网络规划中的链路预算

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链路预算公式与说明

表示10Log X 斜体表示10X/10c=2.998e8 光速地球赤道半径 h=35793km 卫星离地面高度K=1.38×10-23J/K 波尔兹曼常数为单位面积理想天线增益G 0Noise(K)=290×[Noise(dB)-1]D =()()f cos 222e e e e R h R h R R +-++ 天线与卫星的距离 Free space loss =32.4+20Log(D ×f ) 自由空间传输损耗（注：D 单位km ；f 单位MHz ）Symbol rate =Date rate /（M ×FEC code rate ）符号率(MBaud)占用带宽(MHz) Spread factor=1.2噪声带宽(dB.Hz)Allocated transponder bandwidth = (Symbol rate ×Carrier spacing factor )+ Bandwidth allocation step size转发器分配带宽(MHz) 上行链路功放功率与天线选择：EIRP US = Free space loss U + Atmospheric absorption U + Tropospheric scintillation fading U +Mispoint loss U +SFD 上行饱和等效全向辐射功率dBWEIPR U = EIRP US -IBO载波在卫星天线口面上的通量密度dBW(PFD)Total HPA power required= EIRP U - Antenna gain - (Coupling loss)U 所需功放功率W （也可以固定功率来确定天线尺寸）(C/N 0)U =EIRPU -( Free space loss U + Atmospheric absorption U + Tropospheric scintillation fading U +Mispoint lossU (G/T)S(C/N)U = (C/N=SFD IBO (G/T)S - Noise bandwidthAntenna efficiency =Antenna gain ×c 2/(πRf)2 天线增益效率（注：c 单位m ；f 单位Hz ；R 单位m ）Antenna noise =⎰⎰πππ200sin ),(),(41f q q f q f q d d T R =⎰⎰Ωπ42),(),(1d A T B f q f q λ 以波长为单位，天线有效面积为权重的亮温度对全天空的积分≈15×Antenna efficiency+(1-Antenna efficiency )×[15×sin θ/(cos θ+sin θ)+(140+θ)×cos θ/(cos θ+sin θ)]G/T= Antenna gainEIRP D = EIRP S -OBO(C/No)D =EIRP D –(Free space loss D + Atmospheric absorption D + Tropospheric scintillation fading D + Mispoint loss D G/T(C/N)D =(C/No)D -Noise bandwidth=EIRP D –(Free space loss D + Atmospheric absorption D + Tropospheric scintillation fading D + Mispoint loss D G/T -Noise bandwidthC/(N+I)C/(N+I) = C/(No+Io) - Noise bandwidthEb/(No+Io)频谱仪读到的MARKE DELTA= C/(N+I) +1=(C+N+I)/(N+I)Es/N 0一、转发器参数SFD、G/T、EIRP、载波输入回退CIBO(Carrier InputBackoff)和载波输出回退COBO(Carrier Output Backoff)G/T 被称为figure of merit，即接收系统的品质因素。

56. 什么是信号传输中的链路预算？

56. 什么是信号传输中的链路预算？56、什么是信号传输中的链路预算？在当今这个高度数字化和信息化的时代，信号传输无处不在。

从我们日常使用的手机通信，到卫星电视的接收，再到各种无线设备之间的数据交换，信号的稳定传输都至关重要。

而要确保信号能够有效地从发送端到达接收端，并保持一定的质量和可靠性，就离不开链路预算这个关键的概念。

那么，到底什么是信号传输中的链路预算呢？简单来说，链路预算就是对信号在传输路径上的各种增益和损耗进行评估和计算的过程。

它就像是一场信号传输的“精打细算”，通过综合考虑各种因素，来预测信号能否成功到达目的地，并达到预期的性能指标。

为了更清楚地理解链路预算，我们可以把信号传输的路径想象成一条长长的道路。

信号从发送端出发，就像是一辆汽车从起点出发。

在行驶的过程中，会遇到各种各样的情况，有的会让汽车跑得更顺畅，这就是增益；有的则会阻碍汽车前进，这就是损耗。

先来说说增益。

增益就像是给信号这辆“汽车”加油助力，让它能够跑得更远更强。

在信号传输中，增益可能来自多个方面。

比如，发送端的发射功率增大，这就相当于给汽车装上了更强大的发动机，能让信号一开始就具有更强的“动力”。

还有，使用高增益的天线，就好比给汽车装上了一个高效的导流装置，能让信号更集中、更有效地朝着接收端的方向传播。

再看看损耗。

损耗则是信号传输道路上的各种“绊脚石”。

比如，信号在空气中传播时，会因为距离的增加而逐渐减弱，这就是路径损耗。

就好像汽车跑得越远，汽油消耗得越多，速度也会逐渐变慢。

另外，信号穿过建筑物、障碍物或者受到其他电磁干扰时，也会产生损耗，这就像是汽车在路上遇到了堵车、路况不好等情况，会影响其前进的速度和效率。

链路预算要把这些增益和损耗都综合考虑进去。

通过精确的计算和分析，来确定接收端最终能够接收到的信号强度是否足够。

如果计算结果表明接收端的信号强度低于某个阈值，那么就可能会出现通信中断、数据错误或者图像模糊等问题。

TD-SCDMA无线规划网络中的链路预算

链路预算
Байду номын сангаас
Ｉ一００ＭＴ２０是国际电信联盟（ＩＴＵ）出的第３提代移动通信系统，目的在于全球使用统一的频率，其统一的标准，实现全球漫游和提供多种业务。ＭＴ２０总Ｉ一００共包括了５大标准体系，中ＴＳＤ其Ｄ— ＣＭＡ、ＣＭＡ、ＷＤ和ｃｍａ００３ｄ２０这个标准是主宰移动市场的航母。在这３个主流标准中，由于ＴＳＤＤ－ＣＭＡ是我国自己研发的标准，它必定在我国的移动通信市场中占有一席之地。
表２接收端功率路径损耗表
接收端Ｂ干扰恶化设备单位基站动台移ｄＢ３３备注
密集地区地形相对平坦，建筑物的平均高度明显高于其它区域，摩天高楼云集且建筑物密度较高，街道宽度较窄。典型代表是ＣＤ（Ｂ中心商务区），高层住宅区、密集商住区等市区商业住宅区，建筑物５０层，街道宽度２ｍ左～２０右，并伴有公园、绿地，摩天大楼只是零星分布。
表１环境划分参考表
区域类型地形特征
假设移动台输出功率为２ｄｍ，智能天线成行后７Ｂ增益为２ｄｉ６Ｂ，馈线和接头损益取５Ｂ，其它参数均取ｄ
标准中ＴＤＳＤ — ＣＭＡ系统设备的标准值。可计算出功率
（上行、下行）路径如表２和表３所示。
ｎｔｒｌｎｉｇｂｅｗａｅｕｔｖｅｈｄ．ｈｔｓｍｏｅｉｍａｅｅｒｌｖｔｉｋｂｄｅｏｔｎｅｗｏｋｐａｎｎｙｔｙｏｆｄｃｉｅｍｔｏＷａｒ，ｔｋｓｔｅｅａｎｕｇｔｎｅｔｈｄｉｈｎｌｃ

GPON网络中ODN链路预算

GPON网络中ODN链路预算部分1、ODN链路包括：ODN ( Optical Distribution Network) ：光配线网络，用于在OLT和ONT 间提供光通道，其中入户光缆段是ODN实施中最困难的部分。

目前GPON最大支持1：64分光，后续可支持1：128分光，ODN组网不能超过两级分光ODN链路的分光比不是由连接上的设备数量决定的，因为只要你接上分光器，光衰已经产生。

对于第一个链路，分光比为1：8×1：16＝1：128，超过了当前可以支持的最大分光比2、ODN产品包括：ODF、分光器(上架式)、分光器(小体积)、适配器(FC-FC、SC-SC )、尾纤、跳纤、光缆。

3、ODN网络关键参数：1.衰减(光缆)，2.插入损耗(ODN器件)，3.回波损耗（ORL）衰减(光缆)插入损耗(ODN器件)插入损耗是指光纤中的光信号通过活动连接器之后，其输出光功率相对输入光功率的比率的分贝数。

插入损耗的测量方法同衰减的测量方法相同。

回波损耗（ORL）回波损耗又称为反射损耗，它是指在光纤连接处，后向反射光相对输入光的比率的分贝数回波损耗愈大愈好，以减少反射光对光源和系统的影响建议线路最小ORL 45 db精度为PC的回波损耗为>45db APC>55db。

对于CATV业务，要求ODN所有节点必须使用APC类型接头。

4、ODN测试步骤步骤1:链路总损耗预算步骤2:馈线段链路测试步骤3:配线段和入户段测试步骤4:分光器链路测试步骤5:业务发放步骤一：总损耗预算根据部署的PON 类型，测试前应认真检查ODN网络的每个元件，ODN链路总损耗包括以下几个方面1)分光器损耗2) 熔接和冷接损耗3)连接器、适配器(法兰盘)损耗4)光纤传输损耗5)线路额外损耗，一般取3db左右对于集成CATV业务，需要另外增加考虑：6)WDM 的损耗，每个WDM 耦合器的损耗通常约为0.7 到1.0 dB。

7)1550nm波长应用于CATV传输时，链路功率预算需另外计算，1550 nm 的衰减约为0.2 dB/km，CATV接收机光功率最小为－8 dBmODN链路衰减预算要求：GPON光模块满足ClassB＋标准，满足20km、1：64分光比建议ODN1：根据协议规定，OLT的接收机范围是在15db以内，及最大光衰和最小光衰的差值应该在15db以内，否则一旦超出OLT接收机的动态范围，会导致误码率上升，甚至某些ONU 掉线2：如果按照标准规划ODN网络，链路总损耗符合协议规定，一般不会出现这个问题。

高级通信原理第6章无线通信系统的链路预算分析

针对性能评估结果，识别系统存在的瓶颈和问题，如误码率较高、吞吐量不足等。
优化措施
提出针对性的优化策略，如改进信道编码方式、采用更高效的调制技术、实施分集技术等，以提高系统性能。
系统概述
优化效果
简要介绍案例所涉及的无线通信系统的基本架构、工作原理和主要特点。
对比优化前后的性能数据，验证优化措施的有效性，并给出性能提升的具体数值。
通过增加冗余信息提高系统抗干扰能力，降低误码率。
调制技术
选择合适的调制方式以提高频谱利用率和传输效率。
分集技术
利用多条独立路径传输相同信息，提高接收信号的可靠性。
功率控制
根据信道条件和业务需求调整发射功率，实现系统性能与能耗的平衡。
案例分析：某无线通信系统性能评估与优化
问题诊断
性能评估
采用上述性能指标对系统进行全面评估，分析系统在不同场景下的性能表现。
计算噪声功率
根据接收端引入的噪声源和噪声系数，计算噪声功率。
计算信噪比和误码率
根据发射功率、接收灵敏度、路径损耗和噪声功率，计算信噪比和误码率。
分析结果
根据计算结果，评估无线通信系统的性能是否满足要求，如果不满足，则需要调整系统参数或采取其他措施进行优化。
03
无线通信系统链路预算分析
发射机链路预算分析
高可靠性
提高系统抗干扰能力和鲁棒性，保障通信质量和服务连续性
。
02
链路预算基本概念与原理
链路预算定义及意义
链路预算定义
链路预算是指在无线通信系统中，对信号在传输过程中的各种损耗和增益进行定量分析和计算，以确定系统性能的过程。
链路预算意义
通过链路预算，可以预测无线通信系统的覆盖范围、通信质量、系统容量等关键性能指标，为网络规划、优化和故障排除提供重要依据。

5G传播损耗及链路预算

5G传播损耗及链路预算5G技术作为新一代移动通信技术，具有传输速度快、延时低、连接设备多等特点，已经成为人们关注的焦点。

在实际应用中，5G通信链路的传播损耗是一个重要的问题，其预算对于优化网络性能和降低成本具有重要意义。

本文将从5G传播损耗的定义和影响因素入手，介绍5G通信链路的预算方法和优化策略。

一、5G传播损耗的定义和影响因素传播损耗是指信号在传输过程中由于自由空间传播损失、多径效应、大气衰减等因素而减弱的情况，通常以分贝(dB)为单位进行衡量。

在5G通信中，传播损耗主要受以下几个因素的影响：1. 自由空间传播损失：自由空间传播损失是指信号在没有障碍物的空间中传播时由于信号功率随距离的增加而减弱的情况。

根据自由空间传播模型，信号的传播损耗与传输距离的平方成正比，因此在5G通信中需要合理规划基站的布局，以减小传输距离，降低自由空间传播损失。

2. 多径效应：多径效应是指信号在传播过程中受到来自不同路径的反射、散射等影响，导致信号波形产生畸变和功率衰减的现象。

在5G通信中，多径效应是一个不可忽视的因素，对于多径效应的抑制和补偿是提高5G链路质量的重要途径。

3. 大气衰减：大气衰减是指信号在穿越大气介质时由于大气吸收和散射等因素而产生的衰减现象。

在5G通信中，大气衰减主要取决于频率和天线高度，因此需要根据实际情况选择合适的频段和天线高度，以减小大气衰减对信号的影响。

以上因素都会对5G通信链路的传播损耗产生影响，因此在5G网络规划和优化中需要综合考虑这些因素，确定合理的传播损耗预算。

二、5G通信链路的预算方法在进行5G通信链路规划和设计时，需要对传播损耗进行合理的预算，以确保网络性能和覆盖范围的满足。

传播损耗的预算通常可以通过以下方法进行计算：1. 理论模型法：根据自由空间传播模型和大气损耗模型，利用信号频率、天线高度、传输距离等参数，计算出理论上的传播损耗值。

这种方法简单直观，适用于一般的规划设计，但并不考虑实际环境的影响，因此预算结果可能存在一定的误差。

LTE链路预算分析

LTE链路预算-安徽L900深度覆盖
按照 900MHz 频率 Okumura-Hata 传播模型，小区 RS 功率配置 43dBm ，室外
RSRP覆盖目标为-113dBm时，预计链路损耗情况如下
场景导频信号发射功率(dBm) 室外RSRP(dBm) 耦合损耗(dB) UE/eNodeB人体损耗(dB) UE/eNodeB天线增益(dBi) UE/eNodeB馈线损耗(dB) 慢衰落标准差(dB) 慢衰落余量(dB) 路径损耗(dB) UE/eNodeB天线高度(m) 频率(MHz) 传播模型小区半径(km)
LTE链路预算-安徽L900广度覆盖
按照 900MHz 频率 Okumura-Hata 传播模型，小区 RS 功率配置 43dBm ，室外
RSRP覆盖目标为-113dBm时，预计链路损耗情况如下
场景导频信号发射功率(dBm) 室外RSRP(dBm) 耦合损耗(dB) UE/eNodeB人体损耗(dB) UE/eNodeB天线增益(dBi) UE/eNodeB馈线损耗(dB) 慢衰落标准差(dB) 慢衰落余量(dB) 路径损耗(dB) UE/eNodeB天线高度(m) 频率(MHz) 传播模型小区半径(km)
LTE链路预算-接收端参数
接收端相关参数主要用于计算最小接收电平，主要包括接收灵敏度、噪声系数、解调门限、天线增益、线缆损耗、人体损耗等。
最小接收电平 = 接收灵敏度 – 总增益 + 总接收损耗
接收灵敏度：在输入端无外界噪声或干扰条件下，在所分配的资源带宽内，满足业务质量要求的最小接收信号功率。
L900链路损耗估算
城区 43 -113.00 128.20 0.00 0.00 0.00 11.70 9.43 130.27 1.50 900 Okumura-Hata 0.98

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传播模型
Hata Model PL (dB) = 69.55 + 26.16 log (F) - 13.82 log(H) + (44. 9 6.55 log(H) )*log (D) + C
PL：路径损耗 F：频率，单位MHz (150 - 1500 MHz) D：距离，单位km H：基站天线有效高度，单位m C：环境校正因子；取值：密集城区：0 dB 城区：- 5 dB 郊区：- 10 dB 农村：- 17 dB
传播模型
COST-231 PL (dB) = 46.3 + 33.9*logF - 13.82*logH + (44.9 6.55*logH)*log D + C
PL：路径损耗 F：频率，单位MHz (1500 - 2000 MHz) D：距离，单位km H：基站天线有效高度，单位m C：环境校正因子；取值：密集城区： -2 dB 城区： -5 dB 郊区： -8 dB 农村： -10 dB 开阔地： -26 dB

经典传播模型具有普适性，但对于具体传播环境不够准确，
需要对传播模型进行校正。平坦地面宏蜂窝（Okumura-Hata, COST 231,General Model）丘陵与山地（Egli）微蜂窝（Walfish-lkegami, Ray-Tracing）

室内覆盖（Okumura-Hata）
链路预算的原理
• 通过对系统中前反向信号传播途径中各种影响因素进行考察，对系统的覆盖能力进行估计，获得保持一定通信质量下链路所允许的最大传播损耗。 • 小区覆盖范围的大小，决定于电波传播的路径损耗情况，每种环境下都存在一个最大允许路径损耗
TD-LTE链路预算模型
•
其它增益 UE天线增益
TD-LTE链路预算的特点
• 5、TD-LTE采用了MIMO和波束赋形等天线技术。TD-LTE物理层使用不同的预编码方案，可实现不同的MIMO模式（即单天线发送、空间复用和发送分集），同样的小区边缘频谱效率，波束赋形天线的覆盖范围大于发送分级覆盖范围。
传播模型及校正

网络规划中，传播模型用于计算发射端到接收端的路径损耗。
TD-LTE链路预算的特点
• 3、TD-LTE增加了64QAM高阶调制、有块编码、结尾卷积及Trubo等编码方式，使TD-LTE的编码率更加丰富。 • 4、TD-LTE的帧结构有DwPTS、GP和UpPTS3三个特殊时隙，在常规CP下有 9种配置，在扩展CP下有7种配置。这种动态的时隙配置使TD-LTE有不同的最大理论覆盖半径，GP的配置与所支持的最大覆盖半径如下表所示：
•
下行的链路元素跟上行基本一致，下行负载因子和下行干扰余Interference Margin的
覆盖目标
链路预算
最大允许路径损耗
传播模型
覆盖半径覆盖规模
TD-LTE链路预算的特点
• 1、TD-LTE的业务信道是共享的，没有CS 域业务、只有PS域业务。不同PS 域业务的速率解调门限不同导致的覆盖范围也不同因此链路预算时首先要确定小区边缘用户的最低保障速率。 • 2、TD-LTE系统可配置1.4、3、5、10、15及20MHZ等6种信道带宽，他们分别配置不同的资源块（RB）数目，其对应关系如下表所示，可以看出当采用不同系统带宽时，所分配的RB数目、用户的数据速率也不相同，从而影响覆盖范围。
上行链路预算模型阴影衰落余量
干扰余量人体损耗穿透损耗
路径损耗
eNodeB线缆损耗
eNodeB天线增益
上行链路预算基本公式
•
• • • •
PL_UL= Pout_UE+ Ga_BS+ Ga_UE–Lf_BS– Mf– MI–Lp–Lb– S_BS
PL_UL：上行链路最大传播损耗，单位dB Pout_UE：手机最大发射功率，单位dBm Lf_BS：馈线损耗，单位dB Ga_BS：基站天线增益、Ga_UE 移动台天线增益，单位dBi
TD-LTE链路预算
• 链路预算是覆盖规划的前提，通过它能够指导规划区内小区半径的设置、所需基站的数目和站址的分布。 • 链路预算要做的工作就是在保证通话质量的前提下，确定基站和移动台之间的无线链路所能允许的最大路径损耗。 • 一般情况下，下行覆盖大于上行覆盖，即上行覆盖受限。 • 从链路预算给出的最大路损，结合传播模型可计算出小区的覆盖范围。
• Mf阴影衰落余量（与传播环境相关），单位dB
• MI ：干扰余量（与系统设计容量相关），单位dB • Lp：建筑物穿透损耗（要求室内覆盖时使用），单位dB • Lb 人体损耗，单位dB • S_BS:基站接收机灵敏度(与业务、多径条件等因素相关) ，单位dBm
TD-LTE链路预算模型
•
其它增益
传播模型及校正
数据准备
1. 电子地图
2. 基站 3. 扇区
数据后台处理
1. 滤除异常数据 2. 修正GPS误差
传播模型校正
1. 原始传播模型系数修正 2. 传播模型校正
3. 实测数据
4. 天线数据
3. 校正后传播模型系数修正
传播模型及校正
• 传播模型校正的意义有利于对一个新的服务覆盖地区的信号进行预测可以大大降低进行实际路测所需的时间、人力和资金可以为网络规划提供有力的依据可以对现有网络的信号覆盖情况进行分析，为网络的优化提供重要的参考依据可以节省大量的基站建设、运行维护成本可以提高网络的服务质量
下行链路预算模型
阴影衰落余量干扰余量线缆损耗 e度穿透损耗 UE天线增益人体损耗
下行链路预算基本公式
• PL
•
• • • • • • • • •
PL_DL= Pout_BS–Lf_BS+ Ga_BS+ Ga_UE–Mf–MI–Lp–Lb–S_UE
PL_DL：下行链路最大传播损耗 Pout_BS：基站业务信道最大发射功率 Lf_BS：馈线损耗 Ga_BS：基站天线增益、Ga_UE 移动台天线增益 Mf ：阴影衰落余量（与传播环境相关） MI ：干扰余量（与系统设计容量相关） Lp：建筑物穿透损耗（要求室内覆盖时使用） Lb：人体损耗 S_UE：移动台接收机灵敏度（与业务、多径条件等因素相关）