毕业设计论文WCDMA无线网络规划设计.doc

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1、河南科技大学本科毕业设计（论文）WCDMA无线网络规划设计摘 要随着3G标准的不断发展、完善及3G设备不断成熟，如何经济合理地建设3G网络已成为急需解决的问题。由于3G系统存在自干扰特性和软容量等技术特点，网络规划需要做好覆盖和容量、话音与数据、用户与业务等方面的综合平衡，做到最有效的利用有限资源，保证最优的网络质量，为用户提供最好的业务体验和通信服务。本文内容正是在此背景下的一次积极探索和研究。本论文首先以WCDMA的无线技术特点为线索，概述了WCDMA的特点、无线网络技术特点和相应的网络规划的特点，并结合实际情况，重点讨论无线网络建设情况，如信道分配、小区数据规划等不同区域的覆盖策略，并具

2、体分析了几种典型情况及规划方法。最后本文对河东酒店进行了室内覆盖设计，可以为其提供一个良好的WCDMA网络服务，如可视电话业务，中、高速数据业务等。同时，整个网络容量配置可以满足长远的WCDMA用户预期业务需求。关键词：WCDMA，3G，无线网络，网络规划，室内覆盖4THE PLANNING AND DESIGN OF WCDMA RADIO NETWORKABSTRACTWith the continuous development and improvement of 3G standards, and the maturity of 3G equipment, how economica

3、lly and reasonably to build 3G network has become an urgent problem to solve. Because of the self-interference characteristics and soft capacity of 3G systems and other technical features, The network planning needs to think about the comprehensive balance of covered and capacity, voice and data, us

4、ers and business etc, and the most effective use of limited resources to ensure optimal network quality, to provide users with the best service experience and communication services. The article contents just a positive exploration and research in such background. This thesis with WCDMA radio techno

5、logy first for clues, summarizes the characteristics of the radio network WCDMA characteristics, technical characteristics and corresponding characteristics of the network planning, and connecting with the actual situation, mainly discuss the radio network construction condition, such as channel all

6、ocation, community data planning etc in different areas of the cover strategies, and then concrete analysis of several kinds of typical situation and planning method. Finally this paper has an indoor coverage design for Eastward hotel. This program can provide a good WCDMA network services for Eastw

7、ard hotel, such as video phone business, medium, high speed data business, etc. At the same time, the entire network capacity configuration can satisfy the expected business requirements of long-term WCDMA users. KEYWORDS：WCDMA, 3G, Radio Networks, Network Planning, Indoor Coverage目录第1章 绪 论11.1 第三代移

8、动通信系统11.2 WCDMA标准主要特点21.3 WCDMA关键技术31.3.1 多用户检测31.3.2 RAKE接收机31.3.3 多载波设计41.3.4 智能天线4第2章 WCDMA系统结构简介52.1 WCDMA系统结构52.1.1 用户终端设备52.1.2 无线接入网62.1.3 核心网络62.2 WCDMA无线接入网结构及接口82.2.1 WCDMA无线接入网结构82.2.2 WCDMA无线网络接口82.3 WCDMA与GSM无线网络规划不同处92.3.1 规划策略不同92.3.2 频率规划及干扰预测10第3章 WCDMA无线网络规划113.1 WCDMA无线网络规划步骤113.2

9、 WCDMA无线网络规划目标123.2.1 网络覆盖目标123.2.2 网络容量目标123.2.3 网络质量(Qos)目标123.2.4 成本目标123.3 WCDMA覆盖规划123.3.1 WCDMA传播模型133.3.2 移动无线网络传播环境143.4 WCDMA系统容量规划143.4.1 确定软容量143.4.2 WCDMA系统容量估计163.5 WCDMA系统基站规划183.5.1 选站原则183.5.2 站址勘察183.5.3 天线选择及其安装19第4章 河东酒店室内覆盖设计224.1 室内覆盖理论224.1.1 什么是室内覆盖224.1.2 为什么要建设室内覆盖224.1.3 什么

10、地区需要室内覆盖234.1.4 怎么实现室内覆盖234.1.5 信号分布基本方式234.2 室内覆盖设计244.2.1 覆盖区域244.2.2 覆盖方案254.2.3 设计标准264.3 设计总结274.3.1 功率分配合理性与设备利用率分析274.3.2 信号外泄和切换分析274.3.3 电磁辐射影响分析28结论29参考文献30致谢32河南科技大学本科毕业设计（论文）第1章 绪 论本章主要介绍第三代移动通信系统三大标准之一的WCDMA系统的主要特点及关键技术。1.1 第三代移动通信系统模拟通信系统经过10余年的发展后，终于在20世纪90年代初逐步被更先进的数字蜂窝移动通信系统所代替。手持机的

11、迅速普及将驱动通信向个人化方向发展，互联网用户数以翻番的速度膨胀又带来了移动数据通信的发展机遇。特别是移动多媒体和高速数据业务的迅速发展，迫切需要设计和建设一种新的网络以提供更宽的工作频带、支持更加灵活的多种类业务(高速率数据、多媒体及对称或非对称业务等)，并使移动终端能够在不同的网络间进行漫游。由于市场的驱动促使第三代移动通信系统(3G)的概念应运而生。第三代移动通信系统将满足城市和偏远地区各种用户密度，支持高速移动环境，提供持话音、数据和多媒体等多种业务(最高速率可达2Mbps)的先进移动通信网。ITU于1996年确定了正式名称：IMT-2000(国际移动通信-2000)，其含义为该系统预

12、期在2000年左右投入使用，工作于2000MHz频带，最高传输数据速率为2000kbps。IMT-2000的技术选取中最关键的是无线传输技术(RTT)。无线传输技术(RTT)主要包括多址技术、调制解调技术、信道编解码与交织、双工技术、信道结构和复用、帧结构、RF信道参数等。ITU于1997年制定了M.1225建议，对IMT-2000无线传输技术提出了最低要求，并面向世界范围征求RTT建议。ITU要求IMT-2000 RTT必须满足以下三种环境的要求。即：（1） 快速移动环境，最高速率达144kbit/s；（2） 室外到室内或步行环境，最高速率达384kbit/s；（3） 室内环境，最高速率达2

13、Mbit/s。另外，ITU所定义的IMT-2000系统需要具有以下特性：（1） 全球化：IMT-2000是一个全球性的系统，各个地区多种系统组成了一个IMT-2000家族，各个系统间设计上具有高度的互通性，使用共同的频段，全球统一标准，能提供全球无缝漫游；（2） 综合化：能够提供多种业务，特别能够支持多媒体业务和Internet业务，并有能力容纳新类型的业务；（3） 个人化：全球唯一的个人号码，足够的系统容量，高保密性，高服务质量。我国提出的TD-SCDMA建议标准与欧洲、日本提出的WCDMA和美国提出的CDMA2000标准一起列入该建议，成为世界三大主流标准之一。1.2 WCDMA标准主要特

14、点WCDMA作为3G的一个主要标准，具有以下特点：（1） 基站无须同步，摆脱了美国GPS系统的控制。（2） 信道丰富，可以满足各种业务的需求。WCDMA可以通过公共信道、接入信道和专用信道等通类型的信道实现不同业务。WCDMA所承载的业务可以大致分为四类一会话类、数据流类、互动类、后台类。它们的主要区别在于对时延的敏感程度，会话类业务对时延最敏感，后台类业务对时延最不敏感。（3） 容量更大、业务速率更高。WCDMA的码片速率达3.84Mchip/s，载波带宽约5MHz系统，WCDMA的带宽能够支持更高的速率，对于话音业务具有更高的扩频增益，接收灵敏更高。（4） 功率控制更加完善。WCDMA采用

15、开环和闭环两种功率控制方式，当链路没有建立时，开环率控制用来调节接入信道的发射功率，链路建立之后使用闭环功率控制。闭环功率控制又包括内环功率控制和外环功率控制，外环功率控制以误码率或误帧率作为控制的目标。WCDMA供的上行快速功率控制是它的一个显著的特点，频率为1500Hz，而IS-95上行功率控制只有800Hz，下行链路为慢速功率控制。WCDMA的快速功率控制速度比路径损耗的变化至比低速和中速移动的LIE产生的瑞利快衰落的速度还快，可以有效抵抗链路的功率不平衡现象和Rayleigh衰落，能够更好地控制系统内的干扰，提升网络覆盖、容量方面的性能。（5） 切换机制更加健全。WCDMA系统采用软切

16、换方式，降低掉话，但会增加开销。（6） 对于分组数据业务，具有灵活的资源调度机制。WCDMA借助于不同的承载业务信道和灵活资源分配机制，能够根据业务类型提供不同的Qos，适应市场和网络两方面的要求。1.3 WCDMA关键技术无线网络的规划与设计不是一个孤立的技术工作，它和网络自身的技术特点密切相关。无线网络的规划必须遵循技术的基本原理，才能有效的发挥网络的性能。要规划设计一个性能优良的WCDMA网络，首先要正确理解WCDMA的关键技术。1.3.1 多用户检测在蜂窝移动码分多址通信中，干扰大致分为三种类型：加性白噪声、多径干扰、多址干扰。当小区同时使用的用户数较多时，多址干扰时最主要的干扰。在C

17、DMA系统中，引入了多用户检测技术，它是引用信息论并通过严格的理论分析后提出的一种新型抗多址技术，而且通过多用户检测既可以抗多址干扰，又可以抵抗远近效应和多径干扰。1.3.2 RAKE接收机在CDMA扩频系统中，信道带宽远远大于信道平坦衰落带宽。不同于传统的调制技术需要用均衡算法来消除相邻符号间的码间干扰，CDMA扩频码在选择时就要求它有很好的自相关特性。这样，在无线信道中出现的时延扩展就可以被看作只是被传信号的再次传送。如果这些多径信号相互间的时延超过了一个码片的长度，那么它们将被CDMA接收机看作是非相关的噪声，而不再需要均衡了。由于在多径信号中含有可以利用的信息，所以CDMA接收机可以通

18、过合并多径信来改善接收信号的信噪比。其实RAKE接收机通过多个相关检测器接收多径信号的各信号，并把它们合并在一起。RAKE接收机的理论基础就是：当传播时延超过一个码周期时，多径信号实际上可被看作是互不相关的。1.3.3 多载波设计在频率资源允许的情况下，可以通过增加载频提高系统容量。WCDMA支持多载波术，支持有效的频率间切换，并且两个载波之间可以平衡负载，增大每个站点的容量，这是提高网络容量最有效的方法，并且对网络的影响很小。从现有技术上看，几个载波之间共享一个功率放大器也是可能的。两个载波共享一个功率放大器是功率放大器最有效的使用方法，因为负载可以在两个载波之间进行划分。1.3.4 智能天

19、线在数字移动通信系统中三种基本的多址接入方式：频分多址(FDMA)、时分多(TDMA)和码分多址(CDMA)，它们分别在频域、时域和码域上实现用户的多而空域的资源尚未得到充分利用。智能天线正是开发空域资源，解决目前频谱资源匮乏、无线系统容量不足的有效途径。智能天线采用空分复用(SDMA)方式，利用信号在传播路径方向上的差别，将扩散、瑞利衰落、多径、信道干扰的影响降低，将同频率、同时隙信号区别开来，和其他复用技术结合，最大限度地有效利用频谱资源。基站智能天线是一种有多个天线单元组成的阵列天线，通过调节各单元信号的加权幅度和相位，改变阵列的方向图，从而抑制干扰，提高信噪比，它可以自动测出用户方向，

20、将波束指向用户，实现波束跟用户走。智能天线对抑制干扰有明显的作用，3G标准指出智能天线应用要求，改善网络容量和性能，技术上考虑“聚集波束”、“自适应波束形成”以及“波束切换”。河南科技大学本科毕业设计（论文）第2章 WCDMA系统结构简介本章从WCDMA系统的结构出发，进而详细介绍WCDMA系统的重要组成部分无线网络部分。在此基础上讨论了WCDMA系统与GSM两个系统在无线网络规划的差别。2.1 WCDMA系统结构WCDMA系统采用了与第二代移动通信系统类似的结构，包括无线接入网络(radio access network，RAN)和核心网络(core network，CN)。其中无线接入网络

21、用于处理所有与无线有关的功能，而CN处理WCDMA系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由功能。CN从逻辑上分为电路交换域(CS)和分组交换域(PS)。图2-1 UMTS网络结构从图2-1 UMTS网络结构中可以看出，UMTS系统的网络单元包括如下部分：UE、UTRA、CN。2.1.1 用户终端设备UE(User Equipment)是用户终端设备，它通过Uu接口与网络设备进行数据交互，为用户提供电路域和分组域内的各种业务功能，包括普通话音、数据通信、移动多媒体、Internet应用(E-mail、WWW浏览、FTP等)。UE包括两部分：（1） ME(The Mobile

22、Equipment)，提供应用和服务；（2） USIM(The UMTS Subscriber Module)，提供用户身份识别。2.1.2 无线接入网UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)，即无线接入网，分为基站(Node B)和无线网络控制器(RNC)两部分：（1） Node BNode B是WCDMA系统的基站(即无线收发信机)，通过标准的Iub接口主要完成Uu接口物理层协议的处理。它的主要功能是扩频、调制、信道编码及解扩、解调、信道解码，还包括基带信号和射频信号的相互转换等。（2） RNC(Radio Network Control)R

23、NC是无线网络控制器，主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并、无线资源管理控制等功能。具体如下：执行系统信息广播与系统接入控制功能；切换和RNC迁移等移动性管理功能；宏分集合并、功率控制、无线承载分配等无线资源管理和控制功能。2.1.3 核心网络CN，即核心网络，负责与其他网络的连接和对UE的通信和管理。在WCMA不同协议版本的核心网设备有所区别。从总体上来说，R99版本的核心网分为电路域和组域两大块，R4版本的核心网也一样，只是把R99电路域中的MSC的功能改由两的实体：MSC Server和MGW来实现。R5版本的核心网相对R4来说增加了域，其他的与R4基本一样。（1） MSC/VLRM

24、SC/VLR是WCDMA核心网CS域功能节点，它通过Iu_CS接口与UTRAN相连，通过PSTN/ISDN接口与外部网络(PSTN、ISDN等)相连，通过C/D接口与HLR/AUC相连，通过E接口与其它的MSC/VLR、GMSC或SM C相连，通过CAP接口与SCP相连，通过Gs接口与SGSN相连。MSC/VLR的主要功能是提供CS域的呼叫控制、移动性管理、鉴权和加密等功能。（2） GMSCGMSC是WCDMA移动网CS域与外部网络之间的网关节点，是可选功能节点，它通过PSTN/ISDN接口与外部网络(PSTN、ISDN、其它PLMN)相连，通过C/D接口与HLR/AUC相连，通过CAP接口与

25、SCP相连。它的主要功能是完成VMSC功能中的呼入呼叫的路由功能及与固定网等外部网络的网间结算功能。（3） SGSNSGSN(服务GPRS支持节点)是WCDMA核心网PS域功能节点，它通过Iu_PS接口与UTRAN相连，通过Gn/Gp接口与GGSN相连，通过Gr接口与HLR/AUC相连，通过Gs接口与MSC/VLR相连，通过CAP接口与SCP相连，通过Gd接口与SMC相连，通过Ga接口与CG相连，通过Gn/Gp接口与SGSN相连，SGSN的主要功能是提供PS域的路由转发、移动性管理、会话管理、鉴权和加密等功能。（4） GGSNGGSN(网关GPRS支持节点)是WCDMA核心网PS域功能节点，通

26、过Gn/Gp接口与SGSN相连，通过Gi接口与外部数据网络(Internet/Intranet)相连。GGSN提供数据包在WCDMA移据网和外部数据网之间的路由和封装。GGSN主要功能是同外部IP分组网络的接口功能，GGSN需要提供UE接入外部分组网络的关口功能，从外部网的观点来看，GGSN就好象是可寻址WCDMA移动网络中所有用IP的路由器，需要同外部网络交换路由信息。（5） HLRHLR(归属位置寄存器)，是WCDMA核心网CS域和PS域共有的功能节点，它通Gc接口与MSC/VLR或GMSC相连，通过Gr接口与SGSN相连，通过Gc接口与GGSN相连。HLR的主要功能是提供用户的签约信息存

27、放、新业务支持、增强的鉴权等功能。（6） OMCOMC(功能实体)包括设备管理系统和网络管理系统。设备管理系统完成对各独立网元的维护和管理，包括性能管理、配置管理、故障管理、计费管理和安全管理等功能。网络管理系统能够实现对全网所有相关网元的统一维护和管理，实现综合集中的网络业务功能，同样包括网络业务的性能管理、配置管理、故障管理、计费管理和安全管理。（7） External networkExternal networks(外部网络)，可以分为两类：电路交换网络(CS networks)：提供电路交换的连接，象通话服务。ISDN和PS交换网络。分组交换网络(PS networks)：提供数据包

28、的连接服务，Internet属于分组数据交换网络。2.2 WCDMA无线接入网结构及接口无线网络结构和接口是无线网络规划的重要内容。2.2.1 WCDMA无线接入网结构无线接入网(UTRAN)包含一个或几个无线网络子系统(RNS)。一个RNS由一个无线网络控制器(RNC)和一个或多个基站(NodeB)组成。RNC与CN之间的接口是Iu接口，RNC和NodeB之间通过Iub接口连接，RNC和RNC之间通过Iur互联，Iur可以通过RNC之间的直接物理连接或通过传输网连接。图2-2 UTRAN基本结构及接口2.2.2 WCDMA无线网络接口WCDMA的所有网络接口具有开放性：将无线网络层与传输层分

29、离，控制面和用户面分离。WCDMA网络的标准接口主要包括Uu、Iub、Iur、Iu等。（1） Uu接口Uu接口是WCDMA的无线接口。UE通过Uu接口接入到UMTS系统的固定网络部分，可以说Uu接口是UMTS系统中最重要的开放接口。（2） Iu接口Iu接口是连接UTRAN和CN的接口。类似于GSM系统的A接口和Gb接口。是一个开放的标准接口。这也使通过Iu接口相连接的UTRAN与CN可以分别由不同的设备制造商提供。Iu接口可以分为电路域的Iu-CS接口和分组域的Iu-Ps接口。（3） Iur接口Iur接口是UMTS系统特有的接口，用于对RAN中移动台的移动管理。比如在不同的RNC之间进行软切换

30、时，移动台所有数据都是通过Iur接口从正在工作的RNC传到候选的RNC。Iur是开放的标准接口。（4） Iub接口Iub接口也是一个开放的标准接口。这也使通过Iub接口相连接的RNC与Node可以分别由不同的设备制造商提供。2.3 WCDMA与GSM无线网络规划不同处由上述分析看出，WCDMA网络规划是由GSM演化而来，但二者的技术特点有较大的差异，因此决定了这两种系统的无线网络规划即有联系又有区别。2.3.1 规划策略不同相同的是二者在规划流程上大体一致，所不同的是：（1） WCDMA无线网络规划一般除了预测之外还要采用仿真的方法，而GSM无线网络规划则只需要做预测即可。（2） 容量规划方面

31、，WCDMA系统干扰受限，与覆盖相关联，规划需要充分考虑噪声影响，是“软容量”；而GSM是频谱受限，静态容量，通过增加载频即可达到扩容的目的，其容量为“硬容量”。（3） 覆盖方面，WCDMA为动态覆盖，容量和干扰相关，具有“呼吸效应”；而GSM完全是静态覆盖。（4） WCDMA无需做频率规划，频率复用因子为1；而频率规划对GSM系统至关重要，通过频率复用提高频谱利用率。（5） 承载的业务方面，WCDMA是多业务系统，支持高速率；而GSM系统则以话音业务为主。2.3.2 频率规划及干扰预测GSM系统是一个基于TDMA/FDMA技术的系统，因此频率规划对GSM系统十分重要，正如上述系统特点分析，对

32、于GSM系统，频率规划将直接影响整个系统性能。WCDMA系统是基于CDMA技术的，各信道可共享一个载频，因此，频率规划对其不重要，而对码的规划确至关重要。但是由于在整个下行链路中总共有512个扰码序列，故对码的规划也比较简单。因为WCDMA系统是个干扰受限系统，系统干扰的大小不但影响单个业务的质量而且会影响系统的容量和覆盖。单独的WCDMA系统存在时，其下的干扰主要来自本小区内和邻近小区中的信道码的非正交性。一般地，WCDMA系统干扰分析可以通过导频污染指标来衡量。导频污染是CDMA网络中最常见的问题，导频污染发生的区域有较多信号强度很好的导频，但没有主导频，这样网络的下行质量不好，并会导致频

33、繁切换。概而言之，无线网络所采用的技术的特点决定了无线网络规划的内容，GSM主要采用了TDMA/FDMA的无线接入方式，其无线网络规划内容基本上可分为根据无线路径衰耗的预测来确定覆盖，及根据对业务区业务量的估计进行频率规划，以确定系统容量。通常进行GSM网络规划时，对于给定的信道数量，小区容量是一个常数，故在GSM无线络规划时，覆盖与容量是可以分别独立地进行的。而WCMDA系统由于引入不同速率的业务，致使在规划中需要将覆盖和负荷结合考虑；功率控制、由于软切换产生的增益、上下行链路功率预算等不同因素也要结合起来考虑。亦即GSM无线网络规划是在容量与覆盖之间寻求一个最佳结合点，而WCDMA无线网络

34、规划需要在容量、覆盖、服务质量三者之间寻求最佳结合点，这就增加了其规划的难度和复杂度。10第3章 WCDMA无线网络规划本章从WCDMA无线网络规划的一般步骤出发，然后从无线网络规划的目标出发覆盖、容量、质量、成本，进行业务发展和预测。重点讨论WCDMA的覆盖规划、容量规划、基站规划。3.1 WCDMA无线网络规划步骤目前的3G无线网路规划一般按照初步规划和详细舰划两部分进行。在初步规划过程中需要解决的问题是对建网规模的初步确定，需要对新建基站数及初始站间距进行确定。为下一步的详细规划准备好基础数据。详细规划的任务是在初步规划的基础上，按照蜂窝组网的结构部署到设计覆盖的各个环境中，然后进行无线

35、仿真设计，同时确立设计的终端类型与站参数，确定天线类型。根据仿真结臬，反复调整，直到网络设置的各项系统性能得到满足，最终输出整个设计结果。归纳出无线网络规划过程如下图所示：图3-1 WCDMA无线网络规划流程3.2 WCDMA无线网络规划目标无线网络的四大目标既互相依存又互相牵制，无线网络规划必须全面的考虑。3.2.1 网络覆盖目标根据运营商要求，确定网络完成连续覆盖的区域和面积，并将目标区域根据不同的地貌类型分类及区域面积统计。明确各区域运营商所要达到的覆盖要求、区域覆盖概率和边缘覆盖概率。地铁、铁路以及公路的覆盖需要采用大覆盖基站、直放站等特殊解决方案。3.2.2 网络容量目标针对市场策略

36、和用户发展情况，确定网络容量目标。通常将业务目标划分为几个阶段，通过收集现网移动用户数，并采用适当的业务预测方法得到各阶段的用户数。业务预测是确定移动通信网建设规模的重要依据，决定了工程建设的投资及建成投产后的经济效益。它既要反映客观需要，又要考虑现实条件的可能性。WCDMA无线网络初期规划，业务预测采用渗透率法进行预测。3.2.3 网络质量(Qos)目标质量目标是指每种业务所要达到的质量要求。对于电路域(CS)业务衡量标准是阻塞率，对于分组域(PS)业务衡量标准是最大延时时间和时延比例。3.2.4 成本目标在满足上述的3个目标要求情况下，应尽可能控制建设成本，或者在投资规模确定后，尽可能满足

37、上述3个目标。通常情况下上述4个目标是相互关联、相互制约的，确定目标时需要综合考虑。3.3 WCDMA覆盖规划覆盖规划是网络规划的要点，而传播模型是覆盖的理论基础。3.3.1 WCDMA传播模型传播模型就是反应无线传播损耗与频率、距离、环境、天线高度等变量的数学关系式。传播模型是移动通信网小区规划的基础，传播模型的准确与否密切关系到小区规划是否合理，运营商能否以比较经济合理的投资满足用户的需求。无线小区规划的首要问题是建立传播模型，来模拟电信号在无线环境中的衰减情况，估算出尽可能接近实际的接收点的信号场强中值，从而进行合理的小区规划，既满足用户需求的同时又可以节约投资。在第二代数字蜂窝移动技术

38、GSM、CDMA中，我们已经熟知并广泛应用于工程实际的传播模型有适用于室外型大区制蜂窝结构的Okumura-Hata、Cost231-Hata和适用于微蜂窝结构的Walfish-Ikegami经验公式等，都是在大量的测试数据中总结出来的信号电平随地理环境变化的衰减的分布规律的经验模式。并且它们都适用于2000MHz频段，因此也可以应用于3G网络规划。由于这些模型是在大量的统计数据中总结出的经验数据，并且是从特定的地理区域获得的，它们都具有一些地区适应性，如Okumura-Hata更适用于准平坦地形情况、Cost231-Hata适用于中小城市等。在实际的工程使用中，要根据不同地区的无线环境情况有

39、选择地使用。在第三代移动通信技术中，我们要考虑到用户分布的可能范围即我们的覆盖目标。在很大程度上，未来蜂窝系统主要采用的是微蜂窝系统和微微蜂窝结构，这就要研究更复杂的路径损耗。微蜂窝中的低于周围建筑物高度的基站和周围建筑物形状及高度、街道宽度、地形等对无线传播的影响都应在我们规划的范围之内。为了达到一定的精度，引用了可视化技术来对覆盖区域环境进行描述以及射线跟踪算法来进行覆盖模拟。总之，在第三代移动通信技术中，我们所要考虑的不仅有大区制的扇区覆盖、更有小区制以及微小区制的扇区覆盖。因此，在未来的传播预测中，用到的将是一种混合的预测算法。即：在大区制覆盖的地区仍然采用宏蜂窝传播模型经验公式，并且

40、通过实地做连续波测试得到的修正因子来更加精确描述当地无线路径损耗。在以微小区结构为主的密集复杂城区，运用可视化技术及射线跟踪算法来进行精确模拟。3.3.2 移动无线网络传播环境移动无线传播环境决定着电波传播的特性，从而影响着无线电信号的传输质量。因此，研究无线通信的重要问题就是研究无线传播环境对信号的传输质量的影响，也就是研究无线电信号在空中所经历的路径损耗。自由空间的定义：指充满均匀理想介质的空间，而且不存在地面和障碍物的影响。在自由空间里传播的电波不产生反射、折射、散射、绕射和吸收等现象，只存在因扩散而造成的衰减。自由空间的基本传输损耗是指位于自由空间的发射系统的等效全向辐射功率(EIRP

41、)与接收系统各向同性接收天线所接收到的可用功率之比，通常用表示。当收发天线之间的距离d(工作波长)时，可由下式计算： (3-1)3.4 WCDMA系统容量规划容量是质量的前提，WCDMA系统具有“软容量”的特性，“软容量”只是相对于“硬容量”而言的，其实它也是根据话务量来确定的。3.4.1 确定软容量WCDMA是个干扰受限的系统，它的容量是“软容量”，下面计算典型的12.2kbpsAMR话音的容量。假设条件如下：扩频带宽3.84MHz，数据速率12.2Kbps、GOS 2%、话音激活因子40%、来自其它小区的干扰65%、功率控制的标准偏差2.5dB、路径损耗指数4、阴影余量的标准偏差8dB、软

42、切换的信道附加因数0.85，此时可以算得WCDMA的单扇区容量是60爱尔兰，相当于70个话音道(基本信道)。数据通信占用的是辅助信道，计算数据通信要占用多少无线空中资源，目前较常用的方法是在一定的业务模型下，将数据速率要求转换成爱尔兰需求，然后沿用传统话音的计算方法求出信道需求。计算流程如下：（1） 估算出小区的覆盖面积，将基站小区的覆盖面积乘以相应的话务密度，得到该小区目前需满足的话务量。（2） 根据话务量和指定呼损指标查爱尔兰B表，得出该基站小区所需的语音信道数。（3） 3G系统有个重要特点是软切换，所以我们在计算信道板时要考虑切换因子。基站语音信道数乘以切换因子就得到基站所需承载的信道数

43、，再加上公用信道数，得到总信道数，最后除以每块信道板提供的信道数就可以得出信道板数了。（4） 如果估算出来的信道数超过一个基站的最大配置，则需要增加新的基站。对于小区需要信道数的计算，可以通过可用频谱、用户数预测，话务密度信息来衡量，计算条件是给定拥塞率，若硬件引起拥塞，由查B表可以得出结果。若最大容量是由干扰限制造成，其容量定义为软容量。对于软容量受限系统，不能通过爱尔兰表计算，总信道容量大于平均每小区信道数。由于相邻小区共享一部分干扰，在相同拥塞率条件下，服务更多话务量。来自邻区干扰越少，在中间小区内可用信道就越多。当小区具有少的信道，高比特率实时用户出现时，平均负荷必须降低，以保证低的拥

44、塞率。由于平均负荷降低，有附加的容量提供给邻区利用。这部分容量是从相邻小区借用，因此干扰的共享提供软容量。对于高比特率的实时数据用户，例如图像连接，这是重要的。如果相邻小区用户较少时，在WCDMA系统中被认为增加软容量。软容量定义为在软拥塞的条件下爱尔兰容量的增加。当平均每个小区具有相同的最大信道数时，软阻塞与硬阻塞相比的爱尔兰容量增加量为： (3-2)由于在WCDMA系统中所有用户共享在空间信道上干扰源，分析就不能分开进行，各用户互相影响，引起发射功率改变，这些改变再引起改变，如此往复，相互影响，预测处理是一个反复的过程，直到稳定为止。软容量的大小也依赖于传播环境。如果相邻小区负载量较低，只

45、有当无线资源管理算法在一个小区能实现较高容量时，才可获得软容量。如果这种算法是基于宽带干扰，而不是吞吐量或连接数，就能实现软容量。3.4.2 WCDMA系统容量估计3G系统是宽带CDMA系统，其网络组织继承窄带CDMA特点，由于采用码分多址方式频率复用不是一个重要的方面，网络干扰来自自身系统，与一时间通话用户数量有关。WCDMA的频率复用系数是1，系统是干扰受限系统，容量的实质是对干扰量的估计。对于下行负荷的估计，一个重要方面是对于基站发信功率的估计。这里所说的功率为平均功率，而不是小区边沿峰值发射功率。对于每个用户所要求的最小功率，由基站到移动台平均衰耗及移动台灵敏度决定，条件是不存在多接入

46、引起的干扰(包括小区内和小区外)。由干扰引起的噪声提升使得移动台所需最少功率比原来有了一个提高，最后使得系统能接入的用户数必然减少。对于上行负荷的估计，在全话音业务的情况下，负荷因子的关系可以简化为 (3-3)上式中各参数意义如表3-1所示。表3-1 参数表定义参考值N每小区用户数对于话音，假设DTX期间40话音激活和DPCCH报头，取值0.67，对于数据，取值为1一定QoS条件下，所要求的值，噪声包括热噪声和干扰。取决比特率、信道多径衰落、接收天线分集、移动台速度WWCDMA码片率3.84Mbpsj用户比特率取决于业务类型在基站收信机处，其它基站对本基站干扰比全向天线宏小区，55%在UMTS

47、中下行容量被看成比上行容量更重要，是因为话务的不对称，与下载类型业务较多有关。在3G中容量考虑下行比较多，影响上下行不同的因素为正交码和基站发分集。WCDMA用扩展码在下行链路区别小区，在上行用来区别用户。下行用218的gold码，被截成周期为10的帧，可甩扰码512，分成32个码组，每组有12个码。下行正交码对容量的影响，考虑用不规则短码，在一个路径的条件下是正交的，在多经的条件下部分正交性将消失，且引起小区内各用户之间相互干扰。WCDMA的频谱效率与链路性能有关，理论分析与仿真表明上行链路的容量是下行链路容量的2到2.5倍。除了基站采用了天线分集外，主要是因为上行链路用了多用户信号检测技术，与一般接收机比较几乎提供了两倍的容量。但在下行链路，两个基站向同一移动台发射信号，而它们并不正交，只能起到多径分集的作用。通过分析可以得出结论：下行覆盖比上行更依赖于负荷，原因是基站总发射功率被下行所有用户共