河南科技大学本科毕业设计（论文）
§3.3.1 WCDMA传播模型
传播模型就是反应无线传播损耗与频率、距离、环境、天线高度等变量的数学关系式。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密切关系到小区规划是否合理，运营商能否以比较经济合理的投资满足用户的需求。
无线小区规划的首要问题是建立传播模型，来模拟电信号在无线环境中的衰减情况，估算出尽可能接近实际的接收点的信号场强中值，从而进行合理的小区规划，既满足用户需求的同时又可以节约投资。
在第二代数字蜂窝移动技术GSM、CDMA中，我们已经熟知并广泛应用于工程实际的传播模型有适用于室外型大区制蜂窝结构的Okumura-Hata、Cost231-Hata和适用于微蜂窝结构的Walfish-Ikegami经验公式等，都是在大量的测试数据中总结出来的信号电平随地理环境变化的衰减的分布规律的经验模式。并且它们都适用于2000MHz频段，因此也可以应用于3G网络规划。由于这些模型是在大量的统计数据中总结出的经验数据，并且是从特定的地理区域获得的，它们都具有一些地区适应性，如Okumura-Hata更适用于准平坦地形情况、Cost231-Hata适用于中小城市等。在实际的工程使用中，要根据不同地区的无线环境情况有选择地使用。
在第三代移动通信技术中，我们要考虑到用户分布的可能范围即我们的覆盖目标。在很大程度上，未来蜂窝系统主要采用的是微蜂窝系统和微微蜂窝结构，这就要研究更复杂的路径损耗。微蜂窝中的低于周围建筑物高度的基站和周围建筑物形状及高度、街道宽度、地形等对无线传播的影响都应在我们规划的范围之内。为了达到一定的精度，引用了可视化技术来对覆盖区域环境进行描述以及射线跟踪算法来进行覆盖模拟。
总之，在第三代移动通信技术中，我们所要考虑的不仅有大区制的扇区覆盖、更有小区制以及微小区制的扇区覆盖。因此，在未来的传播预测中，用到的将是一种混合的预测算法。即：在大区制覆盖的地区仍然采用宏蜂窝传播模型经验公式，并且通过实地做连续波测试得到的修正因子来更加精确描述当地无线路径损耗。在以微小区结构为主的密集复杂城区，运用可视化技术及射线跟踪算法来进行精确模拟。
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§3.3.2 移动无线网络传播环境
移动无线传播环境决定着电波传播的特性，从而影响着无线电信号的传输质量。因此，研究无线通信的重要问题就是研究无线传播环境对信号的传输质量的影响，也就是研究无线电信号在空中所经历的路径损耗。
自由空间的定义：指充满均匀理想介质的空间，而且不存在地面和障碍物的影响。在自由空间里传播的电波不产生反射、折射、散射、绕射和吸收等现象，只存在因扩散而造成的衰减。
自由空间的基本传输损耗是指位于自由空间的发射系统的等效全向辐射功率(EIRP)与接收系统各向同性接收天线所接收到的可用功率之比，通常用Lbf表示。当收发天线之间的距离d>>λ(工作波长)时，Lbf可由下式计算：
Lbf?32.5?20lgfMHz?20lgdkm (3-1)
§3.4 WCDMA系统容量规划
容量是质量的前提，WCDMA系统具有“软容量”的特性，“软容量”只是相对于“硬容量”而言的，其实它也是根据话务量来确定的。 §3.4.1 确定软容量
WCDMA是个干扰受限的系统，它的容量是“软容量”，下面计算典型的12.2kbpsAMR话音的容量。假设条件如下：扩频带宽3.84MHz，数据速率12.2Kbps、GOS 2%、话音激活因子40%、来自其它小区的干扰65%、功率控制的标准偏差2.5dB、路径损耗指数4、阴影余量的标准偏差8dB、软切换的信道附加因数0.85，此时可以算得WCDMA的单扇区容量是60爱尔兰，相当于70个话音道(基本信道)。
数据通信占用的是辅助信道，计算数据通信要占用多少无线空中资源，目前较常用的方法是在一定的业务模型下，将数据速率要求转换成爱尔兰需求，然后沿用传统话音的计算方法求出信道需求。
计算流程如下：
（1）估算出小区的覆盖面积，将基站小区的覆盖面积乘以相应的话务密度，
得到该小区目前需满足的话务量。
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（2）根据话务量和指定呼损指标查爱尔兰B表，得出该基站小区所需的语
音信道数。
（3）3G系统有个重要特点是软切换，所以我们在计算信道板时要考虑切换
因子。基站语音信道数乘以切换因子就得到基站所需承载的信道数，再加上公用信道数，得到总信道数，最后除以每块信道板提供的信道数就可以得出信道板数了。
（4）如果估算出来的信道数超过一个基站的最大配置，则需要增加新的基
站。
对于小区需要信道数的计算，可以通过可用频谱、用户数预测，话务密度信息来衡量，计算条件是给定拥塞率，若硬件引起拥塞，由查B表可以得出结果。若最大容量是由干扰限制造成，其容量定义为软容量。对于软容量受限系统，不能通过爱尔兰表计算，总信道容量大于平均每小区信道数。由于相邻小区共享一部分干扰，在相同拥塞率条件下，服务更多话务量。来自邻区干扰越少，在中间小区内可用信道就越多。
当小区具有少的信道，高比特率实时用户出现时，平均负荷必须降低，以保证低的拥塞率。由于平均负荷降低，有附加的容量提供给邻区利用。这部分容量是从相邻小区借用，因此干扰的共享提供软容量。对于高比特率的实时数据用户，例如图像连接，这是重要的。
如果相邻小区用户较少时，在WCDMA系统中被认为增加软容量。软容量定义为在软拥塞的条件下爱尔兰容量的增加。当平均每个小区具有相同的最大信道数时，软阻塞与硬阻塞相比的爱尔兰容量增加量为：
软容量?爱尔兰容量（软拥塞）爱尔兰容量（硬拥塞）-1
(3-2)
由于在WCDMA系统中所有用户共享在空间信道上干扰源，分析就不能分开进行，各用户互相影响，引起发射功率改变，这些改变再引起改变，如此往复，相互影响，预测处理是一个反复的过程，直到稳定为止。
软容量的大小也依赖于传播环境。如果相邻小区负载量较低，只有当无线资源管理算法在一个小区能实现较高容量时，才可获得软容量。如果这种算法是基于宽带干扰，而不是吞吐量或连接数，就能实现软容量。
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§3.4.2 WCDMA系统容量估计
3G系统是宽带CDMA系统，其网络组织继承窄带CDMA特点，由于采用码分多址方式频率复用不是一个重要的方面，网络干扰来自自身系统，与一时间通话用户数量有关。
WCDMA的频率复用系数是1，系统是干扰受限系统，容量的实质是对干扰量的估计。
对于下行负荷的估计，一个重要方面是对于基站发信功率的估计。这里所说的功率为平均功率，而不是小区边沿峰值发射功率。对于每个用户所要求的最小功率，由基站到移动台平均衰耗及移动台灵敏度决定，条件是不存在多接入引起的干扰(包括小区内和小区外)。由干扰引起的噪声提升使得移动台所需最少功率比原来有了一个提高，最后使得系统能接入的用户数必然减少。
对于上行负荷的估计，在全话音业务的情况下，负荷因子的关系可以简化为
μUL?Eb/N0W/R?N?v??1???
(3-3)
上式中各参数意义如表3-1所示。
表3-1 参数表
N 定义 每小区用户数 参考值 对于话音，假设DTX期间40％话音激活和DPCCH报头，取值0.67，对于数据，取值为1 取决比特率、信道多径衰落、接收天线分集、移动台速度 3.84Mbps 取决于业务类型 全向天线宏小区，55% Vj 一定QoS条件下，所要Eb/N0 求的值，噪声包括热噪声和干扰。 W Rj WCDMA码片率 j用户比特率 在基站收信机处，其它基站对本基站干扰比 ? 16
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