第三代移动通信基站覆盖半径的估算方法

RF/无线

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描述

在第三代移动通信的发展和建设中,基站的选址和布局直接影响到整个系统的服务质量情况。因此根据合适的传播模型及路径损耗,可以计算出基站的覆盖半径。

在过去的基站覆盖半径计算中,典型的传播模型是Hata城市传播模型。Hata模型如(1)式表述:

Hata城市传输模型:

L=46.3+33.9log(f)-13.82log(Hb)+(44.9-6.55log(Hb))log(d)+Cm ……(1)

其中,L为最大路径损耗(db);

f为载波频率(Hz);

Hb为天线高度(米);

d为到基站距离(米)。

中等规模城市或市郊中心树木的稀疏程度中等时:Cm=0

大城市市区中心:Cm=3。

针对3G系统,3G组织也特别推荐了一个模型,该传播模型如下:

3G传输模型:

L=40(1-O.004Hb)log(d)-18log(Hb)+21log(f)+80 ……(2)

其中,各参数的意义同(1)式。在WCDMA中,当f=2000MHz时,则上述两式简化为:

Hata城市传播模型:

L=161.17-13.82log(Hb)-(44.9-6.55log(Hb))log(d);

3G传播模型:

L=149.32-18log(Hb)-40(1-0.004Hb)log(d)。

在考虑第三代移动通信系统的建设,尤其是基站的规划和布局时,首先要考虑不同环境下3G基站的覆盖情况。根据ITU规范的建议,通常采用上下行链路平衡的算法计算覆盖半径。由于种种原因3G业务的多样性,不同的业务有不同的性能要求,对覆盖的要求也就不一样。3G系统的路径传播损耗需要试验网得出结论,而目前则主要依据有关传播模型来估算。给出典型的3G业务上下行链路计算表如表l。其中若基站的天线增益比此大,则最大允许路径损耗更大些,而电缆损耗也与选择的型号和长度有关也存在一定变化。

表1 典型的3G业务上下行链路平衡计算表

3G

这样,即可得到各业务情况下,传播模型中的最大路径损耗值,如表2所示。

表2 单位:dB

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根据传播模型公式和表1与表2中的数据,我们得到了在不同天线高度下,不同传播模型对应的覆盖半径(见表3)。

表3

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由表3的结果可看出,两种传播模型对应的覆盖半径差别较大,在大部分的覆盖计算中,对于城区覆盖,由于天线一般架设在较高建筑物上,高度大多超过20米,另外,考虑到实际应用中下行业务量高于上行业务量,所以在3G系统建设初期,业务种类的覆盖可按“数据2”的计算结果考虑,也就是说,城区基站覆盖半径可在3.0Km左右。

在上面的估算中,我们并没有把穿透损耗考虑进来,在一般的模拟计算中,穿透损耗大致取20db,表4给出了考虑穿透损耗后的3G基站的覆盖半径数值,数值为1.5Km左右。

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