【文章內(nèi)容簡介】 RSCP/RSSI 的要求就等于正確解調(diào)所需業(yè)務(wù)信道信噪比的要求。第三步：下行業(yè)務(wù)信道正確解調(diào)對應(yīng)的導(dǎo)頻 Ec/Io 要求已知業(yè)務(wù)信道 RSCP/RSSI 的要求，根據(jù)導(dǎo)頻信道與業(yè)務(wù)信道發(fā)射功率之差就可以推斷某點一定的導(dǎo)頻 Ec/Io 條件下下行鏈路是否能夠正確解調(diào)。但是，由于業(yè)務(wù)信道受到快速功控，同樣的平均發(fā)射功率下，在接收端，業(yè)務(wù)信道的 RSCP 要比無功控的導(dǎo)頻低一些。這個差異大小與多徑信道快衰落特性相關(guān)，我們稱之為 Power rise，所以，下行鏈路業(yè)務(wù)信道能夠正確解調(diào)所對應(yīng)的7 / 92導(dǎo)頻 Ec/Io 要求： PowerRisSNRIoEcTCHICPIH?????/ 基本參數(shù)分析從導(dǎo)頻信道 RSCP 和 Ec/Io 門限要求分析過程可見，其推導(dǎo)計算過程需基于無線鏈路預(yù)算結(jié)果和確定的信道功率配比關(guān)系，下面分別對之進(jìn)行分析說明。 無線鏈路預(yù)算對于上行無線鏈路，在確定的阻塞概率和區(qū)域覆蓋概率需求下，不同業(yè)務(wù)承載的最大允許路徑損耗取決于用戶間的干擾水平、移動臺最大發(fā)送功率、基站接收機(jī)靈敏度，穿透損耗等因素。其中干擾水平隨著接入用戶數(shù)量也就是負(fù)載水平的變化而變化，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時必須根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的系統(tǒng)負(fù)荷規(guī)劃值，采用相應(yīng)的干擾余量調(diào)整鏈路預(yù)算；其他因素相對穩(wěn)定，鏈路預(yù)算中的取值可依據(jù)各種業(yè)務(wù)承載最苛刻的要求來決定。對于下行無線鏈路，小區(qū)內(nèi)所有用戶共享同一 Node B 的功率資源，Node B將依據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷和用戶地理位置分布動態(tài)地分配發(fā)送給每一用戶的下行功率；此外，由于多徑傳播的原因，下行信道不可能通過正交碼完全區(qū)分，而且相鄰基站的干擾也隨機(jī)地變化，這就意味著在不同傳播環(huán)境下，不同部分的信號功率將被處理為干擾，系統(tǒng)的總體干擾水平難以評估。實際網(wǎng)絡(luò)中，由于基站發(fā)送功率和系統(tǒng)的總體干擾隨機(jī)地變化，下行鏈路很難與上行鏈路一樣通過鏈路預(yù)算分析求取最大允許路徑損耗，其覆蓋范圍也無法準(zhǔn)確估算。另一方面，工程測試和系統(tǒng)仿真結(jié)果表明無線覆蓋主要為上行鏈路受限，實際覆蓋范圍取決于上行鏈路。因此，無線規(guī)劃小區(qū)覆蓋范圍可由上行鏈路的覆蓋半徑確定，下行鏈路的覆蓋效果主要通過無線規(guī)劃軟件的仿真來分析。在上行鏈路信號傳輸和處理過程中，信號的損耗包括發(fā)送端人體損耗、移動臺天線接頭損耗和墻體穿透損耗，無線傳播環(huán)境中的路徑損耗以及接收端基站饋線損耗、接頭損耗等；信號的處理增益包括移動臺天線發(fā)射增益、基站天線接收增益、軟切換增益和擴(kuò)頻處理增益等。為了在接收端成功解調(diào)業(yè)務(wù)信道的用戶信號，鏈路預(yù)算中還需考慮快速功控、信號衰落變化、系統(tǒng)自干擾和接收機(jī)噪聲的影響，并相應(yīng)預(yù)留功率余量，以滿足業(yè)務(wù)信道解調(diào)的 0/NEb門限要求?；谝陨戏治觯闲墟溌沸盘杺魉秃吞幚淼逆溌返燃増D如下：8 / 92圖 24 上行鏈路信號傳送和處理鏈路等級圖依據(jù)以上鏈路等級圖，對于不同業(yè)務(wù)的 0/NEb解調(diào)門限要求，上行鏈路最大允許路徑損耗可由下式表示： insMLoseladBNoeGPLsnantUELpath arg)(_mx_ ????其中 、 t、 ds、 和 分別為移動臺發(fā)射功率、天線增益、接收機(jī)靈敏度、傳輸損耗和鏈路余量，各項表達(dá)式如下： RXTant， T和 RX分別為發(fā)射天線增益和接收天線增益； PGEloeBNde handoverfbsn ???0/)(_ ， 0/NEb、 f、hovrG和 P分別信道解調(diào)門限、接收機(jī)噪聲系數(shù)、軟切換增益和擴(kuò)頻處理增益； RXfjTXj LLLs ,?， B、 L、 TXj,、 Rj,和RXf,分別為人體損耗、穿透損耗、移動臺接頭損耗，基站接頭損耗和基站饋線損耗； ULmIPCNFinsm??argargarg， argmNF、 argPC和 ULI為對數(shù)正態(tài)衰落余量、功控余量和干擾余量。依據(jù)以上鏈路預(yù)算表達(dá)式和不同規(guī)劃區(qū)域的取定參數(shù)，得到不同業(yè)務(wù)的上行鏈路預(yù)算結(jié)果。下面對鏈路預(yù)算的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明：√ 上行最大發(fā)射功率對于 UE 來說，它的每業(yè)務(wù)信道最大發(fā)射功率就是其額定總發(fā)射功率。雖然 RNC 可以通過信令對該最大發(fā)射功率進(jìn)行限制，但在進(jìn)行鏈路預(yù)算時，通常假設(shè)該最大發(fā)射功率設(shè)置為 UE 的額定發(fā)射功率值。在 TS 規(guī)定了 4 個功率等級的 UE： UEPTXGRXG0/NEbfNhandoverGPGBL BPLTXjL,RXjL,RXfL, argmLNFargmPCULIpathLpathLUEPTXGRXGfNhandoverGPG擴(kuò) 頻 處 理 增 益BLBPL TXjL,RXjL,RXfL, 基 站 饋 線 損 耗argmLNF argmPCULI 干 擾 余 量移 動 臺 發(fā) 送 功 率 人 體 損 耗發(fā) 射 天 線 增 益 移 動 臺 接 頭 損 耗穿 透 損 耗接 收 天 線 增 益 基 站 接 頭 損 耗軟 切 換 增 益對 數(shù) 正 態(tài) 衰 落 余 量 路 徑 損 耗功 控 余 量接 收 機(jī) 噪 聲 系 數(shù)0/NEb 信 道 解 調(diào) 門 限擴(kuò) 頻 處 理 增 益基 站 饋 線 損 耗干 擾 余 量移 動 臺 發(fā) 送 功 率 人 體 損 耗發(fā) 射 天 線 增 益 移 動 臺 接 頭 損 耗穿 透 損 耗接 收 天 線 增 益 基 站 接 頭 損 耗軟 切 換 增 益對 數(shù) 正 態(tài) 衰 落 余 量 路 徑 損 耗功 控 余 量接 收 機(jī) 噪 聲 系 數(shù)信 道 解 調(diào) 門 限擴(kuò) 頻 處 理 增 益基 站 饋 線 損 耗干 擾 余 量移 動 臺 發(fā) 送 功 率 人 體 損 耗發(fā) 射 天 線 增 益 移 動 臺 接 頭 損 耗穿 透 損 耗接 收 天 線 增 益 基 站 接 頭 損 耗軟 切 換 增 益對 數(shù) 正 態(tài) 衰 落 余 量 路 徑 損 耗功 控 余 量接 收 機(jī) 噪 聲 系 數(shù)信 道 解 調(diào) 門 限9 / 92表 21 UE 功率等級Power Class Nominal maximum output powerTolerance1 +33 dBm +1/3 dB2 +27 dBm +1/3 dB3 +24 dBm +1/3 dB4 +21 dBm 2 dB一般情況下，對于語音及速率小于 64k 的業(yè)務(wù)，UE 最大發(fā)射功率取為21dBm，對于 64k 及 64k 以上的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，UE 最大發(fā)射功率取為 24dBm。在實際網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，可以根據(jù)運營商網(wǎng)絡(luò)實際使用的最小功率等級 UE 能力設(shè)置?！? 饋纜損耗 Cable Loss饋纜損耗針對基站側(cè)而言，UE 饋纜損耗設(shè)置為 0dB。機(jī)站的饋纜損耗與選用饋線類型有關(guān)?！? 人體損耗人體損耗發(fā)生在 UE 側(cè)，話音業(yè)務(wù)人體損耗取值 3dB，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)由于以閱讀觀看為主，UE 距人體較遠(yuǎn)，人體損耗取值 0dB?！? 天線增益參考 3GPP 說明，假設(shè) UE 的天線增益為 0dBi，BS 天線增益應(yīng)根據(jù)實際選用的天線指標(biāo)確定?！? 等效全向輻射功率 EiRPEiRP 是 Equivalent Isotropic Radiator Power 的縮寫。EiRP (dBm) = Max Power of TCH (dBm) Cable Loss (dB) Body Loss (dB) + Gain of Antenna (dBi)√ 噪聲系數(shù)與具體的設(shè)備相關(guān)，UE 接收機(jī)噪聲系數(shù)典型值為 7dB，BS 接收機(jī)噪聲系數(shù)典型值為 4 dB。√ Eb/No Required具體取值由鏈路層仿真提供，仿真方法參見 節(jié)內(nèi)容。根據(jù)不同信道環(huán)境下不同的 BLER 要求確定 Eb/No 的需求值?！? 接收機(jī)靈敏度 接收機(jī)靈敏度是指由接收機(jī)底噪決定的最小接收信號強(qiáng)度。Sensitivity of Receiver_TOC (dBm)= 174 (dBm/Hz) + NF_TOC (dB) + 10lg[1000 * Rb (kHz)] + Eb/No required (dB) 10 / 92–處理增益。這里的接收機(jī)靈敏度與 3GPP 的參考靈敏度指標(biāo)不同：配置不同：協(xié)議規(guī)定的參考靈敏度是對單個分集通道進(jìn)行測試的，而鏈路預(yù)算中的接收機(jī)靈敏度則是應(yīng)用接收分集之后的靈敏度指標(biāo)。信道條件不同：協(xié)議規(guī)定的參考靈敏度是在靜態(tài)信道下測試得到的，鏈路預(yù)算表格中的靈敏度指標(biāo)根據(jù)各種多徑信道下的解調(diào)性能計算得到?！? 系統(tǒng)負(fù)荷規(guī)劃值與干擾余量在鏈路預(yù)算中需要干擾儲備，因為小區(qū)負(fù)載直接影響到覆蓋效果，隨著系統(tǒng)負(fù)載的增加，系統(tǒng)的底噪會隨之加大，干擾儲備反映了移動臺之間的干擾程度，與負(fù)載的關(guān)系是： )1lg(0)(ULdBNoiseRdB????）上 行 干 擾 余 量 （√ 快衰落余量在鏈路預(yù)算中，使用的接收機(jī)解調(diào)性能是基于理想功控的假設(shè)得到的仿真結(jié)果，在實際的系統(tǒng)中，由于發(fā)射方的發(fā)射功率是有限的，這就在閉環(huán)功控中引入了非理想的因素。假設(shè)發(fā)射方的最大發(fā)射功率為 TCH_max，在這樣的功率限制下，在一定的路徑損耗時，達(dá)到 BLER/BER 要求的發(fā)射方平均發(fā)射功率是 TCH_Average(PL)，定義功率余量：HeadRom?r??TCH_max?TCH_Average?r?有如下關(guān)系：rmuPL?r?muHeadRomouEbvsNomu靈 敏 度 惡 化 uro11 / 92圖 25 PC_HeadRoom VS Eb/No當(dāng) HeadRoom 很大時，外環(huán)功控設(shè)定的 Eb/No 目標(biāo)值接近理想功控條件下的仿真結(jié)果 。隨著功率余量的減小，Eb/No 漸漸增加。當(dāng) Eb/No 大于 7dB 后，幾乎是功率余量每降低 1dB，相應(yīng)的 Eb/No 要求就上升 1dB，當(dāng)接近圖中圓圈表示的無功控性能后，將無法保證 BER/BLER 的需求。鏈路預(yù)算需要計算的是小區(qū)邊緣位置，及允許路徑損耗的最大值，圖中Eb/No = 7dB（相應(yīng)的功率余量大約為 ）的點就是對應(yīng)小區(qū)邊緣的點，超過這個點之后，外環(huán)功控將無法保證 BER/BLER 需求而導(dǎo)致連接中斷。如前所述，鏈路預(yù)算一般使用的是理想功控條件下的 Eb/No 需求進(jìn)行計算，為了保證計算得到的最大路徑損耗值符合實際，需要設(shè)置的功控余量值等于： PC_HeadRom?HeadRom_Edge??EbvsNo_Edge?EbvsNo_Ideal???HeadRom_Edge?EbvsNo_Edge??EbvsNo_Ideall?0dB?EbvsNo_noPC??EbvsNo_Ideal?EbvsNo_noPC?EbvsNo_Ideal所以，鏈路預(yù)算中的快速功控余量可以近似設(shè)置為無功控條件下鏈路性能與理想功控性能差值。√ 最小接收信號強(qiáng)度 Minimum Signal Strength Required在接收機(jī)靜態(tài)靈敏度的基礎(chǔ)上，考慮了天線增益、軟切換的鏈路增益、快速功控余量等因素之后，就可以計算得到保證鏈路質(zhì)量需要的最小接收信號強(qiáng)度。對上行鏈路：UL Minimum Signal Strength Required = Sensitivity of Receiver_TOC (dBm) + ( NF_Ant connector (dB) + NF_TOC (dB) ) Gain of Antenna (dBi) + Body Loss (dB) + Inteference Margin (dB) SHO Gain over fast fading (dB) + Fast Fading Margin (dB)對下行鏈路：DL Minimum Signal Strength Required = Sensitivity of Receiver (dBm) Gain of Antenna (dBi) + Cable Loss (dB) + Body Loss (dB) + Inteference Margin (dB) SHO Gain over fast fading (dB) + Fast Fading Margin (dB)√ 穿透損耗 Peration Loss當(dāng)需要考慮保證室內(nèi)覆蓋時，需要在鏈路預(yù)算中考慮建筑物穿透損耗。穿透損耗與具體的建筑物類型，電波入射角度等都有關(guān)系，在鏈路預(yù)算中假設(shè)穿透損耗服從對數(shù)正態(tài)分布，用穿透損耗（對數(shù)值）均值及標(biāo)準(zhǔn)差描述。由于在不同地區(qū)，典型建筑物類型存在差異，需要區(qū)分不同地區(qū)類別。鏈路預(yù)算中可以將建筑物穿透損耗的標(biāo)準(zhǔn)差與路徑損耗的標(biāo)準(zhǔn)差綜合為室內(nèi)傳播損耗標(biāo)準(zhǔn)差： rTO?rPathLos2?rPentrationLs212 / 92這樣，在陰影衰落及軟切換增益的計算中，如果考慮室內(nèi)覆蓋，應(yīng)在室內(nèi)傳播損耗標(biāo)準(zhǔn)差基礎(chǔ)上進(jìn)行?！? 陰影衰落余量 Slow Fading Margin鏈路預(yù)算得到的路徑損耗值為中值，由于陰影衰落，實際的路徑損耗在此值上下波動。為了保證一定的邊緣覆蓋概率，需要留出一定的余量，即陰影衰落余量，從以下兩步進(jìn)行計算說明：1）鏈路中斷概率通過鏈路預(yù)算，可以得到對于某個特定位置 ?d,h? UE 的無線鏈路，在基站側(cè)所需的最小接收電平 Smin。在一定的負(fù)載下，這一電平值可以由該鏈路的解調(diào)性能確定，而與位置無關(guān)。當(dāng) UE 發(fā)射功率達(dá)到最大，仍不能克服路徑損耗，達(dá)到這一最低接收電平要求時，這一鏈路就會中斷。所以，距離為 d 處的 UE，其鏈路中斷概率為：Pr_outage?d??Prmax_UE?PL?d??Smin?Prax_UE?10clg?d??n?Smin?Prmax_UE?Smin?10clg?d??n?Prq?r??n 式中，q?r??Pmax_U