每日一課 |?智慧燈桿5G覆蓋規(guī)劃之鏈路預(yù)算參數(shù)

鏈路預(yù)算參數(shù)取定分析如下。

（1）頻率（GHz）：以主流的頻率來(lái)計(jì)算，包括2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz等。

（2）信道環(huán)境：考慮建筑物穿透損耗的情況下為021（Outdoor to Indoor），一般對(duì)應(yīng)著NLOS路損模型；不考慮建筑物穿透損耗則為020（Outdoor to Outdoor），一般對(duì)應(yīng)著LOS路損模型。

（3）業(yè)務(wù)環(huán)境：5G建網(wǎng)初期一般是為了解決eMBB需求，后期會(huì)解決uRLLC和mMTC需求。cMBB、URLLC和mMTC業(yè)務(wù)一般和子載波間隔設(shè)置大小有關(guān)。

（4）系統(tǒng)帶寬：默認(rèn)5G低頻100MHz、高頻400MHz。系統(tǒng)帶寬和RB總數(shù)決定了上下行最大峰值數(shù)據(jù)速率，也和邊緣數(shù)據(jù)速率有關(guān)，即邊緣數(shù)據(jù)速率所需要的RB數(shù)不能大于系統(tǒng)帶寬對(duì)應(yīng)的RB總數(shù)。

（5）邊緣數(shù)據(jù)速率：類似于邊緣覆蓋率的概念，這里還涉及區(qū)域覆蓋概率的概念。邊緣覆蓋概率、區(qū)域覆蓋概率、陰影衰落標(biāo)準(zhǔn)差、陰影衰落余量之間有一定的關(guān)系，其中邊緣覆蓋概率和陰影衰落標(biāo)準(zhǔn)差可以計(jì)算得出陰影衰落余量，與區(qū)域覆蓋概率是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。邊緣覆蓋概率、陰影衰落標(biāo)準(zhǔn)差、區(qū)域覆蓋率之間的關(guān)系如表6.8所示。

（6）子載波間隔：子載波間隔根據(jù)不同的業(yè)務(wù)和場(chǎng)景而定，可設(shè)置為15kH2、30kHz、60kHz、120kHz，一般5G低頻取30kHz，高頻取120kHz。

（7）UE高度：為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，按用戶在地面上的情況，即手機(jī)終端高度為1.5m。

（8）UE發(fā)射功率：功率等級(jí)為2的UE發(fā)射功率為26dBm。

（9）UE天線增益：UE天線增益為0。

（10）UE噪聲系數(shù)：UENF取值為7dB。

（11）基站高度：考慮到各個(gè)覆蓋場(chǎng)景下的實(shí)際建站情況，基站高度應(yīng)有合理范圍，基站高度低值和高值分別根據(jù)以下站高計(jì)算。

①密集城區(qū)：25m、30m。

②一般城區(qū)／縣城城區(qū)：20m、25m。

③郊區(qū)鎮(zhèn)區(qū)、農(nóng)村：25m、35m。

（12）基站發(fā)射功率：5G室外宏基站的發(fā)射功率為200W，即53dBm。

（13）基站天線增益：按照目前主流推薦用的室外覆蓋64T64R（192陣列）天線，其增益為24dBi。

（14）gNB噪聲系數(shù)：gNB的NF推薦值為3.5dB。

（15）穿透損耗：指建筑物穿透損耗。實(shí)際情況中建筑物穿透損耗是指一種或多種材料的穿透損耗的混合結(jié)果。穿透損耗值的取定有兩種方法：實(shí)測(cè)法和理論計(jì)算法，一般來(lái)說(shuō)應(yīng)該以實(shí)測(cè)值為準(zhǔn)。

不同頻段的穿透損耗不同，穿透損耗值一般與頻率大小、建筑材質(zhì)有關(guān)。不同材料的建筑物穿透損耗計(jì)算公式如表6-9所示。

經(jīng)計(jì)算，密集城區(qū)、普通城區(qū)、郊區(qū)／鎮(zhèn)區(qū)、農(nóng)村這4種場(chǎng)景在不同5G頻段下的穿透損耗值如下。

①2.6GHz:20/17/13/10dB。

②3.5GHz:25/22/18/14dB.

③4.9GHz:28/25/21/17dB。

④28GHz:38/34/30/26dB。

（16）人體損耗：在NLOS低頻，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)取OdB、語(yǔ)音業(yè)務(wù)取3dB；在NLOS高頻，取8dB。

（17）陰影衰落余量：“實(shí)際路損”相對(duì)于“模型平均路損”的波動(dòng)，叫作陰影衰落（慢衰落），且服從高斯分布，其標(biāo)準(zhǔn)差與實(shí)際場(chǎng)景有關(guān)。根據(jù)邊緣覆蓋率和陰影衰落標(biāo)準(zhǔn)差可以求出對(duì)應(yīng)的陰影衰落余量，表6-8給出了陰影衰落標(biāo)準(zhǔn)差。α＝8dB時(shí)，不同區(qū)域通信概率和邊緣覆蓋率要求下所對(duì)應(yīng)的陰影衰落余量，一般區(qū)域通信概率為95％時(shí)，對(duì)應(yīng)的邊緣通信概率約為85.9％、陰影衰落余量約為8.7dB。

（18）干擾余量：鏈路預(yù)算引入了干擾余量，表示“干擾信號(hào)＋背景噪聲”相對(duì)于“背景噪聲”的抬升。對(duì)干擾余量取定為：低頻-下行7dB、上行3dB；高頻-下行2dB、上行1dB。

（19）SINR：SINR值一般由仿真得到，不同的主設(shè)備廠家所采用的計(jì)算或者仿真結(jié)果都不一樣。3.5GHz上行取值為-4。

（20）植被損耗：當(dāng)無(wú)線信號(hào)穿過(guò)植被時(shí)，會(huì)被植被吸收或散射，從而造成信號(hào)衰減。信號(hào)穿過(guò)的植被越厚，無(wú)線信號(hào)頻率越高，衰減越大。不同類型的植被，造成的衰減不同。

①NLOS場(chǎng)景，信號(hào)通過(guò)多個(gè)路徑到達(dá)接收端，植被僅遮擋了部分路徑的信號(hào)，所以，總的能量損失較少。NLOS場(chǎng)景可以不考慮樹(shù)衰。

②LOS場(chǎng)景，信號(hào)主要通過(guò)LOS徑到達(dá)接收端，若LOS徑被植被遮擋，則能量損失會(huì)相對(duì)較大。所以，LOS場(chǎng)景需要考慮植被衰減。

③根據(jù)廠家的參考經(jīng)驗(yàn)值，LOS場(chǎng)景下植被損耗取值如下：3.5GHz取12dB，28GHz取17dB。

（21）降雨損耗（雨衰余量）：無(wú)線信號(hào)經(jīng)過(guò)降雨區(qū)，能量會(huì)被雨滴吸收或散射，從而導(dǎo)致信號(hào)衰減。

①降雨量越大，衰減越劇烈。

②傳輸距離越長(zhǎng)，衰減越嚴(yán)重。

③無(wú)線信號(hào)頻率越高，衰減越快。

若無(wú)線信號(hào)為mmWave頻段，且目標(biāo)區(qū)域降雨豐富，則需要按照預(yù)期的保持率（99％～99.99％）預(yù)留一定的雨衰余量。

完整的鏈路預(yù)算參數(shù)取定和計(jì)算方法如表6-10所示。