天线挂高与基站覆盖范围分析

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1、天线挂高与基站覆盖范围分析李维，朱恩(湖北邮电规划设计有限公司，湖北武汉430023)摘要：天线挂高对基站覆盖的影响，天线挂高越高，能够实现的覆盖距离就越远，但增加天线挂高获得增益与天线挂高的增长是不成比例的。在实际工程设计中，需要根据基站周边环境的情况和在对实际要求的覆盖距离进行计算后,合理地确定基站天线高度，有效地控制基站覆盖范围，以保证通话质量，降低同频、邻频干扰。关键词：传播损耗；链路预算；天线高度中图分类号：TN92文献标识码：A文章编号：1673-1131(2013)10-0189-02在移动通信工程设计中确定基站

2、天线的挂高是确定基站覆盖的关键点。通过连续的基站建设，城区和城镇的基站已经达到良好的连续覆盖。0前在郊区、农村还有很多的以覆盖为主的基站建设，基站天线挂高的合理与否,直接关系到移动通信网的无线覆盖效果和全网的通信质量，以及建成沿的社会和经济效益。1影响基站覆盖的有关因素1.1影响基站覆盖的主要损耗无线信号由BTS—馈线一跳线一天线一无线环境一MS，整个信号传播过程如图1所示189信息通信围。根据上下行链路的发射功率损耗和路径衰落、需要满足的最低覆盖电平，结合上下行链路的平衡性，确定允许的最大损耗。(1)上行链路预算公式。最大允

3、许空间路径损耗=移动台发射功率(dBm)+移动台天线增益(dB)_人体损耗(dB)_基站馈线损耗(dB)+基站接收天线增益(dBi>—建筑物或车体穿透损耗(dB)—慢衰落余量(dB)_快衰落余量(dB)—干扰余量(dB)—基站接收灵敏度(dBm)。(2)下行链路预算的计算公式。最大允许空间路径损耗=基站发射功率(dBm)+基站天线增益(dB)—基站馈线损耗(dB)—基站合路器损耗(dB)+移动台接收天线增益(dBi)—人体损耗(dB)—建筑物或车体穿透损耗(dB)一慢衰落余量(dB卜快衰落余量(dB)—干扰余量(dB卜移动台接

4、收灵敏度(dBm)o理论上，室内外场景情况的无线链路传播的损耗影响，主要是由于上下行的链路损耗，天线增益等因素制约着无线链路传播，从而影响着基站的覆盖范围的人小。2.2通用传播模型中传播损耗的影响因素分析GSM900MHZ主要采用CCIR推荐的Okumura电波传播衰减计算模式。该模式是以准平坦地形大城市的屮值场强或路径损耗作为参考，对其他传播环境和地形条件等因素分别以校正因子的形式进行修正，不同地形上的基木传输损耗按下列公式分别预测:L(市区)=69.55+26.16lgf-13.82lghl+(44.9-6.55lghl)

5、lgd-a(h2)-s(a)L(郊区}=64.15+26.16lgf-2[lg(f/28)]2-13.82lghl+(44.9-6.55lghl)lgd-a(h2)L(乡村公路)=46.38+35.33lgf-[lg(f/28}]2-2.39(lgf)2-13.82lghl+(44.9-6.55lghl)lgd-a(h2)L(开阔区}=28.61+44.49lgf-4.87(lgf}2-13.82lghl+(44.9-6.55lghl)Igd-a(h2)其中：f工作频率，MHZ；hl基站天线高度，m;h2移动台天线高度，m;d

6、——到基站的距离，km;a(h2)——移动台天线高度增益因子，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)。从以上的理论公式中可以看出，链路预算计算出来的覆盖范围是不考虑倾角的，仅考虑系统能覆盖的最大的距离，链路预算可以当做在一定的天线挂高基础上，其角度设置完全合理的情况下能覆盖的距离，频率和天线高度影响着基站的覆盖距离，其余的影响因素基本保持不变。在农村开阔区无线链路损耗计算公式如下：L(开阔区)=28.61+44.49lgf-4

7、.78(lgf)2-13.82lghl+(44.9-6.55lghl)lgd-a(h2>根据以上公式，由允许的最大传播损耗、工作频率、移动台高度可反向计算出给定天线高度下能实现的理论最大覆盖距离，根据能实现的理论最大覆盖距离结合实际需求，为农村开阔区域天线挂高的选择提供参考。2.3传播模型合理性验证利用仿真软件配置Okumura-hata模型农村开阔区路损预190算方式对天线挂高58m功率18W的红卫-3小区进行覆盖仿真。仿真覆盖效果与实际DT测试效果对比，红卫-3小区进行仿真与现场测试对比时，电平在［-65dBm,-80dB

8、m］范围内时，实际路测数裾显示的覆盖效果和仿真效果一致性较强，但电平在-65dBm以上和-80dBm以下直到切出范围内时，由于受到功率控制的影响，路测数据和仿真数据存在一定程度的偏差。仿真数据显示的覆盖分布为空闲态的电平强度，而路测数据为呼叫状态下测量到的电平强度，呼叫状态下