LTE距离覆盖

hwasun

利用Cost231-Hata计算距离

已知路径损耗为（dB），利用Cost231 - Hata 模型计算距离的具体计算方法如下：

其中：

       为路径损耗对应的距离，单位km；

       为路径损耗因子；

       的取值与Cost231 - Hata模型描述中的取值相同：

Cm=0dB中等城市和郊区

Cm=3dB大城市中心

       为手机高度，单位为 m；

       为基站高度，单位为 m；

       为载波频率，单位MHz

CP对距离的影响

在TD-LTE系统中，在每个OFDM符号之前加入循环前缀CP。只要各径的多径时延与定时误差之和不超过CP长度，就能保证接收机积分区间内包含的各子载波在各径下的整数波形，从而消除多径带来的符号间干扰和子载波间的干扰（ICI）。正常CP：正常CP有7个OFDM符号，第1个OFDM符号的CP长度是5.21μs，第2到第7个OFDM符号的CP长度是4.69μs。正常CP可以在1.4km的时延扩展范围内提供抗多径保护能力，适合于市区、郊区、农村以及小区半径小于5km的山区环境。扩展CP：扩展CP有6个OFDM符号，每个OFDM符号的CP长度均是16.67μs。扩展CP可以在10km的时延扩展范围内提供抗多径保护能力，适合于覆盖距离大于5km的山区环境以及需要超远距离覆盖的海面和沙漠等环境。

GP配置对覆盖距离的影响

TD-LTE系统利用时间上的间隔完成双工转换，但为避免干扰，需预留一定的保护间隔（GP）。GP的大小与系统覆盖距离有关，GP越大，覆盖距离也越大。GP主要由传输时延和设备收发转换时延构成，即：

GP=2×传输时延+TRx-Tx,Ue （1）

最大覆盖距离=传输时延*c  （2）

其中c是光速。TRx-Tx,Ue为UE从下行接收到上行发送的转换时间，该值与输出功率的精确度有关，典型值是10μs～40μs，在本文中假定为20μs

DwPTS用于传输下行链路控制信令和下行数据，因此GP越大，则DwPTS越小，系统容量下降。在系统设计中，常规CP的特殊子帧配置7即10:2:2是典型配置，该配置下理论覆盖距离达到18.4km，既能保证足够的覆盖距离，同时下行容量损失又有限。扩展CP的特殊子帧配置0即3:8:1，覆盖距离可以达到97km，适合于海面和沙漠等超远距离覆盖场景。

随机接入突发信号格式对覆盖距离的影响

在TS36.211中定义了五种随机接入突发信号格式。物理层随机接入突发信号由CP、前导序列Preamble、保护时间GT三部分组成。

由于接入时隙需要克服上行链路的传播时延以及用户上行链路带来的干扰，因此需要在时隙设计中留出足够的保护时间，该保护时间即为GT。GT长度决定了能够支持的接入半径：

小区覆盖距离=GT*c/2 （4）

其中c是光速。