CDMA1X容量覆盖混合规划指导书 内部公开
第1章 概述
在CDMA网络规划中两个重要的方面就是覆盖和容量的规划，这两个方面是相互制约又相互依赖的。由于CDMA1X系统软的容量特性，容量的增大会使得覆盖范围收缩，而覆盖范围的增大同时也就意味着容量的减小，所以我们规划时，要兼顾覆盖和容量，使两者达到平衡。
从容量的角度考虑，CDMA系统具有软容量特性，容量大小随用户行为模型的改变而改变，用户行为模型包括用户分布、用户行为、系统解调门限等。当用户行为模型固定的情况下，还可以调节系统负荷，改变准入门限参数来改变系统容量。CDMA系统能同时支持语音和数据业务，前反向容量不一样，在进行容量规划时，需要从前反向链路两个方面来考虑。
从覆盖的角度考虑，覆盖规划中需要注意的因素有以下几个方面：设备因素，环境因素，技术因素。首先应该与客户做充分的沟通交流，了解其对数据和语音业务的特殊要求，确定其话务模型; 仔细考察建立系统所在地的环境，确定传播模型; 结合公司设备的特性，利用链路预算来确定基站的覆盖范围; 再根据具体要求和地理环境确定基站的数目和基站位置。
最后，从覆盖和容量的平衡综合考虑，需要分析对两者同时有重要影响的可调参数的值，例如系统负荷，合理取值，获得容量与覆盖的平衡点。 本指导书通过对CDMA系统容量和覆盖的关键因素分析，提出了混合业务的容量和覆盖的规划思路和方法。
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第2章 CDMA系统容量分析
CDMA系统空口容量与外界干扰密切相关，体现为软容量。小区半径、无线配置、用户行为、环境因素等参数的改变，都将导致系统容量的变化，变化范围可与原容量相差2~3倍。
CDMA系统中，所有小区可共用相同频谱，这一点对提高CDMA系统容量非常有利。但也正是同频复用的原因，系统存在多用户间的干扰，这种多址干扰则又限制的系统的容量。
对于反向链路而言，基站为了正确解码手机的信号，要求到达基站处的接收信号必须满足要求的门限SIR，即手机的发射功率必须大到足以克服传输损耗、噪声、各种干扰。
在CDMA系统中，无线传播环境、话音激活程度、功率控制等多方面的因素都会影响到网络中的干扰分布，因此，CDMA系统的容量是动态变化的，很难找到适用于所有情况的一种方法来评估CDMA网络的容量。一个实际而合理的方法是评估理想情况下一个中心放置的基站允许接入的呼叫数量，针对这种理想情况作出各种假设，然后再根据实际情况进行相应的修正。 前向链路容量受限于基站总的发射功率、CDMA同信道干扰和手机接收机的Eb/Nt门限。
基站总的发射功率在各种信道之间进行功率分配，包括导频信道、同步信道、寻呼信道、业务信道等，因此分配给每个业务信道的功率是有限的。当分配给业务信道的功率不再能满足移动台接收机的Eb/Nt时，系统容量就达到了极限。
与反向链路不同，手机要求的Eb/Nt随移动台的移动速率和多径环境的变化而呈现较大的变化范围。而且由于手机不使用分集天线，这意味着除非明确知道移动台正处于软切换或者更软切换状态下，否则不能保证手机一定存在至少两条路径。由于前向链路性能更多地依赖于各种环境因素，需要评估各种因素的组合，从而确定小区内支持的用户数。 同时移动台固有的随机移动性更增加了前向链路容量分析的复杂性。
在前向链路，需要额外的业务信道用于软切换。这个数量与所设计的切换区域的大小有关。 软切换增加了反向链路的容量，但降低了前向链路的容量。软切换分布和比例对前向链路的容量有非常大的影响。
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在实际应用中，反向容量一般是通过计算得到，而前向容量因为计算非常复杂，多数情况下，前向容量通过仿真得到。
在进行容量规划时，要做到准确的规划，首先根据反向进行估算，然后根据估算的结果进行仿真，得到前向容量，并确定前向还是反向受限，最终根据受限方来进行容量规划。
根据研究结果，不管是95系统还是2000系统，没有绝对的哪一方受限，而是要具体分析。例如在密集城区，小区半径较小时前向功率（一般为43dBm）受限，在开阔地带，小区半径较大时反向功率（一般为23dBm）受限，分界点一般出现在5至10公里的位置，在分界点上前反向功率到达平衡。 考虑到规划过程的简便性和规划方法的易实施性，结合以前的研究成果，现阶段都是按照反向受限来进行容量规划。
具体前反向哪一方受限，同很多具体环境因素有关，如用户分布系数，解调门限，小区干扰，用户业务行为，需要具体问题具体分析。
在CDMA系统中反向容量可以采取两种分析方法，极限容量分析和软阻塞特性分析。两种方法从不同侧面分析了系统的容量特性，极限容量基于系统中的干扰克服分析，软阻塞容量同时基于系统中的干扰克服和服务质量分析。两种方法从CDMA系统的不同侧面进行分析，结果可能不尽相同，在进行具体项目操作的时候，需要根据项目需求（客户需求，市场需求）灵活选取，最终目标是做出具有竞争力的方案。
2.1 采用吞吐量描述的系统空口容量
由于CDMA2000可以同时支持语音和数据业务，为了能对二者进行统一的计算，我们直接采用“吞吐量”对语音业务和数据业务进行统一描述。对于语音业务：
S?Av????r S：吞吐量（bps或kbps）
AV：忙时用户话务量（Erl）
v： 信道速率（RC1为9.6kbps，RC2为14.4kbps） αr：激活因子，语音为0.4
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2.2 反向容量分析
2.2.1 CDMA系统极限容量分析
在CDMA系统中，所有小区可共用相同频谱，这一点对提高CDMA系统容量非常有利。但也正是同频复用的原因，系统存在多用户间的干扰，这种多址干扰则又限制的系统的容量。如果小区允许m个用户同时工作，则它必须能同时提供n个信道，n越大，多址干扰越强，n的极限是保证信号功率与干扰功率的比值大于或等于某一个门限，使系统能提供可以接受的话音质量。 对于反向链路而言，基站为了正确解码手机的信号，要求到达基站处的接收信号必须满足要求的门限SIR，即手机的发射功率必须大到足以克服传输损耗、噪声、各种干扰。
对于CDMA系统，由于是一个自干扰系统，对于一个呼叫而言，其它所有移动台的信号是其干扰的主要来源。当有一个新的移动台接入网络时，网络中原有的移动台则需要增大发射功率以克服增加的干扰，从而保证获得要求的服务质量。随着移动台的不断增加，干扰不断增加，要求各移动台的发射功率继续加大，这样将会达到一个极限：即移动台已经达到了最大发射功率，无法提供更大的发射功率。对于在网上的移动台而言，没有足够的功率来克服一个新的呼叫接入时带来的新增加的干扰；对于准备接入的移动台而言，无法提供足够的功率来克服现有网上用户所产生的干扰。因此这时将达到系统的容量极限。
在CDMA系统中，无线传播环境、话音激活程度、功率控制等多方面的因素都会影响到网络中的干扰分布，因此，CDMA系统的容量是动态变化的，很难找到适用于所有情况的一种方法来评估CDMA网络的容量。一个实际而合理的方法是评估理想情况下一个中心放置的基站允许接入的呼叫数量，针对这种理想情况作出各种假设，然后再根据实际情况进行相应的修正。 首先考虑一个全向小区的情况。假设将该小区的手机分为两类，已开机和未开机的用户。而已开机的用户又可以分为以下四种情况： 通话激活模式：用户在通话期间且正在发射。 通话非激活模式：用户在通话期间但没有发射。 接入模式：用户为空闲状态且正在接入发射。 非接入模式：用户在空闲状态没有发射。
假定在接入模式的用户产生的干扰很小。主要考虑激活通话激活状态的手机。假设在一个给定的小区的给定时间同时有M个用户在通话在发射。在CDMA
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系统中，对每个手机来说，则有M-1个同信道干扰。在每个小区中，基站接收到的第i个移动台的平均信号功率为Sri，其对应的比特能量为： Eb=Sri/R
---------------式2-1
其中R为移动台信息速率，单位为Bps。
热噪声功率谱密度为N0，Bw为扩频带宽，则热噪声功率为N0Bw。 在基站端，平均同信道干扰功率谱密度为：
?fSriI0??Bw ---------------式2-2
其中，i从1到M-1，?f为话音激活因子。
对式2，假定反向链路有一个理想的功控，所有移动台的信号到达基站时具有同样的功率，即对所有移动台Sri相同，则总的干扰和热噪声功率谱密度为：
?fSriIt?I0?N0??Bw?N0?（M?1）??Srf?Bw?N0---------------式2-3
则有：
EbIt??BwR??SrN0Bw?（M?1）??Srf??Gp?SrN0Bw?（M?1）??Sr---------------式f?2-4
其中，Gp为处理增益。 从上式可以得到：
M?1?Gp?Eb1It??f?N0Bw?Srf?---------------式2-5
以上只考虑了一个小区内的用户之间的干扰，当考虑来自其它小区的干扰时，假定来自其它小区的干扰因子为f，则式2-4变为：
EbIt?Gp?SrN0Bw?（M?1）??Sr（1?f）---------------式f?2-6
另外实际网络中，不可能有完全理想的功率控制，考虑功控因子为? c，则有：
EbIt?Gp?SrN0Bw?（M?1）??（Sr/?（1?f）---------------式c??f?2-7
则：
M?1?Gp?EbIt?c???1?f?f??N0?Bw??c?Sr??1?f?f?---------------式2-8
由上式可得：
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