每日一课 | 智慧灯杆5G覆盖规划之链路预算参数

 

 

链路预算参数取定分析如下。

（1）频率（GHz）：以主流的频率来计算，包括2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz等。

（2）信道环境：考虑建筑物穿透损耗的情况下为021（Outdoor to Indoor），一般对应着NLOS路损模型；不考虑建筑物穿透损耗则为020（Outdoor to Outdoor），一般对应着LOS路损模型。

（3）业务环境：5G建网初期一般是为了解决eMBB需求，后期会解决uRLLC和mMTC需求。cMBB、URLLC和mMTC业务一般和子载波间隔设置大小有关。

（4）系统带宽：默认5G低频100MHz、高频400MHz。系统带宽和RB总数决定了上下行最大峰值数据速率，也和边缘数据速率有关，即边缘数据速率所需要的RB数不能大于系统带宽对应的RB总数。

（5）边缘数据速率：类似于边缘覆盖率的概念，这里还涉及区域覆盖概率的概念。边缘覆盖概率、区域覆盖概率、阴影衰落标准差、阴影衰落余量之间有一定的关系，其中边缘覆盖概率和阴影衰落标准差可以计算得出阴影衰落余量，与区域覆盖概率是一一对应关系。边缘覆盖概率、阴影衰落标准差、区域覆盖率之间的关系如表6.8所示。

 

（6）子载波间隔：子载波间隔根据不同的业务和场景而定，可设置为15kH2、30kHz、60kHz、120kHz，一般5G低频取30kHz，高频取120kHz。

（7）UE高度：为了简单起见，按用户在地面上的情况，即手机终端高度为1.5m。

（8）UE发射功率：功率等级为2的UE发射功率为26dBm。

（9）UE天线增益：UE天线增益为0。

（10）UE噪声系数：UENF取值为7dB。

（11）基站高度：考虑到各个覆盖场景下的实际建站情况，基站高度应有合理范围，基站高度低值和高值分别根据以下站高计算。

①密集城区：25m、30m。

②一般城区／县城城区：20m、25m。

③郊区镇区、农村：25m、35m。

（12）基站发射功率：5G室外宏基站的发射功率为200W，即53dBm。

（13）基站天线增益：按照目前主流推荐用的室外覆盖64T64R（192阵列）天线，其增益为24dBi。

（14）gNB噪声系数：gNB的NF推荐值为3.5dB。

（15）穿透损耗：指建筑物穿透损耗。实际情况中建筑物穿透损耗是指一种或多种材料的穿透损耗的混合结果。穿透损耗值的取定有两种方法：实测法和理论计算法，一般来说应该以实测值为准。

不同频段的穿透损耗不同，穿透损耗值一般与频率大小、建筑材质有关。不同材料的建筑物穿透损耗计算公式如表6-9所示。

经计算，密集城区、普通城区、郊区／镇区、农村这4种场景在不同5G频段下的穿透损耗值如下。

①2.6GHz:20/17/13/10dB。

②3.5GHz:25/22/18/14dB.

③4.9GHz:28/25/21/17dB。

④28GHz:38/34/30/26dB。

（16）人体损耗：在NLOS低频，数据业务取OdB、语音业务取3dB；在NLOS高频，取8dB。

（17）阴影衰落余量：“实际路损”相对于“模型平均路损”的波动，叫作阴影衰落（慢衰落），且服从高斯分布，其标准差与实际场景有关。根据边缘覆盖率和阴影衰落标准差可以求出对应的阴影衰落余量，表6-8给出了阴影衰落标准差。α＝8dB时，不同区域通信概率和边缘覆盖率要求下所对应的阴影衰落余量，一般区域通信概率为95％时，对应的边缘通信概率约为85.9％、阴影衰落余量约为8.7dB。

（18）干扰余量：链路预算引入了干扰余量，表示“干扰信号＋背景噪声”相对于“背景噪声”的抬升。对干扰余量取定为：低频-下行7dB、上行3dB；高频-下行2dB、上行1dB。

（19）SINR：SINR值一般由仿真得到，不同的主设备厂家所采用的计算或者仿真结果都不一样。3.5GHz上行取值为-4。

（20）植被损耗：当无线信号穿过植被时，会被植被吸收或散射，从而造成信号衰减。信号穿过的植被越厚，无线信号频率越高，衰减越大。不同类型的植被，造成的衰减不同。

①NLOS场景，信号通过多个路径到达接收端，植被仅遮挡了部分路径的信号，所以，总的能量损失较少。NLOS场景可以不考虑树衰。

②LOS场景，信号主要通过LOS径到达接收端，若LOS径被植被遮挡，则能量损失会相对较大。所以，LOS场景需要考虑植被衰减。

③根据厂家的参考经验值，LOS场景下植被损耗取值如下：3.5GHz取12dB，28GHz取17dB。

（21）降雨损耗（雨衰余量）：无线信号经过降雨区，能量会被雨滴吸收或散射，从而导致信号衰减。

①降雨量越大，衰减越剧烈。

②传输距离越长，衰减越严重。

③无线信号频率越高，衰减越快。

若无线信号为mmWave频段，且目标区域降雨丰富，则需要按照预期的保持率（99％～99.99％）预留一定的雨衰余量。

完整的链路预算参数取定和计算方法如表6-10所示。