本研究所參考的系統是基於 UMTS 規格書之 WCDMA 系統，並在 WCDMA 無線資源管理模擬平台上進行研究。因此本章將會對系統規劃時的環境架構以及 建構時的各項環境參數，與進行模擬時的環境模型與使用者行為模型做進一步的 說明[3]。
2-1 系統規劃
依據規格書與相關的研究，我們對系統環境做出合理的規劃，並利用摺疊
（Wrap Around）技術使環境符合實際狀況，取得有效的統計資料。本節接下來 將就主要的規劃資訊提出說明。
2-1-1 細胞架構
首先，在本小節我們將說明細胞架構的組成。依據 WCDMA 的特性每位使
用者使用相同的頻帶（Frequency Band），系統的頻率重複使用因數（Frequency Reuse Factor）等於 1，所以每個人的信號功率對其他人而言都是構成干擾
（Interference）的成分，再根據 Miller 和 Lee 的分析[14]，在 CDMA 系統中考慮 每個細胞的大小以及負載（Loading）都相同時，對於某個細胞中的使用者而言，
來自於其他細胞的干擾功率可達到來自相同細胞干擾功率的33%。由此可知，在
模擬的時候必須將其他細胞干擾的效果考慮進去。Miller 和 Lee 同時也提到，當 考慮兩個干擾層（Tiers）的其他細胞干擾時，便已經相當接近考慮無限個干擾層 的情況，因此在兼顧模擬的準確性以及所需消耗的運算量，我們決定考慮兩個干 擾層細胞。而每個細胞的涵蓋範圍（Coverage）都用一個六角形來近似，我們總 共考慮19 個細胞的模擬環境，其配置如圖 2.1.1 所示。至於每個細胞所涵蓋的範 圍則是以鍊路預算（Link Budget）規劃的結果為參考依據，在下一小節的內容中 將會詳細說明鍊路預算的使用方式。
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6 5 17
0 1 18
7
2
9 8
4
3
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13
12 15
14
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圖2.1.1 細胞架構與細胞間相對位置關係
2-1-2 摺疊（Wrap Around）技術
由前小節所示的細胞架構中，可看到只有正中間的細胞是完整被兩個干擾層 的其他細胞所包圍，其他任一個細胞向外看皆無法看到對稱的兩個干擾層。也因
此造成程式總共模擬了19 個細胞，卻只有正中間細胞的統計值可以被參考。因
此我們將採用產生摺疊效果的技術，使得從任一個細胞向外看，皆可以看到完整 的兩個干擾層。此技術的關鍵在於將已模擬但卻在參考細胞兩個干擾層之外的細 胞，複製其所有的內容至參考細胞向外兩個干擾層空缺的部份。又因每個細胞只 考慮兩個干擾層的其他細胞干擾，在經過妥善的排列後，即可產生每個細胞向外 都可以看到兩個干擾層的細胞，而且沒有一個細胞的內容是重複的。如此一來，
所有19 個細胞中的每個使用者在計算其他細胞干擾時都能完整的計算到兩個干
擾層所造成干擾，如此19 個細胞的統計值都可以被參考。此效果的實現方法可
參考[3]。經過摺疊技術以後所呈現各細胞排列的效果如圖 2.1.2 所示，其中加黑 粗框的範圍是未使用摺疊技術時等效之系統模擬範圍，而六角形中的數字代表基 地台的編號：
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2-1-3 鍊路預算（Link Budget）
在初步建構系統時，我們必須規劃每個細胞所涵蓋範圍，而這個工作可以透 過鍊路預算（Link Budget）來進行。從鍊路預算中我們可以知道通訊局部端
（Communication Terminals）的物理限制與系統容量的上限等現象，可作為設計 無線資源管理演算法時的重要依據。表2.1.1是一個鍊路預算的範例。
變因。而各項參數的意義可參閱第一年度總計劃之報告書[3]。
Transmitter(mobile)
Max. mobile transmission[dBm] 24 a
Mobile antenna gain[dBi] 2 b
Body loss[dB] 0 c
Equivalent Isotropic Radiated Power[dBm] 26 d=a+b-c
Receiver(base station)
Thermal noise density[dBm/Hz] -174 e
Base station receiver noise figure[dB] 5 f Receiver noise density[dBm/Hz] -169 g=e+f
Receiver noise power[dBm] -103.2 h=g+10*log10(3840000) Interference margin[dB] 3 i=max. planned noise rise Total thermal noise+ interference power[dBm] -100.2 j=h+i
Processing gain[dB] 10 k=10*log10(3840/384)
Required Eb/No[dB] 1.0 l
Receiver sensitivity[dBm] -109.2 m=l-k+j
Base station antenna gain[dBi] 18 n
Cable loss in the base station[dB] 2 o
Fast fading margin[dB] 4 p
Max. allowable propagation loss[dB] 147.2 q=d-m+n-o-p
Coverage probability[%] 95
Log normal fading margin[dB] 7.3 r
Soft handover gain[dB],multi-cell 0 s
In-door loss[dB] 0 t
Allowed path loss for cell range[dB] 139.9 u=q-r+s-t 表2.1.1 鍊路預算範例
最後獲得的最大路徑損失值主要與使用者和基地台間的距離有關，因此透過 該值並配合適當的路徑損失模型，我們便可規劃出這個基地台在滿足各種條件情 況下的有效涵蓋半徑。整體系統規劃的流程如圖2.1.3。
Propagation Model (Environment) Mapping dB to km Maximum Allowed Path Loss for Cell
Range[dB]
Maximum Cell Range [km]
Required Coverage Probability Base Station Design
Parameter
Power Control Headroom Receiver
Sensitivity
Mobile Transmission Power
Interference Margin
Service Requirement
0
Eb I Bit Rate
Processing Gain Diversity;
Multipath; Antenna Uplink capacity
圖2.1.3 整體系統規劃的流程
2-1-4 模擬模型
本研究所採行之系統模型皆依據第一年度總計劃所提模擬平台之設計[3]， 故在此便不再贅述。