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每 100 米的损耗是 4.3dB; 正在 2000MHz 的环境下

发布时间:2019-11-01

  空间衰耗公式及其他一些经验值详解_其它_职业教育_教育专区。空间衰耗公式及其他一些经验值详解

  WLAN 室内模子 无线局域网室内笼盖的次要特点是:笼盖范畴较小,变更较大。一般情 况下我们拔取以下两种合用于 WLAN 的模子进行阐发。因为室内无线千差万 别,正在规划中需按照现实环境选择参考模子取模子系数。 (1) Devasirvatham 模子 Devasirvatham 模子又称线性径衰减模子,公式如下: Pl(d,f)[dB]为室内径损耗= 此中, 为空间损耗= d:径;f:电波频次;a:模子系数 (2) 衰减因子模子 就电波空间损耗来说,2.4GHz 频段的电磁波有近似的径损耗。公式为: PathLoss(dB) = 46 +10* n*Log D(m) 此中,D 为径,n 为衰减因子。针对分歧的无线,衰减因子 n 的取值有所分歧。正在空间 中,径衰减取距离的平方成反比,即衰减因子为 2。正在建建物内,距离对径损耗的影响将较着大于自 由空间。一般来说,对于全下 n 的取值为 2.0~2.5;对于半下 n 的取值为 2.5~3.0;对 于较封锁下 n 的取值为 3.0~3.5。典型径损耗理论计较值如表 1。 现阶段可供给的 2.4GHz 电磁波对于各类建建材质的穿透损耗的经验值如下: ● ● ● ● 隔墙的(砖墙厚度 100mm ~300mm):20-40dB; 楼层的:30dB 以上; 木制家具、门和其他木板隔墙 2-15dB; 厚玻璃(12mm):10dB(2450MHz) 宽阔空间内,设想笼盖距离尽量不要跨越 30m。 ● ● ● ● ● ● 若是天线mm 摆布薄墙阻隔时,设想笼盖距离尽量不要跨越 20m。 若是天线取方针区域之间有较多高于 1.5m 的家具等阻隔时,设想笼盖距离尽量不要跨越 20m。 若是天线安拆正在长走廊的一端,设想笼盖距离尽量不要跨越 20m。 若是天线取方针区域之间有一个拐角时,设想笼盖距离尽量不要跨越 15m。 若是天线取方针区域之间有多个拐角时,设想笼盖距离尽量不要跨越 10m。 不要进行隔楼层进行笼盖。 5.1 链预算 上行和下行链都有本人的发射功率损耗和径式微。 正在蜂窝通信中, 为了确定无效笼盖范 围,必需确定最大径式微、或其他因数。正在上行链,从挪动台到基坐的因数是 基坐的接管活络度。对下行链来说,从基坐到挪动台的次要因数是基坐的发射功率。 通过优化上下行之间的均衡关系,可以或许使小区笼盖半径内,有较好的通信质量。 一般是通过操纵基坐资本,改善收集中每个小区的链均衡(上行或下行),从而使系统工 做正在最佳形态。最终也能够促使切换和呼叫成立期间,挪动通线 是一基 坐链损耗计较,可做为参考。 图 5-01 上下行链均衡的计较。对于实现双向通信的 GSM 系统来说,上下行链均衡是十分主要 的, 是正在两个标的目的上具有划一的话务量和通信质量的次要要素, 也关系到小区的现实覆 盖范畴。 下行链(DownLink)是指基坐发,挪动台领受的链。 上行链(UpLink)是指挪动台发,基坐领受的链。 上下行链均衡的算法如下: 下行链(用 dB 值暗示): PinMS = PoutBTS - LduplBTS - LpBTS + GaBTS + Cori + GaMS + GdMS - LslantBTS LPdown 式中: PinMS 为挪动台领受到的功率; PoutBTS 为 BTS 的输出功率; LduplBTS 为合器、双工器等的损耗; LpBTS 为 BTS 的天线的馈缆、跳线、接甲等损耗; GaBTS 为基坐发射天线的增益; Cori 为基坐天线的标的目的系数; GaMS 为挪动台领受天线的增益; GdMS 为挪动台领受天线的分集增益; LslantBTS 为双极化天线的极化损耗; LPdown 为下损耗; 上行链(用 dB 值暗示): PinBTS = PoutMS - LduplBTS - LpBTS + GaBTS + Cori + GaMS + GdBTS -LPup +[Gta] 式中: PinBTS 为基坐领受到的功率; PoutMS 为挪动台的输出功率; LduplBTS 为合器、双工器等的损耗; LpBTS 为 BTS 的天线的馈缆、跳线、接甲等损耗; GaBTS 为基坐领受天线的增益; Cori 为基坐天线的标的目的系数; GaMS 为挪动台发射天线的增益; GdBTS 为基坐领受天线的分集增益; Gta 为利用塔放的环境下,由此带来的增益; LPup 为上损耗。 按照互易定理,即对于任一挪动台,上行损等于下行损,即: LPdown = LPup 设系统余量为 DL ,挪动台的恶化量储蓄为 DNMS ,基坐的恶化量储蓄为 DNBTS,挪动 台的领受机活络度为 MSsense,基坐的领受机活络度为 BTSsense, Lother 为其它损耗, 如建建物贯穿损耗、车内损耗、人体损耗等。于是,对于笼盖区内任一点,应满脚: PinMS - DL - DNMS - Lother = MSsense PinBTS - DL - DNMS - Lother = BTSsense 上下行链均衡的目标是调整基坐的发射功率,使得笼盖区鸿沟上的点(离基坐最远的点) 满脚: PinMS - DL - DNMS - Lother = MSsense 于是,获得了基坐的最大发射功率的计较公式: PoutBTS = MSsense - BTSsense + PoutMS + GdBTS - GdMS + LslantBTS - Gta + DNMS - DNBTS 5.2 各类损耗简直定 ◆ 建建物的贯穿损耗 建建物的贯穿损耗是指电波通过建建物的外层布局时所遭到的衰减, 它等于建建物外取建建 物内的场强中值之差。 建建物的贯穿损耗取建建物的布局、门窗的品种和大小、楼层有很大关系。贯穿损耗随楼层 高度的变化,一般为-2dB/层,因而,一般都考虑一层(底层)的贯穿损耗。 下面是一组针对 900MHz 频段,分析国外测试成果的数据: --- 中等城市市区一般钢筋混凝土框架建建物,贯穿损耗中值为 10dB,尺度误差 7.3dB;郊 区同类建建物,贯穿损耗中值为 5.8dB,尺度误差 8.7dB。 --- 大城市市区一般钢筋混凝土框架建建物,贯穿损耗中值为 18dB,尺度误差 7.7dB;郊区 同类建建物,贯穿损耗中值为 13.1dB,尺度误差 9.5dB。 --- 大城市市区一金属壳体布局或特殊金属框架布局的建建物,贯穿损耗中值为 27dB。 因为我国的城市取国外有很大的分歧,一般比国外同类名称要高 8---10dB。 对于 1800MHz,现金电玩城,虽然其波长比 900MHz 短,贯穿能力更大,但绕射损耗更大。因而,现实 上,1800MHz 的建建物的贯穿损耗比 900MHz 的要大。GSM 规范 3.30 中提到,城市 中的建建物的贯穿损耗一般为 15dB,农村为 10dB。一般取比同类地域 900MHz 的贯穿损 耗大 5---10dB。 ◆ 人体损耗 对于手持机, 当位于利用者的腰部和肩部时, 领受的信号场强比天线分开人体几个波长时将 别离降低 4---7dB 和 1---2dB。 一般人体损耗设为 3dB。 ◆ 车内损耗 金属布局的汽车带来的车内损耗不克不及轻忽。 特别正在经济发财的城市, 人的一部门时间是正在汽 车中渡过的。 一般车内损耗为 8---10dB。 ◆ 馈线″的馈线MHz 的环境下, 每 100 米的损耗是 4.3dB; 正在 2000MHz 的环境下,每 100 米的损耗则为 6.46dB,多了 2.16 个 dB。 5.3 无线特征 挪动通信的如图 5-02 中的曲 线所示,总体平均值随距离削弱, 但信号电平履历快慢式微的影响。 慢式微是由接管点四周地形地物对 信号反射,使得信号电平允在几十米 范畴内有大幅度的变化,若挪动台 正在没有任何妨碍物的下挪动, 则信号电平只取发射机的距离有 关。所以凡是某点信号电平是指几 十米范畴内的平均信号电平。这个 信号的变化呈正态分布。尺度误差 对分歧地形地物是纷歧样的,凡是 正在 6-8dB 摆布。快式微是叠加正在 慢式微信号上的。这个式微的速度 很快,每秒可达几十次。除取地形 地物相关,还取挪动台的速度和信 号的波长相关,而且幅度很大,可 几十个 dB,信号的变化呈瑞利分 布。快式微往往会降低话音质量, 所以要留快式微的储蓄。 图 5-02 无线电波正在空间的是电波研究中最根基、 最简单的一种。 空间是满脚下述 前提的一种抱负空间:1. 平均无损耗的无限大空间,2. 各项同性,3. 电导率为零。使用电 理论能够推出,正在空间前提下,传输损耗 Ls 的表达式为: Ls=32.45+20lgf+20lgd 空间根基传输损耗 Ls 仅取频次 f 和距离 d 相关。 当 f 和 d 扩大一倍时, Ls 均添加 6dB, 由此我们可知 GSM1800 基坐损耗正在空间就比 GSM900 基坐大 6 个 dB, 如图 5-03 所示。 图 5-03 陆地挪动信道的次要特征是多径, 现实多径是十分复杂的, 正在研究问题时 往往将其简化, 而且是从最简单的环境入手。 仅考虑从基坐至挪动台的曲射波以及地面反射 波的两径模子是最简单的模子。两径模子如图 5-04 所示,使用电理论能够推出, 传输损耗 Lp 的表达式为:Lp=20lg(d2/(h1*h2)) 图 5-04 5.4 常用的两种电波模子 ◆ Okumura 电波衰减计较模式 GSM900MHz 次要采用 CCIR 保举的 Okumura 电波衰减计较模式。 该模式是以准平展 地形大城市区的中值场强或径损耗做为参考, 对其他和地形前提等要素别离以校 正因子的形式进行批改。分歧地形上的根基传输损耗按下列公式别离预测。 L(市区)=69.55+26.16lgf-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)-s(a) L(郊区)=64.15+26.16lgf-2[lg(f/28)]2-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2) L(村落公)=46.38+35.33lgf-[lg(f/28)]2-2.39(lgf)2-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2) L(宽阔区)=28.61+44.49lgf-4.87(lgf)2-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2) L(林区)=69.55+26.16lgf-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2) 此中: f----工做频次,MHz h1---基坐天线---挪动台天线高度,m d----到基坐的距离,km a(h2)---挪动台天线高度增益因子,dB a(h2)=(1.1lgf-0.7)h2-1.56lgf+0.8(中,小城市) =3.2[lg(11.75h2)]2-4.97(大城市) s(a)---市区建建物密度批改因子,dB; s(a)=30-25lga (5%A≤50%) =20+0.19lga-15.6(lga)2 (1%A≤5%) =20 (a≤1%) ◆ Cost-231-Walfish-Ikegami 电波衰减计较模式 GSM 1800 MHz 次要采用欧洲电信科学手艺研究结合保举的Cost- 2-Walfish-Ikegami电波 衰减计较模式。 该模式的特点是: 从对浩繁城市的电波实测中得出的一种小区域笼盖范 围内的电波损耗模式。 分视距和非视距两种环境: (1) 视距环境 根基传输损耗采用下式计较 L=42.6+26lgd+20lgf (2) 非视距环境 根基传输损耗由三项构成: L=Lo+Lmsd+Lrts Lo=32.4+20lgd+20lgf a)Lo 代表空间损耗 b)Lmsd 是多沉屏障的绕射损耗 c)Lrts 是屋顶至街道的绕射及散射损耗。 不管是用哪一种模式来预测无线笼盖范畴, 只是基于理论和测试成果统计的近似计较因为实 际地舆千差万别,很难用一种数学模子来切确地描述,出格是城区街道中各类稠密的、 下法则的建建物反射、绕射及,给数学模子预测带来很大坚苦。因而。有必然精度的预 测虽可起到指点收集基坐选点及布点的初步设什, 可是通过数学模子预测取现实信号场强值 老是存正在不同。 因为挪动的复杂性和多变性, 要对接管信号中值进行精确计较是相当困 难的。 无线通信工程上的做法是, 正在大量场强测试的根本上, 颠末对数据的阐发取统计处置, 找出各类地形地物下的损耗(或接管信号场强)取距离、频次以及天线高度的关系,给 出特征的各类图表和计较公式, 成立预测模子, 从而能用较简单的方式预测接管信 号的中值。 5.5 参考笼盖尺度 大城市富贵市区室内笼盖电平:-70dBm 一般市区室内笼盖电平:-80 dBm 市区室外笼盖电平:-90 dBm 村落:-94 dBm 附件一:双极化 90° 定向天线 附件二:全向天线