WCDMA小区规划w提纲1)引言2)根据覆盖进行的小区规划3)根据话务量进行的小区规划4)两类规划的综合平衡1一 引言（1）w3G与2G的主要差异，在于3G业务是多媒体业务w小区规划的原则n在特定的环境条件下（指下列不同环境的某种组合）w城市、郊区；w室内、步行与车载；2一 引言（2）n特定的业务类型下w电路交换（CS）型n话音n64kb/sn144kb/sn384kb/sw分组交换（PS）型n64kb/sn144kb/sn384kb/s3一 引言（3）q在上述两种条件下，分别从覆盖与话务量进行规划从覆盖角度出发计算最小基站数；从话务量角度出发计算最小基站数；r最后综合两类计算结果，并取两者之中最大者作为最终结果4二 根据覆盖进行小区规划（1）r由路径损耗确定小区覆盖范围，再由要求的总覆盖区域求得总基站数这是根据覆盖进行小区规划的基本思路r基本参数与公式q最大路径损耗LP：LP=Pe-Lpro-Rsen (1)其中：Pe为有效辐射功率，Lpro为传播损耗，Rsen 为接收机灵敏度，即最小接收信号电平5二 根据覆盖进行小区规划（2）q有效辐射功率Pe上行链路，移动终端发射功率：如所示上行链路移动终端发射功率由表可知，发送数据的功率约比话音大一倍。
发射机输出话音数据发射功率mW125250dBm21246二 根据覆盖进行小区规划（3）下行链路，由于业务不同，发射功率也大不相同，小区负荷越大，在保证相同覆盖的条件下，发射功率也就越大假设小区负荷为理论上最大值即容量值，则每个业务信道的平均发射功率为总发射功率除以容量值所得之商若基站发射总功率为20W控制信道占20，为20W0.24W；话音业务信道占80，为20W0.816W；其中每个话音业务信道的平均发射功率为 16W/容量值，如所示7二 根据覆盖进行小区规划（3）发射功率电路交换（CS）分组交换（PS）话音 64kb/s 384kb/s 64kb/s 384kb/s步行(3km/h)容量（理论值）49.627.73.3384.38.03每信道平均发射功率（mW）322.6 577.54808.4189.71992.6每信道平均发射功率（dBm）25.127.636.822.833.0车载(120km/h)容量（理论值）28.911.61.0224.73.53每信道平均发射功率（mW）553.0 1376.3 15657.5 648.24535.4每信道平均发射功率（dBm）27.431.441.928.136.6基站每信道的平均发射功率8二 根据覆盖进行小区规划（4）基站发射信号经天线馈线后将产生一定的损耗，如所示。
每业务信道的有效辐射功率为：Pe=Pv-LI+GT (2)上行下行馈线损耗（dB）0.02.0发射天线增益（dBi）0.017.09二 根据覆盖进行小区规划（5）其中：Pv为平均发射功率，LI为馈线损耗，GT 为发射天线增益q传播损耗Lpro 在计算无线路径损耗时，必须要考虑一些修正与余量，具体见对数正态衰落余量，它提供单一小区边界覆盖的具体计算；干扰余量，接收机灵敏度是指在无干扰信号下，能正确接收的最低信号强度然而在同一小区内的用户接收系统会产生互相干扰，它相当于增加了系统的背景噪声10二 根据覆盖进行小区规划（6）干扰余量10log10(1-扇区负荷)10lg(1-0.5)=3.0dB (3)人体损耗，用户身体对无线电传播的影响，它与用户终端天线位置有关，若天线在用户肩部，则人体损耗约为23dB；切换增益，切换时维持边界处特定可靠性带来的增益，一般当小区优化时约5dB；穿透损耗，在基础小区规划中，其值除采用中数据外，还应根据建筑物具体大小和位置做调整11二 根据覆盖进行小区规划（7）传播损耗标 准城市郊区对数正态衰落余量（dB）室外15.16.9室内5.42.3干扰余量（dB）3.0（相对于最低信号强度）人体损耗（dB）3.00.00.0切换增益（dB）5.0穿透损耗（dB）室外0.00.0室内15.010.0车载10.010.012二 根据覆盖进行小区规划（7）系统设计时应考虑的传播损耗Lpro为 Lpro对数正态衰落余量干扰余量人体损耗 穿透损耗切换增益 （4）q接收机损耗LR接收天线输出与接收机输入之间的综合损耗，如所示。
上行下行接收天线增益（dBi）17.00.0馈线损耗0.00.013二 根据覆盖进行小区规划（8）接收机损耗可用下列公式表示：LR=LI-GR (5)其中，LI为馈线损耗，GR为接收天线增益q接收机灵敏度RsenRsen热噪声级别数据速率噪声系数要求的Eb/(N0+I0)(6)其中 Rsen表示输入正好满足所要求的Eb/(N0+I0)时信号电平Eb/(N0+I0)为每比特信号能量与总的噪声、干扰功率密度之比；热噪声级别为在接收处每赫兹的噪声功率，它等于波尔兹曼常数k与温度T的乘积；14二 根据覆盖进行小区规划（9）数据速率是以dBHz为单位的信道比特率，它越高 接收机灵敏度也越高；噪声系数为接收系统以接收机输入为基准的噪声指标，比如上行链路中若采用了塔顶功放，则噪声系数可降低至3dB；如果运用话音激活，则计算Rsen时还应加入一个激活因素，这时假设为连续接收，灵敏度相关参数的取值可参见估算结果参见 15二 根据覆盖进行小区规划（10）接收机灵敏度Rsen的相关参数取值指 标数 值热噪声级别174dBm(T=3000K)数据速率电路交换(CS)(kb/s)12.240.9dB6448.1dB38455.8dB分组交换(PS)(kb/s)6444.8dB38453.9dB噪声系数 上行3dB(具有塔顶放大器)下行7dB(移动终端)要求的Eb/(N0+I0)参见表716二 根据覆盖进行小区规划（11）要求的Eb/(N0+I0)业务类型环境要求的Eb/(N0+I0)(dB)上行下行话音数据速率(kb/s)8.0步行(3km/h)3.36.1车载(120km/h)6.17.964步行(3km/h)2.21.1车载(120km/h)3.83.3电路交换数据速率(kb/s)384步行(3km/h)0.60.1车载(120km/h)2.72.464步行(3km/h)1.41.1车载(120km/h)3.63.0分组交换数据速率(kb/s)384步行(3km/h)0.2-0.1车载(120km/h)2.31.917二 根据覆盖进行小区规划（11）接收机灵敏度Rsen环境业务上行下行（室内）步行3km/h话音(12kb/s)126.8120电路交换(64kb/s)120.7117.8电路交换(384kb/s)114.6111.1分组交换(64kb/s)124.8121.1分组交换(384kb/s)116.9113.2车载120km/h电路交换(64kb/s)119.6115.1电路交换(384kb/s)112.5108.8分组交换(64kb/s)123.3119.4分组交换(384kb/s)114.8111.218二 根据覆盖进行小区规划（12）r无线覆盖估算q路径损耗与小区覆盖半径的计算在宏小区中，经常引用“OKUMURAHATA”模型，作为覆盖估算的依据具体计算公式为（NEC公司采用）：LP69.55+26.16lgF-13.82lgHb-a(Hm)+(44.9-6.55lgHb)lgR-B(F)(7)其中：LP为最大允许路径损耗(dB)Hb为基站有效天线高度(m)19二 根据覆盖进行小区规划（12）Hm为移动台天线高度(m)F为频率(MHz)R为距离(km)a(Hm)为城市地形Hm的矫正因子 B(F)为地物干扰矫正因子 0 （城市）B(F)2(lgF/28)2+5.4 （近郊）4.78(lgF)2-18.33lgF+40.94 （远郊）20二 根据覆盖进行小区规划（12）假设F=2GHz,Hb=30m,Hm=1.5,a(Hm)=0 则(7)可简化为：139.65+37.20lgR-B(F)(Hb=15m)LP=(8)135.49+35.22lgR-B(F)(Hb=30m)矫正因子：0dB （城市）B(F)12.27dB （郊区）32.52dB （农村）21二 根据覆盖进行小区规划（12）10(L +B(F)-139.65)/37.20 (Hb=15m)R=(9)10(L +B(F)-135.49)/35.22 (Hb=30m)q覆盖面积计算以384kb/s分组交换上行链路为例，设小区负荷为50，城市室内环境每信道辐射功率：设平均发射功率为24dBm、馈线损耗为0dB、发射天线增益为0dB，则由公式(2)可求得每信道有效辐射功率为24dBm；传播损耗，设对数正态衰落余量为5.4dB，穿透损耗为15dB，则由公式(4)可求得传播损耗为18.4dBPP22二 根据覆盖进行小区规划（13）接收机损耗，设接收馈线损耗为0dB，接收天线增益为17dBi，则根据公式(5)，可求得接收机损耗为17dBi接收机灵敏度，设热噪声级别为174dBm，数据速率为53.9dB，噪声系数为3dB，要求Eb/(N0+I0)0.2dB，则由公式(6)可求得 Rsen116.9dB最大路径损耗 LP=PeLproLRRsen =24 18.4(17)(116.9)=139.5dB23二 根据覆盖进行小区规划（13）最大辐射半径(城市环境B(F)=0)R=10(L +B(F)-135.49)/35.22=1.3km (Hb=30m)小区覆盖面积A A=33()2 =3.29km2分别给出城市热点地区、城区、郊区和农村四种环境下的具体计算结果。
q欲覆盖地区的基站数计算覆盖区所需基站数目时，将该地区各业务中最小的小区覆盖面积作为该地区的小区覆盖面积为简化暂讨论城市与近郊区两种环境PR23 224二 根据覆盖进行小区规划（14）设某城市市区欲覆盖100km2（近）郊区欲覆盖900km2则欲覆盖地区基站数目总覆盖面积/小区覆盖面积本例中各业务中最小的小区覆盖面积选作384kb/s分组交换业务，城市室内（步行）环境下，上行链路的小区覆盖面积；具体计算结果如所示25二 根据覆盖进行小区规划（15）根据覆盖得到的最少所需基站数目参数城市郊区覆盖面积(km2)100900小区面积(km2)室内3.3347.16车载4.7735.82基站数目(NodeB)室内3019车载212526三 根据话务量进行小区规划(1)r引言q3G业务是单一话音拓广到多媒体业务，它主要包括电路交换(CS)话音、数据业务与分组交换（PS）的数据业务；q不同业务的用户以及不同时段话务与数据量是不相同的，为了统一考虑，可以将各种业务数据速率的总和，即总数据速率作为话务量的衡量标准；27三 根据话务量进行小区规划(2)q基站处理多种业务的能力可通过频谱效率，即单扇区在1MHz频谱上所能提供数据速率的大小来体现q在3G中各种业务频谱效率是不一样的；q根据各业务的数据量在总数据量中所占的比重及各业务的频谱效率可以进一步计算出平均频谱效率；q再由基站配置情况求得该基站的频谱效率，即模拟频谱效率；q最后用总数据速率除以基站模拟频谱效率，即可求得所需的基站数目。
28三 根据话务量进行小区规划(3)r业务模型q在建网初期，必须根据估算建立一个业务模型（暂仅讨论城市和郊区两类环境），比如设某城市市区欲覆盖100km2，郊区欲覆盖900km2，且70用户分布在城市，30用户分布在郊区，用户总数为15万q总数据速率业务类型话音：12kb/s AMR 混合编码话音业务；电路交换（CS）数据：含64kb/s与144kb/s业务分组交换（PS）数据：含64kb/s、144kb/s与 384kb/s业务29三 根据话务量进行小区规划(4)计算总数据速率时要考虑的因素各业务用户的数目，用户数目大的业务占的比重大各业务使用频度，用忙时呼叫次数BHCA和持续使用 时间来衡量用于承载信令的数据速率假设占总速率10分组交换时，因数据包丢失而重发所需的系统开销，假设占总速率的10总数据速率St为 (9)其中，Ns为用户数，NB为忙时呼叫次数BHCA，t为持续时间，Ss为业务数据速率，S1为承载信令的数据速率，Rs为重发所需的系统开销30三 根据话务量进行小区规划(4)15万用户总数据速率计算业务类型用户数目BHCA持续时间(s)业务数据速率(kb/s)信令(%)重发(%)总数据速率城区(70%)郊区(30%)话音135000 1.54812103564024948 10692CS64kb/s120001.548641016896118275069CS144kb/s 30001.54814410950466532851PS64kb/s900000.5606410105760040320 17280PS144kb/s 450000.56014410106480045360 19440PS384kb/s 150000.56038410105760040320 17280覆盖区域内总数据速率242040 169428 72612总数据速率，当总用户数为15万时计算结果用表示31三 根据话务量进行小区规划(5)当用户数为30万时计算结果用表示。
业务类型用户数目BHCA持续时间(s)业务数据速率(kb/s)信令(%)重发(%)总数据速率城区(70%)郊区(30%)话音270001.54812107128049896 21384CS64kb/s240001.54864103379223654 10138CS144kb/s60001.5481441019008133065702PS64kb/s180000 0.560641010115200 80640 34560PS144kb/s 900000.5601441010129600 90720 38880PS384kb/s 300000.5603841010115200 80640 34560覆盖区域内总数据速率484080 338856145224 30万用户总数据速率计算32三 根据话务量进行小区规划(6)q平均功率谱效率这一部分计算参照日本ARIB在IMT2000上的建议，采用了turbo码对WCDMA FDD在步行和车载环境下进行的测试，码片速率为4.096MHz,得到所示每扇区每兆赫兹能支持的数据速率33WCDMA FDD应用turbo码测试频谱效率结果业 务环 境每扇区频谱效率(kb/s/MHz)上行下行话音12.2kb/s步行(3km/s)123.0176.0车载(120km/h)76.075.3电路交换数据(CS)64kb/s步行(3km/s)219.0626.0车载(120km/h)179.0189.0144kb/s步行(3km/s)219.0626.0车载(120km/h)219.0251.0384kb/s步行(3km/s)307.0675.0车载(120km/h)203.0134.0分组交换数据(PS)64kb/s步行(3km/s)348.01640.0车载(120km/h)181.0337.0144kb/s步行(3km/s)348.01640.0车载(120km/h)206.0322.0384kb/s步行(3km/s)470.0956.0车载(120km/h)470.0956.034业务数据速率(kb/s)每扇区频谱效率(kb/s/MHz)话音24948176CS64kb/s11827626CS144kb/s6653626PS64kb/s403201640PS144kb/s453601640PS384kb/s403209566种业务的数据速率及频谱效率35三 根据话务量进行小区规划(7)设在该小区环境下有N种业务，根据各业务数据量在总数据量中所占比例以及各业务的频谱效率，可以得到该小区环境的平均频谱效率f (10)其中，为业务i1，2，N频谱效率；Si为业务i1，2，N数据速率；St为总数据速率；以15万用户为例，查求得该例 6种业务数据速率及频谱效率如所示。
则有St169.428kb/s，f=1151.05kb/s/MHz36三 根据话务量进行小区规划(8)q模拟频谱效率设有一个1载频3扇区的基站，其小区负载为满负荷时的50，处于城市环境，在WCDMA中使用的宽带为5MHz，码片速率为3.84Mbps，它有别于日本的ARIB测试的码片速率4.096Mbps,因此需要进一步换算此外扇区间重叠部分的用户只能属于一个扇区，即重叠部分频率资源只利用了一半，因此在计算多扇区频谱效率时，必须考虑扇区因子扇区因子为3扇区重叠部分面积占总面积的百分比取0.73337三 根据话务量进行小区规划(8)该基站模拟频谱效率M为：其中，B为WCDMA使用的带宽，Lc为小区负载，Sc为目前采用的码片速率，Sc0为原来老式的码片速率，Nc为扇区数目，c为扇区因子该环境下所需的最小基站数目Nmin为 依次计算其它环境及配置下所需最小基站数目见 (kb/s)(11)(个)(12)38四 两类规划的综合平衡r设所有基站均为2载波3扇区配置，将根据两类方法的话务量和覆盖分别计算得出的结果相比较，并取其中大值作为最终计算结果如所示r实际上，要根据具体情况做调整，话务量较大地区可采用大配置基站，话务量小的地区则可采用小配置基站。
r本计算方法在建网初期有一定指导意义，实际应用时还可以借用一些网络规划工具做一些调整39 基站数目配置计算150000用户300000用户城区郊区城区郊区下行上行下行上行下行上行下行上行覆盖区所需数据速率(kb/s)169428 169428 7261272612338856 338856 145224 145224模拟频谱步行59321701593217015932170159321701效率*(kb/s)车载22061247220612472206124722061247根据话务量计算的最少基站数目1RF/3扇区步行291001343582002586车载771363359154272661172RF/3扇区步行1550722291001343车载396817307713633593RF/3扇区步行10345152067929车载2646112052912239*指带宽为5MHz，小区负载为50，且为3扇区情况下最少基站数目配置计算40计算结果150000用户 300000用户城区郊区 城区 郊区根据覆盖求得基站数目30253025根据话务量求得基站数目(2RF)683013659最终所需基站数目683013659综合计算结果41序号项 目语 音(12.2kbit/s)电 路 数 据64kbit/s144kbit/s384kbit/s下行上行下行上行下行上行下行上行1 接收灵敏度(dBm)-120.0-126.8-117.8-120.7-115.8-119.3-111.1-114.6热噪声级别(dBm)-174.0-174.0-174.0-174.0-174.0-174.0-174.0-174.0信息速率(dB)40.940.948.148.151.151.155.855.8噪声系数(dB)7.03.07.03.07.03.07.03.0要求的Eb/(N0+I0)6.13.31.12.20.10.60.10.62 每业务信道有效辐射功率(dBm)39.124.041.624.050.824.050.824.0发射功率(dBm)25.124.027.624.036.824.036.824.0馈线损耗(dB)3.00.03.00.03.00.03.00.0发信天线增益(dBi)17.00.017.00.017.00.017.00.03 接收机参数馈线损耗(dB)0.00.00.00.00.00.00.00.0收信天线增益(dBi)0.017.00.017.00.017.00.017.04 传播参数电路数据链路预算(室内)42对数正态衰落余量 (dB)密集城区5.45.45.45.45.45.45.45.4城区5.45.45.45.45.45.45.45.4郊区2.32.32.32.32.32.32.32.3农村2.32.32.32.32.32.32.32.3干扰余量(dB)密集城区0.03.00.03.00.03.00.03.0城区0.03.00.03.00.03.00.03.0郊区0.03.00.03.00.03.00.03.0农村0.03.00.03.00.03.00.03.0人体损耗(dB)2.02.00.00.00.00.00.00.0切换增益(dB)5.05.05.05.05.05.05.05.0穿透损耗(dB)密集城区20.020.020.020.020.020.020.020.0城区15.015.015.015.015.015.015.015.0郊区10.010.010.010.010.010.010.010.0农村10.010.010.010.010.010.010.010.0 电路数据链路预算(室内)(续1)435最大允许路径损耗(dB)密集城区136.7142.4139.0138.3146.2136.9141.5132.2城区141.7147.4144.0143.3151.2141.9146.5137.2郊区149.8155.5152.1151.4159.3150.0154.6145.3农村149.8155.5152.1151.4159.3150.0154.6145.36 室内覆盖半径(km)密集城区1.081.571.261.202.011.101.480.81城区1.502.181.741.672.791.522.051.12郊区5.688.256.616.3110.585.767.784.24农村21.3631.0124.8323.7239.7521.6429.2415.927单基站3扇区覆盖面积(km2)密集城区2.254.773.062.797.832.344.231.26城区4.419.275.945.4015.214.508.192.43郊区62.91132.6685.1477.58218.07 64.62117.9035.01农村889.02 1873.80 1201.32 1096.293078.81912.51 1665.99 493.83 电路数据链路预算(室内)(续2)44包数据链路预算(室内和车载)序号项目包数据(室内)包数据(车载)64kb/s144kb/s384kb/s64kb/s144kb/s384kb/s下行上行下行上行下行上行下行上行下行上行下行上行1 接收灵敏度(dBm)-121.1-124.8-118.4-122.1-113.2-116.9-119.4-123.3-116.4-120.3-111.2-114.8热噪声级别(dBm)-174.0-174.0-174.0-174.0-174.0-174.0-174.0-174.0-174.0-174.0-174.0-174.0信息速率(dB)44.844.847.847.853.953.944.844.847.847.853.953.9噪声系数(dB)7.03.07.03.07.03.07.03.07.03.07.03.0要求的Eb/(N0+I0)1.11.40.81.1-0.10.22.82.92.82.91.92.32每业务信道有效辐射功率(dBm)36.824.040.624.047.024.042.124.045.824.050.624.0发射功率(dBm)22.824.026.624.033.024.028.124.031.824.036.624.0馈线损耗(dB)3.00.03.00.03.00.03.00.03.00.03.00.0发信天线增益(dBi)17.00.017.00.017.00.017.00.017.00.017.00.03 接收机参数馈线损耗(dB)0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0收信天线增益(dBi)0.017.00.017.00.017.00.017.00.017.00.017.04 传播参数45对数正态衰落余量(dB)密集城区5.45.45.45.45.45.45.45.45.45.45.45.4城区5.45.45.45.45.45.45.45.45.45.45.45.4郊区2.32.32.32.32.32.32.32.32.32.32.32.3农村2.32.32.32.32.32.32.32.32.32.32.32.3干扰余量(dB)密集城区0.03.00.03.00.03.00.03.00.03.00.03.0城区0.03.00.03.00.03.00.03.00.03.00.03.0郊区0.03.00.03.00.03.00.03.00.03.00.03.0农村0.03.00.03.00.03.00.03.00.03.00.03.0人体损耗(dB)0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0切换增益(dB)5.05.05.05.05.05.05.05.05.05.05.05.0穿透损耗(dB)密集城区20.020.020.020.020.020.010.010.010.010.010.010.0城区15.015.015.015.015.015.010.010.010.010.010.010.0郊区10.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.0农村10.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.0 包数据链路预算(室内和车载)(续1)465最大允许路径损耗(dB)密集城区 137.5142.4138.6139.7139.8134.5151.1159.0151.8147.9151.4142.4城区142.5147.4143.6144.7144.8139.5151.1159.0151.8147.9151.4142.4郊区150.6155.5151.7152.8152.9147.6154.2154.0154.9151.0154.5145.5农村150.6155.5151.7152.8152.9147.6154.2154.0154.9151.0154.5145.56室内覆盖半径(km)密集城区1.141.571.231.321.330.942.772.742.902.252.831.57城区1.582.181.701.831.841.302.772.742.902.252.831.57郊区5.998.256.446.926.964.927.587.487.936.157.734.29农村22.5131.0124.1925.9926.1618.5028.4828.1129.8223.1129.0516.137单基站 3扇区覆盖面积(km2)密集城区2.524.772.973.423.421.7114.9414.6716.389.9015.574.77城区4.869.275.676.576.573.2914.9414.6716.389.9015.574.77郊区69.93132.6680.8293.3394.4147.16111.96108.99122.4973.71116.4635.82农村987.301873.81140.211316.251333.53666.901580.49 1539.72 1732.68 1040.67 1644.39 506.97 包数据链路预算(室内和车载)(续2)47。
