【网络通信】华为培训第7章WCDMA系统无线网络规划.doc

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1、 WA000010 WCDMA系统基本原理WCDMA系统无线网络规划第7章 WCDMA系统无线网络规划7.1 概述随着第三代移动通信技术的兴起，UMTS网络的建立将带来一场深刻的革命，这对网络规划也提出了更高的要求。目前，引起了公众对这一新技术的极大兴趣。第三代移动通信网络的建设正方兴未艾。这一全新的移动通信技术与传统的GSM网络规划有着本质的不同。在全球范围内，人们正紧锣密鼓地开发和研制新的规划工具和计算方法，设计新的工作流程。UMTS同GSM网络规划的比较：1. GSM网络规划GSM网络规划基于基站的传播分析。根据基站的发射功率和天线配置，计算其覆盖区域。通常只对下行链路进行计算，因为GS

2、M技术不考虑上行链路的情况。下一步是由网络规划工程师分析所需的小区容量。根据计算得到的小区面积，就可借助电子地图估算各个小区的业务量，再通过话务量模型（如Erlang-B或Erlang-C)算出所需的信道数目。接下来就是给基站分配频率，要做到相同的频率只能在具有足够间距的小区内重复使用，以免产生干扰。如果将来网络必须扩容，网络规划工程师只需给相应的小区分配新的信道。只要在总体频率规划中还有合适的频率，并且扩容量不超出基站的最大容量，就没有必要对网络作其它改动。否则，就必须增加新的基站或扇区，还要重新进行频率计算和信道分配。2. UMTS网络规划UMTS网规相对GSM网规来说，具有以下一些主要不

3、同点：小区呼吸：CDMA网络与GSM网络完全不同。由于不再把信道和用户分开考虑，也就没有了传统的覆盖和容量之间的区别。一个小区的业务量越大，小区面积就越小。因为在CDMA 网络中，业务量增多就意味着干扰的增大。这种小区面积动态变化的效应称为“小区呼吸”。可以通过下面这个形象的例子加以说明。在一次朋友的生日派对上，来了许多客人。同时讲话的人愈多，就愈难清对话方的声音。如果开始是您还能同位于房间另一头的熟人进行交谈，那么当房间内的嘈杂声达到一定程度后，您就根本无法听明白对方的话。这说明谈话区的“小区半径”缩小了。UMTS网络规划工程师面对的是一个动态变化的网络。在规划UMTS网络时，首先必须考虑网

4、络的扩容性。网络规划工程师不可能象规划GSM网络那样，简单地给相关的小区增配频率。网络规划初期就必须考虑一个确定的信号余量，在计算小区面积时作为因业务量增多而产生干扰的“补偿”。这表明，从一开始，就需要用较小的小区或者更多的基站建网，这也意外着投资成本的提高。如果业务量信号余量定得太小，那就只有一条出路，即建造更多的基站。网络规划工程师必须注意到上述问题，因为单一地提高发射功率并不能消除因业务量增多而引起的接受信号的恶化。发射功率的提高只能改善某一小区的接受信号，其付出的代价是增加了对所有相邻小区的干扰，从而影响了整个网络的通信质量。提高发射功率不能无限期地扩大CDMA小区的有效范围或容量（对

5、CDMA网络来说两者是同义词）。当UMTS网的发射功率提高一倍时，小区的容量只增加百分之十。发射功率的提高虽然增大了小区的有效范围，但是为满足远程手机用户的需要，必须超比例地增加发射功率，这必然影响到其他手机用户的通话质量。我们回到上述派对的例子，您可以通过提高嗓音同位于房间另一头的熟人继续交谈下去，而其他客人为了听清对方的声音也必须同时大声说话。这样一来，整个房间只能淹没在一片嘈杂声中。发射功率和小区容量之间的对应关系是渐近式的。UMTS网络规划工程师必须减少网络的满载率，因为UMTS小区的负载很容易达到饱和。具体参数取决于各种不同的业务，当然也与网络运营商愿意承担的风险有关。一般来说，设计

6、网络时满载因子预设为百分之六十。在此，“小区呼吸”效应得到了应用。相邻小区之间可以相互补偿负载容量，人们称之为软负荷。由于成本原因，不能大规模地增加网络的容量。对数据传输量很高的UMTS业务所作的数学论证表明，服务小区从相邻小区借用负载容量的概率随数据传输量的增大而增加。这是一个令人满意的结果。远近效应问题：CDMA网络的另一典型问题是所谓的远近效应问题。因为同一小区的所有用户分享相同的频率，所以对整个系统来说，每个用户都以最小的功率发射信号显得极其重要。我们还是举上述派对的例子，房间里只要有一个人高声叫嚷，就会妨碍所有其他在座客人的交流。在CDMA网络中，可以通过调整功率来解决这一问题。例如

7、UMTS网络使用的是一个闭环控制电路，其频率为1500HZ。而GSM网络用于调整功率的控制电路频率为2HZ，并且只针对上行链路。这种所谓的快速功率控制机制已经在UMTS硬件得到了实现。尽管如此，网络规划工程师还会遇到这一问题的另一种情况。当某一用户远离基站时，必须得到很大一部分发射功率，以至供给其他用户的功率发生紧缺。这意味着小区容量与用户的实际分布情况有关。当用户密度很大时，可以用统计平均值解决这个问题；而当用户数量很小时，则必须通过模拟方法对网络进行动态分析。上行链路和下行链路：UMTS网络的业务量是非对称的，也就是说网络上行链路和下行链路的数据传输量有所不同。网络规划工程师首先必须分别计

8、算两个方向的值，然后把两者适当地结合起来。这样，网络规划工作就会非常复杂。上行链路是UMTS小区有效范围一个典型的限制因素，或者说上行链路是受覆盖范围限制的（coverage limited ）；而下行链路是受容量限制的（capacity limited)。在上行链路发射功率由用户手机提供；而在下行链路发射功率由基站供给。在已经建立的CDMA网络中也会出现前面所述的一些问题。对UMTS网络来说，其复杂程度更高。UMTS网络能同时满足对通信质量和业务量具有不同要求的各种业务，包括简单的话音业务和传输率达2Mbps的分组数据业务。综合业务：实际上，UMTS网络必须同时满足各种不同业务的需求。所以，

9、网络规划工程师要综合考虑各种业务。对通信质量要求不高的业务，UMTS小区有着较大的覆盖范围；反之，对一些通信质量要求很高的业务，其小区覆盖范围就很小。这样，网络规划工程师在实际工作中不可能只考虑单一的UMTS小区半径，因为不同的业务对应于不同的小区半径。如果把最小小区半径，也就是说把通信质量要求最高的业务作为网络规划的标准，那么建网成本是极其昂贵的，也是不现实的。未来的UMTS网络规划工程师中级业务的小区半径着手，这样，小区实际有效范围只能部分满足高级业务的需求。目前，各大网络规划软件公司已经着手开发和研制针对这种新的UMTS网络综合业务的有效算法。其它不同之处：UMTS网络与GSM网络相比，

10、还有其它一系列不同之处。GSM网络用分区的方法解决容量问题。当一个小区的业务量过大时，该小区将分成多个扇区，并增加相应的天线。这种方法虽然也可用于UMTS网络，但效果不大。一方面，小区覆盖范围的改变会导致前面所述的远近效应问题；另一方面，相互重叠的扇区因为使用同一频率而彼此产生干扰。UMTS网络中天线的下倾角（机械或电子的）起到了很重要的作用。它能减少相邻小区的干扰，并能隐含扩大小区的容量。在实际应用中，可选择下倾角大而带来的不足。在WCDMA系统中，多径传播已不再成为消极因素，而是理想的结果。因为接收机能将时延至少为1Chip (UMTS网络数据传输率为3.84Mbps,即1Chip=0.2

11、6微秒，相当于78米）的信号组合成有效信号。此外，UMTS网络还使用所谓的软切换。在这种情况下，一个手机用户可以同时分派给多个基站。这种方式解决了网络信号的波动，但加大了网络的业务量，因为每个软传统的Erlang模型已不再适用。与第二代传统的CDMA网络相比，UMTS网络有许多不同之处。尤其值得一提的是，UMTS网络能异步运行，这就导致了传输信道的“非正交性”。让我们再回到前面派对的例子，即使理论上能作完满的安排，一确定谁在什么时间才能发言，但实际上这中理想的目标是不能达到的，因为所有客人的手表是不可能精确到同步的。通过上面的分析，可以清楚地看到，UMTS网络规划与当前的移动通信网络规划相比，

12、其代价要大得多。UMTS网络规划是极其复杂的，因为许许多多的系统参数紧密相关，必须同时计算。而当前的移动通信网络规划则把这些参数分开计算。7.2 3G网络规划流程与第二代移动通信相比，第三代系统网络，引入大量各种比特大量业务，预测不同业务的模型是困难的。对于无线网络规划，包括在各种情况下，计算链路预算、容量和小区基站数目，同时要对基站覆盖进行预测，参数进行规划。除此之外，还需要整个网络进行策划，计算基站中信道单元的数目、传输线路容量、基站控制器、交换机等其他单元的数目。在规划中，需引入性能测量，如掉话率和闭塞等指标，衡量网络性能。在小区中均匀覆盖区域提供高比特业务，在小区边缘提供低比特业务。覆

13、盖区域设计成连续覆盖，也可以是热点地区覆盖。不同业务，不同实施策略，需要进行仔细估计。无线网络规划可以分成几个阶段，l 准备阶段：(1) 确定覆盖目标(2) 确定容量目标(3) 确定覆盖策略l 估算预测阶段(1) 小区业务量估计(2) 小区容量估计(3) 覆盖范围预测(4) 容量与链路计算l 规划调整阶段(5) 无线覆盖优化调整(6) 控制信道功率规划(7) 导频规划(8) 软切换参数规划(9) PN偏移切换经过一系列工作，得到无线网络环境特性、确定控制信道分配、规划切换参数后，可以进行详细覆盖分析。小区内干扰与总干扰之比，对于某小区而言是唯一的。在规划的过程中，不断对网络进行分析，并对干扰比

14、例因子进行评估，在用这些因子来预测不同小区的覆盖。重复进行这迭代过程，直至达到收敛。用规划工具来使过程自动化，同时可以检测覆盖中的缝隙。通常情况下，3G网络业务是不均匀的，带来的问题是使性能下降。一方面，业务密集区域干扰增加，使质量变差。另一方面，质量可能过剩，造成浪费。系统效率可以通过自适应控制小区半径、天线方向和上行链路接收功率门限得到改善。小区半径通过调节导频功率来控制。考察到SIR高于所需的值，小区半径可以扩大，反之，小区半径就减少。分别改变（增加或减少）上行链路所需接收功率门限可以平衡上下行链路的小区半径。 7.3 3G无线网络天线7.3.1 引言3G系统（包括WCDMA和cdma2

15、000）作为新一代移动通信系统，多址方式发生变化，变TDMA/FDMA为CDMA/FDMA方式，但就无线信号而言，仍然面临有效利用频率资源，减少网络干扰，最大效率完成电波信号的转化。基站天线是用户终端与基站控制设备间通信系统的桥梁，广泛应用于蜂窝移动通信系统中。通信技术的发展必将带动天线概念的发展。在七十年代的移动通信系统中，由于用户少，较少的载频和少量的基站即可覆盖一个城市的移动通信需求，采用了全向天线或角形反射器天线。随着经济发展，移动终端需求量的急剧增加，旧的基站已不能满足需求，尤其数字蜂窝技术的发展，基站配置需要新型天线，以改善市区的多路径衰落、区域分配和多信道网络组织。平板式天线由于

16、其剖面低、结构轻巧、便于安装、电性能优越等优点被广泛应用于2G 数字蜂窝系统。在80年代中期至90年代中后期，大多采用单极化(VP)天线，而一个扇区需用3副天线，一个小区通常划分为三个扇区，因此一个小区要用9副天线，天线数目太多给基站建设、安装带来困难，安装费用居高不下，有的站点根本无法安装分集接收天线，即使安装了也无法得到最佳分集接收增益。因此，双极化天线技术应运而生。3G阶段，随着无线技术的改变，信号检测方式的改变，蜂窝网络必须调整和优化，需要更新型的基站天线满足这一要求，如自适应控制天线、智能化天线。7.3.2 3G网络结构3G系统是一种宽带CDMA系统，其网络组织，继承窄带CDMA的特

17、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，与同一时间通话用户数量有关。在城市市区，一般配置三扇区站型，在郊区、县城和公路，根据需要配置三扇区站型或全向站，交通干线覆盖一般配置为两扇区站型，如图7-1所示。图7-1 3G网络结构图对于3G（WCDMA），单载频提供信道由OVSF码与扰码共同决定，容量比较大。工程设计时应根据实际话务分布需求，合理设置载频数量及合理配置各基站的话务信道数。实施多载频时无线网的设计应注意以下问题：(1) 要优化硬切换，以减少发生掉话的危险。(2) 避免多载波基站孤立，应在一群小区中实施多载波以减少硬切换。(3) 避免使高话务小区成为硬

18、切换发生的边界小区。7.3.3 3G无线网络典型天线3G典型天线的选择需考虑几个方面，基站天线的选择应依据以下原则：(1) 根据基站扇区数量、话务密度、覆盖要求合理选择定向天线的半功率角及增益。(2) 为节省天线位置，宜采用双工器。(3) 在城市密集区，宜采用双极化天线。天线指向调整和2G工程应用相同，在实际工程中,可以根据话务分布情况和通信质量要求对定向天线的主瓣方向、下倾角进行适当的调整。天线隔离度在工程中需注意，天线的安装要满足水平与垂直隔离度的要求，以避免干扰。天线挂高取决于覆盖要求，施工时应根据覆盖、干扰、隔离度及远期发展发求合理设置天线挂高。3G网络用的天线与2G 类似，天线基本要

19、求如下：定向天线增益：13-16dBd全向天线增益：9-10dBd定向天线半功率角：60-65度，或者90度全向天线不圆度：+/-1dB驻波比：500W天线分集方式，或者采用空间分集，或者极化分集接收为标准配置。7.3.4 3G智能天线1. 智能天线原理智能天线采用空分复用（SDMA）方式，利用信号在传播路径方向上的差别，将时延扩散、瑞利衰落、多径、信道干扰的影响降低，将同频率、同时隙信号区别开来，和其他复用技术相结合，最大限度地有效利用频谱资源。基站智能天线是一种有多个天线单元组成的阵列天线，通过调节各单元信号的加权幅度和相位，改变阵列的方向图，从而抑制干扰，提高信噪比，它可以自动测出用户方

20、向，将波束指向用户，实现波束跟用户走。图7-2 智能天线方框图智能天线是天线阵列，图7-2表示方框图，图中可以看出，由N个天线单元组成，每个天线单元有对应加权器，共有M组加权器，可以形成M个方向的波束，M表示用户数，其可以大于天线单元数，天线阵的尺寸和天线元的数目决定最大增益和最小波束宽度，意味在天线阵的尺寸和天线增益，及天线侧瓣性能两者之间要取得平衡。智能天线通过调节从每一个天线收到的信号的相位与幅度，结合使得形成所需要的波束，此过程称为波束形成。可以形成各种波束-扫描波束、多波束、成型波束、及有受控零位的波束。根据方向图分成两种类：自适应方向图智能天线和固定形状方向图智能天线。智能天线关键

21、技术是识别信号到达方向以及数字成型的实现，识别信号到达方向AOA（ANGLE OF ARRIVAL）的算法有：MUSIC算法、ESPRIT算法、最大似然算法等。数字成型实现就是选取最佳加权系数，获得最佳波束。自适应算法首先确定准则，常用有最大似然、最大信噪比SINR、最小均方误差MMSE、最小方差，具体产品选择其中一种，图7-3表示形成波束智能天线框图。 图7-3 波束成型智能天线原理示意图2. 智能天线在3G中应用智能天线在2G网络中的成功应用，表明智能天线对于抑制干扰有明显改善作用，3G标准指出智能天线应用要求，改善网络容量与性能，技术上考虑“聚集波束”、“自适应波束形成”以及“波束切换”

22、。“聚集波束”用在特定地理区域，增加覆盖面或容量。这种波束不与某个用户关联，不会追踪覆盖面内移动用户，增加链路范围聚集波束，使移动用户减少发射功率，从而增加容量。如移动用户进入传播摔耗较大区域，聚集波束指向移动用户，并保持。当用户进入覆盖好区域，不再需要聚集波束，用户回到公用导频信道控制之下。“自适应波束形成”用在下行方向，可以改进单个用户和一组用户琏路预算，增强系统性能。在恶劣传播条件下，相小区覆盖边沿、地下室，延伸对用户覆盖，改善链路范围。“波束切换系统 ”在几个窄波束之间交换用户，其效果是形成窄扇区，而无切换损耗。由于3G系统容量随扇区数目的增加而增加，四个30度波束覆盖代替一个120度

23、波束覆盖，带来24倍容量增加。用户在波束之间被转换，不需专门辅助信道。3G中对智能天线的应用是灵活的，可以有多种选择，波束切换型智能天线是初始阶段的选择。对于网络规划而言，选用智能天线，相对不用智能天线，减少网络外部引入干扰（同频干扰、邻频干扰、其他系统干扰），也减少网络自身干扰，改善的数量级取决于波束的数量，提高网络的容量。7.4 3G 切换规划7.4.1 概述当移动台慢慢走出原先的服务小区，将要进入另一个服务小区时，原基站与移动台之间的链路将由新基站与移动台之间的链路来取代，这就是切换的含义。切换是移动性管理的内容，在3G中主要由RRC层协议负责完成此项功能。1. 协议状态UE的状态可以分

24、成两个大类：IDLE状态和CONNECTED状态。IDLE状态可以分成：UTRAN IDLE，GPRS IDLE，GSM IDLE；同样有三个系统的CONNECTED状态。在UTRAN CONNECTED状态里，又细分成：URA-PCH，CELL-PCH，CELL-FACH，CELL-DCH四种状态。切换从广义上讲是UE处于CONNECTED状态下从一个通信连接转移到另一个通信连接的过程。在本文，如果不加说明，指的是UE处于CELL-DCH状态的切换。2. 切换分类切换的种类按照MS与网络之间连接建立释放的情况可以分为：更软切换，软切换，硬切换。软切换指当移动台开始与一个新的基站联系时，并不立

25、即中断与原来基站之间的通信。软切换仅仅能运用于具有相同频率的 CDMA信道之间。软切换和更软切换的区别在于：更软切换发生在同一NODEB里，分集信号在NODEB做最大增益比合并。而软切换发生在两个NODEB之间，分集信号在RNC做选择合并。硬切换包括同频，异频和异系统间切换三种情况。 要注意的是：软切换是同频之间的切换，但同频之间的切换不都是软切换。 如果目标小区与原小区同频，但是属于不同RNC，而且RNC之间不存在Iur接口，就会发生同频硬切换，另外同一小区内部码字切换也是硬切换。异系统硬切换包括FDD mode和TDD mode之间的切换，在R99里 ，还包括WCDMA系统和GSM系统间的

26、切换，在R2000里，还包括WCDMA和cdma2000之间的切换。异频硬切换和异系统硬切换需要启动压缩模式进行异频测量和异系统测量。切换的种类按照切换的目的可以分为边缘切换，质量差紧急切换，快速电平下降紧急切换，干扰切换，速度敏感性切换，负荷切换，分层分级切换等。切换典型过程：测量控制测量报告切换判决切换执行新的测量控制。 在测量控制阶段，网络通过发送测量控制消息告诉UE进行测量的参数。在测量报告阶段，UE给网络发送测量报告消息。在切换判决阶段，网络根据测量报告做出切换的判断。在切换执行阶段，UE和网络走信令流程，并根据信令做出响应动作。7.4.2 测量过程在WCDMA系统中，测量可分为同频

27、测量、异频测量、系统间测量、业务量测量和UE内部测量。UTRAN的不同功能或过程，如小区重选，切换，功控等可能会使用相同类型的测量。UE必须可以支持多个测量同时进行，但每个测量是单独控制和报告的。在UE中，将测量小区分为三类：激活集中的小区：这些小区与UE同时进行通信，在UE处被同时解调和相关合并，就是软切换和更软切换中与UE同时通信的小区。监视集中的小区：除了激活集外，UE需要监测的邻区。检测集中的小区：UE检测到的所有小区。在IDLE模式UE根据BCCH上的系统消息块类型11里包含的测量控制信息来执行测量。在CELL-FACH，CELL-PCH，URA-PCH状态下，UE根据BCCH上的系

28、统消息块类型12里包含的测量控制信息来执行测量，在CELL-DCH状态下，UE根据 UTRAN下发测量控制消息来执行测量。测量结果会经过两次平滑性处理，第一次处理在物理层，目的是滤除快衰落的影响，然后物理层向高层上报测量结果，第二次是在事件评估前由高层对物理层报上来的测量结果进行处理，根据时间远近确定滤波器的系数，对测量结果进行加权平均处理。1. UE的测量l P-CCPCH RSCP 接收信号码功率， 就是测量到的来自TDD小区的P-CCPCH上一个码道上的接收功率。 RSCP的参考点是UE处的天线连接器。l SIR信噪比，定义为：(RSCP/ISCP)(SF/2)。SIR的测量应当在无线链

29、路合并之后的DPCCH上进行。SIR的参考点是UE处的天线连接器。其中：RSCP = 接收信号每码道上的功率（Received Signal Code Power），一个码道上导频比特的接收功率。ISCP = 干扰信号每码道上的功率（Interference Signal Code Power）， 在导频比特上测量的接收信号上的干扰。测量中只包括干扰的非正交部分。SF=扩频因子（Spreading Factor）。l P-CPICH RSCP接收信号码功率，P-CPICH上测得的一个码道上的功率。RSCP的参考点是UE处的天线连接器。如果P-CPICH 采用发射分集，那么来自每根天线的接收码功

30、率应分别测量，再进行相加，成为P-CPICH上的整个接收码功率。l UTRA 载波 RSSI接收信号强度指示（Received Signal Strength Indicator, RSSI），相对信道宽度内的宽带接收功率。测量在UTRAN的下行载波上进行。RSSI的参考点是UE处的天线连接器。l GSM 载波 RSSI接收信号强度指示（Received Signal Strength Indicator，RSSI）, 相对信道宽度内的宽带接收功率。测量在GSM的BCCH载波上进行。RSSI的参考点是UE处的天线连接器。l CPICH Ec/No接收到的每个码片的能量与频带内噪声功率密度之比。

31、Ec/No 同RSCP/RSSI是一样的。测量在基本CPICH上进行。 Ec/No 的参考点是UE处的天线连接器。如果基本CPICH采用发射分集，则来自每根天线的每码片接收功率(Ec)要分别测量，并且在计算Ec/No 之前，将基本CPICH上的每码片能量加起来才能得到Ec。l 传输信道的BLER传输信道块差错率(Block Error Rate，BLER)的估计。BLER的 估计基于无线链路合并后计算每个传输块的CRC。只有包括CRC的传输信道要求BLER的估计。在连接模式下，在任何传输信道中都可以测量 BLER。在空闲模式下，如果要求测量BLER，应当测量传输信道PCH上的BLER。l UE

32、 发射功率一个载波上整个UE的发射功率。UE发射功率的参考点应为UE的天线连接器处。l 在UE中，除上述测量项以外，还要进行时间与时序方面的测量，限于篇幅，就不在此描述了。2. RNC的测量l RSSI接收信号强度指示（Received Signal Strength Indicator）， 指在UTRAN的接入点处，在UTRAN上行载波信道带宽的范围内的宽带接收功率。RSSI测量的参考点是在天线连接器l SIR信噪比，定义为：(RSCP/ISCP)SF. 测量应当在NodeB上经过无线链路合并之后的DPCCH上进行。在压缩模式下，发送间隙时不应测量SIR。SIR测量的参考点在天线连接器。其中

33、：RSCP =接收信号每码道上的功率（ Received Signal Code Power），一个码上的接收功率。ISCP = 干扰信号每码道上的功率（Interference Signal Code Power），接收信号上的干扰。测量中只包括干扰的非正交部分。SF=用于DPCCH上的扩频因子l SIRerror SIRerror = SIR SIRtarget_ave, 其中：SIR = UTRAN测得的SIR，以dB为单位。SIRtarget_ave = 在一段时间内SIRtarget 的平均值，这段时间同在计算SIRerror 时用到的SIR的计算时间是一样的。SIRtarget 的

34、平均值为算术平均，SIRtarget_ave 的单位是dBl 发射的载波功率发射的载波功率，是整个发射功率和最大发射功率之比（0100%），整个发射功率W是来自一个UTRAN接入点一个载波上的平均功率W。最大发射功率是指 在为每个小区配置最大功率的情况下，来自一个UTRAN接入点的一个载波上的平均发射功率W。测量可能在任何来自UTRAN接入点的发射载波上进行。发射载波频率测量的参考点是天线连接器。在发射分集的情况下，每个分支的载波功率都应当测量。l 发射码功率发射码功率是在给定的载波，给定的扰码和信道码的情况下的发射功率。测量可以在发自UTRAN接入点的任何专用无线链路的DPCCH域上进行，并

35、可以反映DPCCH域的导频比特的功率。在压缩模式下测量发射功率时，应包括所有的时隙，例如，发射间隙的时隙，在测量时也应包括。发射码功率测量的参考点是天线连接器。 在发射分集的情况下，每个分支的发射码功率W都应测量并且相加l 传输信道的BER传输信道的BER 是对经过无线链路合并之后的DPDCH数据的平均比特差错率的估计。传输信道(TrCH)的BER是根据对NodeB的信道译码输入端的非收缩（puncture）比特进行测量得到的结果。在TrCH的每个TTI 的结束时刻都有可能报告对传输信道BER的估计。报告的传输信道BER应当是在当前TrCH的最新一个TTI内的BER估计。只需报告那些经过信道编

36、码的传输信道的BER。l 物理信道的 BER物理信道的 BER 是对在NodeB上经过无线链路合并之后的DPCCH上的平均比特差错率的估计。所有发送的传输信道的每个TTI结束之后都有可能报告对物理信道BER的估计。报告的物理信道BER是对每个传输信道的最新的一个TTI内BER估计的平均。l 其它测量：包括往返时间、传播时延、各种接入前导等测量项目。7.4.3 同频切换下面对WCDMA切换算法作简单描述。WCDMA软切换算法采用导频信道CPICH的Ec/Io作为切换的测量值，该值通过使用的三层信令告知RNC。下述术语用于描述切换：激活集：激活集中的小区形成了与移动台之间的软切换连接相邻集/监测集

37、：相邻集或监测集是移动台连续不断进行测量的小区名单，但是这些小区的导频的Ec/Io值尚未强到可以加入激活集。WCDMA切换算法图7-4简单描述了WCDMA切换的基本算法，软切换算法如下：图7-4 WCDMA软切换算法方案通用机制如果在T期间内，导频_Ec/Io最佳导频_Ec/Io报告范围滞后事件1A，且激活集未满，该小区被加入激活集，此事件称为事件1A或无线链路加入。如果在T期间内，导频_Ec/Io先前最差的导频_Ec/Io滞后事件1C，激活集中最弱的小区被最强的候选小区（即监测集中最强的小区）替换。此事件被称为事件1C或无线链路加入和删除的组合。图520中假设激活集最多为两个小区。其中:报告

38、范围是软切换的阈值；滞后事件1A是加入磁滞；滞后事件1B是删除磁滞；滞后事件1C是替换磁滞；T是触发时间；最佳导频_Ec/Io是激活集中小区测量的最强值；先前最差的导频_Ec/Io是激活集中小区测量的最强值；最佳候选导频_Ec/Io是监测集中小区测量的最强值；导频_Ec/Io是测量与过滤的量。7.4.4 WCDMA和GSM系统间的切换WCDMA和GSM标准支持WCDMA与GSM之间两个方向的切换。这些切换被使用是为了覆盖和负载平衡的原因。在WCDMA配置的初期，有必要能切换到GSM系统以提供连续的覆盖，从GSM切换到WCDMA可用来减少GSM小区的负载。当WCDMA网络的业务量提高时，由于负载

39、的原因而进行双向切换是很重要的。系统间的切换是由源RNC/BSC触发的，从接收系统的角度来看，系统间切换与RNC间切换或BSC间切换相似。1. 压缩模式WCDMA采用连续的发送与接收方式，并且如果WCDMA信号没有间隙产生则移动台不能够用一个接收机进行系统间的测量。因此频率间和系统间的测量均需要压缩模式。引入压缩模式是为了FDD下进行异频测量或异系统测量。因为一套收发信机只能同时工作在一组收发频率上，若要对其它频率的信号进行测量，接收机需停止工作，将频率切换到目标频率进行测量。为了保证下行信号的正常发送，需将原来信号在剩余发送时间内发送，此即下行压缩模式。当测量频率与上行发送频率较近时，为保证

40、测量效果，需同时停止上行信号的发送，此即上行压缩模式。下图为压缩模式示意图。图7-5 压缩模式示意图。在压缩模式间隙期间快速功控不能使用，部分交织增益将会损失；因此在压缩帧期间需要更高的Eb/No值，从而导致容量的降低。典型的系统间切换过程如下：系统间切换触发器在RNC实现，例如移动台跑出WCDMA覆盖范围；RNC命令移动台用压缩模式开始系统间的测量；RNC根据移动台的测量选择目标GSM小区；RNC给移动台发切换命令。从GSM到WCDMA系统间的切换由GSM的BSC发起。由于GSM采用非连续发射与接收方式，因此从GSM获得WCDMA的测量值不需要压缩模式。7.4.5 WCDMA内的频率间切换大

41、多数UMTS运营商由23个可用的FDD载波，运营商可使用一个频率开始运营，第二和第三频率需要用来对付随后容量的增加。几个频率可以通过两种不同的方法使用。对于高容量的站点，在同一个站点可使用几个频率，或者宏小区层与微小区层使用不同的频率。在WCDMA载波间的频率间切换需要支持这些方案。与系统间切换一样，频率间切换也需要同样方式的压缩模式测量。7.4.6 切换规划对于软切换的规划包括对相应软切换参数的设置和对软切换率的控制，WCDMA由于采用了相对软切换门限而使门限等参数的设置基本比较固定，但切换率的控制还基本与IS-95相似，要保持在30%到40%之间，主要是因为过多的软切换不仅会增加无线资源的

42、开销，而且在软切换增加到一定程度后，反而会减少下行链路的容量。在下行链路，每增加一条软切换链路，就增加一定程度的系统干扰，而如果系统干扰的增加程度超过了软切换的分集增益，软切换就不能给系统容量带来任何好处。所以，在WCDMA中软切换必须很好的规划，以在上行和下行链路提供足够的分集是软切换率控制在一个合适的范围内。网络性能有关的参数有：Reporting Range：报告范围，用于设置事件1a和1b，也就是本文公式1a-1和1a-2，1b-1，1b-2中的参数R。R值如果设得大就相当于软切换区域大，因为R值越大，同样条件下，进入ACTIVE SET就越容易。W是用于计算活动集小区质量时对不同的小

43、区采用的权值。计算公式1a-1和1a-2，1b-1，1b-2时要用到。Hystersis：事件报告中的磁滞值，和GSM中一样，引入磁滞值的目的是尽量避免乒乓效应。此值设得过大会导致切换不易发生，设得过小会导致不能有效避免乒乓效应。 Reporting deactivation threshold：事件有效时的活动集内的最大小区数，等于活动集内的最大小区数减1，实际上用来确定活动集内的最大小区数，仅适用于1A事件，此值设得过大可能会导致系统干扰的增加程度超过软切换的分集增益，设得过小 会不能充分利用软切换的分集增益。Reporting activation threshold为事件有效时的活动集

44、内的最少小区数，仅适用于1C事件。Time to trigger：触发时间，用来尽量避免快衰落的影响。此值设得过大会导致切换延迟，设得过小会导致切换频繁。Amount of reporting：事件报告转周期报告后的最大报告次数。常与Reporting interval一起使用。Reporting interval：事件报告转周期报告后的报告周期。与Amount of reporting 结合使用，使用时要注意避免过度增加信令流量。Reporting Cell Status：主要用于指示measured result的小区组成原则，包括最大报告小区数以及报告小区的属性。7.5 WCDMA功控规

45、划7.5.1 引言在WCDMA系统中，无线资源管理包括功率管理，移动性管理，负载管理，信道分配与重配置，AMR模式控制等几个方面。其中，功率管理是一个非常重要的环节。这是因为在WCDMA系统中，功率是最终的无线资源，所以最有效地使用无线资源的唯一手段就是严格控制功率的使用。在功率管理部分，一方面，提高针对某用户的发射功率能够改善该用户的服务质量；另一方面，由于CDMA系统的自干扰性。因为WCDMA采用宽带扩频技术，所有信号共享相同频谱，每个移动台的信号能量被分配在整个频带范围内，这样对其他移动台来说就成为宽带噪声。这种提高会带来对其他用户接受质量的降低。所以，功率的使用在CDMA系统中是矛盾的

46、。另外，无线电环境中存在阴影、多径衰落和远距离损耗影响，蜂窝式移动台在小区内的位置是随机的，且经常变动，所以路径损耗会大幅度的变化，特别在多区蜂窝DS/CDMA系统中，所有小区均采用相同频率，理论上不同用户分配的地址码是正交的，实际上很难保证，造成各信道间的相互干扰，从而不可避免地引起严重的“远近效应”（发生在上行链路中，如果小区中的所有用户均以相同的功率发射，则靠近基站的移动台到达基站的信号强，远离基站的移动台到达基站的信号弱，导致强信号掩盖弱信号）和“拐角效应”（发生在下行链路中，当移动台处于小区拐角处，所接收到的干扰是小区附近的三倍，当干扰严重时，移动台的通信质量会迅速下降）。因此，如何

47、有效功率控制，在保证用户要求的QoS的前提下,最大程度降低发射功率,减少系统干扰，增加系统容量，是WCDMA技术中关键的关键。WCDMA系统有前向功率控制（即控制基站发射功率）和反向功率控制（即控制移动台发射功率），其中反向功率控制尤为重要，因为确保系统容量和通信质量，克服衰落和解决远近效应等问题，很大程度上都要靠它。7.5.2 功控实现原理1. 快速功控特性与GSM系统相比，WCDMA的功控实现方式起了很大变化。其中，快速功控是WCDMA系统中引入的一个非常重要的概念。由于无线传播环境的恶劣，在典型的蜂窝移动通信环境中，基站与移动台之间的发射信号往往是经过多次反射、散射和折射才到达各自的接收端的。这样很容易就造成了信号的多径衰落。对于慢速移动的接收机，快衰落会对其接收质量造成很大影响。在GSM系统中，手机每480ms上报一次测量报告，功控的最快频度不超过每秒2次。因此，对于GSM系统，其对抗多径衰落的主要手段是通过系统跳频来实现的。对于WCDMA系统，在上行情况下，DPCCH将10ms的无线帧划分为15个时隙，每个时隙包含一个功控命令（TPC_cmd）。由于功控的速度高于快衰落，从而有效保证了慢速运动时的移动台的接收质量。也就是说，对