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CDMA网络规划覆盖分析的仿真技术研究
来源:本站整理  作者:佚名  2011-08-25 14:56:28



    摘要:CDMA网络的覆盖、容量和质量不是相互孤立而是互相制约的,从而导致了网络覆盖规划的复杂性。针对CDMA网络覆盖的复杂特点,对网络规划中的覆盖分析做了详细的研究,在仿真关键参数导频强度设置上提出了一些新的方法,最后在U-NET仿真系统中对提出的方法进行分析比较,实验证明当网络负荷增加到设计负荷时,仍然不用对网络进行大量的调整,网络也不会出现覆盖空洞,用户依然能够比较正常地进行通话,保证网络质量。
    关键词:网络规划;覆盖分析;链路参数;仿真参数

     引言
    网络覆盖分析是网络规划中的重要步骤,也是衡量一个网络优劣的关键。CDMA网络的覆盖、容量和质量不是相互孤立的,而是互相制约的,从而导致了网络覆盖规划的复杂性。覆盖分析首先要是要进行链路预算,其次必须进行规划区域的划分,根据不同的区域特点选择正确的传播模型,最后在得到的小区范围内进行业务建模和业务预测,可以判断是覆盖受限还是容量受限,最后确定小区的覆盖范围。
    本文研究了CDMA网络规划仿真系统,该系统能模拟CDMA网络的调节机制,通过前反向链路的功率控制自行调节将干扰最小化,实现网络容量的最大化和覆盖的最优化。对CDMA网络规划的关键参数提出了新的方法,分析了仿真结果并做了分析比较。实验证明当网络负荷增加到设计负荷时,仍然不用对网络进行大量的调整,网络也不会出现覆盖空洞,用户依然能够比较正常地进行通话,并保证网络质量。

    1 覆盖分析基本方法
    覆盖分析一般分三步进行:调查并对覆盖区域进行区分;进行链路预算;选择传播模型。结合覆盖区域的容量需求仿真得出网络覆盖范围。
    规划区域划分:不同的覆盖区域有不同的覆盖策略和要求,所以首先对覆盖区域进行分类。根据无线传播环境可分为密集市区、市区、郊区(乡镇)和农村四大类。除了上述四大基本区域类型外,还有山地、林区、湖泊、海面、岛屿等特殊地形,由于各种地形的无线传输环境千差万别,可根据当地实际情况进行适当调整。
    链路预算:对通信链路中的增益与损耗进行核算。即计算在一个呼叫连接中、保持一定呼叫质量下,链路所允许的最大传播损耗。通过链路预算考虑上行链路和下行链路之间的传播损耗差异,很显然实际的覆盖范围应由覆盖较差的一方决定。因此一个优良的系统应在设计时就要做好链路预算,使覆盖区内的反向信号与前向信号达到平衡。在CDMA无线设计时,对前向链路预算进行估算意义不大,因为前向链路预算不可预测因素较多,而在反向链路预算中各种因素或为已知或可准确估计,因此结果较为可靠。一般来讲CDMA系统主要是反向受限,计算反向链路更有实际意义,则反向最大损耗为:
    e.jpg
    式中:Mf为阴影衰落余量;MI干扰余量;Lp为地物损耗;Lb为人体损耗。在特定的环境和上述参数采用缺省设置时,可变的是干扰余量MI(与系统容量相关),反向链路最大损耗会随着干扰余量的改变而变化。CDMA系统是一个白干扰系统,干扰余量表示CDMA系统自身的干扰使背景噪声提高的程度,以dB表示为:
    f.jpg
    下面给出对于几个不同的负载因子的干扰余量取值:μ=50%,MI=3 dB;μ=60%,MI=4 dB;μ=75%,MI=6 dB。本文采用的网络负载因子为75%。
    传播模型的选择:传播模型是移动通信网小区规划的基础,模型的准确与否关系到小区规划是否合理,运营商是否以比较经济合理的投资满足了用户的需求。多数模型是预期无线电波传播路径上的路径损耗的,所以传播环境对无线传播模型的建立起关键作用。
    Okumura-Hata模型最为常用,根据Okumura曲线图所做的经验公式,该模型由在日本测得的平均测量数据构成,其频率范围为150~1 500 MHz。市区的路径损耗中值可以用下面的近似解析式表示:
    g.jpg
    式中:f为载波频率;hb为基站天线高度;hm为移动台天线高度;d为收发距离;a(hm)为增益校正因子。
    该模型采用数理统计分析方法分为市区、郊区、农村三种情况考虑,并对这三种不同地区修正模型增益校正因子。在使用该模型时要结合本地的地形地物特性做修正。

2 仿真关键参数设置
    对CDMA这样的复杂系统,影响因素众多且相互制约,理论上的覆盖预测值往往误差较大,而采用系统仿真则能够通过模拟系统工作过程,得到满足容量需求的覆盖结果,合理估计网络规模和投资规模,指导运营商在容量、覆盖、质量三者间寻求最佳点。华为的U-Net仿真系统能仿真这个网络的调节机制。本文采用仿真的方法对网络规划进行覆盖分析,在仿真关键参数导频强度的设置上提出了一些方法。
    Ec/Io:这是一个反映手机端当前接收的导频信号(Pilot)的水平,反映了手机在这一点上多路导频信号的整体覆盖水平,Ec/Io越大,说明有用信号的比例越大。

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