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链路预算移动通信的课程设计样本.doc

上传人:二*** 文档编号:4571886 上传时间:2024-09-30 格式:DOC 页数:27 大小:345.50KB
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1、兰州交通大学本科生课程设计中文题目: LTE链路预算分析 英文题目: LTE link budget analysis 课程: 移动通信原理 学院: 电信学院 专业: 通信工程 班级: 通信1403班 组长: 成员: 指引教师: 邸敬 完毕日期: 6月28日 学号姓名考勤(10)团队合伙能力沟通能力(5)课程设计报告团队中承担相应职责(10)共享信息(5)技术水平(10)实践能力(10)设计完毕对的性(30)设计完毕规范限度(20)总分(100)姜海军裴振启卢有德赵乃璇任务分派表姜海军链路预算概述和传播模型比较裴振启链路预算概述和详细计算分析卢有德资料查找和LTE核心技术分析赵乃璇英文文献翻译

2、成绩打分表 摘要链路预算是无线网络规划基本环节,对网络覆盖能力和建设成本估算具备十分重要意义。良好网络覆盖是所有无线网络赖以生存主线,直接影响最后顾客感知。而链路预算是评估无线通信系统覆盖能力重要办法,是无线网络规划中一项重要工作。因而,在进行无线网络规划时需要进行链路预算以得到合理无线覆盖预测成果,指引后续网络建设。本文重点对LTE链路预算方式及重要参数进行研究,给出了核心参数典型取值,并分析总结不同场景或双工方式对链路预算及覆盖能力影响。本文结合LTE系统特点对其链路预算参数进行分析,并着重研究了LTE系统链路预算办法,并依照链路预算简介社区覆盖半径和单站覆盖面积办法,本文给出办法可用于L

3、TE网络规划和设计(室内和室外)。本文对链路预算中几种传播模型比较,涉及OKUMURA模型、OKUMURA-HATA模型、COST-231模型和COST-231 HATA模型,并对各个模型进行了建模仿真。最后,对兰州交通大学移动通信链路损耗,使用COST 231-Hata模型和ITU-R P.1238模型进行了详细分析。 核心词:LTE; 链路预算;传播模型;基站半径;最大容许途径损耗AbstractThe link budget is a mobile communication network planning and design process is an important part

4、. Link by link budget gain margin and loss accounting,calculate the maximum allowable air link path loss,thereby combining the propagation model to determine the cell coverage and station spacing. In this paper,the characteristics of LTE system link budget parameters were analyzed,and focuses on the

5、 link budget methodology LTE system and method described cell coverage radius and single station coverage based link budget to this article the method can be used for LTE-FDD network planning and design. In this paper,the link budget compare several propagation models,including OKUMURA model,OKUMURA

6、 - HATA model,COST-231 WALFISCH-IKEGAMI model and COST-231 HATA model,and each model is a modeling and simulation. Finally,the lanzhou City mobile communications link loss,use COST 231-Hata model is analyzed in detail for the wireless environment cities,small cities,suburban areas in three different

7、 transmission path loss,path loss biggest cities,small cities times the suburban minimum.Key words:LTE; Link Budget;Propagation Model;Base Station Radius;Allowable Path Loss目录第一章 LTE网络核心技术分析11.1 双工方式11.2 OFDMA技术11.3 MIMO技术21.4 ICIC技术21.5 分集技术21.6 多址接入技术3第二章 链路预算概述42.1 链路预算定义42.2 移动通信网络链路预算思想办法52.3 L

8、TE链路预算方式62.4 链路预算详细环节6第三章 链路预算中几种传播模型比较73.1 Okumura模型73.2 Okumura-Hata模型83.3 COST-231 Walfisch-Ikegami(WIM)模型93.4 COST-231Hata模型11第四章 链路损耗详细计算分析124.1 室内链路预算简朴分析和计算124.1.1TD-LTE 室内无线传播模型选取124.1.2TD-LTE 链路预算124.1.3天线口功率测算134.1.4 TD-LTE 室内覆盖设计实例134.2 室外链路预算134.2.1 计算LTE室外链路预算重要公式134.2.2 发射端参数(发射端EIRP)1

9、34.2.3 接受端参数(最小接受信号电平)144.2.4 其她增益、损耗及余量144.3 室外链路预算成果及分析144.3.1详细参数设立及理论计算成果(室外)154.3.2运用链路预算及传播模型进行社区规划15结束语17参照文献18第一章 LTE网络核心技术分析1.1 双工方式TD- LTE系统支持和优化了TDD 特有技术,更加灵活支持波束赋形等MIMO技术和可变上下行比例。TD- LTE系统共有7种上下行配备,4种为5ms周期,3种为10ms周期,分别相应2DL:2UL到9DL:1UL时隙配备,以合用于不同应用场景。在实际使用时,网络可依照业务量特性灵活地选取配备。然而在进行社区时隙配备

10、时,如果不同社区间配备交叉子帧,则社区间会引入交叉时隙干扰,即基站和基站间干扰以及顾客和顾客间干扰。因而进行链路预算时,不考虑交叉时隙干扰对系统覆盖影响,即在一定网络范畴内采用相似时隙配备。此外,当顾客具备相似目的速率时,不同上下行时隙比例还会对顾客使用资源数目以及调制编码方式(MCS)选取产生影响,从而影响社区覆盖范畴。1.2 OFDMA技术TD- LTE规定了下行采用OFDMA,上行采用单载波OFDMA(SC- FDMA)多址技术。依照TD- LTE系统上下行传播方式特点,无论是下行OFDMA还是上行SC- FDMA都证了使用不同资源顾客间正交性。因而,影响TD- LTE系统覆盖范畴干扰只

11、是来自相邻社区,而不存在社区内部干扰。TD- LTE中规定1个符号1个子载波定义为一种资源粒子(RE),对于业务信道,资源分派是以正交资源块RB(Resource Block)为基本单位,一种RB由12个RE构成,对于下行控制信道(PDCCH),TD- LTE定义了专用资源单位:控制信道粒子(CCE)。一种顾客可以占用1/2/4/8个CCE,一种CCE由若干个REG(RE组)构成,一种REG由4个频域上并排RE构成。在TD- LTE系统中顾客资源分派更加灵活,而顾客分派资源大小会对其覆盖和吞吐量产生严重影响。下行链路发射功率和接受机噪声均会随着分派资源增大而增大。因而,对于下行业务信道,当采用

12、相似MCS时,顾客分派RB数目对覆盖范畴影响较小,顾客吞吐量随着分派RB数目增长而增长。对于下行控制信道,PDCCH配备较多CCE时会可以获得更多编码冗余而使得解调门限减少,因而采用8CCE覆盖范畴最远。对于上行链路,TD- LTE系统规定顾客最大发射功率固定,不会随着分派资源大小而发生变化,而接受机噪声会随着分派资源增长而增长。因而,对于上行业务信道,当采用相似调制编码方式(MCS)时,顾客分派RB越多,虽然可以获得更高吞吐量,但是由于接受机将收到更多噪声而导致覆盖范畴减小TD- LTE系统其她控制信道占用资源均为固定值,如PBCH占用资源为6RB、PCFICH占用资源为16RE、PHICH

13、占用资源为12RE、PUCCH占用资源为1RB。1.3 MIMO技术为了提高系统容量,增长覆盖范畴,TD- LTE系统采用8天线和2天线MIMO技术。当采用8天线配备时,下行控制信道使用2天线端口22发送分集(SFBC),下行业务信道使用82 波束赋形;上行控制信道和业务信道均使用18接受分集。当采用2天线配备时,下行控制信道和业务信道使用22发送分集,上行控制信道和业务信道使用12接受分集。基于发送分集传播方案为下行信道提供了分集增益,基于波束赋形传播方案为下行业务信道提供阵列增益和分集增益,基于接受分集传播方案为上行信道提供接受分集增益。由于使用不同传播方案所获得天线增益不同,因而TD-

14、LTE系统覆盖特性会受到天线方案影响。依照链路仿真,下行链路覆盖能力82波束赋形2天线22发送分集8天线使用2天线端口22发送分集;上行链路18接受分集12接受分集。1.4 ICIC技术LTE采用是正交频分复用(OFDM),将高速数据调制到各个正交子信道上,可以有效减少信道之间互相干扰(ICI)。但是这个正交只限于当前社区内顾客,而不同社区之间顾客会存在干扰,特别同频组网时社区边沿干扰非常严重。为了消除社区间干扰,除了采用老式加扰、调频等手段外,还可以采用社区间干扰协调(Inter Cell Interference Coordination,ICIC)技术。ICIC是为了保证系统吞吐量不下降

15、,以及提高边沿顾客谱效率。ICIC基本思想是通过管理无线资源使得社区间干扰得到控制,是一种考虑各种社区中资源使用和负载等状况而进行多社区无线资源管理方案。详细而言,ICIC以社区间协调方式对各个社区中无线资源使用进行限制,涉及限制时频资源使用或者在一定期频资源上限制其发射功率等。即静态ICIC重要方式有2种:(1)某些频率复用(Fractional Frequency Reuse,FFR)(2)软频率复用(Soft Frequency Reuse )1.5 分集技术分集技术是用来补偿衰落信道损耗,它普通通过两个或更多接受天线来实现。同均衡器同样,它在不增长传播功率和带宽前提下,而改进无线通信信

16、道传播质量。在移动通信中,基站和移动台接受机都可以采用分集技术。分集是接受端对它收到衰落特性互相独立地进行特定解决,以减少信号电平起伏办法。分集是指分散传播和集中接受。所谓分散传播是使接受端能获得各种记录独立、携带同一信息衰落信号。集中接受是接受机把收到各种记录独立衰落信号进行合并(选取与组合)以减少衰落影响。1.6 多址接入技术多址接入技术将信号维划分为不同信道后分派给顾客,普通是按照时间轴、频率轴或码字轴将信号空间维分割为正交或者非正交顾客信道。当以传播信号载波频率不同划分来建立多址接入时,称为频分多址方式(Frequency Division Multiple Address,FDMA)

17、;当以传播信号存在时间不同划分来建立多址接入时,称为时分多址方式(Time Division Multiple Address,TDMA);当以传播信号码型不同划分来建立多址接入时,称为码分多址方式(Code Division Multiple Address,CDMA)。第二章 链路预算概述2.1 链路预算定义 链路预算是链路预算是网络规划前提,评估无线通信系统覆盖能力重要办法,是无线网络规划中一项重要工作,是网络规划中覆盖规模估算基本。链路预算是通过对上、下行信号传播途径中各种影响因素考察和分析,估算覆盖能力,得到保证一定信号质量下链路所容许最大途径损耗,依照最大途径损耗,选取适当传播模型

18、即可估算出各种环境下社区覆盖半径和覆盖面积,从而估算出各覆盖环境下基站数目,获得整个网络大体规模,为后继建网投资核算提供覆盖规模方面参照。同步链路预算也为后期仿真工具规划提供了两个重要数据:最大容许途径损耗和初始站间距。因而,链路预算对网络规模估算,后期规划基站布站基准参照均有很重要意义。TD- LTE 链路预算特点:(a) TD-LTE 业务信道是共享, 没有CS 域业务、只有PS 域业务。不同PS 域业务速率、解调门限不同,导致覆盖范畴也不同。因而,链路预算时一方面要拟定社区边沿顾客最低保障速率。(b) TD -LTE 系统可配备1.4、3、5、10、15 及20MHz 等6 种信道带宽,

19、 它们分别配备不同资源块(RB)数目,其相应关系如表1 所示1;当采用不同系统带宽时,所分派RB 数目、顾客数据速率也不相似,从而影响覆盖范畴。而对于TD-SCDMA 系统来说,系统载波带宽是固定, 顾客分派时隙数和码道数多寡并不直接影响覆盖半径。(c) TD-LTE 增长了64QAM 高阶调制、有块编码、截尾卷积及Trubo 等编码方式, 使TD-LTE 编码率更加丰富。由表1 可知,系统带宽一定期分派RB 数目也是一定。使用较低级别调制方式时,SINR 解调门限就比较低,目的社区覆盖半径就会增长。(d) TD-LTE 和TD-SCDMA 系统帧构造有所不同。TD-LTE 系统帧构造有DwP

20、TS、GP 和UpPTS 3个特殊时隙,在常规CP 下有9 种配备,在扩展CP 下有7 种配备。这种动态时隙配备使TD-LTE 有不同最大理论覆盖半径,GP 配备与所支持最大覆盖半径见表2。例如,常规CP 在“6”配备下,GP 长度为6 576Ts(Ts=1/(15 0002 048)s),理论上最大覆盖半径为32.11 km,而TD-SCDMA 系统帧构造所支持理论最大覆盖半径为11.00 km,因而TD-LTE 系统动态时隙配备大大提高了覆盖能力。(e) TD-LTE 采用了MIMO 和波束赋形等天线技术。TD-LTE 物理层使用不同预编码方案,可实现不同MIMO 模式(即单天线发送、空间

21、复用和发送分集)。由研究成果知,同样社区边沿频谱效率2.2 移动通信网络链路预算思想办法链路预算某些则是依照需求分析成果,结合不同参数和场景计算出无线信号在空中传播时最大容许途径损耗(Maximum Allowed Path Loss,MAPL),并依照相应传播模型估算出社区覆盖半径;单站覆 盖面积计算是基于链路预算所得出社区覆盖半径估算出每个区域eNodeB覆盖面积,从而可以得到规划区域内所需要eNodeB数量。LTE网络覆盖估算重要涉及需求分析、链路预算及单站覆盖面积计算等。其中:需求分析重要涉及目的业务速率、业务质量及通信概率规定;链路预算是依照需求分析成果,结合不同参数和场景计算出无线

22、信号空中传播时最大容许途径损耗(MAPL),并依照相应传播模型估算出社区覆盖半径;单站覆盖面积计算是基于链路预算得出社区覆盖半径估算出eNodeB覆盖面积,从而得到规划区域内所需eNodeB数量。链路预算通过对链路中增益余量与损耗进行核算,对系统覆盖能力进行预计,获得保持一质量下空中链路最大容许途径损耗。链路预算是网络规划前提, 运用最大途径损耗和相应传播模型( 例如 Okumura-Hata) 即可得到社区半径及单站覆盖面积, 最后拟定目的覆盖区域所需基站数目 。 对于移动通信网络运营商, 链路预算精确性关系到网络覆盖质量和建设成本,因而是网络布置过程中既复杂又核心问题, 同步也是学生进一步

23、学习和研究移动通信基本。TD- LTE系统链路预算中重要参数阐明:解调门限:在一定误码率BLER前提下(普通业务信道目的误码率为10%,控制信道目的误码率为1%),只有接受机信噪比不不大于等于某数值,即达到解调门限时,接受机才干对的解调接受到信号。该值大小与顾客选调制编码方式(MCS)以及使用天线传播方案关于。本文中给出解调门限数值由链路级仿真获得12。干扰余量:社区呼吸效应对网络覆盖规划产生重要影响,当系统负载增大时,社区覆盖范畴会由于干扰增大而缩小。在链路预算中用干扰余量来描述干扰对社区覆盖影响。与CDMA系统不同,TD- LTE系统采用了OFDMA技术,基本消除了社区内干扰,但是社区间同

24、频干扰依然存在,为了使得TD- LTE链路预算成果更加精确,干扰余量引入是十分必要。上下行链路干扰余量大小均可由下式给出:MI=10lg(Itotal*PN)其中,Itotal为接受机收到涉及干扰和热噪声在内总干扰,PN为热噪声。Itotal大小与系统负载状况以及社区边沿顾客目的速率等因素关于,系统负载越大干扰余量越大。本文中给出干扰余量数值是在考虑系统负载为50%状况下,通过系统级仿真获得。2.3 LTE链路预算方式链路预算一方面是依照覆盖目的,估算手持终端和基站天线之间最大途径容许链路损耗(MAPL);然后运用MAPL通过适当传播模型(如Cost-Hata、Okumura-Hata等),计

25、算最大社区半径;最后通过社区半径可以得到覆盖目的区域所需要至少基站数目,从而指引无线网络覆盖规划。覆盖规划流程如下图所示:2.4 链路预算详细环节第一步:拟定建网目的。第二步:依照发射、接受端及空间参数求取最大容许途径损耗。第三步:通过电磁环境测试成果,获得校正无线传播模型。第四步:根据无线传播模型和最大容许途径损耗计算社区覆盖半径和社区覆盖面积。第三章 链路预算中几种传播模型比较3.1 Okumura模型(1)概述Okumura模型为预测城区信号时使用最广泛模型。应用频率在150MHz到1920MHz之间(可扩展到300MHz),收发距离为1km到100km,天线高度在30m到1000m之间

26、。Okumura模型开发了一套在准平滑城区,基站有效天线高度Hb为200m,移动台天线高度Hm为3m空间中值损耗Am(f,d)曲线。基站和移动台均使用自由垂直全方向天线,从测量成果得到这些曲线,并画成频率从100MHz到1920MHz曲线和距离从1km到100km曲线。使用Okumura模型拟定途径损耗,一方面拟定自由空间途径损耗,然后从曲线中读出Am(f,d)值,并加入代表地物类型修正因子。Okumura模型中准平滑地形大都市地区中值途径损耗由下式给出LT(dB)=Lfs+Am(f,d)-Hb(hb,d)-Hm(hm,f)其中,Lfs为自由空间传播损耗;Am(f,d)为大都市中(当基站天线高

27、度hb=200m、移动台天线高度hm=3m时),相称于自由空间中值损耗,又称基本中值损耗;Hb(hb,d)为基站天线高度增益因子,即实际基站天线高度相对于原则天线高度hb=200m增益,为距离函数;Hm(hm,f)为移动台天线高度增益因子,即实际移动台天线高度相对于原则天线高度hm=3m增益,为频率函数。Am(f,d)、Hb(hb,d)和Hm(hm,f)在模型中都以图表形式给出,可参照有关文献。Okumura模型完全基于测试数据,不提供任何分析解释。对许多状况,通过外推曲线来获得测试范畴以外值,但这中外推法对的性依赖于环境和曲线平滑性。 Okumura模型为成熟蜂窝和陆地移动无线系统途径预测提

28、供最简朴和最精准解决方案。但这种模型重要缺陷是对城区和郊区迅速变化反映较慢。预测和测试途径损耗偏差为10dB到14dB。(2)中档起伏地上市区传播损耗中值在计算各种地形。地物上传播损耗是时,均以中档起伏地上市区传播损耗中值或场强中值作为基准,因而将其称作基准中值或基本中值。如果Am(f,d)曲线在基准天线高度下测,即基站天线高度hb=200m,移动台天线高度hm=3m。中档起伏地上市区实际传播损耗(LT)应为自由空间传播损耗Lfs加上基本中值Am(f,d)(可查得)。即:LT=Lfs+Am(f,d) (3.2)如果基站天线高度hb不是200m则损耗中值差别用基站天线高度增益因子G(hb)表达,

29、当移动台高度不是3m时,需用为移动天线高度增益因子G(hm)加以修正。中档起伏地上市区实际传播损耗(LT)为: (3.3)(3)任意地形地区传播损耗中值任意地形地区传播损耗修正因子KT普通可写成 (3.4)依照实际地形地物状况,修正因子可觉得其中某几项,别的为零。任意地形地区传播损耗中值 (3.5)式中, 3.2 Okumura-Hata模型概述Okumura-Hata模型在900MHz GSM中得到广泛应用,合用于宏蜂窝途径损耗预测。该模型重要缺陷是对都市和郊区迅速变化反映快慢。预测和测试途径损耗偏差为10到14dB。Okumura-Hata模型是依照测试数据记录分析得出经验公式,应用频率在

30、150MHz到1500MHz之间,并可扩展3000MHz;合用于社区半径不不大于1km宏蜂窝系统,作用距离从1km 到20km 经扩展可延伸至100km;基站有效天线高度在30m到200m之间,移动台有效天线高度在1m到10m之间。Okumura-Hata模型途径损耗计算经验公式为: (3.6)式中,fc(MHz)为工作频率; hte(m)为基站天线有效高度,定义为基站天线实际海拔高度与天线传播范畴内平均地面海拔高度之差;hre(m)为终端有效天线高度,定义为终端天线高出地表高度; d(km):基站天线和终端天线之间水平距离;(hre) 为有效天线修正因子,是覆盖区大小函数,其数字与所处无线环

31、境有关,参见如下公式。 (3.7)Ccell:社区类型校正因子,即 (3.8)Cterrain:地形校正因子,地形校正因子反映某些重要地形环境因素对途径损耗影响,如水域、树木、建筑等。3.3 COST-231 Walfisch-Ikegami(WIM)模型COST-231 Walfisch-Ikegami模型广泛地用于建筑物高度近似一致郊区和城区环境,它可用于宏蜂窝及微蜂窝作传播途径损耗预测,经常在移动通信系统(GSM/PCS/DECT/DCS)设计中使用。COST-231 Walfisch-Ikegami模型是基于Walfisch模型和Ikegami模型得到,该模型也考虑了自由空间途径损耗、

32、散射损耗以及由建筑物边沿引起附加损耗,其使用范畴为频率f在800MHz之间,基站天线高度h为450米,移动台天线高度为13米,距离d为0.025km。图3-3为COST-231 Walfisch-Ikegami模型示意图。图3-3 COST-231 Walfisch-Ikegami模型示意图COST-231 Walfisch-Ikegami模型分视距传播(LOS)和非视距传播(NLOS)两种状况计算途径损耗。视距(LOS)传播途径损耗为 (3.9)式中,Lf单位为dB,单位为MHz,单位为km。在非视距传播中,总途径损耗涉及自由空间传播损耗(Lfs),屋顶至街道绕舌及散射损耗(Lrts),多重

33、屏障绕射损耗(Lmsd)。其途径损耗 (3.10)式中:Lfs为自由空间途径损耗,其依赖于载波频率和距离,详细表达式为 (3.11)从式(3.9)中可以得出:Lfs会随着频率增长而增大,也会随着距离增长也增大,及跟频率和距离成正比。Lrts为屋顶到街道绕射和散射损耗,其取决于频率、街道宽度、移动台高度以及街道相对于基站、移动台连线方位,详细表达式为: (3.12)这里, 式中,Lori是考虑到街道方向实验修正值,且各项参数为 (3.13)从式(3.12)中可以得出:Lrts虽街道宽度增长而减少,虽建筑物增长而增大。Lmsd多重屏障绕射损耗依赖于建筑建距离、基站和移动台高度以及载波频率、基站高度

34、和屋顶高度。详细表达式为: (3.14)式中,Lbsh和Ka表达由于基站天线高度减少而增长途径损耗;Kd和Kf为Lmsd与距离d和频率f有关修正因子,与传播环境关于。其中各项参数详细取值值为 (3.15) (3.16) (3.17) (3.18)3.4 COST-231Hata模型PL(dB)=46.3+33.9*logF-13.82*logH+(44.9-6.55*logH)*logD+CPL:途径损耗; F:频率,单位MHZ(1500-MHZ); D:距离,单位km;H:基站天线有效高度,单位m;C:环境校正因子;取值:密集城区:-2dB; 城区:-5dB; 郊区:-8dB; 农村:-10

35、dB;开阔地:-26dB;平原:0dB。第四章 链路损耗详细计算分析4.1 室内链路预算简朴分析和计算4.1.1TD-LTE 室内无线传播模型选取当前,室内无线传播模型重要涉及 Keenan-Motley 模型、ITU-R P.1238 模型、对数距离途径损耗模型、衰减因子模型等。其中对数距离途径损耗模型对环境规定较高,偏差较大,很少使用,其她三个模型在实际工作中均有采用,其中又以 ITU-RP.1238 模型使用最为广泛,该模型充分考虑了室内不同环境、不同建筑物构造、不同建筑材料及类型等因素,并可对模型进行校正,可用于精准计算室内覆盖环境途径损耗。本文拟采用 ITU-R P.1238 模型进

36、行计算。ITU-R P.1238 模型计算公式如下:Ltotal = 20 log10(f) N log10(d) L(f n) 28 dB+X其中N 是距离功率损耗系数,f 为工作频点(单位:MHz),d 为天线到 UE 距离(单位:m),Lf 为层穿透损耗因子,n 为天线到 UE 所穿透墙体数目(n=1),X 为慢衰落余量,取值与覆盖概率规定以及室内慢衰落原则关于。对于工作在 1.82G 频段,N 和 X 取值可参照表 1。表 1 不同场景下距离功率损耗系数、阴影衰落余量、楼层穿透损耗取值。 表14.1.2TD-LTE 链路预算链路预算分为两某些,一某些有线某些,即信源到天线端口损耗;另一

37、某些为无线某些,即空中传播某些损耗。采用无源设备组网时普通链路计算可以只考虑下行链路预算,在有源设备组网时需要考虑干放上下行平衡以及上行噪声系数。有线侧链路预算:依照到达天线口功率,拟定设备输 入功率。详细预算如下:天线口输入功率有源器件输出功率耦合器损耗功分器损耗接头损耗馈线损耗接头损耗别的器件损耗。依照以上链路预算流程及算法,可以得出TD-LTE 业务信道、物理广播信道(PBCH)等最大容许途径损耗。4.1.3天线口功率测算设在写字楼场景(其她场景类似,可依照上表相应取值),天线覆盖半径为 10m,墙体损耗为 15dB,工作频段为2300MHz,带宽为 20MHz,慢衰落余量取 0(边沿场

38、强规定已考虑),覆盖边沿 RSRP 规定为-105 dBm。采用 ITU-R P.1238 模型,N 取 30,模型公式如下:PL 20log10 f N log10 d L(f n) 28 dB则空间传播损耗 PL 20log10(2300)30 log10(10)15*128dB+0=84 dB;为满足覆盖规定,天线口单参照信号接受功率PL-105 dBm;则天线口单参照信号接受功率-21 dBm;由于在带宽 20MHz 频段内共有 1200 个子载波;因此,天线口总发射功率=天线口单参照信号接受功率+10log10(1200)= - 21dBm+31 dBm=10 dBm。此外,为满足行

39、业内为保证辐射环保安全而制定15dBm限值规定,由此可得天线口总功率规定为 10 15 dBm,相应RSRP 为-21 -16dBm。4.1.4 TD-LTE 室内覆盖设计实例某 KTV 娱乐场合所在三层建筑长 56m,宽 25m。共 25个包房提成三列,两个纵向过道,一种横向过道。依照前述 链路预算及规划流程办法、出口功率规定等,计算得所需天线 间距在 10m 左右,需要布放天线数量 12 副,天线口输出功率为 10dBm 左右,可达到良好覆盖效果。4.2 室外链路预算4.2.1 计算LTE室外链路预算重要公式MAPL=发射端EIRP-最小接受信号电平-干扰余量-慢衰落余量-穿透损耗 4.2

40、.2 发射端参数(发射端EIRP)发射端EIRP是指天线口有效全向辐射功率,公式如下:EIRP=发射端最大发射功率-10log(12*NRB)+CellEdgeBoost(按照详细边沿覆盖设立)+发射天线增益-馈线损耗-人体损耗 (1)发射端最大发射功率:LTE下行基站发射功率与信道传播带宽成正比,上行终端总发射功率与使用UE Category有关,当前普通使用Category3。下行方向,发射功率普通均分在系统带宽各个RB(Resource Block,资源块)上,再依照顾客对频率资源占用状况计算顾客最大发射功率;上行方向,终端功率普通是完全分派给顾客使用。普通状况下,基站最大发射功率为46

41、dbm,终端最大发射功率为23dbm。RB与带宽关系如下表所示:带宽1.435101520RB数量615255075100(2)发射天线增益:下行基站天线增益普通取18dBi或11dBi,上行UE天线增益假设为11dBi。(3)接头及馈线损耗:重要涉及馈线损耗及接头、合路器、塔放等插入损耗。(4)人体损耗:LTE当前重要是数据业务,若不考虑人体损耗,取0dB。普通状况下,下行链路没有人体损耗。(5)按照详细边沿覆盖设立普通状况下为0。4.2.3 接受端参数(最小接受信号电平)最小接受信号电平是指天线口最小接受信号强度规定,可通过如下公式计算:最小接受信号电平=接受机敏捷度+其他损耗-其他增益接

42、受机敏捷度是指在无外界干扰及噪声状况下天线端口接受信号最小平均强度,计算公式如下:接受机敏捷度=热噪声功率谱密度+10Log(B)+Nf(噪声系数)+Es/n0(解调门限值)其中热噪声功率谱密度普通取-174dbm/HZ,解调门限值由调制编码方式决定。4.2.4 其她增益、损耗及余量(1)穿透损耗:建筑物穿透损耗是指当移动顾客在室内与室外基站进行通信时,由于建筑物构造而带来射频信号衰减。在链路预算中,穿透损耗与工作频段及覆盖场景有关。(2)阴影衰落余量:阴影衰落是指电磁波在传播途径上受到建筑物阻挡而产生阴影效应带来损耗。在链路预算中,考虑一定通信概率状况下,预留对抗阴影衰落余量值称为阴影衰落余

43、量。它是边沿覆盖概率及阴影衰落方差函数,而阴影衰落方差与覆盖场景关于。(3)干扰余量:由于LTE空口链路是正交,故LTE网络没有社区内干扰,但有社区间干扰。在实际状况下,当链路受到邻社区干扰时,热噪声水平抬升;当系统负载增大时,社区覆盖范畴会随干扰增长而缩小。因而,在链路预算中需要预留一定干扰裕量,受社区负载影响,随着负载增长而增长。4.3 室外链路预算成果及分析4.3.1详细参数设立及理论计算成果(室外)参数单位下行链路业务信道PDSCH上行链路业务信道PUSCH工作频段MHZ26002600工作带宽M2020基站最大发射功率dBm460基站天线增益dBi1818终端最大发射功率dBm023

44、移动台天线增益dBi1111发射端人体损耗dB00发射端馈线损耗dB0.50CelledgeboostdB00解调门限dB-3.46-2.91热噪声dBm/HZ-174-174噪声系数dB73.5接受端馈线损耗dB00.5慢衰落余量dB8.048.04穿透损耗dB1616干扰余量dB5.380.79接受机敏捷度dB-128.699-131.649最小接受电平dbm-185-149.149EIRPdBm32.7083.208MAPLdBm188.288127.5274.3.2运用链路预算及传播模型进行社区规划1.依照环境因素及传播模型各自优缺陷,选取Cost-232Hata模型;2.运用路测软件进行实

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