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5G(NR)網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線規(guī)劃---基礎(chǔ)鏈路預(yù)算(公式)
Mr Kang
原始天尊
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發(fā)表于 2020-03-09 10:32:17  只看樓主 

     鏈路預(yù)算是系統(tǒng)總增益和總損耗的計(jì)算,它是終端(UE)接收到信號(hào)電平(RxSL);終端接收到信號(hào)電平與接收機(jī)靈敏度(RxS)進(jìn)行比較,以檢查信道狀態(tài)是否正常。

     如果接收信號(hào)電平(RxSL)優(yōu)于接收靈敏度(RxS) ,則信道狀態(tài)為”通過(guò)“(可用) ,否則為“失敗”(不可用); 下圖顯示一些示例值,以說(shuō)明計(jì)算連路預(yù)算時(shí)使用的不同輸入?yún)?shù):


PB.jpg

        

         5G鏈路預(yù)算中計(jì)算接收信號(hào)電平(RXSL) 公式如下:


         Received Signal Level at receiver (dBm) = gNodeB transmit power (dBm) – 10*log10 (subcarrier quantity) + gNodeB antenna gain (dBi) – gNodeB cable loss (dB) – Path loss (dB) – penetration loss (dB) – foliage loss (dB) – body block loss (dB) – interference margin (dB) – rain/ice margin (dB) – slow fading margin (dB) – body block loss (dB) + UE antenna gain (dB) …………………(1)

      

         在上例中,接收信號(hào)電平RXSL=77 dBm,接收靈敏度(RXS) =-93時(shí),連路預(yù)算結(jié)果為“通過(guò);通常受限制的是上行鏈路,建議計(jì)算時(shí)下行和上行鏈路分開(kāi)預(yù)算,然后考慮最壞鏈路。


         為計(jì)算路徑損耗,我們需使用合適的5G 傳播模型(5G使用3GPP 36.873定義的3D傳播模型)。UMa, Umi和RMa模型適用于2-6GHZ頻段,在3GPP 38.901中擴(kuò)展到0.5-100GHZ)。


         如果我們考慮視距通信(LOS)使用Uma模型,路徑損耗公式如下:


         Path loss =28.0+22*log10⁡(d)+20 log10⁡( fc) …………………(2)



         使用上述公式可以計(jì)算出路徑損耗;我們只需輸入“d”--發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間距離(小區(qū)半徑)和“(fc)”--中心頻率;如果小區(qū)半徑為小區(qū)最遠(yuǎn)覆蓋距離,則路徑損失與最大允許路徑損耗(MAPL)相等。


         當(dāng)我們獲得路徑損耗值就可以計(jì)算接收信號(hào)電平,并與接收機(jī)靈敏度進(jìn)行比較;



         接收機(jī)靈敏度,取決于熱噪聲功率(dBm),噪聲系數(shù)(dB),解調(diào)門限SINR (dB)。接收器靈敏度按以下公式計(jì)算:

   

         Receiver sensitivity (dBm) = Noise figure (dB) + Thermal Noise (dBm) + SINR (dB)  ……… (3)



         熱噪聲計(jì)算公式如下: K* T * BW ,其中“K”是波茲曼常數(shù),“T”是開(kāi)爾文的溫度,“BW”是帶寬。



         噪聲系數(shù)和信噪比是供應(yīng)商特有的值,其主要取決于硬件性能和調(diào)制編碼方案譯碼性能。


         可以將方程(1)實(shí)現(xiàn)到 excel 中,并改變單元半徑,直到接收信號(hào)電平更好或等于接收機(jī)的靈敏度。



         如果你想直接得出與特定接收靈敏度相對(duì)應(yīng)的小區(qū)半徑,我們可以使用鏈路預(yù)算公式(1) ,并用接收靈敏度替換接收信號(hào)電平(dbm)。


         接收靈敏度等于:


         Thermal noise power (dBm) + UE noise figure (dB) + demodulation threshold SINR (dB) ……(4)


         將公式(4)替換為(1) ,路徑損耗等于:


         Path loss (dB) = gNodeB transmit power (dBm) – 10*log10 (subcarrier quantity) + gNodeB antenna gain (dBi) – gNodeB cable loss (dB) – penetration loss (dB) – foliage loss (dB) – body block loss (dB) – interference margin (dB) – rain/ice margin (dB) – slow fading margin (dB) – body block loss (dB) + UE antenna gain (dB) – Thermal noise power (dBm) – UE noise figure (dB) – demodulation threshold SINR (dB) ……………………..(5)


         當(dāng)計(jì)算出路徑損耗,獲悉中心頻率,我們可以用路徑損耗公式計(jì)算出小區(qū)半徑:


         Path Loss (PL) =28.0+22 log10⁡( d)+20 log10⁡( fc) ………….(6)


         我們從公式(5)中推導(dǎo)出小區(qū)半徑“d”,并用下面的公式給出:


         Distance (d) = 10 Power ((PL-28-20*Log10(fc))/22) ………………..(7)


         例如,如果路徑損耗為78.4 dB,則小區(qū)半徑為120米。


         再看路徑損耗公式(5),我們可得出結(jié)論:造成路徑損耗值的主要因素是解調(diào)門限SINR (dB),這意為較高的SINR值(更好的調(diào)制) ,路徑損耗較低,因此小區(qū)半徑較! 需要更多的5G基站。

         至此,關(guān)于鏈路預(yù)算計(jì)算希望大家已經(jīng)了解;這樣通過(guò)鏈路預(yù),我們通過(guò)接收機(jī)靈敏度、接收信號(hào)電平(RSL)為計(jì)算出小區(qū)半徑,并比較相同的接收靈敏度,以檢查信道狀態(tài)(通過(guò)或失敗);


         接收靈敏度主要基于容量要求(吞吐量) ,因?yàn)镾INR值直接與我們希望小區(qū)邊緣實(shí)現(xiàn)的吞吐量有關(guān)!


         通過(guò)小區(qū)半徑(R) ,我們可以用下面公式計(jì)算出一個(gè)基站覆蓋面積:

 

         Coverage Area =pi *R^2 ………………(8)


         最后,所需5G基站數(shù)量計(jì)算如下


         #5G gNodeB = (Total  surface area of the cluster in Sq Km / Coverage Area of Single gNB) ….(9)



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    發(fā)表于 2020-03-09 20:01:52 


    QUOTE:
    原帖由 litom2004 于 2020-3-9 02:32:17 發(fā)表
    鏈路預(yù)算是系統(tǒng)總增益和總損耗的計(jì)算,它是終端(UE)接收到信號(hào)電平(RxSL);終端接收到信號(hào)電平與接收機(jī)靈敏度(RxS)進(jìn)行比較,以檢查信道狀態(tài)是否正常。如果接收信 ...

    挺好的

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    發(fā)表于 2020-03-13 17:07:01 


    QUOTE:
    原帖由 litom2004 于 2020-3-9 10:32:17 發(fā)表
    鏈路預(yù)算是系統(tǒng)總增益和總損耗的計(jì)算,它是終端(UE)接收到信號(hào)電平(RxSL);終端接收到信號(hào)電平與接收機(jī)靈敏度(RxS)進(jìn)行比較,以檢查信道狀態(tài)是否正常。如果接收信 ...

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    發(fā)表于 2020-04-03 17:29:22 


    QUOTE:
    原帖由 litom2004 于 2020-3-9 02:32:17 發(fā)表
    鏈路預(yù)算是系統(tǒng)總增益和總損耗的計(jì)算,它是終端(UE)接收到信號(hào)電平(RxSL);終端接收到信號(hào)電平與接收機(jī)靈敏度(RxS)進(jìn)行比較,以檢查信道狀態(tài)是否正常。如果接收信 ...

    很好的技術(shù)貼,謝謝分享

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