wcdma系统的覆盖和容量

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1、WCDMA系统的覆盖和容量山东移动济宁分公司顾涛以GSM移动通信系统为主题的第二代移动通信系统，经过十几年的发展，获得了巨大的成功，但是随着对数据速率和系统容量要求的不断提高，第二代系统的已经不能够满足需求，第三代移动通信系统（3G）应运而生。3G系统的标准有WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA三种，其中WCDMA被公认为GSM系统最适宜的演进方向。本文主要介绍WCDMA系统在覆盖和容量上的制约关系以及对覆盖和容量实施平衡规划的方法。一、WCDMA系统的有用信号和干扰WCDMA系统是一种自干扰系

2、统。如下图所示，对于移动台信号P来说，它的干扰来自两部分，一是来自本小区的其他用户的干扰，一是来自其他小区的用户的干扰。图1、WCDMA系统的干扰在基站侧接解调信号的载干比门限可表示为：式中：本小区其他手机干扰的功率谱密度其他小区手机干扰的功率谱密度热噪声的功率谱密度总干扰的功率谱密度数据的单比特能量数据速率定义，处理增益，上式变成（1）二、容量和覆盖互相制约1、小区负荷与噪声增加量WCDMA是自干扰系统，每一接入的移动台对于其他移动台来说都是干扰源。这一干扰包括本小区的移动台和其他小区的移动台，它反映在

3、基站接收噪声的增加量上，可以采用下式表示。（2）随着用户的增加，小区的噪声增加量也随之增加，使基站的接收灵敏度降低，结果导致小区覆盖的缩小，这就是所谓的呼吸效应。2、业务速率与处理增益WCDMA系统是扩频系统，在扩频和解扩过程中会产生扩频增益，即上文中所述的处理增益。如下图所示：图2、处理增益业务速率（R）越高处理增益越小，根据式（1）可知解调所需的CIR也越大，覆盖范围就越小。高速率的业务往往分布在基站附近，而低速率业务可以在距离基站较远处接入就是这个原因。3、小区内所有用户和业务共享下行功率对于下行而

4、言，小区内所有用户是共享下行功率的，一般小区25％左右的功率用来传送信令，其余约75％的功率提供给业务信道共享。4、容量和覆盖的关系图3、WCDMA宏小区144Kbps情况下覆盖和容量的关系上图说明了WCDMA系统小区的覆盖和容量之间的关系，当小区负荷增加时，由于干扰的增加，不论是上行还是下行小区所允许的最大路径损耗都在减少，即小区的覆盖缩小。当小区负荷比较低时，小区的上行覆盖半径小于下行覆盖半径，此时系统的覆盖和容量均受限于上行，随着负荷的增加，干扰增加，在上行方向覆盖降低，在下行方向，由于功率共享的原

5、因其覆盖降低更快，以至于负荷达到一定程度后，小区的上行覆盖半径大于下行覆盖半径，此时系统的覆盖和容量均受限于下行。三、覆盖和容量的平衡规划图4、覆盖和容量的平衡规划在规划WCDMA无线网络时，需要考虑到容量和覆盖两个方面，既要满足覆盖的要求，又要满足容量的需求。由前面所述可知随着网络负荷的增加，干扰增大，小区覆盖减小，所需的基站数量增多，另一方面，负荷的增加，致使单个小区能承载的话务量增加，所需要的基站数目减少，这样，在某一个恰当的负荷L下，满足覆盖所需的基站数目与满足容量所需要的基站数目相等,即图中两条

6、曲线的交点（L，N）所示。如果在该地建设N个基站，则在初期负荷小于L时，小区的覆盖会较大，能够满足覆盖的需求，同时也可满足容量的需求，在后期当网络承载大于L的负荷时，由于呼吸效应，就会使覆盖出现萎缩。一般认为WCDMA有两种规划方法：1、低负荷小容量网络规划使用刚好能够满足覆盖又能够满足容量需求的数目的基站。也就是采用图2所指的两条曲线的交点。采用这种方法规划出的网络一般能够承载的负荷较低，在用户增加时，小区超过设计负荷，出现覆盖空洞，这时就需要增加基站。当然采用不改变网络拓扑的其他扩容方式（如增加第二载

7、波）也是可以的，但是由于网络设计负荷较低，这会造成资源的浪费。2、高负荷大容量网络规划一般来说对于WCDMA网络，当上行负荷超过50％或者下行负荷超过75％时，就认为是不稳定系统。在规划时可以在该负荷下只考虑覆盖需求实施规划。这样，网络既可满足覆盖又可以满足上行最大50％和下行最大75％的负荷需求。在这种情况下当网络负荷增加时就不能增加基站了，因为小区的设计负荷已经达到了上线，要考虑其他的网络扩容方案（比如增加第二载波等）。但是在网络运行初期，系统设计负荷过大，造成资源浪费。一般在网络设计时都会通过反复系

8、统仿真确定基站位置以保证全网的性能，在这样的网络上增加基站，改变网络拓扑，如果站址选择不恰当，容易增加整个系统的干扰水平，这对WCDMA这样一个干扰敏感的系统来说是不利的，但在建设初期规划大容量的网络也是不合理的，在实际规划设计中，采用何种规划方法要根据投资力度合理选择。