WCDMA系統(tǒng)混合業(yè)務(wù)下的小區(qū)容量計(jì)算

WCDMA系統(tǒng)混合業(yè)務(wù)下的小區(qū)容量計(jì)算1、引言伴隨著GSM系統(tǒng)向WCDMA系統(tǒng)的過渡，業(yè)務(wù)也從傳統(tǒng)的單一話音向話音、數(shù)據(jù)混合型發(fā)展。在一些發(fā)達(dá)國家的固定通信網(wǎng)里，數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)量已經(jīng)超過了話音的業(yè)務(wù)量，而在目前階段的移動通信網(wǎng)絡(luò)里，話音業(yè)務(wù)量仍占主導(dǎo)地位，如何在單一的話音網(wǎng)絡(luò)中考慮數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文從負(fù)載因子出發(fā)，利用坎貝爾算法，計(jì)算混合業(yè)務(wù)下的用戶容量。2、單一業(yè)務(wù)上行極點(diǎn)流量單一業(yè)務(wù)上行極點(diǎn)容量定義為上行負(fù)載為1時(shí)的上行吞吐量，公式如下：其中W為碼片速率(3840kb/s)，(Eb/No)為第j種業(yè)務(wù)要求的上行接收質(zhì)量，i為其它小區(qū)對本小區(qū)干擾比，全向站情況下取55%，定向站情況下取65%，實(shí)際工程中，i因無線環(huán)境、基站布局等而有差異。不同的業(yè)務(wù)，因(Eb/No)不同而極點(diǎn)容量不同，業(yè)務(wù)按速率分為AMR12.2kb/s話音、64kb/sCS(可視)、64kb/sPS數(shù)據(jù)、128kb/sPS數(shù)據(jù)、384kb/sPS數(shù)據(jù)。典型的上下行值如表1所示(因不同廠家設(shè)備而有差異)：表1各業(yè)務(wù)上下行典型Eb/No值報(bào)E碼b寺/N容o態(tài)(d厲B)竭煤AM去R竿12林.2罷圈64默C竹S目64板P草S臂12制8尖PS干遭38萍4耗PS豆廈上行喉跑5.元5匪3.睜8蒙3.喉5蘇2.蝶5曠1.污8碌下行滿否6娘4.判5蠟4沿3距2取其它小區(qū)干擾因子0.65，則單一業(yè)務(wù)下的上行極點(diǎn)容量如表2所示：表2單一業(yè)務(wù)下的上行極點(diǎn)容量汁T葛po戰(zhàn)le籠AM扇R諒12惹.2馬溉64騾C白S觀64懂P棒S染12惡8型PS室啟38印4俘PS輩白(k佛b/罵s)飛有65充6號97謹(jǐn)0遷10驢40責(zé)扎13革09藏夫15寸38掀3、負(fù)載因子單個(gè)用戶不同業(yè)務(wù)的上下行負(fù)載因子定義：其中Rj和Vj分別為第j種業(yè)務(wù)的速率激活因子，除話音業(yè)務(wù)激活因子一般為0.5外，其它業(yè)務(wù)為1。ā為小區(qū)的平均正交系數(shù)，取值范圍在0.4～0.9(本文中取0.5)。上下行單用戶負(fù)載因子如表3所示：表3單用戶上下行負(fù)載因子堤單用叨戶負(fù)濱載因?qū)訖zAM飲R沫12變.2門堂64蜓C招S縫64壓P劃S健12嬸8各PS敵濁38鋼4掏PS謊億上行程航O.差93脆%哀6.宿60避%急6.挨16窯%億9.監(jiān)78敢%蓬24生.9大7%姜罰下行箏彼0.頭73鎖%郵5.決40色%佛4.飯81侄%板7.吵65雙%頸18飯.2和3%誤小區(qū)上下行負(fù)載因子為各用戶負(fù)載因子的合計(jì)，公式如下:其中，KUL,j表示第j種業(yè)務(wù)同時(shí)使用的上行用戶數(shù)，KUL,j表示第j種業(yè)務(wù)同時(shí)使用的下行用戶數(shù)，這是因?yàn)榉纸M數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，用戶上下行速率通常是不對稱的。在WCDMA中，小區(qū)負(fù)載因子是無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的重要指標(biāo)。對以滿足覆蓋為主要目的小區(qū)，上行負(fù)載因子一般按20%～40%考慮，對以滿足容量為主要目的的小區(qū)，上行負(fù)載因子一般按40%～60%考慮。當(dāng)上行負(fù)載為50%時(shí)，單一業(yè)務(wù)對應(yīng)的上行業(yè)務(wù)量如表4所示：表4單一業(yè)務(wù)對應(yīng)的上行業(yè)務(wù)量分單一鵝業(yè)務(wù)翠50牢%

葡上行雹負(fù)載貧哭AM駁R佩12途.2掃派64禍C燒S土64雹P韻S茫12胸8啄PS彩虹38氧4往PS礦冰同時(shí)其通信菜用戶別數(shù)癢53蒼.8遠(yuǎn)俱7.款6申8.扮1突5.差1心2.耀O航上行揪業(yè)務(wù)熔流量鏈kb既/s亂尚32首8.勉O旅48語5.輕1豪51再9.撈8捷65育4.類4味76柔8.耐8行下行甚負(fù)載量零39電%奪41辭%篩39規(guī)%欄39態(tài)%煙36豬%4、小區(qū)用戶容量對于單一的電路域業(yè)務(wù)(話音、可視)，可以用愛爾蘭B計(jì)算愛爾蘭、信道數(shù)、呼損之間的關(guān)系。當(dāng)計(jì)算混合電路域業(yè)務(wù)，有等效愛爾蘭、后驗(yàn)愛爾蘭、坎貝爾法，比較常用的是坎貝爾法。當(dāng)考慮數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)后，容量計(jì)算變得更復(fù)雜，目前還沒有一個(gè)公認(rèn)的方法進(jìn)行計(jì)算。參考GSM網(wǎng)絡(luò)中對GPRS容量的計(jì)算方式，在計(jì)算混合電路域業(yè)務(wù)容量后，根據(jù)坎貝爾信道和坎貝爾愛爾蘭之差計(jì)算數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的平均速率?？藏悹柗ㄊ菍⒍鄠€(gè)電路域業(yè)務(wù)等效到一種基本參考業(yè)務(wù)上，各種業(yè)務(wù)等效后的業(yè)務(wù)強(qiáng)度為：垮邊j夠表示宴第j樣種電線路域允業(yè)務(wù)腳，r澤表示助參考奮的基傍本業(yè)活務(wù)。擱般膝坎貝弟爾信冰道表懷示為花：味賴t跌j表宴示第惡j種布業(yè)務(wù)伐的業(yè)尿務(wù)量暫，單忘位為序愛爾墓蘭。肆嗎教在只煎有一雕種業(yè)坐務(wù)的編情況幣下，撞坎貝記爾信菜道等校于業(yè)把務(wù)強(qiáng)符度。游節(jié)鉗小區(qū)形坎貝巖爾信安道數(shù)白為：摔惑著，N悼r表草示參澡考的蜂基本坑業(yè)務(wù)奇信道想數(shù)。屬槳密小區(qū)蠻坎貝廚爾容統(tǒng)量通匠過愛維爾蘭墻B公勁式確房定，目表示靜為T村c=勸Er脊la謊ng扮B(懼Nc飼，G竟os股)，奴Go借s表您示要燙求的扛呼損立。副?？藏愶w爾容彈量對蠟應(yīng)的瞧用戶收數(shù)：紐龜鋒λ僵j和墻ej波分別腐表示緞第j潔種電紛路域煉業(yè)務(wù)剝的用桐戶比創(chuàng)例和烘單用誘戶行付為。請甩就坎貝壯爾信請道利譽(yù)用率鄉(xiāng)則為勉ηc涂=T辱c/句Nc拉。敞是對于漏數(shù)據(jù)灑業(yè)務(wù)松，可呈以利命用剩邪余坎磚貝爾芳信道蛇進(jìn)行駁，根冤據(jù)平密均延閉時(shí)要森求和彎愛爾守蘭C殺模型錯，將泉剩余棉信道置同上受下行內(nèi)負(fù)載第因子巡結(jié)合消，計(jì)撐算能孤支持軌的上寺下行縣分組度數(shù)據(jù)燦的平種均速紋率。污裁5、枕計(jì)算炸舉例氏盟穿單用蝦戶行槐為分醬電路雹域和盈分組顏域業(yè)旗務(wù)行輝為，唯電路畫域用褲戶忙舊時(shí)行膝為可吧以參袋考現(xiàn)永有網(wǎng)獲絡(luò)統(tǒng)撇計(jì)，忙用戶板行為搜假定池如表旨5所駱示：徒壯表5鞭電淚路域括用戶待忙時(shí)徑行為德肆?xí)r呼愉叫次赴數(shù)(津BH灘CA側(cè))探忙時(shí)漿每次似呼叫株持續(xù)諸時(shí)間唱(B默HH偽T)清虛忙時(shí)封業(yè)務(wù)舊量(遍Er描l)菜滾AM攜R疼12包.2欄獸1撫90侄兄O.扣02惱5敢CS酷6蔽4蝴O.繁15尤秧90褲著O.奧00軍38箏壞神分組淹域用劉戶行仿為通趴常采低用P傷ar沸et蒸o模窯型，術(shù)Pa麻re礎(chǔ)to版模型艷描述秩數(shù)據(jù)哈業(yè)務(wù)秒的三仙層模床型，綿模型上如圖洽1所挨示：棍佳圖1冊P禿ar澇et抵o業(yè)晶務(wù)模爽型示留意挎互典型堪參數(shù)讀如表月6所逐示：樓痰表6津分攻組業(yè)辱務(wù)模態(tài)型的景典型巷參數(shù)國幅Pa蔽ck撞et宋T斧ra盾ff有ic艙P(yáng)挪ar員am匙et修er泉s蓮Me逗an幫P醉ac乖ke記t熄Si樣ze滿常48悟0蛾by郵te諒s校Me鍛an香P陰ac暢ke列t鳴ca唐ll獨(dú)s/躬se面ss蠢io得n倚12泄嗽Re豈ad采in勵g拼ti盾me辟b侍et仗we劫en遍c劈al息ls堂沸11顆2暫se委co柄nd童s凍Me今an跪n劈um車be垂r括of筍p望ac勞ke續(xù)ts趙i條n玻a課ca榨ll很駛1O水瓣Me朗an頁P(yáng)老ac剪ke煉t抄in運(yùn)te每ra角rr壯iv黎al斥f叔im秧e棵O.撈8測se瞎co棚nd加s踩枯分組冒業(yè)務(wù)西行為幣最終揮可以河用忙望時(shí)每秒用戶稀上下厭行的厚業(yè)務(wù)溉量(悔kb雀yt概es爭)表茅示。他由于柿目前觸沒有杠實(shí)際李統(tǒng)計(jì)困數(shù)據(jù)昏，忙降時(shí)上蠢下行涼業(yè)務(wù)詠行為扁分別錄按2咸00裁kb剪yt線es燥和8挖00判kb途yt誦es疊假定君。礦思對于迷電路校域業(yè)晝務(wù)，怒因話俊音用飾戶比刃例的纏不同恭和小疊區(qū)要母求的朋上行拼負(fù)載顆不同宗，其調(diào)容量耀有所武差異午。這渡里以完話音悅用戶氏占總脹電路走域用紀(jì)戶的每比例訪作為吳變量劇進(jìn)行垂研究勺，研倘究在堵25眾%和鏈50甩%上瓣行負(fù)踢載要凈求的舍情況銅下，寺小區(qū)舒的容樸量性羞能。異瞇虹小區(qū)霧承載投的各飲種愛純爾蘭箱與話伐音用梯戶的忽比例瓶關(guān)系陡如圖柿2所輩示(放考慮倍了3聾0%獵的軟噸切換切比例部)。途圾圖2盈愛獻(xiàn)爾蘭比與話哄音用骨戶的絲比例夸的關(guān)貨系拿謝從圖梁2中勤可見徐，當(dāng)雀只有穴CS按64非業(yè)務(wù)刑時(shí)，惜坎貝港爾愛武爾蘭棵等于療CS哀64售業(yè)務(wù)師愛爾筆蘭，妙當(dāng)只獨(dú)有話溫音業(yè)挺務(wù)時(shí)客，坎處貝爾頃愛爾其蘭等餐于話句音業(yè)扯務(wù)愛刷爾蘭辛。薯關(guān)在8順0%從的話付音業(yè)氧務(wù)情鑼況下束，2戀5%壘上行言負(fù)載憂要求劇時(shí)能爪支持星的坎仇貝爾許、話冤音業(yè)按務(wù)、悼CS沾64挑分別嘩為3掃.6微、6溉.5鴉、0敘.2漂4愛著爾蘭上，5拿0%注上行詳負(fù)載跳要求裂時(shí)能饞支持削的坎州貝爾殺、話腿音業(yè)天務(wù)、悼CS蹦64蝴分別范為1舍0.素7、填19希.2鏟、0閃.7竄2愛湖爾蘭虛。隙嘴只有勢話音哀業(yè)務(wù)島時(shí)，葬25摟%和估50貪%上費(fèi)行負(fù)更載對射應(yīng)的文愛爾特蘭分擇別是納13謹(jǐn).2搜和3沒2?？蛴嵕靠藏悩?biāo)爾信挪道利泄用率出如圖曠3所庫示：異疏圖3芝坎撕貝爾芝信道鏟利用扮率與捉話音極用戶拌的比場例的顯關(guān)系診蜘刮坎貝開爾信烈道利林用率妹隨上摘行負(fù)舊載因色子和潮話音籌用戶號比例聯(lián)的增育加而嫁增加角。倍鼠在8池0%可的話予音業(yè)凳務(wù)情鐘況下傲，2拜5%曾和5批0%弄上行曬負(fù)載噴對應(yīng)堅(jiān)的利盤用率拿分別雷為4燒5%樓和6陳2%濁。軌雹每小銀區(qū)支搭持的埋電路微域用著戶數(shù)候如圖抬4所公示：擋蠅圖4再小貸區(qū)電溫路域束用戶郵數(shù)與英話音睜用戶爐比例另的關(guān)到系萌撤在8指0%鞭的話朽音業(yè)戴務(wù)情辦況下義，2謙5%稱和5彼0%漫上行閑負(fù)載湖對應(yīng)敏的電庫路域跡用戶貓數(shù)分層別為恐32悼7和壩96拾0；榮當(dāng)全態(tài)為話眼音業(yè)賠務(wù)時(shí)扯，2怕5%化和5無0%吸上行石負(fù)載瞇對應(yīng)跳的電逐路域等用戶掉數(shù)分灶別為上52臭7和世12濫77漲。翻鈴根據(jù)悶坎貝機(jī)爾信楊道利三用率公和要蜜求的欲小區(qū)崇負(fù)載織，分蠶組數(shù)宣據(jù)業(yè)兵務(wù)允娛許的治平均燥上行捷負(fù)載由因子漸公式龜為η例UL誤、P頑=η箱Ul橡(1療-η素C)劇/(木1+沉SH問O)植/2藏，η崇UL鄉(xiāng)為設(shè)幼計(jì)要晴求的數(shù)上行倆負(fù)載惠，S證HO音為軟候切換狂比例惰，分語組數(shù)仔據(jù)業(yè)串務(wù)允踏許的屯上行嘉負(fù)載吼因子掉變化剖如圖瞇5所翁示：券授圖5拒允惱許的住上行耽數(shù)據(jù)拉業(yè)務(wù)鄉(xiāng)負(fù)載樣因子小與話酷音用熱戶比疾例的脫關(guān)系妖益在小厲區(qū)設(shè)嘉計(jì)中蠻，上損下行況負(fù)載弓因子梢要求延是不券一樣寒的，能下行睜負(fù)載盆因子桶一般菊要求狠不大稀于7銜5%滴。夫姜在7段0%川的下旺行負(fù)恐載因奧子情先況下刻，計(jì)陽算分沿組數(shù)堤據(jù)業(yè)頁務(wù)允錄許的僅平均照下行洗負(fù)載血因子姨，如啦圖6介所示坦：它圖6診平伐均允符許的剃下行纏數(shù)據(jù)士業(yè)務(wù)劍負(fù)載碑因子江與話智音用勉戶比鋒例的盾關(guān)系柏藍(lán)上行袍以6惜4k召b/削s業(yè)筋務(wù)為密例，息在2峰5%胃和5視0%勺負(fù)載微，電砌路域壞80叉%為嫁話音澆用戶陸情況觸下，坦允許宵的負(fù)求載因蕩子分境別為科5.恩3%架和7宮.2君%，仆對應(yīng)浮的平于均速利率為賄55拒kb冬/s呆和7避5k弓b/雷s。冒支持綁的上際行數(shù)聰據(jù)流郵量為鳥忙時(shí)童15濾59窄2k稿b和脹21臉26端2k甜b(耐考慮置10嫂%的昂重傳胡率，尊以及臭30犯%三偽層數(shù)落據(jù)映牧射到私物理繁層的牢開銷出)對域應(yīng)的零用戶釀數(shù)分巨別為痛78瓦和1耳06皮。改腸下行聰以1駝28劉kb疲/s磚業(yè)務(wù)循為例天，最兵大允里許下滿行負(fù)抱載7朝0%加時(shí)，濱電路今域8梯0%盆為話教音用宜戶情吹況下跡，在倉25你%和歸50改%上刷行負(fù)形載情悼況下諷，允蝶許的嶺數(shù)據(jù)纖負(fù)載翁因子削分別昌為2路3.坦5%罷和1緞7.孫4%倒，對期應(yīng)的水平均姨速率安為3壁93究kb芒/s辜和2王98臂kb看/s拔。支膀持的獸上行妙數(shù)據(jù)紛流量修為忙呆時(shí)1紙11女41資5k瓦b和這84茫48餃3k綠b(法考慮尤10裝%的做重傳修率，多以及康30產(chǎn)%三作層數(shù)尚據(jù)映捐射到挽物理神層的康開銷卻)，狐對應(yīng)劫的用還戶數(shù)牌分