TD-SCDMA无线链路预算分析

链路预算是覆盖规划的前提，其目的是通过计算特定业务在一定质量要求（Eb/No）下的最大允许路径损耗，来求得一定传播模型下该业务的覆盖半径，从而能够确定满足连续覆盖条件下基站的规模。归纳起来，最大允许路径损耗＝有效发射功率＋发送接收增益－接收机灵敏度－裕量。针对TD-SCDMA技术体制，其链路预算具有如下特点：

1 TD-SCDMA系统由于其TDMA特性，公共信道与业务信道分配在不同的时隙，不同信道在某一时刻独占发射机的功率，使用不同的扩频因子且使用不同的辐射形式，从而应分别针对公共信道和业务信道做出相应的链路预算。

2 TD-SCDMA系统的频带间隔为1.6MHz、码片速率为1.28Mc/s，其业务的处理增益与其他体制业务处理增益的计算方法不同，需要按照上下行分别计算。

3 TD-SCDMA系统采用了智能天线，除上下行单天线本身的增益外还带来下行多天线功率合成增益、上下行赋形增益。

4 TD-SCDMA系统在同一个载频下，用户业务信道与系统公共信道之间没有干扰。CDMA系统的自干扰特性被限定在一个业务时隙内，且由于智能天线的SDMA效果和联合检测技术，干扰裕量相对其他标准体制有所减小。

5 TD-SCDMA系统采用接力切换，不需要同时和两个甚至三个基站联系，不产生宏分集增益。 不过由于TD-SCDMA网络采用接力切换，切换的中断时间非常短，并且切换成功率较高，因此可以实现快速切换。这样多个小区阴影衰落的互补特性可以得到充分利用，得到覆盖的增益，一般在链路预算中考虑2dB的接力切换增益。

6 TD-SCDMA系统采用可变频率功控，频率在0－200k之间变化。不需要预留功控裕量。

根据以上的特点，将TD-SCDMA链路预算中的参数分为系统特性、基站特性、用户终端特性、环境特性四个方面进行分析。 1 系统特性

1）载频频点（MHz）

对应的2010－2025共9个频点。 2）信道带宽（MHz）

TD-SCDMA基于1.28Mc/s码片速率的占用带宽为1.6MHz。【TD-SCDMA第三代移动通信系统标准 P122。】 3）热噪声功率（dBm）

热噪声功率N＝K（波尔兹曼常数）×T（绝对温度）×B信道带宽（Hz） 其中：K=1.38×10－23 （J/K） T=290K （常温） B＝1.6×106 （Hz） N=－111.96dBm 4）处理增益（dB）

根据规范3GPP TR25.928，得到单码道处理增益：

其中：Rc：信道编码器速率(取决于业务) M：数据符号表的大小 B：用户带宽 Q：每符号码片数 Tc：码片时长

用户业务处理增益： PG＝1/Kc*PG

其中Kc 为单时隙该用户使用的码道数 举例：AMR12.2K处理增益的计算方法

10log(1.28M*16*1/1.28M)/(2*0.3971*2)=10.03 在TD-SCDMA系统中，同样有Eb/No＝C/I+PG。 5）干扰裕量（dB）

下行公共信道的干扰主要来自同频邻小区基站的发送功率。 考虑系统上行时隙，干扰相对于基站接收机而言，对接收机的干扰来自于本小区同一时隙发送功率的其他用户、同频邻小区其他用户的发送功率、同频邻小区基站发送功率（基站不能完全同步情况）。 系统下行时隙，干扰相对于用户接收机而言，干扰包括基站发送给本小区其他用户的功率（通过智能天线赋形大幅度减小）、同频邻小区基站的发送功率、同频邻小区其他用户的发送功率（基站不能完全同步情况）。

可以看出，干扰裕量与智能天线的品质、频率规划方案、系统同步品质有很大关系。不同的信道计算结果亦不同 6）功控裕量（快衰落裕量）（dB） 取0 dB 2 基站特性

基站特性主要考虑智能天线的增益与基站接收机相关特性。 1）基站额定发射功率（dBm） 单天线30 dBm（单载波）

2）下行每用户每天线最大发射功率（dBm）

下行每用户每天线最大发射功率（dBm）＝基站额定发射功率（单天线dBm）＋10lg（单用户占用的BRU／该时隙所有用户占用的BRU） 3）下行每用户多天线最大发射功率（dBm）

下行每用户多天线最大发射功率（dBm）=下行每用户每天线最大发射功率（dBm）+10lg（智能天线根数）

4）智能天线增益（dBi）[来源于大唐调研应答书]

智能天线的增益包括两部分a）智能天线阵元中单天线增益；b）智能天线阵赋形增益。

a）智能天线阵元中单天线增益（dBi） 定向天线单天线增益 15 dBi 全向天线单天线增益8 dBi

智能天线单天线增益在上下行是相同的。即接收、发送时的增益相同。 b）智能天线阵赋形增益（dBi）

下行方向，基站的智能天线一般有6～9dB的赋形增益，这里根据不同业务取平均增益，不同场景下取值有一些区别。 5）基站上下行馈线损耗和连接损耗（dB）

由于馈线的损耗由TPA补偿，故TD-SCDMA系统的馈线损耗仅计算从塔放的输出到天线的输入这一段跳线。通常取1 dB。 6）基站等效噪声系数（dB）

基站等效噪声系数反映了基站本身产生的信噪比降级，是一个产品特性。TD-SCDMA基站设备的噪声系数通常取5 dB。

7）Eb/No目标值（dB）

对于扩频通信系统，一般采用Eb/No作为信号质量的参考。Eb/No与业务速率、误块率及产品特性相关。 8）基站接收灵敏度（dBm）

基站接收灵敏度是基站接收机的产品特性，它与基站的噪声系数、业务的Eb/No目标值以及业务的处理增益相关。基站的接收灵敏度实际上就是为满足业务Eb/No目标值要求在基站端的最小到达信号功率。

基站接收灵敏度（dBm）＝热噪声功率（dBm）＋基站等效噪声系数（dB）＋干扰裕量（dB）＋Eb/No目标值（dB）－处理增益（dB） 3 用户终端特性

1）UE最大发射功率（dBm）

根据3GPP TS25.101 V6.0.0 对TD-SCDMA系统终端发射功率等级的规定，UE的最大发射功率为24 dBm。 2）UE的天线增益（dBi）

综合移动台天线的少量增益和内部损耗，UE天线增益通常取0 dBi。 3）UE的等效噪声系数（dB）

UE等效噪声系数反映了用户终端本身产生的信噪比降级。用户终端设备的噪声系数通常取7 dB。

4）UE的天线口发射功率（dBm）

UE的天线口发射功率＝UE最大发射功率（dBm）＋UE的天线增益（dBi） 4环境特性

这部分特性参数取定与标准体制无关。 1）人体损耗（dB） 一般取值为：

语音业务：3dB （上行） 数据业务：0dB。

2）建筑物穿透损耗（dB）

3）等效组合标准偏差（dB）／覆盖可靠度／阴影衰落余量（dB） 计算不包含软切换的情况。

为了克服衰落的变化、保证通讯的可靠性而预留出来的余量称为阴影衰落余量，它是与一定的小区边缘通信概率要求和慢衰落标准差相对应的，需要在链路预算中加以考虑。

实际工程中，常常提到面积覆盖率。面积覆盖效率定义为在半径为 的圆形区域内，接收信号强度大于接收门限的位置占总面积的百分比，边缘和面积覆盖概率可按下列对应关系转换： ，

式中 --面积覆盖概率；

--小区边缘 处的边缘覆盖概率； --要求达到的接收信号门限值； -- 处的接收信号均值； --阴影衰落余量； --路径损耗指数；

--阴影衰落标准差。 其中 函数的定义是：

本研究中对各类场景的阴影衰落标准差、整网覆盖率的要求如下表所示，并可据此得到边缘覆盖率和阴影衰落余量。 表4-2 各类城区的阴影衰落余量

区域类型 阴影衰落标准差(dB) 整网覆盖率(%) 边缘覆盖率(%) 阴影衰落余量(dB)

密集城区 10 95% 88% 11.6 一般城区 10 95% 88% 11.6 郊区 8 95% 86% 8.7 农村 8 95% 86% 8.7

阴影衰落的余量在不同环境下的取值请参见大唐移动提供的链路预算表。 结合以上分析，首先考虑两个公共信道，即广播信道、下行同步信道的覆盖情况。广播信道以高层信令配置的参考功率进行发送【1】，不采用智能天线的波束赋形，无功控。广播信道的最大允许传输损耗＝P-CCPCH参考发送功率（dBm）－基站下行馈线损耗和连接损耗（dB）＋智能天线阵元中单天线增益（dBi）＋多天线分集增益（dBi）－UE接收灵敏度（dBm）－建筑物穿透损耗（dB）－阴影衰落裕量（dB）

UECCPCH接收灵敏度（dBm）＝热噪声功率（dBm）＋UE等效噪声系数（dB）＋下行TS0时隙干扰裕量（dB）＋Eb/No目标值（dB）－下行P-CCPCH处理增益（dB） 下行同步信道的最大允许传输损耗＝同步信道参考发送功率（dBm）－基站下行馈线损耗和连接损耗（dB）＋智能天线阵元中单天线增益（dBi）＋多天线分集增益（dBi）－UE下行同步信道接收灵敏度（dBm）－建筑物穿透损耗（dB）－阴影衰落裕量（dB）

可以看出上行业务信道的最大允许传输损耗＝UE最大发射功率（dBm）＋UE的天线增益（dBi）－人体损耗（dB）＋智能天线增益（dBi）－基站上行馈线损耗和连接损耗（dB）－热噪声功率（dBm）－基站等效噪声系数（dB）－上行干扰裕量（dB）－Eb/No目标值（dB）＋上行业务处理增益（dB）－功控裕量（dB）－建筑物穿透损耗（dB）－阴影衰落裕量（dB）

同理，下行业务信道的最大允许传输损耗＝下行多天线最大发射功率（dBm）＋智能天线增益（dBi）－UE接收灵敏度（dBm）－人体损耗（dB）－功控裕量（dB）－建筑物穿透损耗（dB）－阴影衰落裕量（dB）

其中UE接收灵敏度（dBm）＝热噪声功率（dBm）＋UE等效噪声系数（dB）＋下行干扰裕量（dB）＋Eb/No目标值（dB）－下行业务处理增益（dB）

【1】 广播信道的参考功率将是网络规划的内容之一。“可以人工设定，其值跟具体环境相关，但不能按照基站设定的最大功率发射，这样会造成小区间干扰加大，同时TS0两码道的发射功率也应该跟业务信道的覆盖半径有关，跟需要选定的覆盖范围有关系。由于TS0不采用智能天线和联合检测，较业务信道易受干扰，TS0的发射功率应该大于业务信道上下行覆盖平衡点的发射功率。” 【2】 不同业务需要不同的导频信号强度与广播信道强度支持。但是广播信道与导频信道的覆盖是一定的。具体强度要求根据厂家的参数确认。