第三代移动通信基站覆盖半径的估算方法

在第三代移动通信的发展和建设中，基站的选址和布局直接影响到整个系统的服务质量情况。因此根据合适的传播模型及路径损耗，可以计算出基站的覆盖半径。

在过去的基站覆盖半径计算中，典型的传播模型是Hata城市传播模型。Hata模型如（1）式表述：

Hata城市传输模型：

L=46.3+33.9log（f）-13.82log（Hb）+（44.9-6.55log（Hb））log（d）+Cm　……（1）

其中，L为最大路径损耗（db）；

f为载波频率（Hz）；

Hb为天线高度（米）；

d为到基站距离（米）。

中等规模城市或市郊中心树木的稀疏程度中等时：Cm=0

大城市市区中心：Cm=3。

针对3G系统，3G组织也特别推荐了一个模型，该传播模型如下：

3G传输模型：

L=40（1-O.004Hb）log（d）-18log（Hb）+21log（f）+80　……（2）

其中，各参数的意义同（1）式。在WCDMA中，当f=2000MHz时，则上述两式简化为：

Hata城市传播模型：

L=161.17-13.82log（Hb）-（44.9-6.55log（Hb））log（d）；

3G传播模型：

L=149.32-18log（Hb）-40（1-0.004Hb）log（d）。

在考虑第三代移动通信系统的建设，尤其是基站的规划和布局时，首先要考虑不同环境下3G基站的覆盖情况。根据ITU规范的建议，通常采用上下行链路平衡的算法计算覆盖半径。由于种种原因3G业务的多样性，不同的业务有不同的性能要求，对覆盖的要求也就不一样。3G系统的路径传播损耗需要试验网得出结论，而目前则主要依据有关传播模型来估算。给出典型的3G业务上下行链路计算表如表l。其中若基站的天线增益比此大，则最大允许路径损耗更大些，而电缆损耗也与选择的型号和长度有关也存在一定变化。

表1　典型的3G业务上下行链路平衡计算表

这样，即可得到各业务情况下，传播模型中的最大路径损耗值，如表2所示。

表2　单位：dB

根据传播模型公式和表1与表2中的数据，我们得到了在不同天线高度下，不同传播模型对应的覆盖半径（见表3）。

表3

由表3的结果可看出，两种传播模型对应的覆盖半径差别较大，在大部分的覆盖计算中，对于城区覆盖，由于天线一般架设在较高建筑物上，高度大多超过20米，另外，考虑到实际应用中下行业务量高于上行业务量，所以在3G系统建设初期，业务种类的覆盖可按“数据2”的计算结果考虑，也就是说，城区基站覆盖半径可在3.0Km左右。

在上面的估算中，我们并没有把穿透损耗考虑进来，在一般的模拟计算中，穿透损耗大致取20db，表4给出了考虑穿透损耗后的3G基站的覆盖半径数值，数值为1.5Km左右。