TDSCDMA P扰码规划Word文件下载.docx
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2.1干扰对移动网络的影响3
2.1.1同频干扰3
2.1.2邻频干扰3
2.2频率复用3
2.2.1簇和频率复用因子4
2.2.2频率复用距离4
2.2.3同频复用比6
2.3频率规划的定义和方法6
2.3.1基于扇区方位角的三频点规划6
2.3.2基于邻区的频点规划6
2.3.3基于邻区的频点规划7
2.3.4流程描述7
2.3.5优先级计算7
2.4频率规划算法实现8
2.4.1规划算法8
2.4.2算法流程图：
9
2.4.3频点调整算法10
3扰码规划原理11
3.1TD-SCDMA系统码资源及原理11
3.1.1TD-SCDMA系统的码组配置11
3.1.2扰码13
3.1.3符合扩频码的生成原理13
3.2扰码资源分析研究与规划15
3.2.1扰码间互相关特性分析15
3.2.2扰码相关性评价17
3.2.3码规划的基本准则17
3.2.3.1扰码规划四不原则…………………………………………………………………………17
3.2.3.2扰码规划四优原则…………………………………………………………………………18
3.2.3.3扰码规划码字复用原则……………………………………………………………………18
3.2.4扰码规划结果检测……………………………………………………………………………...18
1前言
知识点
TD－SCDMA频率资源
TD－SCDMA码资源
在第3代移动通信网络中，频点和扰码的规划成为移动通信网络规划的重要环节，它对网络的性能产生重要的影响。
如果在网络整体规划时频点和扰码规划得不好，则会造成整个网络建成或扩容后某些性能指标不符合要求，如：
相邻小区分配了相同的载频或者相关性比较差的扰码，用户在其中一个小区内通话时就可能会受到相邻小区在同一载频上的干扰，造成接收电平较好，但接收质量却较差的情况，甚至引起掉话。
如何更有效地利用有限的频率和扰码资源，以最少的资源满足现网的要求，达到最佳的网络效果，一直是网络规划人员研究的课题。
对于干扰受限的蜂窝移动通信系统，同频干扰是其主要干扰来源之一。
同频干扰是指在一定的距离之间使用相同频率进行复用工作时产生的干扰，它是决定系统容量和通信质量的重要性能指标之一。
根据TD-SCDMA系统测试情况及网络仿真的分析结果，在同频组网时，系统性能会出现一定程度的下降，在测试中，集中体现在覆盖距离的减小，在网络仿真中，则体现在掉话率的提高。
对于TD-SCDMA系统，国家划分了总计155MHz的非对称频段，分为主要工作频段和补充工作频段：
主要工作频段为1880～1920MHz和2010～2025MHz，补充工作频段为2300～2400MHz。
根据目前的发展趋势，商用网的最初阶段应该使用2010～2025MHz，在这个频段，可用频点为9个。
f1=2010.8MHz；
f2=2012.4MHz；
f3=2014.0MHz；
f4=2015.8MHz；
f5=2017.4MHz；
f6=2019.0MHz；
f7=2020.8MHz；
f8=2022.4MHz；
f9=2024.0MHz。
在异频组网时，如何合理的分配频点资源以满足建网要求？
这是本文的主要研究内容。
TD-SCDMA系统的码资源包括：
32个SYNC-DL、256个SYNC-UL、128个Midamble、128个Scrambling。
所有码被分成32个码组，每个码组由1个SYNC-DL、8个SYNC-UL、4个Midamble、4个Scrambling组成。
不同的邻近
小区将使用不同的码组。
对UE来说，只要确定了小区使用的SYNC-DL，也
就知道该小区使用哪些SYNC-UL、Midamble、Scrambling。
SYNC-DL，32个，64bit，在下行导频时隙发射，用来区分相邻小区
SYNC-UL，256个，128bit，在上行导频时隙发射，用来区分不同的UE
Scrambling，128个，16bit，标识小区
Midamble，128个，128bit，用来信道估计、功率控制测量等
对于一个扰码对来讲，一个小区分配一个扰码，小区中根据不同的业务可以有不同扩频因子的码道，不同小区不同码道间的干扰与扰码和扩频码的乘积
有关，我们将扰码和扩频码的乘积定义为复合码。
因此对相邻小区码资源的
规划实际上是对复合码和复用距离的规划，不将相关性很强的码分配在覆盖
区交叠的相邻小区或扇区。
2频点规划原理
频率规划的目的
频率复用的概念
复用距离的概念
目前TD频率规划算法实现
2.1干扰对移动网络的影响
2.1.1同频干扰
在GSM网络中，同频干扰屏蔽了低电平的载波信号，造成了话音质量的下降；
而在CDMA网络中，干扰耗尽了网络容量，使得噪声电平增加。
这两种情况导致的最终结果都是网络性能下降，从而使用户满意度降低。
此时，如果仅仅调整天线波束非但不能解决问题，还会引起同频干扰。
这是因为如果对天线产生的射频能量不加严格控制，其杂散旁瓣以及后瓣可能会在相邻或邻近小区的方向上产生影响，形成干扰隐患。
在一个成熟的市场中，当某地有多个运营商存在，并且天线又位于同一站点时，该地的小区干扰问题就会层出不穷。
2.1.2邻频干扰
在TD-SCDMA系统中，在采用QPSK调制模式下，误码率要求不高，考虑到系统具有较好的邻频抑制性能，所以邻频的影响不大，可暂时不考虑，如果在将来的HSDPA中，由于调制方式采用了16QAM或者更高阶的调制方式，在扩频增益有限的情况下，需要在频率复用设计中加以考虑。
2.2频率复用
频率复用是蜂窝移动通信系统的核心概念，也就是相隔一定距离的小区内的用户可以使用相同的频率，从而大大的频谱效率。
频率复用的机理是基于无线电波传播路径损耗特性，即假设两个基站之间的距离足够远，那么用于一个基站的频率可以在另一个基站上复用。
每个基站覆盖的区域称为蜂窝，蜂窝尺寸取决于
用户密度。
使用相同频率的蜂窝小区称为同频小区。
这些同频小区之间的距离必须足够远，使得同信道干扰电平足够低，从而不会降低系统的服务质量。
2.2.1簇和频率复用因子
簇：
假设有S个频道可以使用，每小区有K个频道可以使用，这S个频道被分派在N个小区内，即有S=K*N，共享可用频道的N个小区，即称为一个“簇”，在蜂窝移动网络中，簇是可以同频复用实现地理平铺的最小单位。
频率复用因子（frequencyreusefactor）即为1/N。
表示表示每个小区包含了的可用信道数为总数的1/N。
有时提及的频率复用系数，在这里就是N，表示一个簇中的小区个数。
2.2.2频率复用距离
频率复用距离指得是在满足通信质量要求下，允许使用相同频率的小区之间的最小距离。
频率复用的最小距离取决于许多因素，比如中心小区周围邻小区数目、地形地貌类型、每个小区基站天线高度、发射功率、调制方式及所要求的可靠通信概率等等。
下面我们讨论规则六边形蜂窝小区的频率复用距离。
相邻无线区簇内任意两个同频复用区中心距离应该相等。
图2-1无线簇的组成
如图2.2-1所示，i,j为两个参量。
从某一个小区出发，对这两个参量取不同的值（不能同时为0），可以到达任何一个小区。
由图中的三角形关系可以得到两个同频复用区的距离
为：
遵循此分布的无线簇含有的基站数目
设相邻两个基站区的中心距离为1，基站区半径为R，则有：
定义
为同频复用距离保护系数，或称为同信道干扰衰减因子：
从理论上说，簇数N应该大一些，那么复用距离就大，但是可以分配的频点数目是一定的，那么就会产生矛盾。
现在面临的问题是，在满足系统性能的条件下，如何获得一个最小的N值。
解决该问题必须估算同频干扰，并且选择最小的频率复用距离D以减小同频干扰。
上述频率复用距离的计算仅仅是根据规则六边形蜂窝的几何特性来确定的。
若考虑传播特性和目标载干比，频率复用距离如下图所示：
假设基站A和A’使用相同的频点，移动台m处于小区边缘时接受到的有用信号最小，也即载干比最小。
如果m点移动台接收机的有用信号与同频干扰之比等于目标载干比，则A和A’之间的距离即为频率复用距离D。
设服务区基站和干扰区基站的发射功率相同，而且传播路径衰减指数为
，则m点移动台接收到的有用信号为
，于是载干比为：
设目标载干比为CIR，则
，即频率复用距离
。
对于K个干扰源，上式为：
或者以对数表示为：
则频率复用距离为
2.2.3同频复用比
为了减小复用距离D，必须充分降低设备的发射功率。
通过调整移动台和基站的功率使C/I保持不变。
但是D/r的最小值取决于系统可以接受的最低C/I值。
比值Q＝D/R称为同频复用比。
该量是传输质量和话务量的一种表示，该比值越大，潜在的干扰电平越低。
当然，上面的公式推到属于通用模型，针对于TD－SCDMA系统，C/I的计算比较复杂，有兴趣可以参考TD干扰分析的相关文档
2.3频率规划的定义和方法
2.3.1基于扇区方位角的三频点规划
基于目前外场频点大部分只使用三个的特点，主要考虑基于扇区方位角的三频点规划。
1、在一个相同方位角的范围内，分配同一个频点；
2、不考虑网络里的邻区关系；
2.3.2基于邻区的频点规划
本频点规划算法是基于邻区自动规划算法基础上的，频点的选择基于工程参数、考虑邻小区关系和扰码分配情况。
2.3.3基于邻区的频点规划
1、当频点被非同站邻区使用次数>
=X次（默认取2次），优先考虑不使用。
它的意义是，在选取频点时，当备选频点被邻区使用次数小于2，则优先考虑次数而不是邻区优先级（就是先选用0次的，如果没有就选用1次的）；
当频点被使用次数大于等于2，则不考虑频点使用次数，所有频点只按邻区优先级来排队选取。
2、频点个数Y（默认取6个）：
共有多少个频点可在本次规划中使用。
取值范围[3,9]整数。
3、距离与角度转换关系：
Z（米/度）（默认取10），把“角度”转换为“米”，以此来定义小区（邻区）之间的相对关系（优先级）。
这个值的取值相当依赖于经验与大量统计。
详见下面优先级计算。
2.3.4流程描述
1、频点规划：
导入：
工程参数、邻区关系表。
如工程参数或邻区关系数据有误，则重新导入。
导出：
频点规划结果。
2、同码频点调整：
输入：
频点规划结果、同码约束表。
如同码约束表在同一行中RNCID
参数不同，且无相同频点，则点击频点调整主载频频点不变，否则黑体变红体。
导出：
频点调整规划结果。
3、空频点项：
第一次使用时有可能在主载频频点那一栏会有数据，导致前面的复选框不可用，应先将那一栏数据清空。
再点击频点规划使得主载频频点有数据，由于在选择主载频频点时不能间断性选择，所以可以通过前面的复选框选择所需要规划的频点。
4、错误查看：
此功能在有错误时方能起作用。
2.3.5优先级计算
由于现在邻区配置个数一般都大于频点的分配个数，因此不能保证所有邻区分配的频点都能与主小区异频，因此引入了邻区优先级的计算，确保在无法避免邻区间同频时，使干扰降到最低。
1、小区B离小区A的距离越近（优先级值越小），则B对于A来讲优先级越高。
2、小区B的方向角与小区A的方向角相对程度越高，则B对于A来讲优先级越高。
2.4频率规划算法实现
2.4.1规划算法
1、设置工程参数，将导入的数据格式化，以“RNCID_CellID”排序；
创建小区ID（RNCID_CellID）与行号的映射关系m_mapCellIDIdxProj（用于从邻区表方便地查到邻区对应的工程参数）。
2、设置邻区数据，将导入的数据格式化，以“RNCID_CellID”排序。
3、构造本小区可用频点，调用核心算法DoFreqPlanStep1For6Fnew（）。
4、循环工程参数表，取一个小区，判断是否需要规划，是否已经规划过，如果均为否，继续。
5、遍历邻区表，计算邻区个数，如果邻区符合同频排斥条件，则加入同频排斥集合，并计算其优先级。
6、按优先级排序同频排斥集合。
2.4.2算法流程图：
图22算法流程图
2.4.3频点调整算法
1、在规划的基础上，从左往右再次挑选频点。
如果同码，则顺次选下一个。
比如有6个频点，如果1频点使用次数多的话，则选2，依此类推
2、实际效果相当于把同码的邻小区的优先级提到最高。
3扰码规划原理
复合码的相关性
扰码规划的基本原则
扰码规划的步骤
3.1TD-SCDMA系统码资源及原理
3.1.1TD-SCDMA系统的码组配置
小区码组配置是指那些小区所特有的码组，不同的邻近小区将配置不同的码组。
属于小区码组配置的有：
1、下行同步码SYNC-DL，码长64chip，以不变的功率在每一个子帧的DwPTS时隙发送；
2、上行同步码SYNC-UL，码长128chip，UE在发起随机接入时在UpPTS时隙发送此码，发送功率由UE按开环功率控制的准则进行计算；
3、基本Midamble码，码长128chip，实际发送144chip，发送功率和信道中的数据部分相同；
4、小区扰码，码长16chip。
该码用来对信道中的数据部分进行加扰处理，从而标识数据的小区属性，不单独发送。
5、在TD－SCDMA系统中，共定义了32个下行同步码（SYNC-DL码）、256个上行同步码（SYNC-UL码）、128个Midamble码和128个扰码。
所有这些码被分成32个码组，每个码组由1个SYNC-DL码、8个SYNC-UL码、4个Midamble码和4个扰码组成。
以扰码为例，128个扰码分成32组，每组4个，组号从0～127，不同的邻近小区将配置不同的码组。
表1SYNC_DL序列和SYNC_UL序列及扰码和基本midamble码之间的关系。
CodeGroup
AssociatedCodes
SYNC_DLID
SYNC_ULID
（codingcriteria）
ScramblingCodeID
BasicMidambleCodeID
Group1
0~7
（000~111）
1
2
3
Group2
8~15
4
5
6
7
.
Group32
31
248~255
124
125
126
127
3.1.2扰码
一个数据符号经过长为Qk的扩频码
扩频后，还要经过一个扰码=（1,2,…QMAX）进行加扰，扰码长度为16。
加扰前可以通过级联QMAX/Qk个扩频数据而实现长度匹配。
128个扰码分成32组，每组4个，组号从0～127，扰码码组由基站使用的SYNC_DL序列确定。
在表1中，前4个扰码为第一组，第5到第8个扰码为第二组，依此类推。
3.1.3符合扩频码的生成原理
3.1.3.1OVSF码复值化
数据的扩频包括两个部分：
数据信道化和加扰。
每一个复值数据符号
将首先被一个实值的信道化码
进行扩频
；
扩频后的序列将与一个长度为16的复值序列相乘。
其中信道化码的元素
;
k=1,...,KCode;
q=1,...,Qk构成的序列用实值来表示：
取值范围为
通常
是OrthogonalVariableSpreadingFactor（OVSF）码，这种码允许复合不同的扩频因子。
生成OVSF码的码树
按照上述规律，对于扩频因子
情况，并把码扩展到等长的16位时，共有31中情况，详见附录。
对于每一个信道化码，都有一个复数加权，复值OVSF码可以表示为
表2OVSF码的复值化参数
k
wQ=1（K）
wQ=4（K）
wQ=8（K）
wQ=16（K）
-j
-1
+j
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3.1.3.2扰码复值化
复值化的OVSF码经过加扰，最终形成符合扩频码，而符合扩频码的两两相关特性将决定小区内、小区间的扰码性能。
扰码的复值化过程如下：
3.1.3.3复合扩频码的生成
为了能与扰码进行等长加扰，需要对复值OVSF码进行扩展，
则最终的复合扩频码为：
3.2扰码资源分析研究与规划
小区中根据不同的业务可以有不同扩频因子的码道，不同小区不同码道间的干扰与扰码和扩频码的乘积有关。
扰码规划算法基于对128个扰码间的相关性分析研究，以得到一种较优的扰码配置方案使小区间扰码干扰降至最小。
3.2.1扰码间互相关特性分析
相邻小区配置不同的扰码，选择不同的扩频码，不同小区不同码道间的干扰与扰码和扩频码的乘积
有关，组网中决定系统性能的是复合扩频扰码的相关性而不是简单的扰码间的相关性，因此我们需分析复合扩频扰码
和复合扩频扰码
的循环相关特性。
我们在对扰码特性的研究分析发现，复合扩频扰码
的相关特性，两个序列相关值有达到最大的情况出现，即16（序列长为16），这意味着不同小区的两个用户采用了相同的码字进行码分，这样的用户数据是无法解调的。
序列对齐的时候相关值为16的扰码对，我们将这样的码字对称为零时延重码，这样的码字对是强相关的；
如果两个序列偏移一个码片的相关值达到16，我们将这样的码字称为1时延重码，依次类推，2时延重码，最多判断到4时延（小区半径差约1km）。
如果没有重码，我们称这样的码字为不相关码字。
图中给出了几种码相关序列的示例图，很容易看出它们的区别。
零时延重码相关序列例图
1时延重码相关序列例图
不相关码字的相关序列例图
3.2.2扰码相关性评价
我们将所有扰码对的复合扩频码相关性进行的分析研究，得到了扰码对的互相关值评价矩阵，在这个矩阵中相关性强的扰码对数值大，相关性小的码字数值小，依据这个矩阵内的数值来判断两个扰码是否可以配为邻小区，即下面提到的码字相关值。
3.2.3码规划的基本准则
由于扰码最短对系统性能影响大，因此先以扰码对的相关性进行小区扰码规划，然后根据扰码和下行同步码对应关系，扰码确定后其它几个码字就确定了。
复合码之间的互相关特性对接收端解调信号有影响，扰码规划算法总的原则是不将相关性很强的码分配在覆盖区交叠的相邻小区。
邻小区的扰码相关值要低于一个门限，在一定的距离内已被分配的扰码不能被复用。
3.2.3.1扰码规划四不原则
Ø
相邻小区不能使用同频同码字
相邻小区不能使用同频同码组
邻区的邻区不能采用同一个扰码和同码组
相邻小区的不能出现零时延重码
3.2.3.2扰码规划四优原则
优先分配密集的小区，越密集在我们的网络中认为是邻小区个数越多的小区。
根据网络中小区的分布情况，确定小区分配顺序。
总的原则是选择邻小区个数最多的那个小区作为第一个被分配码资源的小区，然后分配第一个被分配小区的邻小区集合中的小区，分配顺序是按照这些小区自己的邻小区的个数由大到小依次分配。
越优先分配的小区扰码性能越容易保证；
优先分配扰码对互相关值低的扰码，当有多个扰码对都满足要求时（低于相关值门限），优先分配相关值低的；
当有重码码字需要被使用的时候，优先使用大时延重码；
次优码（相关值大于门限）优先使用在偏远地方，次优码优先选择相关值接近门限的码字。
3.2.3.3扰码规划码字复用原则
同扰码的复用距离和码组的复用距离应确保远端同频同扰码小区到达当前小区边缘的功率低于一个门限，DwPTS的复用距离也是同样的思想；
或者要求同扰码/同扰码组的小区复用层数为N层。
达到足够的隔离度码字就可以被复用。
3.2.4扰码规划结果检测
我们需要对分配结果进行检测，检测条件如下：
检测相邻小区有没有使用相同的同频码字，如果有打印结果；
检测相邻小区有没有使用相同的同频码组，即下行同步码Dw相同，如果有打印结果；
检测邻区的邻区有没有采用同一个扰码和同码组，如果有打印结果；
检测扰码的复用距离和码组的复用距离是否满足预先设定的条件，同时输出扰码的最小复用距离；
检测所有的相邻小区的码字相关值是否低于门限，输出高于门限的小区号和对应的码字对。
初始规划条件设置较为严格，对于规划结果检测进行分析，判断这个输出的次优码能否被接受，如果这个次优码的性能太差，可以采用删除这些码字再重新分配的方法来优化分配结果。
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