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1、掌握链路预算的原理推算基站覆盖距离课程目标 第三章 CDMA覆盖规划课程内容无线传播特性链路预算原理和意义如何推算基站覆盖距离影响覆盖的几个因素三种基本传播方式反射 无线电波遇到远大于波长的障碍物表面绕射 遇到尖角或薄边的阻挡物散射 遇到大量尺寸远小于波长的颗粒慢衰落表征接收机在一定时间内的均值随传播距离和环境的变化而呈现的缓慢变化快衰落表征了接收信号短时间内的快速波动慢衰落和快衰落多径衰落多径衰落多径衰落当接收机在可引起反射、绕射的复杂环境下移动时，在不到一个波长范围内会出现几十分贝的电平变化和激烈的相位摆动 陆地移动通信中的无线信号基站发出的无线电信号的传播路径损耗受地面地形地物的影响很大
2、，基站越高信号传得越远。 无线电波传播极其复杂，受到反射、绕射和散射等多径传播的影响，有时会引起严重的信号衰落 。无线电波传播还和频率相关，频率越高，传播路径损耗越大，绕射能力越弱，传播的距离也越近。城区的电波传播 很少有直射波能直接到达移动台，大部分情况，接收的信号主要是反射波、绕射波和散射波的叠加 城区的电波传播 电波在城市峡谷中的LOS传播城区的电波传播 基站发射天线低于高楼时，电波的传播以衍射、反射波为主自由空间传播的路径损耗自由空间传播路径损耗可写为： 传播距离越远，路径损耗越大电波的频率越高，路径损耗也越大传播模型： PL(dB)=Function(F, HA, HM, D, C)
3、 PL：路径损耗 F： 频率，单位MHz D： 距离，单位km H： 基站天线/移动台有效高度，单位m C： 环境校正因子，分密集城区,城区,郊区,农村路径损耗Hata模型、COST-231模型须输入须输入频率频率距离距离天线有效高度天线有效高度地形地貌（城市、郊区、地形地貌（城市、郊区、农村、等）农村、等）RSSI, dBm-120-110-100-90-80-70-60-5003691215 182124 273033Distance from Cell Site, kmFieldStrength,dBuV/m+90+80+70+60+50+40+30+20蓝色线表示路蓝色线表示路测结果测
4、结果 灰色线表示灰色线表示HataHata 模型预测模型预测结果结果Hata ModelPL (dB) = 69.55 + 26.16 log (F) - 13.82 log(H) + (44. 9 - 6.55 log(H) )*log (D) + CHata ModelPL：路径损耗F： 频率，单位MHz (150 - 1500 MHz)D： 距离，单位kmH： 基站天线有效高度，单位mC： 环境校正因子；取值：密集城区：0 dB城区：- 5 dB郊区：- 10 dB农村：- 17 dBCOST-231PL (dB) = 46.3 + 33.9*logF - 13.82*logH + (4
5、4.9 - 6.55*logH)*log D + CCOST-231PL：路径损耗F： 频率，单位MHz (1500 - 2000 MHz)D： 距离，单位kmH： 基站天线有效高度，单位mC： 环境校正因子；取值：密集城区： -2 dB城区： -5 dB郊区： -8 dB农村： -10 dB开阔地： -26 dB无线传播特性链路预算如何推算基站覆盖距离影响覆盖的几个因素提 纲无线链路组成接收机接收机天线天线天线天线传输线传输线发信机发信机传输线传输线l功率输出功率输出l传输线损耗传输线损耗l增益增益l路径损耗路径损耗l增益增益l传输线损耗传输线损耗l灵敏度灵敏度l 裕量裕量上行链路上行链路下
6、行链路下行链路移动台移动台基站基站馈线损耗馈线损耗天线增益天线增益路径损耗路径损耗天线增益天线增益馈线损耗馈线损耗裕量裕量链路预算确定允许的最大路径损耗进而确定最大的小区半径上下链路保持平衡建筑建筑裕量：衰落裕量：衰落 + 穿透损耗穿透损耗+.链路预算模型 发射端 接收端 穿透损耗主要机制：主要机制：衍射，折射衍射，折射计算方法：计算方法：统计统计建筑物穿透建筑物穿透汽车穿透汽车穿透?建筑物穿透损耗典型值密集城区城区郊区乡村25 dB20 dB15 dB6 dB开阔地0 dB衰落裕量90%75%设小区边缘至少设小区边缘至少 75%75%的区域（小区内的区域（小区内90%90%）能够可靠接收到能
7、够可靠接收到-105dBm-105dBm的电平，标准偏差的电平，标准偏差取值为取值为8dB8dB。 查图表得查图表得0.6750.675处的概率可以达到处的概率可以达到75%75%0.675 x 8 = 5.4 dB0.675 x 8 = 5.4 dB-105 + 5.4 = -99.6 -105 + 5.4 = -99.6 dBmdBm设计的中值电平强度须设定为设计的中值电平强度须设定为-99.6 -99.6 dBmdBm累积正态概率分布0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%-3-2.5 -2-1.5 -1-0.500.511.522.5375%0.675 区区域
8、域-99.6dBm =8=8dB概率密度Rx正态分布正态分布0.675 =5.4 =5.4 dB B- 105 dBm 人体损耗人体损耗链路预算说明（1）目前业界进行链路预算表的计算中人体损耗一般采用的是3dB。链路预算说明（2）天线增益天线增益对于对于450M450M在密集的城市定向天线的水平波瓣角一般取在密集的城市定向天线的水平波瓣角一般取6565 ，垂直波瓣角，垂直波瓣角为为7 7 1010 ，增益大概在，增益大概在15.5dBi15.5dBi左右；左右；在一般城区和郊区，定向天线的水平波瓣角为在一般城区和郊区，定向天线的水平波瓣角为9090 ，垂直波瓣，垂直波瓣角为角为7 7 1010
9、 天线增益为天线增益为14dBi14dBi左右；左右；在农村使用全向天线，增益为在农村使用全向天线，增益为11dBi11dBi。若选择不同的天线，就。若选择不同的天线，就会有不同的天线增益。会有不同的天线增益。在其他条件不变的情况下，大的天线增益有利于覆盖半径的增在其他条件不变的情况下，大的天线增益有利于覆盖半径的增大。大。 链路预算说明（3）天线增益天线增益对于对于800M800M在密集的城市定向天线的水平波瓣角一般取在密集的城市定向天线的水平波瓣角一般取6565 ，垂直波瓣角为，垂直波瓣角为7 7 1010 ，增益大概在，增益大概在17dBi17dBi左右；左右；在一般城区和郊区，定向天线
10、的水平波瓣角为在一般城区和郊区，定向天线的水平波瓣角为9090 ，垂直波瓣角为，垂直波瓣角为7 7 1010 天线增益为天线增益为15.7dBi15.7dBi左右；左右；在农村使用全向天线，增益为在农村使用全向天线，增益为11dBi11dBi。若选择不同的天线，就会有。若选择不同的天线，就会有不同的天线增益。不同的天线增益。在其他条件不变的情况下，大的天线增益有利于覆盖半径的增大。在其他条件不变的情况下，大的天线增益有利于覆盖半径的增大。 链路预算说明（4）天线增益天线增益对于对于1.9G1.9G在密集的城市定向天线的水平波瓣角一般取在密集的城市定向天线的水平波瓣角一般取6565 ，垂直波瓣角
11、为，垂直波瓣角为7 7 1010 ，增益大概在，增益大概在18dBi18dBi左右；左右；在一般城区和郊区，定向天线的水平波瓣角为在一般城区和郊区，定向天线的水平波瓣角为9090 ，垂直波瓣角，垂直波瓣角为为7 7 1010 天线增益为天线增益为16dBi16dBi左右；左右；在农村使用全向天线，增益为在农村使用全向天线，增益为11dBi11dBi。若选择不同的天线，就会有。若选择不同的天线，就会有不同的天线增益。不同的天线增益。在其他条件不变的情况下，大的天线增益有利于覆盖半径的增大。在其他条件不变的情况下，大的天线增益有利于覆盖半径的增大。 基站天馈损耗基站天馈损耗链路预算说明（5）对于对
12、于450M450M对于基站到天线的馈线分两种情况考虑：对于基站到天线的馈线分两种情况考虑：若基站到天线的馈线小于若基站到天线的馈线小于1515米，一般认为只用米，一般认为只用1/21/2英寸跳线，因英寸跳线，因此在预算表中跳线的损耗取此在预算表中跳线的损耗取1dB1dB，接头等的损耗取的，接头等的损耗取的1dB,1dB,总的损总的损耗为耗为2dB2dB。基站到天线除了有基站到天线除了有1/21/2英寸跳线，还有较长的英寸跳线，还有较长的7/87/8英寸馈线就还英寸馈线就还需考虑需考虑7/87/8英寸馈线损耗，计算公式为英寸馈线损耗，计算公式为 馈线损耗馈线损耗=7/8=7/8英寸馈线长度英寸馈
13、线长度* *2.87(dB)/100m 2.87(dB)/100m 基站天馈损耗基站天馈损耗链路预算说明（6）对于对于800M800M对于基站到天线的馈线分两种情况考虑：对于基站到天线的馈线分两种情况考虑：若基站到天线的馈线小于若基站到天线的馈线小于1515米，一般认为只用米，一般认为只用1/21/2英寸跳线，因英寸跳线，因此在预算表中跳线的损耗取此在预算表中跳线的损耗取1dB1dB，接头等的损耗取的，接头等的损耗取的1dB,1dB,总的损总的损耗为耗为2dB2dB。基站到天线除了有基站到天线除了有1/21/2英寸跳线，还有较长的英寸跳线，还有较长的7/87/8英寸馈线就还英寸馈线就还需考虑需
14、考虑7/87/8英寸馈线损耗，计算公式为英寸馈线损耗，计算公式为 馈线损耗馈线损耗=7/8=7/8英寸馈线长度英寸馈线长度* *3.97(dB)/100m 3.97(dB)/100m 基站天馈损耗基站天馈损耗链路预算说明（7）对于对于1.9G1.9G对于基站到天线的馈线分两种情况考虑：对于基站到天线的馈线分两种情况考虑：若基站到天线的馈线小于若基站到天线的馈线小于1515米，一般认为只用米，一般认为只用1/21/2英寸跳线，因英寸跳线，因此在预算表中跳线的损耗取此在预算表中跳线的损耗取1dB1dB，接头等的损耗取的，接头等的损耗取的1dB,1dB,总的损总的损耗为耗为2dB2dB。基站到天线除
15、了有基站到天线除了有1/21/2英寸跳线，还有较长的英寸跳线，还有较长的7/87/8英寸馈线就还英寸馈线就还需考虑需考虑7/87/8英寸馈线损耗，计算公式为英寸馈线损耗，计算公式为 馈线损耗馈线损耗=7/8=7/8英寸馈线长度英寸馈线长度* *6.57(dB)/100m 6.57(dB)/100m 链路预算说明（8）建筑物穿透损耗建筑物穿透损耗这里取得是经验值，密集城区取这里取得是经验值，密集城区取25dB25dB；一般城；一般城区取的区取的20dB20dB；郊区取的；郊区取的15dB15dB；农村取的；农村取的6dB6dB。实际。实际穿透损耗可根据实际区域的建筑物情况进行调整。穿透损耗可根据
16、实际区域的建筑物情况进行调整。 干扰裕量干扰裕量, ,注意：要转换为注意：要转换为dB。天线高度天线高度链路预算说明（9）一般在容量分布相对集中的密集区域天线高度会一般在容量分布相对集中的密集区域天线高度会相对低些，以减轻导频污染和对其它区域的干扰；相对低些，以减轻导频污染和对其它区域的干扰；在容量分布相对分散且较开阔区域，天线高度相在容量分布相对分散且较开阔区域，天线高度相对高些，以覆盖较大的区域。对高些，以覆盖较大的区域。天线高度取值如下：密集城区天线高度取值如下：密集城区 3030米；城区米；城区 4040米；米；郊区和农村郊区和农村 5050米。米。 无线传播特性链路预算如何推算基站覆
17、盖距离影响覆盖的几个因素提纲接收机灵敏度:定义为接收机在满足所需要的Eb/N0时所需要的信号输入功率电平。如果接收机信号小于该电平，则不能正常解调。灵敏度= Eb/N0 *热噪声谱密度*热噪声系数*业务速率 灵敏度(dBm)=要求的Eb/N0(dB)+热噪声谱密度（dBm/Hz）+热噪声系数（dB）+业务速率（dB bps）基站灵敏度的计算接收机噪声干扰（=热噪声谱密度*业务速率*热噪声系数）输入信号所需Eb/N0例如：对于语音业务，数据速率为9600bps=39.8dB bps,基站热噪声谱密度=-174dBm/Hz,基站热噪声系数=2.63=4.2dB,所需要的Eb/N0门限为4.13,则
18、基站接收机灵敏度=4.13-174+4.2+39.8=-125.87dBm链路预算的计算以反向为例：手机的发射功率(dBm)-损耗总额(dB)+增益总额(dB)-裕量总额（dB）-允许的链路预算（dB） 基站接收机的灵敏度(dBm)因此：允许的链路预算（dB）=手机的发射功率(dBm)-基站接收机的灵敏度(dBm)-损耗总额(dB)+增益总额(dB)-裕量总额（dB）其中:损耗总额包含人体损耗、基站馈线损耗、建筑物穿透损耗、其它所有损耗增益总额包含移动台天线增益、 软切换增益、其它所有增益 裕量总额包含干扰裕量、 正态衰落裕量等。RDAS 反向链路预算（参考）1）链路预算的计算语音速率9600
19、dps=39.8dB bps基站热噪声谱密度-174dBm/Hz手机最大发射功率23dBm基站热噪声系数4.2dB手机天线增益0在满足FER为1%条件下所需要的Eb/N04.13dB人体损耗3dB基站灵敏度=4.13-174+4.2+4.13=-125.85dBm基站天线增益14dB负载75%基站跳线损耗0.3dB干扰裕量=10lg(1/(1-75%)=6.02dB基站馈线损耗dB/100m2.9正态衰落裕量5.4dB基站馈线长度04m建筑物穿透损耗20dB基站其它损耗1dB增益合计17.7基站天馈损耗合计2.46dB损耗合计25.46dB软切换增益3.7dB裕量合计11.42dB练习：已知参
20、数如右表允许的链路预算（dB）=手机的发射功率(dBm)-基站接收机的灵敏度(dBm)-损耗总额(dB)+增益总额(dB)-裕量总额（dB）= 23-（-125.85dBm ）-25.46+17.7-11.42=129.67dB即允许的链路预算为129.67dB链路预算的计算2）小区覆盖半径的计算据前计算已知：允许的链路预算PL为129.67dB。根据链路预算计算覆盖距离半径已知：基站天线高度40m,移动台天线高度1.5m,CDMA上行中心频率825MHz，环境校正因子取值0 dB（密集城区）。求小区覆盖半径为多少？解： H=40-1.5=38.5m根据Hata ModelPL (dB) =
21、69.55 + 26.16 log (F) - 13.82 log(H) + (44. 9 - 6.55 log(H) )*log (D) + C即129.67= 69.55 + 26.16 log (825) - 13.82 log(38.5) + (44. 9 - 6.55 log(38.5) )*log (D) + 0=34.52lgd=5.74=d=1.47km Hata模型、COST-231模型须输入须输入频率频率距离距离天线有效高度天线有效高度地形地貌（城市、郊区、地形地貌（城市、郊区、农村、等）农村、等）RSSI, dBm-120-110-100-90-80-70-60-5003
22、691215 182124 273033Distance from Cell Site, kmFieldStrength,dBuV/m+90+80+70+60+50+40+30+20蓝色线表示路蓝色线表示路测结果测结果 灰色线表示灰色线表示HataHata 模型预测模型预测结果结果Hata ModelPL (dB) = 69.55 + 26.16 log (F) - 13.82 log(H) + (44. 9 - 6.55 log(H) )*log (D) + CHata ModelPL：路径损耗F： 频率，单位MHz (150 - 1500 MHz)D： 距离，单位kmH： 基站天线有效高度
23、，单位mC： 环境校正因子；取值：密集城区：0 dB城区：- 5 dB郊区：- 10 dB农村：- 17 dB负载负载链路预算说明（1）对于负载在本预算表中取得是50%。1X系统负载的取值可根据实际情况取到75。 CDMA网络每个基站的覆盖主要受天线挂高、天线类型（涉及增益、水平波瓣角、垂直波瓣角等）、下倾角和发射功率等因素影响。要使覆盖预测比较准确，需要预测使用的传播模型充分考虑这些参数的影响。链路预算说明（2）覆盖规划的过程调查并对较大的覆盖区域分区，例如城区，郊区，乡村；并了解区域的地形地貌和建筑分布情况；进行链路预算， 了解该区域的边缘覆盖率，根据地形选取合适的对数正态衰落方差，根据建
24、筑物的实际情况选取合适的建筑物穿透损耗，使用合适的传播模型，进行链路预算，获取最大覆盖半径估算满足覆盖需求的载扇数 根据扇区的覆盖面积和区域面积，求得所需基站数 （以上是仅考虑覆盖面积，未考虑容量）影响覆盖的主要原因一 站点位置不合理天线挂高过低站型选择不恰当 全向站On：O1(全向1个载波),O3(全向3个载波) 定向站Sn/n/n: S1/1/1（定向3个扇区，每扇区1个载波） S1/1/0, S3/3/3)方位角规划不当影响覆盖的主要原因二 工程安装方面的原因馈缆走线过长。导致馈缆损耗过大馈缆接头不合格建议。导致插入损耗过大天线或者馈缆进水，导致损耗过大天线安装没有按照规划的挂高、方位角、下倾角进行安装驻波比告警GPS天线安装不合格。安装的立体角不够，接头有问题等，导致基站始终处于GPS预热，导致没法进行系统同步进行软切换。给系统带来极大的干扰影响覆盖的主要原因三工程参数方面的原因小区设计发射功率导引集搜索窗口（SRCH_WIN_A、SRCH_WIN_N和 SRCH_WIN_R）接入信道捕获搜索窗口宽度（ACC_ACQUISIT_SCH_W）和基站半径（Radius）接入的初始功率偏置（INIT_PWR），接入信道前缀长度（PAM_SZ）控制信道发射功率业务信道发射功率课程回顾无线传播的空间损耗和那些因素有关？影响基站覆盖的主要因素有那些？
