天线发射功率计算公式_天线基本知识及应用—链路及空间无线传播损耗计算

发布时间:2021-11-28 12:15:01

1 链路预算本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/156415.htm


上行和下行链路都有自己的发射功率损耗和路径衰落。在蜂窝通信中,为了确定有效覆盖范围,必须确定最大路径衰落、或其他限制因数。在上行链路,从移动台到基站的限制因数是基站的接受灵敏度。对下行链路来说,从基站到移动台的主要限制因数是基站的发射功率。通过优化上下行之间的*衡关系,能够使小区覆盖半径内,有较好的通信质量。


一般是通过利用基站资源,改善网络中每个小区的链路*衡(上行或下行),从而使系统工作在最佳状态。最终也可以促使切换和呼叫建立期间,移动通话性能更好。


上下行链路*衡的计算。对于实现双向通信的GSM系统来说,上下行链路*衡是十分重要的,是保证在两个方向上具有同等的话务量和通信质量的主要因素,也关系到小区的实际覆盖范围。


下行链路(DownLink)是指基站发,移动台接收的链路。


上行链路(UpLink)是指移动台发,基站接收的链路。


上下行链路*衡的算法如下:


下行链路(用dB值表示):


PinMS = PoutBTS - LduplBTS - LpBTS + GaBTS + Cori + GaMS + GdMS - LslantBTS - LPdown


式中:


PinMS 为移动台接收到的功率;


PoutBTS为BTS的输出功率;


LduplBTS为合路器、双工器等的损耗;


LpBTS为BTS的天线的馈缆、跳线、接头等损耗;


GaBTS为基站发射天线的增益;


Cori为基站天线的方向系数;


GaMS为移动台接收天线的增益;


GdMS为移动台接收天线的分集增益;


LslantBTS为双极化天线的极化损耗;


LPdown为下行路径损耗;


上行链路(用dB值表示):


PinBTS = PoutMS - LduplBTS - LpBTS + GaBTS + Cori + GaMS + GdBTS -LPup +[Gta]


式中:


PinBTS为基站接收到的功率;


PoutMS为移动台的输出功率;


LduplBTS为合路器、双工器等的损耗;


LpBTS为BTS的天线的馈缆、跳线、接头等损耗;


GaBTS为基站接收天线的增益;


Cori 为基站天线的方向系数;


GaMS为移动台发射天线的增益;


GdBTS为基站接收天线的分集增益;


Gta为使用塔放的情况下,由此带来的增益;


LPup为上行路径损耗。


根据互易定理,即对于任一移动台位置,上行路损等于下行路损,即:


LPdown = LPup


设系统余量为DL ,移动台的恶化量储备为DNMS ,基站的恶化量储备为DNBTS,移动台的接收机灵敏度为MSsense,基站的接收机灵敏度为BTSsense, Lother为其它损耗,如建筑物贯穿损耗、车内损耗、人体损耗等。于是,对于覆盖区内任一点,应满足:


PinMS - DL - DNMS - Lother >= MSsense


PinBTS - DL - DNMS - Lother >= BTSsense


上下行链路*衡的目的是调整基站的发射功率,使得覆盖区边界上的点(离基站最远的点)满足:


PinMS - DL - DNMS - Lother = MSsense


于是,得到了基站的最大发射功率的计算公式:


PoutBTS = MSsense - BTSsense + PoutMS + GdBTS - GdMS + LslantBTS - Gta + DNMS - DNBTS


2 各类损耗的确定


◆ 建筑物的贯穿损耗


建筑物的贯穿损耗是指电波通过建筑物的外层结构时所受到的衰减,它等于建筑物外与建筑物内的场强中值之差。


建筑物的贯穿损耗与建筑物的结构、门窗的种类和大小、楼层有很大关系。贯穿损耗随楼层高度的变化,一般为-2dB/层,因此,一般都考虑一层(底层)的贯穿损耗。


下面是一组针对900MHz频段,综合国外测试结果的数据:


--- 中等城市市区一般钢筋混凝土框架建筑物,贯穿损耗中值为10dB,标准偏差7.3dB;郊区同类建筑物,贯穿损耗中值为5.8dB,标准偏差8.7dB。


--- 大城市市区一般钢筋混凝土框架建筑物,贯穿损耗中值为18dB,标准偏差7.7dB;郊区同类建筑物,贯穿损耗中值为13.1dB,标准偏差9.5dB。


--- 大城市市区一金属壳体结构或特殊金属框架结构的建筑物,贯穿损耗中值为27dB。


由于我国的城市环境与国外有很大的不同,一般比国外同类名称要高8---10dB。


对于1800MHz,虽然其波长比900MHz短,贯穿能力更大,但绕射损耗更大。因此,实际上,1800MHz 的建筑物的贯穿损耗比900MHz的要大。GSM规范3.30中提到,城市环境中的建筑物的贯穿损耗一般为15dB,农村为10dB。一般取比同类地区900MHz的贯穿损耗大5---10dB。


◆ 人体损耗


对于手持机,当位于使用者的腰部和肩部时,接收的信号场强比天线离开人体几个波长时将分别降低4---7dB和1---2dB。


一般人体损耗设为3dB。


◆ 车内损耗


金属结构的汽车带来的车内损耗不能忽视。尤其在经济发达的城市,人的一部分时间是在汽车中度过的。


一般车内损耗为8---10dB。


◆ 馈线损耗


在GSM900中经常使用的是7/8″的馈线,在1000MHz的情况下,每100米的损耗是4.3dB;在2000MHz的情况下,每100米的损耗则为6.46dB,多了2.16个dB。







相关资源:天线基本知识应用链路空间无线传播损耗计算

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