本發(fā)明屬于移動通信基站電磁輻射水平環(huán)境影響分析領(lǐng)域，具體涉及一種能夠?qū)D-LTE4G移動通信基站的環(huán)境電磁輻射水平進(jìn)行精確預(yù)測的方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，公眾頻率的電磁輻射設(shè)備越來越多地應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域，從而使空間各種頻率的電磁輻射水平越來越高。近年來，移動通信已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾M成部分，移動通信電磁輻射環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為公眾廣泛關(guān)注的熱點問題。

在基站的環(huán)境影響評價階段，對基站開通運行時周圍環(huán)境的電磁輻射水平進(jìn)行理論計算將有助于確定基站的選址是否合理，基站周圍是否存在超標(biāo)區(qū)域，周圍公眾活動區(qū)的電磁輻射水平是否滿足國家標(biāo)準(zhǔn)限值要求。由于TD-LTE基站覆蓋范圍比較小，在城區(qū)比較密集，大概200～300米就有一個移動通信基站，并且具有方向性，所以基站主要關(guān)注的范圍為天線周圍50～100m。

由于移動通信基站的電磁波屬于微波，根據(jù)國家環(huán)?？偩职l(fā)布的《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則－電磁輻射監(jiān)測儀器和方法》(HJ/T 10.2-1996)中關(guān)于微波遠(yuǎn)場軸向功率密度計算公式為：

這個模式中沒有考慮移動通信基站的發(fā)射電磁波的方向性，預(yù)測結(jié)果比較保守且缺乏針對性，特別是非主瓣方向的關(guān)注點，與現(xiàn)場實測結(jié)果的偏差較大，不能很好的反映基站周圍電磁輻射的分布情況。如果直接使用這種的預(yù)測模式，將會使環(huán)境影響評價階段對基站的電磁輻射水平的預(yù)測結(jié)果明顯增大，使得不符合選址要求的不合格基站比例與實際情況的偏差顯著提高比較大。

后續(xù)有相關(guān)研究了GSM和TD-SCDMA移動通信基站電磁輻射水平的理論預(yù)測預(yù)測模式，由于TD-LTE移動通信基站的發(fā)射原理，功率分配機(jī)制，幀結(jié)構(gòu)與GSM和TD-SCDMA移動通信基站均有很大的不同，因此TD-LTE移動通信基站的電磁輻射水平的預(yù)測方法與GSM和TD-SCDMA移動通信基站有本質(zhì)不同，目前針對TD-LTE本身發(fā)射原理和運行方式的電磁輻射水平理論預(yù)測的針對性研究尚未見相關(guān)報道。因此，有必要針對TD-LTE移動通信基站提出一種新的預(yù)測方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確的TD-LTE移動通信基站周圍環(huán)境電磁輻射水平的預(yù)測方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供的一種TD-LTE移動通信基站周圍環(huán)境電磁輻射水平的預(yù)測方法，包括三維空間預(yù)測模式，其根據(jù)下行參考信號和控制信道的輻射功率通量密度和物理共享信號輻射功率通量密度之和，即為下行信道總的平均電磁輻射水平：

其中第一項為參考信道和控制信道的輻射功率通量密度理論預(yù)測值，第二項為物理共享信道的輻射功率通量密度理論預(yù)測值。

S為TDD-LTE移動通信基站天線在空間某點的電磁輻射水平的量值，單位是功率密度，μW/cm²；

P_RS為天線總的參考信號功率，單位為W；

P_PDCCH為天線控制信道(PDCCH)的功率，單位為W；

P_PDSCH天線物理共享信道(PDSCH)功率，單位為W

G為天線的增益，單位為dB；

L為線路和連接器損耗，單位為

M為天線通道數(shù)，

r為預(yù)測點與發(fā)射天線的距離，單位為m，

η₁為下行業(yè)務(wù)信道占空比，即下行業(yè)務(wù)信道時間/一個無線幀時間

η₂為下行導(dǎo)頻占空比，即特殊子幀中下行導(dǎo)頻時隙時間/一個無線幀時間，

θ，φ分別為預(yù)測點相對天線主瓣方向的垂直和水平方向上的夾角。

本發(fā)明提出一種TD-LTE移動通信基站周圍環(huán)境電磁輻射水平的預(yù)測方法，該方法能較好反映TD-LTE移動通信基站在三維空間電磁輻射水平的真實情況。該方法的研制與應(yīng)用，可為TD-LTE基站電磁輻射環(huán)境影響預(yù)測與評價提供適用的預(yù)測模式，為運營商的TD-LTE基站選址和建設(shè)基站提供理論指導(dǎo)，減少運營商的TD-LTE基站運營成本，提高基站建設(shè)的成功率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明TD-LTE系統(tǒng)上下行子幀比例配置表；

圖2為本發(fā)明TD-LTE系統(tǒng)特殊子幀配置表；

圖3為本發(fā)明下行子幀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明TD-LTE物理信道的幀結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對一種可旋轉(zhuǎn)的趣味積木套裝本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

一種TD-LTE移動通信基站周圍環(huán)境電磁輻射水平的預(yù)測方法，包括三維空間預(yù)測模式，其根據(jù)下行參考信號和控制信道的輻射功率通量密度和物理共享信號輻射功率通量密度之和，即為下行信道總的平均電磁輻射水平：

其中第一項為參考信道和控制信道的輻射功率通量密度理論預(yù)測值，第二項為物理共享信道的輻射功率通量密度理論預(yù)測值。

S為TDD-LTE移動通信基站天線在空間某點的電磁輻射水平的量值，單位是功率密度，μW/cm²；

P_RS為天線總的參考信號功率，單位為W；

P_PDCCH為天線控制信道(PDCCH)的功率，單位為W；

P_PDSCH天線物理共享信道(PDSCH)功率，單位為W

G為天線的增益，單位為dB；

L為線路和連接器損耗，單位為

M為天線通道數(shù)，

r為預(yù)測點與發(fā)射天線的距離，單位為m，

η₁為下行業(yè)務(wù)信道占空比，即下行業(yè)務(wù)信道時間/一個無線幀時間

η₂為下行導(dǎo)頻占空比，即特殊子幀中下行導(dǎo)頻時隙時間/一個無線幀時間，

θ，φ分別為預(yù)測點相對天線主瓣方向的垂直和水平方向上的夾角。

所述方向函數(shù)f(θ,φ)值通過以下方法獲得：根據(jù)天線廠家提供的天線垂直和水平方向圖歸一化數(shù)值列表，列出每一度對應(yīng)的歸一化方向函數(shù)值，然后利用插值法，將獲得的空間任意一點的方向擬合函數(shù)對應(yīng)的值。

其中所述下行業(yè)務(wù)信道占空比η₁和下行導(dǎo)頻占空比η₂根據(jù)以下方式獲得：根據(jù)TD-LTE物理層幀結(jié)構(gòu)、上下行子幀比例配置表以及特殊子幀的配置表計算獲得.

本發(fā)明為預(yù)測TD-LTE移動通信基站運行時電磁輻射水平的選址提供理論指導(dǎo)實施方式：

其中，總的參考信號功率P_RS、PDCCH控制信道功率P_PDCCH、物理共享信道功率P_PDSCH的取值

根據(jù)TD-LTE智能天線的工作原理，下行功率主要由兩部分組成，一部分是參考信號功率(RS power)和控制信道功率(PDCCH power)，另一部分為物理下行共享信道功率(PDSCH power)；

根據(jù)每個資源塊的參考信號功率Prs，用戶終端專用參數(shù)PA，小區(qū)專用參數(shù)PB三個參數(shù)確定對應(yīng)帶寬符號A和符號B的功率；

根據(jù)參考信號，控制信道和物理下行共享信道的功率分配進(jìn)行時間加權(quán)獲得。如在TD-LTE移動通信基站運行中，每個資源塊的參考信號功率Prs＝12.2dBm，用戶終端專用參數(shù)PA＝-3，小區(qū)專用參數(shù)PB＝1三個參數(shù)確定對應(yīng)帶寬符號A和符號B的功率。根據(jù)參考信號，控制信道和物理下行共享信道的功率分配進(jìn)行時間加權(quán)獲得。以20M帶寬，推薦配置是每個資源塊的參考信號功率Prs＝12.2dbm，PA＝-3，PB＝1，則單根天線上的發(fā)射功率計算如下：

其中，1200是20M帶寬時符號A的子載波總數(shù)(12*100)；

其中，200是符號B上的RS子載波總數(shù)(2*100)，800是符號B上的數(shù)據(jù)子載波總數(shù)(8*100)，由于PB＝1，即ρ_B/ρ_A＝1，表示符號B上的數(shù)據(jù)子載波和符號A上的數(shù)據(jù)子載波功率相同。

根據(jù)圖3所示的參考信號、PDCCH控制信道和PDSCH物理共享信道的分布情況，對此三種信道的功率分配進(jìn)行時間加權(quán)得：

根據(jù)圖4所示的TD-LTE物理信道的幀結(jié)構(gòu)，TD-LTE系統(tǒng)物理信道分為3層結(jié)構(gòu)：無線幀、半幀和子幀。一個10ms的無線幀包含兩個半幀，長度各為5ms，每個半幀包含5個1ms的子幀。其中包括4個普通子幀和1個特殊子幀，普通子幀由2個時隙組成，特殊子幀由3個時隙組成。TDD幀結(jié)構(gòu)中，存在不同配比的上下行業(yè)務(wù)。

根據(jù)圖1與2所示的TD-LTE系統(tǒng)上下行子幀比例配置表及TD-LTE系統(tǒng)特殊子幀配置表，表中“D”代表此子幀用于下行傳輸，“U”代表此子幀用于上行傳輸，“S”代表由DwPTS，GP，UpPTS組成的特殊子幀；根據(jù)運營商采取的上下行子幀比例配置表和特殊子幀配置表的情況計算出下行業(yè)務(wù)信道占空比η₁和下行導(dǎo)頻占空比η₂的取值。

假設(shè)運營商根據(jù)上下行業(yè)務(wù)需求情況采用配置1的配置方式，下行與上行比為2:2，下行子幀有4個，即下行業(yè)務(wù)信道占空比η₁為40％，

D頻基站的特殊子幀配置采用配置7，即DwPTS:GP:UpPTS為10:2:2,下行導(dǎo)頻占空比η₂為

F頻基站的特殊子幀配置采用配置6，即DwPTS:GP:UpPTS為9:3:2,下行導(dǎo)頻占空比η₂為

TD-LTE采用OFDMA(正交頻分多址)技術(shù)，采用TDD(Time Division Duplexing)時分雙工技術(shù)，接收和傳送在同一頻率信道(即載波)的不同時隙，用保證時間來分離接收和傳送信道。以靈活的設(shè)置上行和下行轉(zhuǎn)換時刻，用于實現(xiàn)不對稱的上行和下行業(yè)務(wù)帶寬，有利于實現(xiàn)明顯上下行不對稱的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。

TD-LTE系統(tǒng)中采用靜態(tài)或半靜態(tài)的功率分配。在頻率和時間上采用恒定的發(fā)射功率，基站通過高層信令指示該發(fā)射功率數(shù)值。下行功率分配的目標(biāo)是在滿足用戶接收質(zhì)量的前提下盡量降低下行信道的發(fā)射功率，來降低小區(qū)間干擾。下行功率主要由兩部分組成，一部分是參考信號功率(RS power)和控制信道功率(PDCCH power)，另一部分為物理下行共享信道功率(PDSCH power)。

LTE天線功率分配在non-MBSFN和常規(guī)CP的場景中，每個資源塊(RB)包含7個OFDM符號(每個OFDM符號在頻域包含12個子載波)，每個OFDM符號攜帶4個小區(qū)特定RS，其中符號0和符號4各攜帶2個RS，符號1、2、3、5、6不攜帶RS(見圖1)。那么根據(jù)表1，符號1、2、3、5、6中，PDSCH EPRE和在PDSCH資源顆粒內(nèi)的小區(qū)特定RS的EPRE的比值表示為ρA，符號1、2、3、5、6又被稱為A類符號；符號0、4中，PDSCH EPRE和在PDSCH資源顆粒內(nèi)的小區(qū)特定RS的EPRE的比值表示為ρB，符號0、4又被稱為B類符號。

以20M帶寬，2*10W為例，推薦配置是每個資源塊的參考信號功率Prs＝12.2dbm，PA＝-3，PB＝1，則單根天線上的發(fā)射功率計算如下：

其中，1200是20M帶寬時符號A的子載波總數(shù)(12*100)；

其中，200是符號B上的RS子載波總數(shù)(2*100)，800是符號B上的數(shù)據(jù)子載波總數(shù)(8*100)，由于PB＝1，即ρ_B/ρ_A＝1，表示符號B上的數(shù)據(jù)子載波和符號A上的數(shù)據(jù)子載波功率相同。

本發(fā)明的TD-LTE移動通信基站周圍環(huán)境電磁輻射水平的預(yù)測方法，該方法能較好反映TD-LTE移動通信基站在三維空間電磁輻射水平的真實情況。該方法的研制與應(yīng)用，可為TD-LTE基站電磁輻射環(huán)境影響預(yù)測與評價提供適用的預(yù)測模式，為運營商的TD-LTE基站選址和建設(shè)基站提供理論指導(dǎo)，減少運營商的TD-LTE基站運營成本，提高基站建設(shè)的成功率。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。