CN100426710C - 一种码分多址业务的无线网络规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种码分多址(CDMA)业务的无线网络规划方法，该方法分别算出CDMA网络小区覆盖限制下的CDMA网络小区容量A和CDMA网络小区容量限制下的CDMA网络小区容量B，利用容量A和容量B进行覆盖容量的平衡迭代计算最终得到CDMA网络小区覆盖和容量平衡下CDMA网络小区的载荷X，并且根据该载荷X得到CDMA网络小区覆盖和容量平衡下的覆盖半径和容量，完成CDMA网络小区的覆盖和容量平衡下的规划，因此，方法实现了CDMA网络小区在覆盖和容量平衡下的规划，节省了CDMA系统的资源并且利于CDMA系统的运行。

Description

一种码分多址业务的无线网络规划方法

技术领域

本发明涉及无线网络的规划技术，特别涉及一种码分多址(CDMA)业务的无线网络规划方法。

背景技术

CDMA系统是一个自干扰系统，CDMA的容量、覆盖和干扰是相互关联、相互影响的。

一方面由于CDMA的业务信号必须有足够功率在目的接收机端达到需要的信噪比才能被正确解调，CDMA可以覆盖的区域取决于必须克服的干扰电平，因此，在CDMA进行网络规划时需要考虑所覆盖区域；另一方面由于传输CDMA业务信号要依赖于同小区和邻小区的业务情况，考虑同小区以及邻小区对所传输的CDMA业务信号影响，因此，在进行CDMA网络规划时需要考虑CDMA的系统容量。

在进行CDMA网络规划时，传统的方法是将容量、覆盖分开进行规划，所规划的CDMA网络或者满足容量，或者满足覆盖。当用容量规划CDMA网络系统时，需要根据相应的话务模型，即根据语音业务和分组型数据业务进行规划，该种方法的规划还包括小区容量以及基站配置等；当用覆盖规划CDMA网络系统时，需要根据小区的干扰电平进行规划。

这两种规划方法虽然可以得到相应的CDMA网络规划结构，但是它并没有充分考虑到CDMA系统中容量和覆盖的内在联系，无法实现覆盖和容量的平衡：在CDMA网络规划时，如果按照容量规划CDMA网络小区的基站数目，假设按照小区载荷为50％建立基站数目，则该基站数目会远远大于该CDMA网络小区初期容量所需的基站数目，将会浪费CDMA系统的资源；如果按照覆盖规划CDMA网络小区的基站数目，则该基站数目达不到该CDMA网络小区后期建设容量所需的基站数目，不利于CDMA系统的运行。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种码分多址业务的无线网络规划方法，该方法实现了CDMA网络小区在覆盖和容量平衡下的规划，节省了CDMA系统的资源并且利于CDMA系统的运行。

根据上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种码分多址业务的无线网络规划方法，该方法包括：

A、初始化迭代次数和码分多址(CDMA)网络小区的干扰余量，根据初始化的干扰余量计算CDMA网络小区的当前载荷；

B、判断当前迭代次数是否小于迭代次数门限，如果小于，则根据CDMA网络小区当前载荷分别计算覆盖限制下的CDMA网络小区容量A和容量限制下的CDMA网络小区容量B，否则，结束CDMA网络小区的规划；

C、判断A与B差的绝对值是否小于迭代精度门限，如果小于，转入步骤E，如果大于，判断A与B的差大于迭代精度门限还是A与B的差小于负的迭代精度门限，继续步骤D；

D、若A与B的差大于迭代精度门限，则将当前载荷增加所设定的步长，判断增加后的载荷是否大于最大载荷门限，如果大于，结束CDMA网络小区的规划，如果小于，则将当前迭代次数加1且将增加后的载荷作为当前载荷，返回步骤B；若A与B的差小于负的迭代精度门限，将当前迭代次数加1且将当前载荷减少设定的步长，减少后的载荷作为当前载荷，返回步骤B；

E、判断当前载荷是否大于最大载荷门限，如果是，结束CDMA网络小区的规划，否则输出CDMA网络小区的当前载荷；

F、根据步骤E输出的当前载荷计算出CDMA网络小区规划所需的参数。

步骤A所述根据干扰余量计算当前载荷为：用1减去10的负十分之干扰余量次方。

步骤B根据CDMA网络小区当前载荷计算覆盖限制下的小区容量A包括：

B1、将给出的小区载荷以及运行环境、组网情况的各种参数代入Okumura传播模型或Cost231传播模型中，得到的CDMA网络小区覆盖半径；

B2、设置CDMA网络小区的用户密度和每个用户的容量，根据CDMA网络小区的覆盖半径、用户密度和每个用户的容量计算容量A的值。

步骤B根据CDMA网络小区当前载荷计算容量限制下的小区容量B为利用CDMA的软阻塞概率公式计算小区容量B。

步骤B所述迭代次数门限根据CDMA网络小区的覆盖和容量平衡迭代算法的收敛条件设置。

步骤C所述迭代精度门限根据CDMA网络小区的覆盖和容量平衡迭代算法的精度设置。

步骤D所述最大载荷门限根据限制CDMA网络小区最大的载荷设置。

所述步骤F进一步包括：根据步骤E当前输出的载荷计算小区的干扰余量，干扰余量为1减去10的负十分之载荷次方得到的值。

所述步骤F进一步包括：将步骤E当前输出的的载荷以及输入一种以上参数带入Okumura传播模型或Cost231传播模型中，计算并输出语音业务的覆盖半径和容量，同时计算并输出要求连续覆盖的数据业务的覆盖半径和容量。

由上述方案可以看出，本发明分别算出CDMA网络小区覆盖限制下的CDMA网络小区容量A和CDMA网络小区容量限制下的CDMA网络小区容量B，利用容量A和容量B进行覆盖容量的平衡迭代计算最终得到CDMA网络小区覆盖和容量平衡下CDMA网络小区的载荷，并且根据该载荷得到CDMA网络小区覆盖和容量平衡下的覆盖半径和容量，完成CDMA网络小区的覆盖和容量平衡下的规划，因此，本发明的方法实现了CDMA网络小区在覆盖和容量平衡下的规划，节省了CDMA系统的资源并且利于CDMA系绕的运行。

附图说明

图1为本发明实现CDMA网络小区的覆盖和容量平衡的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明的基本思想是：首先根据最初设定的载荷X分别算出CDMA网络小区覆盖限制下的容量A和CDMA网络小区容量限制下的容量B，利用容量A和容量B的互相比较，不断的调整载荷X的值，最终得到CDMA网络小区覆盖和容量平衡下CDMA网络小区的载荷X，然后再根据该载荷X计算出CDMA网络小区规划所需要的参数。

如图1所示，图1为本发明实现CDMA网络小区的覆盖和容量平衡的流程图，其具体步骤为：

步骤100，根据运行环境和组网情况确定输入参数，这些参数包括：

a、小区环境、地形，CDMA系统的运行频率，覆盖区域面积，覆盖区域用户数，CDMA系统阻塞概率和软切换比例等；

b、CDMA链路预算所需参数：基站天线类型，小区内手机的最大发射功率，基站馈线长度，语音业务以及数据业务；

c、地物特征：可以为“建筑物内”、“车内”、“大片水域”、“密集数木”和“其他”等；

d、小区中用户分布比例，包括：纯语音业务用户、纯数据用户和混合业务用户的比例；数据业务用户中各个等级下用户的分布比例；

e、数据业务模型的输入参数；

f、用户移动速率分布比例，在各种移动速率下用户使用语音业务，数据业务的统计比例；

g、终端天线增益以及基站天线的高度、增益等；

h、反向底噪修正系数；

步骤101，初始化迭代次数，即将迭代次数设置初始值设置为1。

步骤102，初始化CDMA网络小区的干扰余量，即设置干扰余量的初始值为1，然后按照公式(1)计算CDMA网络小区的载荷X：

X＝1-10^{-干扰余量/10}＝20.56％         (1)

干扰余量为1时，可通过公式(1)计算出小区的当前载荷X为20.56％。

步骤103～119为进行CDMA网络小区的覆盖和容量平衡的迭代计算，具体过程包括：

步骤103、104，判断当前迭代次数是否小于所设定的门限1，该门限1为预先设置的迭代次数上限值，为了保证CDMA网络小区的覆盖和容量平衡迭代算法的收敛，该上限值设置为一个较大的数，可设置为10000，如果当前迭代次数小于门限1，利用步骤100的各种参数计算覆盖限制下的小区容量A，继续步骤105，如果当前迭代次数大于门限1，转入步骤118。

其中，利用步骤100的各种参数计算覆盖限制下的小区容量A的具体过程为：

当小区的CDMA系统工作频率在150MHZ到1500MHZ时，将给出的小区载荷X以及输入的各种参数代入Okumura传播模型中，计算得到的小区覆盖半径；当小区的CDMA系统工作频率在1800MHZ以上时，将给出的小区载荷以及输入的各种参数代入Cost231传播模型中，计算得到的小区覆盖半径。

根据小区的用户密度和每个用户的容量计算在覆盖限制下的容量A，即：当CDMA网络小区的基站为三扇区基站时，容量A＝基站数×1.949小区覆盖半径²×用户密度×每个用户的容量；当CDMA网络小区的基站为全向站，容量A＝基站数×2.598小、区覆盖半径²×用户密度×每个用户的容量。

例如：如果经Okumura传播模型或Cost231传播模型得到小区覆盖面积为1KM²，并且该小区的用户密度为100人/KM²，每个用户的爱尔兰容量为0.02Erl，则该小区覆盖限制下的容量为1KM²*100人/KM²*0.02Erl＝2Erl。

步骤105，根据该小区的当前载荷X利用CDMA的软阻塞概率公式计算小区容量B。

该CDMA网络小区的覆盖和容量平衡的流程中计算容量B的算法如下，计算容量B在公式(2)中为计算M：

$B_{\mathrm{cdma}}=Q\left(\frac{\frac{W}{R}{X}_0-\stackrel{\‾}{\mathrm{M\α}}\mathrm{\ρ}{e}^{\frac{1}{2}{\mathrm{\β}}^2{\mathrm{\σ}}^2}(1+\mathrm{\ϵ})}{\sqrt{\stackrel{\‾}{M}\stackrel{\‾}{{\mathrm{\α}}^2}{\mathrm{\ρ}}^2{e}^{2{\mathrm{\β}}^2{\mathrm{\σ}}^2}(1+{\mathrm{\ϵ}}^{\′})}}\right)---\left(2\right)$

其中：

$Q\left(x\right)={\∫}_x^{\∞}\frac{1}{2\mathrm{\π}}{e}^{-t^{2}2}\mathrm{dt};$

公式(2)中，B_cdma为阻塞率，通常取值为1％～2％；W/R为处理增益，通过仿真CDMA网络小区系统得到的；α为平均激活因子，相对于9600bps速率，一般取0.4；α²为激活因子平方的平均，即一般取0.31；ε为外小区干扰因子，通过仿真CDMA网络小区系统得到的；ε′为二阶外小区干扰因子，通过仿真CDMA网络小区系统得到的；σ为解调门限标准差，即功率控制方差；ρ为解调中值，即为

，β＝(1n10)/10，m_dB为解调门限，该解调门限通过仿真CDMA网络小区系统得到的；X₀为CDMA系统阻塞负荷，即干扰程度，可通过仿真CDMA网络小区系统得到的；M为CDMA系统爱尔兰容量。

在式(2)中，CDMA网络小区容量、无线链路质量、功控算法精度分别对应于M、ρ、σ三个变量。式(2)表示在一定的解调门限(ρ)、一定的功率控制方差(σ)、假定激活因子(α)，即：数据业务的激活因子接近于零、一定的小区干扰(ε和ε′)、一定的小区负荷(X₀)下，一定的系统软阻塞率(B_cdma)时得到的CDMA系统容量(M)值。

步骤106，比较A和B，若A与B差值的绝对值小于所设定的门限2，该门限值2是根据算法精度预先设置的，如：可以设置为0.01，即判断是否Abs(A-B)＜门限2，如果小于，则转入步骤112；如果大于，转入步骤107。

步骤107，判断A-B＞门限2还是A-B＜-门限2。

步骤108、109、110、111，若A-B＞门限2，将当前的载荷X增加预先设定的步长，得到增加后的载荷X，判断增加后的载荷X是否大于门限3，该门限值3是根据限制用户最大的载荷预先设置的，如果大于，则提示“系统载荷过大”，并结束流程，如果小于，则将迭代次数加1且将增加后的载荷X作为当前的载荷X，则返回步骤103；若A-B＜-门限2，则迭代次数加1并且将当前的载荷X减少预先设定的步长，将减少后的载荷X作为当前的载荷X，返回步骤103。

步骤112、113、114，判断当前的载荷X是否大于门限3，如果是，则提示“系统载荷过大”，并结束流程；否则输出小区覆盖容量平衡的当前载荷X，继续步骤115。

步骤115，根据输出的小区覆盖容量平衡的当前载荷X计算小区的干扰余量，干扰余量＝1-10^-X/10。

步骤116，利用步骤100中输入的各种参数和输出的小区覆盖容量平衡的当前载荷X，按照现有的Okumura传播模型或Cost231传播模型分别计算语音业务和数据业务满足覆盖要求所允许的传播损耗，并由此计算得到各种业务的覆盖半径。

步骤117，输出小区语音业务覆盖容量平衡后小区的当前载荷X，输出语音业务的覆盖半径和小区容量，输出要求连续覆盖的数据业务的覆盖半径和小区容量等，转入步骤119。

步骤118，提示“达到迭代次数上限”，转入步骤119。

步骤119，结束。

根据该CDMA网络小区的覆盖和容量平衡流程中输出的CDMA网络小区覆盖容量平衡的载荷X可分别利用Okumura传播模型或Cost231传播模型计算得到该CDMA网络小区的语音业务和数据业务的覆盖半径以及CDMA网络小区容量，得到CDMA网络小区负载及容量平衡的规划所需的参数，如CDMA网络小区的混合容量和基站配置等相关输出的参数。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种码分多址业务的无线网络规划方法，其特征在于该方法包括：

A、初始化迭代次数和码分多址CDMA网络小区的干扰余量，根据初始化的干扰余量计算CDMA网络小区的当前载荷；

B、判断当前迭代次数是否小于迭代次数门限，如果小于，则根据CDMA网络小区当前载荷分别计算覆盖限制下的CDMA网络小区容量A和容量限制下的CDMA网络小区容量B，否则，结束CDMA网络小区的规划；

C、判断A与B差的绝对值是否小于迭代精度门限，如果小于，转入步骤E，如果大于，判断A与B的差大于迭代精度门限还是A与B的差小于负的迭代精度门限，继续步骤D；

D、若A与B的差大于迭代精度门限，则将当前载荷增加所设定的步长，判断增加后的载荷是否大于最大载荷门限，如果大于，结束CDMA网络小区的规划，如果小于，则将当前迭代次数加1且将增加后的载荷作为当前载荷，返回步骤B；若A与B的差小于负的迭代精度门限，将当前迭代次数加1且将当前载荷减少设定的步长，减少后的载荷作为当前载荷，返回步骤B；

E、判断当前载荷是否大于最大载荷门限，如果是，结束CDMA网络小区的规划，否则输出CDMA网络小区的当前载荷；

F、根据步骤E输出的当前载荷计算出CDMA网络小区规划所需的参数。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述根据干扰余量计算当前载荷为：用1减去10的负十分之干扰余量次方。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤B根据CDMA网络小区当前载荷计算覆盖限制下的小区容量A包括：

B1、将给出的小区载荷以及运行环境、组网情况的各种参数代入Okumura传播模型或Cost231传播模型中，得到的CDMA网络小区覆盖半径；

B2、设置CDMA网络小区的用户密度和每个用户的容量，根据CDMA网络小区的覆盖半径、用户密度和每个用户的容量计算容量A的值。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B根据CDMA网络小区当前载荷计算容量限制下的小区容量B为利用CDMA的软阻塞概率公式计算小区容量B。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤B所述迭代次数门限根据CDMA网络小区的覆盖和容量平衡迭代算法的收敛条件设置。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤C所述迭代精度门限根据CDMA网络小区的覆盖和容量平衡迭代算法的精度设置。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤D所述最大载荷门限根据限制CDMA网络小区最大的载荷设置。

8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤F进一步包括：根据步骤E当前输出的载荷计算小区的干扰余量，干扰余量为1减去10的负十分之载荷次方得到的值。

9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤F进一步包括：将步骤E当前输出的载荷以及输入一种以上参数带入Okumura传播模型或Cost231传播模型中，计算并输出语音业务的覆盖半径和容量，同时计算并输出要求连续覆盖的数据业务的覆盖半径和容量。

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