关于3G基站覆盖半径的估算

在第三代移动通信的发展和建设中，基站的选址和布局直接影响到整个系统的服务质量情况。因此，根据合适的传播模型及路径损耗，可以计算出基站的覆盖半径。

　　在过去的基站覆盖半径计算中，典型的传播模型是Hata城市传播模型。Hata模型如（1）式表述：

　　Hata城市传输模型：

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

　　其中，L为最大路径损耗（dB）；

　　f为载波频率（MHz）；

　　Hb为天线高度（米）；

　　d为到基站的距离（千米）。

　　中等规模城市或市郊中心，树木的稀疏程度中等时：Cm=0，

　　大城市市区中心：Cm=3。

　　针对3G系统，3G组织也特别推荐了一个模型，该传播模型如下：

　　3G传输模型：

　　L=40(1-0.004Hb)log(d)-18log(Hb)+21log(f)+80　……（2）

　　其中，各参数的意义同（1）式。

　　在WCDMA中，当f=2000MHz时，则上述两式简化为：

　　Hata城市传播模型：

　　L=161.17-13.82log(Hb)+(44.9-6.55log(Hb))log(d)　……（3）

　　3G传播模型：

　　L=149.32-18log(Hb)+40(1-0.004Hb)log(d)　……（4）

　　在考虑第三代移动通信系统的建设，尤其是基站的规划和布局时，首先要考虑不同环境下3G基站的覆盖情况。根据ITU规范的建议，通常采用上下行链路平衡的算法来计算覆盖半径。由于种种原因，3G业务的多样性，不同的业务有不同的性能要求，对覆盖的要求也就不一样。3G系统的路径传播损耗需要试验网才能得出结论，而目前则主要依据有关传播模型来估算。典型的3G业务上下行链路计算表如表l。其中，若基站的天线增益比此大，则最大允许路径损耗更大些，而电缆损耗也与选择的型号和长度有关，也存在一定的变化。

　　表1典型的3G业务上下行链路平衡计算表

　　语音数据1数据2

　　区分下行上行下行上行下行上行

　　信息速率(KHz)8814414414428.8

　　平均TX/TCH(dBm)302430243024

　　最大TX/TCH(dBm)3024302437.1424

　　电缆损耗(dB)202020

　　TX天线增益(dB)130130130

　　TXEIRP/TCH(dB)4l24412448.1424

　　TotalTXERIP(dB)4l24412448.1424

　　RX天线增益(dB)013013013

　　电缆损耗(dB)020202

　　噪声系数(dB)555555

　　干扰预留(dB)333361.25

　　总噪声(dBm/Hz)-166-166-166-166-163-167.75

　　Eb/No(含宏分集)(dB)86.686.686.6

　　接收灵敏度(dBm)-118.97-120.37-106.42-107.82-103.42-116.56

　　切换增益(dB)555555

　　分集增益(dB)000000

　　其它增益/损耗(dB)000000

　　人体损耗(dB)333333

　　对数衰落富余(dB)11.311.311.311.311.311.3

　　最大路径损耗(dB)150.67146.07138.12133.52142.26142.26

　　这样，即可得到各业务情况下，传播模型中的最大路径损耗值，如表2所示。

　　表2　单位：dB

　　语音数据1数据2

　　最大路径损耗146.07133.52142.26

　　根据传播模型公式和表1与表2中的数据，我们得到了在不同天线高度下，不同传播模型对应的覆盖半径（见表3）。

　　表3

　　天线高度(M)采用传播模型语音数据1数据2单位

　　Hb=15Hata1.00.50.85Km

　　3G3.01.42.4Km

　　Hb=20Hata1.20.540.94Km

　　3G3.51.62.8Km

　　Hb=25Hata1.30.581.0Km

　　3G4.11.83.2Km

　　由表3的结果可看出，两种传播模型对应的覆盖半径差别较大。在大部分的覆盖计算中，对于城区覆盖，由于天线一般架设在较高建筑物上，高度大多超过20米，另外，考虑到实际应用中下行业务量高于上行业务量，所以，在3G系统建设初期，业务种类的覆盖可按"数据2"的计算结果考虑，也就是说，城区基站覆盖半径可在3.0Km左右。

　　在上面的估算中，我们并没有把穿透损耗考虑进来，在一般的模拟计算中，穿透损耗大致取20dB，表4给出了考虑穿透损耗后3G基站的覆盖半径数值，数值为1.5Km左右。

　　天线高度(米)采用传播模型语音数据1数据2单位

　　Hb=15Hata0.520.240.44Km

　　3G1.520.681.26Km

　　Hb=20Hata0.610.280.51Km

　　3G1.760.811.43Km

　　Hb=25Hata0.670.310.52Km

　　3G2.10.971.59Km