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LTE移动通信基站电磁辐射研究

谌艺然  
【摘要】:基站在提供移动通信服务的同时也会产生电磁辐射,随着基站数量不断增加,基站电磁辐射准确预测与评估变得非常重要。在当前正在运行的基站中,LTE基站是占比最大的移动通信基站,分为FDD-LTE基站与TD-LTE基站两大类。同时基站电磁辐射暴露水平与其承载的业务流量特性息息相关,传统的基于业务流量基站电磁辐射预测方法,其业务流量模型主要采用泊松分布,但近年来随着数据业务不断增长,业务流量很难用泊松分布进行描述,很难对LTE基站电磁辐射进行准确预测。针对目前存在的问题,本文主要内容与创新工作如下:(1)对于FDD-LTE基站,本文提出了一种基于批到达业务流量模型的FDD-LTE基站电磁辐射预测方法。该方法根据FDD-LTE基站不同下行物理信道的时频资源分配机制,结合批到达排队理论,分析同时占用子信道个数的随机特性,建立了PDSCH信道时频资源利用率的计算方法,同时给出了PDCCH信道与其他固定发送信号时频资源利用率的计算方法,最后根据下行总时频资源利用率预测基站平均电磁辐射水平。在一天不同时段,本文分别对基站时频资源利用率的理论计算值和电磁辐射预测值进行了实验验证,实验结果显示本方法得到的时频资源利用率和电磁辐射预测结果的平均相对偏差率分别为8.82%和5.24%,说明了本方法的有效性和准确性。(2)对于TD-LTE基站,本文提出了一种基于重尾分布业务模型的平均电磁辐射预测方法。该方法通过分析数据业务分组到达的重尾分布特性,建立了基于重尾分布业务流量模型的基站平均发射功率计算方法,将移动网络流量与基站电磁辐射暴露水平进行了理论关联,并结合弗林斯传输公式,得到了视距上不同位置的基站平均电磁辐射强度。本文分别在不同时间段对基站视距方向上不同距离的平均电磁辐射进行实验验证,实验结果表明本方法得到的电磁辐射预测值与实验测量结果的平均相对偏差率为4.2%,表明该方法能准确预测TD-LTE基站平均电磁辐射。


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