第三代移動通信基站覆蓋半徑的估算方法

在第三代移動通信的發(fā)展和建設(shè)中，基站的選址和布局直接影響到整個系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量情況。因此根據(jù)合適的傳播模型及路徑損耗，可以計算出基站的覆蓋半徑。

在過去的基站覆蓋半徑計算中，典型的傳播模型是Hata城市傳播模型。Hata模型如（1）式表述：

Hata城市傳輸模型：

L=46.3+33.9log（f）-13.82log（Hb）+（44.9-6.55log（Hb））log（d）+Cm　……（1）

其中，L為最大路徑損耗（db）；

f為載波頻率（Hz）；

Hb為天線高度（米）；

d為到基站距離（米）。

中等規(guī)模城市或市郊中心樹木的稀疏程度中等時：Cm=0

大城市市區(qū)中心：Cm=3。

針對3G系統(tǒng)，3G組織也特別推薦了一個模型，該傳播模型如下：

3G傳輸模型：

L=40（1-O.004Hb）log（d）-18log（Hb）+21log（f）+80　……（2）

其中，各參數(shù)的意義同（1）式。在WCDMA中，當(dāng)f=2000MHz時，則上述兩式簡化為：

Hata城市傳播模型：

L=161.17-13.82log（Hb）-（44.9-6.55log（Hb））log（d）；

3G傳播模型：

L=149.32-18log（Hb）-40（1-0.004Hb）log（d）。

在考慮第三代移動通信系統(tǒng)的建設(shè)，尤其是基站的規(guī)劃和布局時，首先要考慮不同環(huán)境下3G基站的覆蓋情況。根據(jù)ITU規(guī)范的建議，通常采用上下行鏈路平衡的算法計算覆蓋半徑。由于種種原因3G業(yè)務(wù)的多樣性，不同的業(yè)務(wù)有不同的性能要求，對覆蓋的要求也就不一樣。3G系統(tǒng)的路徑傳播損耗需要試驗(yàn)網(wǎng)得出結(jié)論，而目前則主要依據(jù)有關(guān)傳播模型來估算。給出典型的3G業(yè)務(wù)上下行鏈路計算表如表l。其中若基站的天線增益比此大，則最大允許路徑損耗更大些，而電纜損耗也與選擇的型號和長度有關(guān)也存在一定變化。

表1　典型的3G業(yè)務(wù)上下行鏈路平衡計算表

這樣，即可得到各業(yè)務(wù)情況下，傳播模型中的最大路徑損耗值，如表2所示。

表2　單位：dB

根據(jù)傳播模型公式和表1與表2中的數(shù)據(jù)，我們得到了在不同天線高度下，不同傳播模型對應(yīng)的覆蓋半徑（見表3）。

表3

由表3的結(jié)果可看出，兩種傳播模型對應(yīng)的覆蓋半徑差別較大，在大部分的覆蓋計算中，對于城區(qū)覆蓋，由于天線一般架設(shè)在較高建筑物上，高度大多超過20米，另外，考慮到實(shí)際應(yīng)用中下行業(yè)務(wù)量高于上行業(yè)務(wù)量，所以在3G系統(tǒng)建設(shè)初期，業(yè)務(wù)種類的覆蓋可按“數(shù)據(jù)2”的計算結(jié)果考慮，也就是說，城區(qū)基站覆蓋半徑可在3.0Km左右。

在上面的估算中，我們并沒有把穿透損耗考慮進(jìn)來，在一般的模擬計算中，穿透損耗大致取20db，表4給出了考慮穿透損耗后的3G基站的覆蓋半徑數(shù)值，數(shù)值為1.5Km左右。