案例2-1 鏈路預(yù)算

1、李旭 北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院 鏈路預(yù)算介紹 鏈路預(yù)算分類及過程 總結(jié) 鏈路預(yù)算 定義 鏈路預(yù)算是指在滿足業(yè)務(wù)質(zhì)量需求的前提下所計(jì)算出的最大 允許路徑損耗。 意義 鏈路預(yù)算主要用于分析網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，并可以通過調(diào)整上下行 鏈路預(yù)算中的各種參數(shù)來達(dá)到上下行鏈路平衡，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的 覆蓋范圍和提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋質(zhì)量。 鏈路預(yù)算在不同系統(tǒng)中的功能 FDMA系統(tǒng)和TDMA系統(tǒng) 達(dá)到上下行鏈路平衡，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì) 量 CDMA系統(tǒng) CDMA系統(tǒng)中引入了小區(qū)負(fù)載，Eb/N0，業(yè)務(wù)速率等參數(shù)， 鏈路預(yù)算不僅和網(wǎng)絡(luò)的覆蓋相關(guān)，而且與網(wǎng)絡(luò)的容量及質(zhì)量 息息相關(guān) 鏈路預(yù)算能夠指導(dǎo)規(guī)劃區(qū)內(nèi)小區(qū)半徑的設(shè)置、

2、所需基站的 數(shù)量和站址的分布。 鏈路預(yù)算方法 最大允許路徑損耗=發(fā)射機(jī)等向全向發(fā)射功率-接收機(jī)靈敏度 +所有增益-所有損耗-所有余量 接收機(jī)靈敏度=接收機(jī)背景噪聲+終端接收所需的Eb/No處理 增益+接收機(jī)噪聲系數(shù) 增益=終端天線增益+切換換增 損耗=人體損耗+終端饋纜損耗+穿透損耗 余量=干擾擾余+功控余量+陰影衰落余量 鏈路預(yù)算方法 鏈路距離和最大允許路徑損耗直接相關(guān)。只要確定傳播模 型，從最大允許路徑損耗就可以計(jì)算出小區(qū)的有效覆蓋半 徑。 HATA模型 Lee模型 Walfisch-Ikegami（WIM）模型 影響無線鏈路預(yù)算的參數(shù) 額定功率額定功率2w移動臺的鏈路預(yù)算表移動臺的鏈路預(yù)

3、算表 鏈路參數(shù)上行下行 接收部分BTSMS 接收靈敏度-104-104 快衰落保護(hù)儲備33 耦合和電纜損耗42 分集增益50 天線增益122 屏蔽儲備2020 中值功率-94-81 發(fā)送部分MSBTS 發(fā)射功率3943 耦合和絕緣子損耗03 饋線的接頭損耗24 天線增益212 全向等效輻射功率3948 路徑預(yù)算133129 人體損耗33 路徑損耗130126 鏈路預(yù)算分類 反向鏈路預(yù)算 可以對無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供依據(jù) 前向鏈路預(yù)算 前向鏈路預(yù)算很難做的準(zhǔn)確，對前向鏈路進(jìn)行人工計(jì)算意義 不大 業(yè)務(wù)信道功率為所有用戶共享，移動臺在BS間的切換給前向 鏈路預(yù)算帶來了負(fù)擔(dān) 前向鏈路所需要的Eb/Nt，隨數(shù)

4、據(jù)速率、移動速度和多徑條件 的不同，變化范圍較大 鏈路預(yù)算中的主要問題 鏈路平衡 鏈路預(yù)算參數(shù)的組合優(yōu)化 基站覆蓋能力分析 容量估算 鏈路平衡 對于任何一種無線移動通信系統(tǒng)來說，覆蓋平衡都是一個 非常重要的問題 當(dāng)下行鏈路太強(qiáng)而上行鏈路太弱時，對于處于切換狀態(tài)的終 端而言，導(dǎo)頻信道的強(qiáng)度指示終端進(jìn)行越區(qū)切換，但是終端 的上行發(fā)射功率不足以維持上行鏈路的功率要求，很容易導(dǎo) 致掉話 若下行鏈路太弱而上行鏈路太強(qiáng)，在小區(qū)交界處，雖然終端 有足夠的發(fā)射功率與兩個基站同時通信，但是下行鏈路的信 號太弱，終端很容易失去與任一基站的聯(lián)系 均衡的系統(tǒng)可以使切換平滑并且降低干擾！均衡的系統(tǒng)可以使切換平滑并且降低

5、干擾！ 鏈路預(yù)算參數(shù)的組合優(yōu)化 各項(xiàng)參數(shù)所發(fā)揮作用的對象是不同的 調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)施成本是不同的 各項(xiàng)參數(shù)調(diào)整所獲得的收益也是不同的 鏈路預(yù)算參數(shù)組合優(yōu)化是選擇合適的技術(shù)手段組合來調(diào)鏈路預(yù)算參數(shù)組合優(yōu)化是選擇合適的技術(shù)手段組合來調(diào) 整鏈路預(yù)算參數(shù)，在滿足覆蓋要求的同時降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成整鏈路預(yù)算參數(shù)，在滿足覆蓋要求的同時降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成 本。本。 鏈路預(yù)算參數(shù)的組合優(yōu)化 鏈路預(yù)算沒有精確反映各項(xiàng)參數(shù)對網(wǎng)絡(luò)覆蓋的影響，弱化 了每個參數(shù)的個性，強(qiáng)調(diào)了每個參數(shù)的共性，從而可以進(jìn) 行數(shù)學(xué)運(yùn)算，完成鏈路損耗估計(jì)。因此在總體鏈路預(yù)算的 基礎(chǔ)上，要認(rèn)真分析鏈路預(yù)算中每個參數(shù)的性質(zhì)和作用， 對各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合。

6、 基站覆蓋能力分析 鏈路預(yù)算可以獲得基站最大允許路徑損耗 基站覆蓋能力除了與設(shè)備相關(guān)（最大允許路徑損耗）之外， 還跟基站工程參數(shù)、無線傳播環(huán)境等相關(guān) 在實(shí)際工程中，還需要根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際測量結(jié)果對傳 播模型進(jìn)行修正 基站發(fā)射的信號遇到地形地物等陰影的影響，接收信 號服從均值為0的對數(shù)正態(tài)分布。 計(jì)算一個移動通信系統(tǒng)的陰影衰落時，通常會用到小 區(qū)邊緣通信概率或區(qū)內(nèi)通信概率。 小區(qū)邊緣通信概率：小區(qū)邊緣接收電平高于某一特定值的 概率； 區(qū)內(nèi)通信概率：小區(qū)內(nèi)接收電平高于某一特定值的概率。 18 小區(qū)邊緣通信概率 區(qū)內(nèi)通信概率 19 )d(P Q)( r dPp r rdrd )( 1 A)( 1

7、)U( 2 0 R 0 22 rPp R drPp R rr 012345678 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 0.5 /n area coverage probablity area and bound coverage probablity 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 20 21 )( 1 1 dP Qp r PdP Q dP Qp rr12 2 )( 移動類型移動類型功率等級功率等級通信地點(diǎn)通信地點(diǎn)高度高度覆蓋等級覆蓋等級 最小電平最小電平分類分類 車上手持臺車上手持臺2

8、w車箱內(nèi)1.5m85%98dBm1 沿線手持臺沿線手持臺2w全線1.5m90%98dBm2 無線列調(diào)機(jī)車臺無線列調(diào)機(jī)車臺8w全線4.5m95%95dBm3 列控機(jī)車臺列控機(jī)車臺8w全線4.5m98%92dBm4 22 MS1MS2MS3MS4 未考慮陰影衰 落的接收功率 -97-97-99-99 區(qū)內(nèi)通信概率85909598 邊緣通信概率63.573.58593.5 最小電平-98-98-95-92 考慮陰影衰落 的接收功率 -95-93-87-81 陰影衰落儲備241218 23 當(dāng)當(dāng)=7，n=3.5 時時 24 通過業(yè)務(wù)模型分析進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)容量的規(guī)劃，了解用戶的業(yè)務(wù) 行為 對系統(tǒng)資源占用的需求 業(yè)務(wù)類型 業(yè)務(wù)特性參數(shù) 業(yè)務(wù)承載 業(yè)務(wù)質(zhì)量目標(biāo) 容量估算應(yīng)考慮非理想功率控制、話音激活、其他小區(qū)對 本小區(qū)的干擾等因素，計(jì)算出上行或下行每小區(qū)、每載頻 業(yè)務(wù)的理論容量上限，根據(jù)此值估計(jì)出小區(qū)可以支持的用 戶數(shù)。 鏈路預(yù)算是大量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對不同的地區(qū)來說，每個地 區(qū)的無線環(huán)境情況都會