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CDMA网络规划覆盖分析的仿真技术研究
来源:尚大教育-通信学院 作者:辉辉 时间;2013-01-17 点击数: 尚大软考交流群:376154208
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。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。

    1 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[1]。覆盖分析最重要是要进行链路预算,并且链路预算参数的取值同实际相符,才能得到正确的路径损耗[2]。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得到实际的小区覆盖范围。在得到的小区范围内进行业务建模和业务预测,计算出覆盖范围内的小区容量需求,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。文章对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RF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。

    2 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;结合要覆盖区域的容量需求得出网络覆盖范围。

    2.1 规划区域划分

    在实际的网络建设中,要基于市场需求,考虑今后的用户发展和投资效益,制定合适的覆盖目标。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(开阔地)四大类。密集市区:建筑物的平均高度或者平均密度明显高于城市内建筑物,地形相对平坦,中高层建筑可能较多。市区:城市内具有建筑物平均高度和平均密度区域,或者经济较发达、有较多建筑物的城镇。郊区(乡镇):城市边缘地区,建筑物较稀疏以低层建筑为主或经济一般、有一定建筑物的小镇。农村(开阔地):孤立村庄或者管理区,区内建筑物较少,或成片的开阔地,或者交通干线。

    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[3]。

    2.2 链路预算

    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,从而结合传播模型确定给定地区小区的覆盖范围。链路预算是覆盖分析的核心步骤,通过链路预算考虑上行链路和下行链路之间的传播损害差异,在前向和反向两个方向上,很显然实际的覆盖范围应由覆盖较差的一方决定。不同的覆盖范围将造成系统性能的下降,还可能使实际覆盖小区与预期规划不一致。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。

    链路预算为有效分配有效无线资源、合理进行网络规划提供依据,在CDMA无线设计时,对前向链路预算进行估算意义不大,原因是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[4]。

    2.3 传播模型的选择

    传播模型是非常重要的,它是移动通信网小区规划的基础。可以说传播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。由于我国幅员辽阔,各省、市的无线传播环境千差万别,传播模型也会存在较大差异,一个优秀的移动无线传播模型要具有能够根据不同的特征地貌轮廓,像平原、丘陵、山谷等,或者是不同的人造环境,例如开阔地、郊区、市区等,做出适当的调整。

    3 仿真关键参数设置

    为了进一步分析规划阶段给出的相应配置的无线性能,需要特定的CDMA网络规划工具对规划结果进行评估。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,得到更加精确的满足容量需求的覆盖结果,从而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[6]。

    本文采用仿真的方法对网络规划的覆盖进行分析。在仿真关键参数导频强度的设置上提出了一些方法。

    3.1 导频信号强度Ec/Io概述

    Ec/Io:这是一个反映手机端当前接收的导频信号(Pilot)的水平[2]。手机开机首先做的事情就是搜索导频信号,如果搜索不到有用的导频信号,手机就无法正确识别网络。很多时候,手机经常会处在很多基站重叠覆盖的区域,也就是有很多导频的区域。各个导频之间也会相互干扰,形成导频污染。Ec表示手机当前接收到的可用导频信号强度,Io表示手机当前所接收到的所有信号(有用信号+干扰信号)强度。所以,Ec/Io就表明手机当前所接收到的有用信号占所有信号的比例。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[5]。

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