天線基本知識及應用―鏈路及空間無線傳播損耗計算

作者：時間：2011-04-12 來源：網絡

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本文引用地址：http://www.104case.com/article/156415.htm

上行和下行鏈路都有自己的發射功率損耗和路徑衰落。在蜂窩通信中，為了確定有效覆蓋范圍，必須確定最大路徑衰落、或其他限制因數。在上行鏈路，從移動臺到基站的限制因數是基站的接受靈敏度。對下行鏈路來說，從基站到移動臺的主要限制因數是基站的發射功率。通過優化上下行之間的平衡關系，能夠使小區覆蓋半徑內，有較好的通信質量。

一般是通過利用基站資源，改善網絡中每個小區的鏈路平衡（上行或下行），從而使系統工作在最佳狀態。最終也可以促使切換和呼叫建立期間，移動通話性能更好。

上下行鏈路平衡的計算。對于實現雙向通信的GSM系統來說，上下行鏈路平衡是十分重要的，是保證在兩個方向上具有同等的話務量和通信質量的主要因素，也關系到小區的實際覆蓋范圍。

下行鏈路（DownLink）是指基站發，移動臺接收的鏈路。
上行鏈路（UpLink）是指移動臺發，基站接收的鏈路。
上下行鏈路平衡的算法如下：
下行鏈路（用dB值表示）：

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

式中：
PinMS 為移動臺接收到的功率；
PoutBTS為BTS的輸出功率；
LduplBTS為合路器、雙工器等的損耗；
LpBTS為BTS的天線的饋纜、跳線、接頭等損耗；
GaBTS為基站發射天線的增益；
Cori為基站天線的方向系數；
GaMS為移動臺接收天線的增益；
GdMS為移動臺接收天線的分集增益；
LslantBTS為雙極化天線的極化損耗；
LPdown為下行路徑損耗；

上行鏈路（用dB值表示）：

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

式中：
PinBTS為基站接收到的功率；
PoutMS為移動臺的輸出功率；
LduplBTS為合路器、雙工器等的損耗；
LpBTS為BTS的天線的饋纜、跳線、接頭等損耗；
GaBTS為基站接收天線的增益；
Cori 為基站天線的方向系數；
GaMS為移動臺發射天線的增益；
GdBTS為基站接收天線的分集增益；
Gta為使用塔放的情況下，由此帶來的增益；
LPup為上行路徑損耗。

根據互易定理，即對于任一移動臺位置，上行路損等于下行路損，即：

LPdown = LPup

設系統余量為DL ，移動臺的惡化量儲備為DNMS ，基站的惡化量儲備為DNBTS，移動臺的接收機靈敏度為MSsense，基站的接收機靈敏度為BTSsense， Lother為其它損耗，如建筑物貫穿損耗、車內損耗、人體損耗等。于是，對于覆蓋區內任一點，應滿足：

PinMS - DL - DNMS - Lother >= MSsense

PinBTS - DL - DNMS - Lother >= BTSsense

上下行鏈路平衡的目的是調整基站的發射功率，使得覆蓋區邊界上的點（離基站最遠的點）滿足：

PinMS - DL - DNMS - Lother = MSsense

于是，得到了基站的最大發射功率的計算公式：

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

2 各類損耗的確定

◆ 建筑物的貫穿損耗
建筑物的貫穿損耗是指電波通過建筑物的外層結構時所受到的衰減，它等于建筑物外與建筑物內的場強中值之差。

建筑物的貫穿損耗與建筑物的結構、門窗的種類和大小、樓層有很大關系。貫穿損耗隨樓層高度的變化，一般為-2dB/層，因此，一般都考慮一層（底層）的貫穿損耗。