手机不能离天线口太远,也不能太近。离得太远、收不到天线口发出的无线信号,手机无法使用;离得太近,天线口收到了太强的手机信号,以至于使信源底噪迅速抬升,其他手机的信噪比急剧恶化,使其他手机无法使用。
问题的关键是:手机不能太远,最远可以是多少?手机不能太近,最近可以是多少?
手机允许的最远距离是由最大允许路损(Maximal Allowed Path Loss,MA-PL)决定的。随着手机离天线口的距离越来越远,路损越来越大,信号功率则越来越小,到一定程度,信号功率小于手机的最小接收电平,手机就无法工作了。这一点的路损值就是最大允许路损。最大允许路损是由天线口功率和手机的最小接收电平或者是边缘覆盖电平决定的,如下式:
最大允许路损(MAPL)=天线口功率-手机最小接收电平(边缘覆盖电平) (5-10)
这个式子中的最大允许路损没有考虑干扰余量、阴影衰落余量。如果考虑的话,如下式:
最大允许路损(MAPL)=天线口功率-手机最小接收电平-各种余量 (5-11)
[例5-1] 某一制式的室分系统中,天线口功率为5 dBm,手机的最小接收电平为-100 dBm,那么:
最大允许路损(MAPL)=5 dBm-(-100 dBm)=105 dB
传播模型描述了距离和路损的关系。假若此室内无线环境的传播模型为
Lmax=38.4+38lgdmax(m)+15=105
于是dmax(m)=23m。
也就是说,在此室内场景和该无线制式下,手机离天线口的最远距离是23m,即天线覆盖范围的半径是23m。
从上面的推导可以得出:最大允许路损越大,说明天线覆盖的范围越大。
计算最大允许路损应该分上行、下行两个方向,对公共信道、业务信道两种类型的信道分别进行计算。从计算的结果中,取受限的最大允许路损(几个计算结果中最小的值)作为手机允许的最远距离计算依据。(www.xing528.com)
如果手机离天线越来越近,手机的发射功率在功控的作用下应该逐渐降低。但是降到一定程度,降到了手机的最小发射功率,手机的发射功率不能再低了。于是在此之后,手机虽然离天线口很近,但发射功率却不能降低,并且信源的底噪就开始抬升,对该小区覆盖范围内的其他用户造成干扰。
手机离天线口的最小距离是由最小耦合损耗(Minimal Coupling Loss,MCL)决定的。手机发出的信号到达信源的损耗不能太小,太小的话,会阻塞接收机。手机和信源的最小耦合损耗由手机的最小发射功率和信源的底噪决定。
最小耦合损耗(MCL)=最小发射功率-信源的底噪 (5-12)式(5-12)为灵敏度降低3 dB时的最小耦合损耗。
[例5-2] 某一制式的室分系统中,手机的最小发射功率为-48 dBm,基站底噪是-108 dBm,那么:
最小耦合损耗(MCL)=-48 dBm-(-108 dBm)=60 dB
假若室分系统的损耗为15 dB(包括馈线损耗、射频器件介质损耗和功率分配损耗),室内传播模型是L=38.4+38lgd(m)(视距范围内不考虑阴影衰落余量),则有下式:
38.4+38lgd(m)+15≤60
于是dmin(m)=1.1m。
也就是说,在此室内场景和该无线制式下,允许手机离天线口的最近距离是1.1m。
总结:室内天线的有效覆盖范围由最大允许路损和最小耦合损耗确定。在上面列举的例子中,有效覆盖范围在大于1.1m,小于23m所示的范围内,如图5-3所示。
图5-3 室内覆盖的有效覆盖范围
工程上,一般只要满足从信源端口到距离天线口1m处的损耗大于最小耦合损耗便可。也就是说,一般把1m作为天线的最小覆盖范围。另一方面,在可视范围内,如商场、超市、停车场和机场等空旷区域,天线的最大覆盖半径一般取8~25m;在多层阻挡的场景内,如宾馆、居民楼和娱乐场所,最大覆盖半径一般取4~15m。
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