天線掛高與基站覆蓋范圍分析

《天線掛高與基站覆蓋范圍分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、天線掛高與基站覆蓋范圍分析李維，朱恩(湖北郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，湖北武漢430023)摘要：天線掛高對(duì)基站覆蓋的影響，天線掛高越高，能夠?qū)崿F(xiàn)的覆蓋距離就越遠(yuǎn)，但增加天線掛高獲得增益與天線掛高的增長(zhǎng)是不成比例的。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)基站周邊環(huán)境的情況和在對(duì)實(shí)際要求的覆蓋距離進(jìn)行計(jì)算后,合理地確定基站天線高度，有效地控制基站覆蓋范圍，以保證通話質(zhì)量，降低同頻、鄰頻干擾。關(guān)鍵詞：傳播損耗；鏈路預(yù)算；天線高度中圖分類號(hào)：TN92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-1131(2013)10-0189-02在移動(dòng)通信工程設(shè)計(jì)中確定基站

2、天線的掛高是確定基站覆蓋的關(guān)鍵點(diǎn)。通過(guò)連續(xù)的基站建設(shè)，城區(qū)和城鎮(zhèn)的基站已經(jīng)達(dá)到良好的連續(xù)覆蓋。0前在郊區(qū)、農(nóng)村還有很多的以覆蓋為主的基站建設(shè)，基站天線掛高的合理與否,直接關(guān)系到移動(dòng)通信網(wǎng)的無(wú)線覆蓋效果和全網(wǎng)的通信質(zhì)量，以及建成沿的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。1影響基站覆蓋的有關(guān)因素1.1影響基站覆蓋的主要損耗無(wú)線信號(hào)由BTS—饋線一跳線一天線一無(wú)線環(huán)境一MS，整個(gè)信號(hào)傳播過(guò)程如圖1所示189信息通信圍。根據(jù)上下行鏈路的發(fā)射功率損耗和路徑衰落、需要滿足的最低覆蓋電平，結(jié)合上下行鏈路的平衡性，確定允許的最大損耗。(1)上行鏈路預(yù)算公式。最大允

3、許空間路徑損耗=移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率(dBm)+移動(dòng)臺(tái)天線增益(dB)_人體損耗(dB)_基站饋線損耗(dB)+基站接收天線增益(dBi>—建筑物或車體穿透損耗(dB)—慢衰落余量(dB)_快衰落余量(dB)—干擾余量(dB)—基站接收靈敏度(dBm)。(2)下行鏈路預(yù)算的計(jì)算公式。最大允許空間路徑損耗=基站發(fā)射功率(dBm)+基站天線增益(dB)—基站饋線損耗(dB)—基站合路器損耗(dB)+移動(dòng)臺(tái)接收天線增益(dBi)—人體損耗(dB)—建筑物或車體穿透損耗(dB)一慢衰落余量(dB卜快衰落余量(dB)—干擾余量(dB卜移動(dòng)臺(tái)接

4、收靈敏度(dBm)o理論上，室內(nèi)外場(chǎng)景情況的無(wú)線鏈路傳播的損耗影響，主要是由于上下行的鏈路損耗，天線增益等因素制約著無(wú)線鏈路傳播，從而影響著基站的覆蓋范圍的人小。2.2通用傳播模型中傳播損耗的影響因素分析GSM900MHZ主要采用CCIR推薦的Okumura電波傳播衰減計(jì)算模式。該模式是以準(zhǔn)平坦地形大城市的屮值場(chǎng)強(qiáng)或路徑損耗作為參考，對(duì)其他傳播環(huán)境和地形條件等因素分別以校正因子的形式進(jìn)行修正，不同地形上的基木傳輸損耗按下列公式分別預(yù)測(cè):L(市區(qū))=69.55+26.16lgf-13.82lghl+(44.9-6.55lghl)

5、lgd-a(h2)-s(a)L(郊區(qū)}=64.15+26.16lgf-2[lg(f/28)]2-13.82lghl+(44.9-6.55lghl)lgd-a(h2)L(鄉(xiāng)村公路)=46.38+35.33lgf-[lg(f/28}]2-2.39(lgf)2-13.82lghl+(44.9-6.55lghl)lgd-a(h2)L(開闊區(qū)}=28.61+44.49lgf-4.87(lgf}2-13.82lghl+(44.9-6.55lghl)Igd-a(h2)其中：f工作頻率，MHZ；hl基站天線高度，m;h2移動(dòng)臺(tái)天線高度，m;d

6、——到基站的距離，km;a(h2)——移動(dòng)臺(tái)天線高度增益因子，dB；a(h2)=(l.llgf-0.7)h2-1.56lgf+0.8(中，小城市)=3.2[lg(11.75h2)】2-4.97(大城市)。從以上的理論公式中可以看出，鏈路預(yù)算計(jì)算出來(lái)的覆蓋范圍是不考慮傾角的，僅考慮系統(tǒng)能覆蓋的最大的距離，鏈路預(yù)算可以當(dāng)做在一定的天線掛高基礎(chǔ)上，其角度設(shè)置完全合理的情況下能覆蓋的距離，頻率和天線高度影響著基站的覆蓋距離，其余的影響因素基本保持不變。在農(nóng)村開闊區(qū)無(wú)線鏈路損耗計(jì)算公式如下：L(開闊區(qū))=28.61+44.49lgf-4

7、.78(lgf)2-13.82lghl+(44.9-6.55lghl)lgd-a(h2>根據(jù)以上公式，由允許的最大傳播損耗、工作頻率、移動(dòng)臺(tái)高度可反向計(jì)算出給定天線高度下能實(shí)現(xiàn)的理論最大覆蓋距離，根據(jù)能實(shí)現(xiàn)的理論最大覆蓋距離結(jié)合實(shí)際需求，為農(nóng)村開闊區(qū)域天線掛高的選擇提供參考。2.3傳播模型合理性驗(yàn)證利用仿真軟件配置Okumura-hata模型農(nóng)村開闊區(qū)路損預(yù)190算方式對(duì)天線掛高58m功率18W的紅衛(wèi)-3小區(qū)進(jìn)行覆蓋仿真。仿真覆蓋效果與實(shí)際DT測(cè)試效果對(duì)比，紅衛(wèi)-3小區(qū)進(jìn)行仿真與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試對(duì)比時(shí)，電平在［-65dBm,-80dB

8、m］范圍內(nèi)時(shí)，實(shí)際路測(cè)數(shù)裾顯示的覆蓋效果和仿真效果一致性較強(qiáng)，但電平在-65dBm以上和-80dBm以下直到切出范圍內(nèi)時(shí)，由于受到功率控制的影響，路測(cè)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)存在一定程度的偏差。仿真數(shù)據(jù)顯示的覆蓋分布為空閑態(tài)的電平強(qiáng)度，而路測(cè)數(shù)據(jù)為呼叫狀態(tài)下測(cè)量到的電平強(qiáng)度，呼叫狀態(tài)下