(2012年10月18日)网络规划中的链路预算

TD-LTE链路预算•链路预算是覆盖规划的前提，通过它能够指导规划区内小区半径的设置、所需基站的数目和站址的分布。•链路预算要做的工作就是在保证通话质量的前提下，确定基站和移动台之间的无线链路所能允许的最大路径损耗。•一般情况下，下行覆盖大于上行覆盖，即上行覆盖受限。•从链路预算给出的最大路损，结合传播模型可计算出小区的覆盖范围。覆盖目标最大允许路径损耗传播模型链路预算覆盖半径覆盖规模TD-LTE链路预算的特点•1、TD-LTE的业务信道是共享的，没有CS域业务、只有PS域业务。不同PS域业务的速率解调门限不同导致的覆盖范围也不同因此链路预算时首先要确定小区边缘用户的最低保障速率。•2、TD-LTE系统可配置1.4、3、5、10、15及20MHZ等6种信道带宽，他们分别配置不同的资源块（RB）数目，其对应关系如下表所示，可以看出当采用不同系统带宽时，所分配的RB数目、用户的数据速率也不相同，从而影响覆盖范围。TD-LTE链路预算的特点•3、TD-LTE增加了64QAM高阶调制、有块编码、结尾卷积及Trubo等编码方式，使TD-LTE的编码率更加丰富。•4、TD-LTE的帧结构有DwPTS、GP和UpPTS3三个特殊时隙，在常规CP下有9种配置，在扩展CP下有7种配置。这种动态的时隙配置使TD-LTE有不同的最大理论覆盖半径，GP的配置与所支持的最大覆盖半径如下表所示：TD-LTE链路预算的特点•5、TD-LTE采用了MIMO和波束赋形等天线技术。TD-LTE物理层使用不同的预编码方案，可实现不同的MIMO模式（即单天线发送、空间复用和发送分集），同样的小区边缘频谱效率，波束赋形天线的覆盖范围大于发送分级覆盖范围。传播模型及校正网络规划中，传播模型用于计算发射端到接收端的路径损耗。经典传播模型具有普适性，但对于具体传播环境不够准确，需要对传播模型进行校正。平坦地面宏蜂窝（Okumura-Hata,COST231,GeneralModel）丘陵与山地（Egli）微蜂窝（Walfish-lkegami,Ray-Tracing）室内覆盖（Okumura-Hata）传播模型及校正数据准备1.电子地图2.基站3.扇区4.天线数据1.滤除异常数据2.修正GPS误差3.实测数据数据后台处理传播模型校正1.原始传播模型系数修正2.传播模型校正3.校正后传播模型系数修正传播模型及校正•传播模型校正的意义有利于对一个新的服务覆盖地区的信号进行预测可以大大降低进行实际路测所需的时间、人力和资金可以为网络规划提供有力的依据可以对现有网络的信号覆盖情况进行分析，为网络的优化提供重要的参考依据可以节省大量的基站建设、运行维护成本可以提高网络的服务质量传播模型HataModelPL(dB)=69.55+26.16log(F)-13.82log(H)+(44.9-6.55log(H))*log(D)+CPL：路径损耗F：频率，单位MHz(150-1500MHz)D：距离，单位kmH：基站天线有效高度，单位mC：环境校正因子；取值：密集城区：0dB城区：-5dB郊区：-10dB农村：-17dB传播模型COST-231PL(dB)=46.3+33.9*logF-13.82*logH+(44.9-6.55*logH)*logD+CPL：路径损耗F：频率，单位MHz(1500-2000MHz)D：距离，单位kmH：基站天线有效高度，单位mC：环境校正因子；取值：密集城区：-2dB城区：-5dB郊区：-8dB农村：-10dB开阔地：-26dB链路预算的原理•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，获得保持一定通信质量下链路所允许的最大传播损耗。•小区覆盖范围的大小，决定于电波传播的路径损耗情况，每种环境下都存在一个最大允许路径损耗TD-LTE链路预算模型•上行链路预算模型eNodeB线缆损耗UE天线增益其它增益阴影衰落余量干扰余量穿透损耗人体损耗eNodeB天线增益路径损耗上行链路预算基本公式•PL_UL=Pout_UE+Ga_BS+Ga_UE–Lf_BS–Mf–MI–Lp–Lb–S_BS•PL_UL：上行链路最大传播损耗，单位dB•Pout_UE：手机最大发射功率，单位dBm•Lf_BS：馈线损耗，单位dB•Ga_BS：基站天线增益、Ga_UE移动台天线增益，单位dBi•Mf阴影衰落余量（与传播环境相关），单位dB•MI：干扰余量（与系统设计容量相关），单位dB•Lp：建筑物穿透损耗（要求室内覆盖时使用），单位dB•Lb人体损耗，单位dB•S_BS:基站接收机灵敏度(与业务、多径条件等因素相关)，单位dBmTD-LTE链路预算模型•下行链路预算模型线缆损耗eNode天线增益其它增益阴影衰落余量干扰余量穿透损耗人体损耗UE天线增益UE接收灵敏度路径损耗下行链路预算基本公式•PL•PL_DL=Pout_BS–Lf_BS+Ga_BS+Ga_UE–Mf–MI–Lp–Lb–S_UE•PL_DL：下行链路最大传播损耗•Pout_BS：基站业务信道最大发射功率•Lf_BS：馈线损耗•Ga_BS：基站天线增益、Ga_UE移动台天线增益•Mf：阴影衰落余量（与传播环境相关）•MI：干扰余量（与系统设计容量相关）•Lp：建筑物穿透损耗（要求室内覆盖时使用）•Lb：人体损耗•S_UE：移动台接收机灵敏度（与业务、多径条件等因素相关）•下行的链路元素跟上行基本一致，下行负载因子和下行干扰余InterferenceMargin的取值跟上行不同链路预算参数说明•人体损耗目前业界进行链路预算表的计算中人体损耗一般采用的是3dB。•EIRP发射端相关参数用于计算发射端有效全向辐射功率（EquivalentIsotropicallyRadiatedPower，EIRP），主要包括天馈参数、发射功率、增益、损耗。发端EIRP=最大发射功率+增益–损耗•天馈参数•主要包括波瓣宽度、增益、挂高等，需要针对特定的频段、覆盖场景和要求选择合适的天线增益和高度•穿透损耗穿透损耗是由于穿透建筑墙体、车身、船身等引起的信号电平衰落。经验值，密集城区取25dB；一般城区取的20dB；郊区取15dB；农村取的6dB。实际穿透损耗可根据实际区域的建筑物情况进行调整。链路预算参数说明建筑物穿透损耗典型值密集城区城区郊区乡村25dB20dB15dB6dB开阔地0dB链路预算参数说明•天馈损耗对于基站到天线的馈线分两种情况考虑：若基站到天线的馈线小于15米，一般认为只用1/2英寸跳线，因此在预算表中跳线的损耗取1dB，接头等的损耗取的1dB,总的损耗为2dB。基站到天线除了有1/2英寸跳线，还有较长的7/8英寸馈线就还需考虑7/8英寸馈线损耗，计算公式为馈线损耗=7/8英寸馈线长度*6(dB)/100m链路预算参数说明•MIMO增益、时隙绑定增益、IRC增益体现在解调门限中。LTE只支持硬切换，硬切换可以降低边缘接收信号的强度要求，给系统覆盖带来增益，一般取值为2~5dB。•阴影衰落是指电磁波在传播路径上受到建筑物阻挡产生的阴影效应所带来的损耗。为了对抗这种衰落带来的影响，在链路预算中通常采用预留余量的方法，称为阴影衰落余量•干扰余量在链路预算中，为克服其他用户对目标用户产生干扰所留的余量值被称作干扰余量。用户越多，干扰就越大，导致覆盖就越小，为了在链路预算中体现这种效应，引入干扰余量的概念。在数值上等于多用户覆盖与单用户覆盖相比减少的最大路损dB值。下行链路预算表（参考）上行链路预算表（参考）