，同時也與用戶行為、手機的解調(diào)門限等有關(guān)25CDMA 1x容量特性比較IS-95與CDMA 1x容量特性比較反向容量1X反向信道采用反向?qū)ьl相干解調(diào)，數(shù)據(jù)業(yè)務采用Turbo碼，提高了反向解調(diào)性能，CDMA 1x反向容量比IS-95高2-3倍前向容量1X前向信道采用快速功率控制技術(shù)，提高了功控精度，降低前向平均發(fā)射功率，數(shù)據(jù)業(yè)務采用Turbo碼，CDMA 1x前向容量比IS-95提高將近1.5-2倍26系統(tǒng)受限的是？容量受限分析用戶均勻分布情況下，容量為反向受限（主要為低速率業(yè)務）用戶邊緣分布情況下，容量為前向受限

11、 （主要為低速率業(yè)務）常用的反向負荷為50%和75%不建議采用超過75%的網(wǎng)絡(luò)負荷進行系統(tǒng)估算，系統(tǒng)容易崩潰當高速率數(shù)據(jù)業(yè)務用戶比例很大時，系統(tǒng)容量會前向受限27內(nèi)容介紹第1節(jié) CDMA網(wǎng)絡(luò)干擾分析第2節(jié) CDMA反向容量分析第3節(jié) CDMA前向容量分析第4節(jié) CDMA 1x容量規(guī)劃28容量規(guī)劃思路對需要規(guī)劃地區(qū)按話務分布和地物地貌特點進行區(qū)域劃分 如密集區(qū)、一般城區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村等；對各目標區(qū)域進行話務模型分析根據(jù)不同目標區(qū)域的話務模型，確定各目標區(qū)域的單載頻/單站點規(guī)劃容量； 確定滿足容量要求的目標區(qū)域的基站數(shù)和載頻數(shù)； 檢查容量規(guī)劃結(jié)果是否出現(xiàn)資源受限 根據(jù)容量和覆蓋規(guī)劃的站點數(shù)和載頻數(shù)，

12、平衡覆蓋容量規(guī)劃，保證同時滿足容量和覆蓋的要求； 對BTS/BSC進行CE（信道資源）配置； 29容量規(guī)劃流程（作業(yè)7-2）客戶需求分析明確客戶需求重點分析客戶話務模型計算出單站實際承載用戶數(shù)檢查規(guī)劃是否出現(xiàn)資源受限完成容量規(guī)劃相關(guān)配置 話務模型/需求分析吞吐量計算Walsh碼計算CE計算單用戶平均吞吐量符合要求所需站點數(shù)總用戶數(shù)/單站吞吐量/單用戶平均吞吐量所需站點數(shù)單站吞吐量站點資源是否受限單站吞吐量單站承載用戶數(shù)特定條件下進行容量規(guī)劃30容量規(guī)劃需要明確信息設(shè)計網(wǎng)絡(luò)負荷 話務模型 服務等級GOS 軟切換比例 用戶分布/用戶分布區(qū)域 網(wǎng)絡(luò)總用戶 使用終端類型 使用站型 各業(yè)務FER、業(yè)務激

13、活因子 客戶其它特殊要求31采用吞吐量描述系統(tǒng)容量語音業(yè)務采用固定速率信道，傳統(tǒng)方式采用Erl描述設(shè)備業(yè)務處理能力引入數(shù)據(jù)業(yè)務后，業(yè)務不同，用戶的平均速率也不同，很難用Erl來描述。華為公司采用吞吐量來描述設(shè)備業(yè)務處理能力吞吐量=業(yè)務量強度*數(shù)據(jù)速率*激活因子一般情況，話音業(yè)務激活因子是0.4，數(shù)據(jù)業(yè)務是132PDS每用戶反向鏈路平均吞吐量計算假設(shè)某網(wǎng)絡(luò)容量是反向受限，以反向容量進行規(guī)劃根據(jù)客戶提供的以下信息求出PDS業(yè)務每用戶反向鏈路平均吞吐量33PDS每用戶反向鏈路平均吞吐量計算注意：根據(jù)客戶提供的每用戶平均下載速率進行計算根據(jù)華為容量規(guī)劃計算方法分組數(shù)據(jù)業(yè)務，默認上下行吞吐量比例為1:4

14、1kbps 1024 bps綠色部分信息由客戶提供34話務模型分析分析網(wǎng)絡(luò)各種類型用戶在反向鏈路平均吞吐量占用百分比計算出每用戶反向鏈路平均吞吐量混合小區(qū)每用戶反向平均吞吐量 Ti PiTi：業(yè)務平均吞吐量； Pi：業(yè)務占百分比混合小區(qū)每用戶反向平均吞吐量 96*90%+45.3*8%+143.4*2%=92.9bps混合業(yè)務的用戶如何計算？35話務模型分析注意：所有業(yè)務所占百分比加起來等于100不同業(yè)務的平均速率/占百分比根據(jù)客戶需求確定分組數(shù)據(jù)業(yè)務，默認上下行吞吐量比例為1:4CDMA 1X可提供話音、分組、電路域三種業(yè)務36扇區(qū)載頻反向吞吐量分析分別計算出純話音、純分組、純電路域業(yè)務單扇

15、區(qū)的吞吐量計算混合扇區(qū)吞吐量計算混合業(yè)務單BTS吞吐量 （在特定建網(wǎng)要求下）注意：要將混合用戶的百分比轉(zhuǎn)化為相應各類純業(yè)務用戶百分比單扇區(qū)容量計算時要設(shè)置相對應的參數(shù)37扇區(qū)載頻反向吞吐量分析混合扇區(qū)反向吞吐量 T celli P celliT celli：扇區(qū)純業(yè)務吞吐量； P celli：純業(yè)務占百分比（包括混合業(yè)務用戶）38混合扇區(qū)吞吐量計算分析混合扇區(qū)吞吐量 101.2*90%+158*8%+77.6*2% = 105.27 kbps 混合單BTS吞吐量 混合扇區(qū)吞吐量扇區(qū)因子 如：S111 102.272.55=268.44kbps 單BTS可承載用戶數(shù) 混合單BTS吞吐量 / 每用戶