FuTURE 4G TDD试验系统链路预算与 网分析

表2为根据实测数据分析得到的路径损耗因子数值，分别给出了以天线架设地点为中心，东西南北4个朝向的路径损耗因子数值以及平均路径损耗因子。

FuTURE 4G TDD试验系统的链路预算工作将依据3.5 GHz频段的实测模型进行计算，由于FuTURE 4G TDD试验网搭建将以北京邮电大学为中心，所以，基于北京邮电大学环境的实测数据得到的该传播模型具有更加准确的适用性。

根据实测模型，3.5GHz频段的路径损耗模型如式(1)所示：

其中PL(d )为电波传输经过距离d 后的路径损耗，以公里为单位，λ为波长，d 0为参考距离，计算中取10 m。为了保证得到可靠的链路预算，在计算中需要预留出一定的余量，所以在实际计算中，路径损耗因子n以最大值(北向)代入。

2.2接收机灵敏度的计算

接收机灵敏度是表征接收机能够正确接收并识别信号的下限，在链路预算工作中，必须保证发射信号经过空间衰减到达接收机时能够被接收机正确识别。

FuTURE 4G TDD试验系统中，由于上行移动终端(MT)最大发射功率小于基站接入点(AP)端的发射功率，所以整个试验系统是上行受限的，因此需要以上行为例来计算系统的覆盖范围。

根据试验系统的性能指标要求以及射频参数，AP端的接收灵敏度计算如下：

根据FuTURE 4G TDD试验系统的性能指标，当误码率(BER)指标达到10-6时，所需的Eb /N0为3 dB，考虑到试验系统硬件实现时的开销，将Eb /N0换算为信噪比(SNR)为12.3 dB(试验系统采用16QAM调制，1/3编码)，即输出的SNR out为12.3 dB。

根据表1，AP接收机噪声系数F =5 dB。所以AP接收端所需要的输入信噪比为：

SNRin=SNRout+F=17.3 dB (2)

热噪声可以通过公式N =KTB计算得到。其中K为波尔兹曼常数，值为1.381×10-23 W/Hz/K，T为室温(290 K)，B为带宽(20 MHz)，噪声功率可以通过如下计算得到：

N=KTB=10lg(1.381×10-23×290×20×106)=-131.9dBW=-101.9 dBm (3)

AP端天线增益GAP =14 dBi。所以AP所能接收到的信号功率最小值(接收机灵敏度)为：

Prmin=SNRout+F-GAP +N =-98.9 dBm (4)

2.3系统最大可承受链路损耗参数的计算

根据上节计算得到的接收机灵敏度以及MT最大发射功率，可以计算得系统最大可承受的链路损耗值。

发送端天线增益为G MT =5 dBi。在BER要求为10-6时，MT采用27 dBm的最大发射功率，系统可承受的链路总损耗最大为：

PLmax=Ptmax-P min +G MT -L other

=27+98.9+5-2

=128.9dB (5)

其中L other为FuTURE 4G TDD试验系统中的馈线损耗等其他损耗，约为2 dB。

另外，在实际环境中，还需要考虑阴影衰落保护余量以及快衰落保护余量，参考工程中使用实际环境估计值[8-9]，快衰落保护余量为3dB，阴影衰落保护余量为7dB，此时系统最大可承受的路径损耗可以得到为：

PL’max=128.9dB-3 dB -7 dB = 118.9 dB (6)

2.4系统最大可覆盖区域的计算

基于式(1)给出的3.5 GHz频段实测模型链路损耗计算公式，在PL(d )=118.9 dB时，代入式(1)：

PL(dmax)=PL(d0)+10nlg( )

=138.4+10×3.76×lg(dmax)

=118.9dB (7)

可以计算得到FuTURE 4G TDD试验系统上行最大覆盖半径为：

dmax=0.303 km (8)

为了使移动终端可以在2个AP之间进行切换，保证业务的连续性，FuTURE 4G TDD试验系统的覆盖范围应该小于上行最大覆盖半径。

来源：ddvip