WCDMA无线网络覆盖/容量设计模型

在WCDMA网络设计的链路预算中，通常采用COST231-Hata模型来计算小区覆盖半径。COST231-Hata模型是在Hata模型基础上发展起来的，目的是将Hata模型的距离适用范围扩大到100 km以上，频率适用范围扩展到2G频段，经过分析得到如下的近似公式：

当满足：

f=150～2 000MHz；

基站天线有效高度hb=30～200m；

移动台天线高度在1～10 m；

基站的覆盖范围大于1 km。

可以导出基站最大覆盖距离的表达式：

将上行链路预算结果和模型校正参数代入上式，求取密集市区基站的最大覆盖距离，如表3所示。

表3　各业务需求基站最大覆盖距离

比较各区域不同业务的最大覆盖距离，取其中最小值为相应地区的基站覆盖半径，从而进一步求得小区覆盖半径为0.66*0.9=0.594 km.

无线网络覆盖中，图1所示以链路预算得出的半径为圆的面积π R2。其六边形的面积为3个。

图1　基站覆盖面积示意图

边长为R/2的正六边形组成，面积为.

即三扇区基站的覆盖面积可由下式表示：，得基站覆盖面积为0.70。

依据目标区域覆盖需求53.2 km2和基站覆盖面积，得出密集城区基站数规划数为76个。

3、密集市区WCDMA容量实现

3.1　上行链路容量规划

依据密集市区业务需求和无线覆盖规划站点数，单载扇上行链路平均业务承载需求如表4所示。

表4　单载扇上行链路平均业务承载需求

注：

①PS业务的BHT，在表2中为12Kbyte/h=12K*8/3600=26.67 bit/s；

②总业务量=用户数量×用户比率×BHT；

③平均每载扇业务量=总业务量/(规划站点数×3)。

由爱尔兰B表查得满足V12.2 kbit/s和CS64 kbit/s业务承载需求的信道数MCS12.2K和MCS64k分别为24和1。

分组域PS64 K业务信道需求数MDATA可由下式求取：

由C和BE的表达式计算电路域业务负荷C和分组域业务负荷BE分别为：

低于上行链路系统最大允许负载50％，因此无线覆盖规划站点数满足上行链路容量承载需求。

3.2　下行链路容量规划

依据密集市区业务需求和无线覆盖规划站点数，单载扇下行链路平均业务承载需求如表5所示。

表5　单载扇下行链路平均业务承载需求

由爱尔兰B表查得满足V12.2 kbit/s和CS64 kbit/s业务承载需求的信道数MCS12.2K和MCS64k分别为24和1。

分组域PS64 K业务信道需求数MDATA可由下式求取：

由C和计算电路域业务负荷C和分组域业务负荷BE分别为：

则系统负载需求load为：

低于下行链路系统最大允许负载65％，因此无线覆盖规划站点数满足下行链路容量承载需求。

3.3　密集市区规划结果分析

将单载扇上行链路和下行链路业务负载核算结果与系统最大允许负载对比分析如表6所示。

表6　密集市区规划结果分析

结论：经上述验证表明，上行链路和下行链路的业务负载均低于最大允许业务负载，因此说明系统最大允许负载下进行无线覆盖规划的载扇数满足上行链路和下行链路业务承载需求，密集市区最终规划载扇数为228，设计结论满足该市区密集区域的覆盖目标。

4、结束语

无线覆盖和系统容量设计，是WCDMA无线网络规划的一部分设计内容，接下来还需要完成宏蜂窝组网、站址选择、扰码分析等设计环节，就覆盖而言还要综合考虑特殊场景覆盖、交通干线覆盖、室内覆盖等。在建设投入前系统还要进行完全的系统仿真和严格的模拟测试，组网后还需经过一段较长期的优化调整。