LTE无线及核心网部分3.ppt
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LTELTE无线网络规划与开通配置无线网络规划与开通配置V2课程内容n无线网络规划无线网络规划l无线规划流程无线规划流程l覆盖规划l容量规划l规模估算n无线开通配置VBOXonLine3无线网络规划思想无线网络规划主要指通过链路预算、容量估算,给出基站规模和基站配置,以满足覆盖、容量的网络性能指标。
网络规划必须要达到服务区内最大程度无缝覆盖;科学预测话务分布,合理布局网络,均衡话务量,在有限带宽内提高系统容量;最大程度减少干扰,达到所要求的QoS;在保证话音业务的同时,满足高速数据业务的需求;优化无线参数,达到系统最佳的QoS;在满足覆盖、容量和服务质量前提下,尽量减少系统设备单元,降低成本。
网络规划流程网络规划流程如右图所示。
需求分析区域划分话务模型规划指标要求建网策略备选站点信息其他需求规模估算覆盖估算容量估算站点选择站点勘察站点选择规划仿真覆盖仿真容量仿真无线参数规划输出规划仿真报告无线环境分析清频测试传播模型测试无线网络规划VBOXonLine4无线网络规划主要工作流程1.网络建设需求分析:
主要是分析网络覆盖区域、网络容量和网络服务质量,这是网络规划要求达到的目标;2.无线环境分析:
其中包括清频测试和传播模型测试校正。
其中清频测试是为了找出当前规划项目准备采用的频段是否存在干扰,并找出干扰方位及强度,从而为当前项目选用合适频点提供参考,也可用于网络优化中问题定位。
传播模型测试校正是通过针对规划区的无线传播特性测试,由测试数据进行模型校正后得到规划区的无线传播模型,从而为覆盖预测提供准确的数据基础;3.无线网络规模估算:
包含覆盖规模估算和容量规模估算;针对规划区的不同区域类型,综合覆盖规模估算和容量规模估算,做出比较准确的网络规模估算;4.预规划仿真:
根据规模估算的结果在电子地图上按照一定的原则进行站点的模拟布点和网络的预规划仿真;5.无线网络勘察:
根据拓扑结构设计结果,对候选站站点进行勘察和筛选;6.无线网络详细设计:
主要指工程参数和无线参数的规划等;7.网络仿真验证:
验证网络站点布局后的网络的覆盖、容量性能;8.规划报告:
输出最终的网络规划报告。
无线网络规划VBOXonLine5无线网络规划66课程内容n无线网络规划无线网络规划l无线规划流程l覆盖规划覆盖规划l容量规划l规模估算n无线开通配置VBOXonLine7覆盖估算流程覆盖估算流程确定链路预算中使用的传播模型根据传播模型,通过链路预算表分别计算满足上下行覆盖要求的小区半径;根据站型选择,计算单个站点覆盖面积;用规划区域面积除以单个站点覆盖面积得到满足覆盖的站点数传播模型小区半径单站覆盖面积覆盖站点数无线网络规划VBOXonLine8传播模型传播模型是移动通信网小区规划的基础,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。
自由空间传播损耗由于传播路径和地形干扰,传播信号减小,这种信号强度减小称为传播损耗。
在空间的传播中,影响无线电波损耗的因素有很多,包括地面吸收、反射、折射、衍射等。
然而当无线电波在自由空间中传播时(各向同性,无吸收,电导率为零的均匀介质),以上的因素是不确定的。
但这并不意味着无线电波在自由空间传播时没有损耗,但当电波经过一段距离传播之后,由于辐射能量扩散也会造成衰减(也称衰减或损耗)。
以Km计,以MHz计,则可得自由空间传播损耗FreeLoss公式:
由上式可以看出,发射天线与接收天线距离d越大自由空间损耗越大,无线电波频率f越大自由空间损耗越大。
当d或f增大一倍时,自由空间传播损耗将加大6dB。
传播模型介绍在规划和建设一个移动通信网时,从频段的确定、频率分配、无线电波的覆盖范围、计算通信概率及系统间的电磁干扰,直到最终确定无线设备的参数,都必须依靠对电波传播特性的研究、了解和据此进行的场强预测。
而无线传播模型是一种通过理论研究与实际测试的方法归纳出的无线传播损耗与频率、距离、环境、天线高度等变量的数学公式。
在无线网络规划中,通过无线传播模型可以帮助设计者了解在实际传播环境下的大致传播效果,估算空中传播的损耗。
因此传播模型的准确与否关系到小区规划是否合理。
无线网络规划VBOXonLine9地球表面无线传播环境千差万别,不同的传播环境的传播模型也会存在较大差异。
所以传播环境对无线传播模型的建立起关键作用,确定某一特定地区的传播环境的主要因素有:
自然地形(高山、丘陵、平原、水域等);人工建筑的数量、高度、分布和材料特性;该地区的植被特征,天气状况;自然和人为的电磁噪声状况;系统工作频率,移动台运动状况。
下面主要介绍三种常见的经典传播模型。
通用传播模型传播损耗公式Pathloss=k1+k2log(d)+k3Hms+k4log(Hms)+k5log(Heff)+k6log(Heff)log(d)+k7(diffractionloss)+clutterloss其中:
K1衰减常数K2距离衰减常数K3、K4移动台天线高度修正系数K5、K6基站天线高度修正系数K7绕射修正系数Frequency:
0.5G2.6G基站天线挂高Hb:
30200m终端高度Hm:
110m通信距离:
135km通用模型适用范围Clutterloss地物衰减修正值d基站与移动台之间距离(km)Hms移动台天线有效高度(m)Heff基站天线有效高度(m)密集城区密集城区一般城区一般城区郊区郊区农村农村高速高速K1158154148143140K24845423938K300000K400000K5-13.82-13.82-13.82-13.82-13.82K6-6.55-6.55-6.55-6.55-6.55K70.40.40.40.40.4典型参数取值无线网络规划VBOXonLine10Okumura-Hata模型传播损耗公式其中:
d远距离传播修正因子f频率MHzPathloss传播损耗中值基站天线有效高度移动台天线有效高度为对应各种地物的衰减校正因子a()移动台天线高度修正因子通用模型转换将Okumura-Hata整理为通用传播模型的表达式,以900M为例,k1-k7取值见下Frequency:
150M1500M基站天线挂高Hb:
30200m终端高度Hm:
110m通信距离:
135kmOkumura-Hata模型适用范围密集城区密集城区一般城区一般城区郊区郊区农村农村高速高速k1149.83146.82136.87127.61118.27k244.944.944.944.944.9k300000k400000k513.8213.8213.8213.8213.82k6-6.55-6.55-6.55-6.55-6.55k700000无线网络规划VBOXonLine11Cost231-Hata模型传播损耗公式其中:
d传播距离f频率MHzPathloss传播损耗中值基站天线有效高度移动台天线有效高度为对应各种地物的衰减校正因子a()移动台天线高度修正因子通用模型转换同Cost231-Hata模型,Cost231-Hata也可以整理转换为通用传播模型的表达式。
Frequency:
1.5G2.6G基站天线挂高Hb:
30200m终端高度Hm:
110m通信距离:
135kmCost231-Hata模型适用范围密集城区密集城区一般城区一般城区郊区郊区农村农村高速高速k1161.21158.16145.88135.78125.60k244.944.944.944.944.9k300000k400000k513.8213.8213.8213.8213.82k6-6.55-6.55-6.55-6.55-6.55k700000无线网络规划VBOXonLine链路预算链路预算是通过对上、下行信号传播途径中各种影响因素的考察和分析,估算覆盖能力,得到保证一定信号质量下链路所允许的最大传播损耗。
链路预算流程如下图所示:
无线网络规划VBOXonLine链路预算结果结合实际用户需求,设置链路预算各参数,可得出上下行链路预算结果:
允许的最大路径损耗(下行)=+终端天线增益+频率选择性增益-人体损耗-穿透损耗-阴影衰落+切换增益允许的最大路径损耗(上行)=终端最大发射功率+终端天线增益+基站天线增益-人体损耗-基站馈缆损耗-基站接收机噪声功率所需SINR-干扰余量-穿透损耗-阴影衰落+切换增益无线网络规划VBOXonLine小区半径通过链路预算表得到最大允许路径路损PassLoss,带入传模模型公式,可以得到小区最大覆盖半径。
传播模型最大允许传播损耗小区半径输入输出仿真软件小区半径在现网规划中,有专业覆盖仿真工具对站点选择和站间距进行模拟测试和校正,最终得出链路预算结果和小区覆盖半径。
在4G全网仿真软件中,跳过了链路预算的过程,根据模型选择结合LTE的经验值,提供了三种不同应用场景的小区半径基准;再代入FDD/TDD制式选择调整因子和站型选择调整因子后计算得出最终单站覆盖小区半径取值。
半径基准半径基准(KM)密集城区密集城区一般城区一般城区郊区郊区0.360.580.85无线网络规划VBOXonLine站点选型与单站覆盖面积站型分类站型一般包括全向站和三扇区定向站,根据广播信道水平3dB波瓣宽度的不同,常用的定向站又分为水平3dB波瓣宽度为65度和90度两种。
单站覆盖面积从前文计算得出的小区半径,对应下表可计算得出不同站型选择下单站覆盖面积。
全向站全向站65度定向站(三扇区)度定向站(三扇区)90度定向站(三扇区)度定向站(三扇区)面积面积覆盖估算站点数1.计算单站最大覆盖面积根据不同站型,通过小区半径,计算单站最大覆盖面积。
2.计算覆盖估算站点数覆盖站点数=规划区域面积/单站最大覆盖面积。
无线网络规划16课程内容n无线网络规划无线网络规划l无线规划流程l覆盖规划l容量规划容量规划l规模估算n无线开通配置VBOXonLine17容量估算流程计算基站吞吐量。
根据系统仿真结果,得到一定站间距下的单站吞吐量。
计算系统吞吐量需求。
根据场景选择业务模型计算用户业务的吞吐量需求或者由用户给出。
其中吞吐量需求的因素包括地理分区、用户数量、用户增长预测、保证速率等。
根据以上两个结果计算容量站点数。
容量规划无线网络规划VBOXonLine18场景分析在各种应用场景中,由于用户分布、用户对具体的业务需求不同,需要研究不同应用场景中用户的具体行为和分布规律,提出具体的话务模型。
基于业务类型的分布、业务发展策略以及区域内用户的动态分布、消费行为特征等,可以将业务分布区域分成五类,分别是密集城区、城区、郊区/乡镇、农村和室内覆盖,其中前四类主要考虑室外覆盖,室内覆盖单独考虑。
密集城区密集城区特点是周围建筑物平均超过3040米,基站天线高度相对其周围环境建筑物稍高,但是服务区内还存在较多的高大建筑物阻挡,街道建筑物高度超过了街道宽度的2倍以上,一般城区对于一般城区,其扇区天线的安装位置,相对于周围环境而言,具有较好的高度优势(站在楼顶上,基本上可与扇区天线之间形成LOS),建筑物的平均高度在扇区信号可能是从几个街区之外的建筑物后面传过来的。
环境复杂,多径效应、阴影效应等需要重点考虑。
15到30米之间,街道宽度相对较宽(大于建筑物高度)。
另外存在零星的高大建筑物,且服务区域内存在比较多的楼房,有树木,但是树木的高度一般不会比楼房高。
郊区在郊区的扇区天线,其扇区天线的安装位置,相对于周围环境而言,具有较好的高度优势(站在楼顶上,基本上可与扇区天线之间形成LOS),建筑物的平均高度在10到20米之间,街道宽度相对较宽(大于建筑物高度),且服务区域内存在着比较多的楼房,有树木,且树木的高度一般会比楼房稍高一些,而且存在一些有树木的开阔地。
农村地形具体可以分为平原、和山区(起伏高度可能会在20米到400米之间,或者更高)。
主要覆盖区域为交通道路和村庄。
树木和山体的阻挡是主要的因素无线网络规划VBOXonLine话务模型分析话务模型要素1.业务种类和流量需求,也就是LTE数据业务的主要种类,同时每种业务需要的单位数据流量需求,此即业务模型。
LTE仅提供数据业务,如VoIP、实
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