CN111884741A - 一种fdd-lte基站电磁辐射预测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种FDD‑LTE基站电磁辐射预测方法，该方法提出建立PDSCH信道数据包排队模型，考虑PDSCH信道数据包到达情况，通过实际测量PDSCH信道数据包到达获得参数数值，由M/M/m/m排队模型，求出PDSCH信道的平均传输数据包数量Navg，然后计算出PDSCH信道占空比，再结合最大电磁辐射强度，计算出基站的平均电磁辐射强度。通过本发明提出的预测方法，对基站电磁辐射预测有着很大的参考价值，并具有一定的社会效益。

Description

一种FDD-LTE基站电磁辐射预测方法
技术领域
本发明涉及一种FDD-LTE基站电磁辐射预测方法。
背景技术
随着移动通信技术飞速发展，通信的需求延伸到人们生活的各个角落，给人们带来极大的便利，同时也使人们对移动通信基站的电磁辐射问题产生焦虑。其中基站的电磁辐射与基站发送的业务数据情况有着密不可分的关系，而PDSCH信道是下行链路中数据传输最主要的物理信道，但目前已公开的文献和专利中，很少考虑将PDSCH信道数据包发送情况与人们身体暴露电磁辐射值联系起来，并对基站电磁辐射暴露水平进行有效预估。
针对现有技术中存在的不足，本专利提出一种FDD-LTE基站电磁辐射预测方法，该方法首先提出建立PDSCH信道数据包排队模型，结合实际测量的PDSCH信道数据包到达情况获得参数数值，由M/M/m/m排队模型，求出PDSCH信道的平均传输数据包数量Navg，然后计算出PDSCH信道占空比，再结合最大电磁辐射强度，计算出基站的平均电磁辐射强度。通过本发明提出的预测方法，对基站电磁辐射预测有着很大的参考价值。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种FDD-LTE基站电磁辐射预测方法，包括以下步骤：
(1)建立PDSCH信道数据包排队模型，该模型包含：PDSCH信道数据包到达概率分布Pk(t)和PDSCH信道数据包传输时间概率密度函数f(x)；同时通过频谱分析仪在时域下测量PDSCH信道数据包的到达情况，获得Pk(t)和f(x)中的相关参数具体数值；
(2)根据PDSCH信道的资源单元RE的数目，求出PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目m，单位为个；
(3)根据步骤(1)的PDSCH信道数据包到达概率分布Pk(t)和PDSCH信道数据包传输时间概率密度函数f(x)和步骤(2)的PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目m，建立数据包的M/M/m/m排队模型，求出PDSCH信道的平均传输数据包数量Navg，单位为个；
(4)根据步骤(2)得到的PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目m和步骤(3)得到的PDSCH信道的平均传输数据包数量Navg，得到PDSCH信道占空比D；
(5)使用频谱分析仪测量最大电磁辐射强度Emax，并结合步骤(4)得到的PDSCH信道占空比D，预测平均电磁辐射强度Eavg。
上述的一种FDD-LTE基站电磁辐射预测方法，所述步骤(1)中，PDSCH信道数据包到达概率分布Pk(t)和PDSCH信道数据包传输时间概率密度函数f(x)为：
Figure BDA0002551117460000021
f(x)＝μe-μx
上式中，P(N(t)＝k)表示到时刻t为止PDSCH信道数据包到达数量为k的概率；N(t)为一个随机变量，表示到时刻t为止PDSCH信道数据包到达的数量；t为时间，单位为ms；k为数据包到达数，单位为个；λ为PDSCH信道数据包到达所服从泊松过程的参数；f(x)为PDSCH信道数据包传输时间概率密度函数，x为数据包传输时间，单位为ms；μ为PDSCH信道数据包传输时间所服从指数分布的参数；同时通过频谱分析仪在时域下测量PDSCH信道数据包的到达情况，获得Pk(t)和f(x)中的相关参数具体数值。
上述的一种FDD-LTE基站电磁辐射预测方法，所述步骤(2)中，所述步骤(2)中，PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目m的计算如下：
Figure BDA0002551117460000022
上式中，NRE为PDSCH信道的资源单元RE的数目；d为平均数据包大小，单位为bit。
上述的一种FDD-LTE基站电磁辐射预测方法，所述步骤(3)中，结合步骤(1)的PDSCH信道数据包到达概率分布Pk(t)和PDSCH信道数据包传输时间概率密度函数f(x)和步骤(2)的PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目m，PDSCH信道的平均传输数据包数量Navg的计算如下：
Figure BDA0002551117460000023
上式中，λ为PDSCH信道数据包到达所服从泊松过程的参数；μ为PDSCH信道数据包传输时间所服从指数分布的参数。
上述的一种FDD-LTE基站电磁辐射预测方法，所述步骤(4)中，结合步骤(2)得到的PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目m和步骤(3)得到的PDSCH信道的平均传输数据包数量Navg，PDSCH信道占空比D的计算如下：
Figure BDA0002551117460000024
上式中，m为PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目，Navg为PDSCH信道的平均传输数据包数量。
上述的一种FDD-LTE基站电磁辐射预测方法，所述步骤(5)中，使用频谱分析仪测量最大电磁辐射强度的方法为：
将频谱分析仪设置为“Max-Hold”测量模式，Sweeptime设置为自动，当信号追踪稳定后保存测量结果，得到最大电磁辐射强度Emax，单位为V/m；
Figure BDA0002551117460000031
Eavg表示平均电磁辐射强度，单位为V/m；Emax表示最大电磁辐射强度，单位为V/m；D表示PDSCH信道占空比。
本发明的有益效果在于：根据实际基站PDSCH信道发送的业务数据情况，提出建立PDSCH信道数据包排队模型，由M/M/m/m排队模型，求出PDSCH信道的平均传输数据包数量Navg，然后计算出PDSCH信道占空比，再结合最大电磁辐射强度，计算出基站的平均电磁辐射强度。通过本发明提出的预测方法，对基站电磁辐射预测有着很大的参考价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
本发明实施地点为室外，实施对象为FDD-LTE基站，测量设备采用KEYSIGHTN9918A便携式频谱分析仪和接收天线。
本发明的一种FDD-LTE基站电磁辐射预测方法，包括以下步骤：
(1)建立PDSCH信道数据包排队模型，该模型包含：PDSCH信道数据包到达概率分布Pk(t)和PDSCH信道数据包传输时间概率密度函数f(x)；同时通过频谱分析仪在时域下测量PDSCH信道数据包的到达情况，获得Pk(t)和f(x)中的相关参数具体数值；
(2)根据PDSCH信道的资源单元RE的数目，求出PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目m，单位为个；
(3)根据步骤(1)的PDSCH信道数据包到达概率分布Pk(t)和PDSCH信道数据包传输时间概率密度函数f(x)和步骤(2)的PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目m，建立数据包的M/M/m/m排队模型，求出PDSCH信道的平均传输数据包数量Navg，单位为个；
(4)根据步骤(2)得到的PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目m和步骤(3)得到的PDSCH信道的平均传输数据包数量Navg，得到PDSCH信道占空比D；
(5)使用频谱分析仪测量最大电磁辐射强度Emax，并结合步骤(4)得到的PDSCH信道占空比D，预测平均电磁辐射强度Eavg。
所述步骤(1)中，使用频谱分析仪在时域下测量基站信号，参数设置如下：
表1频谱分析仪参数设置
Figure BDA0002551117460000041
获得数据包到达概率分布Pk(t)的参数λ＝0.269，数据包传输时间概率密度函数f(x)的参数μ＝0.875；
所述步骤(2)中，NRE＝23488，d＝1500bit，PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目m，计算如下：
Figure BDA0002551117460000042
所述步骤(3)中，PDSCH信道的平均传输数据包数量Navg，计算如下：
Figure BDA0002551117460000043
所述步骤(4)中，PDSCH信道占空比D的计算如下：
Figure BDA0002551117460000044
所述步骤(5)中,将频谱分析仪设置为“Max-Hold”测量模式，Sweeptime设置为自动，当信号追踪稳定后保存测量结果，得到最大电磁辐射强度Emax＝0.573V/m，平均电磁辐射计算如下：
Figure BDA0002551117460000045
连续测量6分钟的方法测得的电磁辐射强度为E6min＝0.310V/m，可以看出，基站平均电磁辐射强度的计算值与实际测量值相差不大，验证了本发明专利提出的预测方法的有效性。

Claims (6)

1.一种FDD-LTE基站电磁辐射预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)建立PDSCH信道数据包排队模型，该模型包含：PDSCH信道数据包到达概率分布Pk(t)和PDSCH信道数据包传输时间概率密度函数f(x)；同时通过频谱分析仪在时域下测量PDSCH信道数据包的到达情况，获得Pk(t)和f(x)中的相关参数具体数值；
(2)根据PDSCH信道的资源单元RE的数目，求出PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目m，单位为个；
(3)根据步骤(1)的PDSCH信道数据包到达概率分布Pk(t)和PDSCH信道数据包传输时间概率密度函数f(x)和步骤(2)的PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目m，建立数据包的M/M/m/m排队模型，求出PDSCH信道的平均传输数据包数量Navg，单位为个；
(4)根据步骤(2)得到的PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目m和步骤(3)得到的PDSCH信道的平均传输数据包数量Navg，得到PDSCH信道占空比D；
(5)使用频谱分析仪测量最大电磁辐射强度Emax，并结合步骤(4)得到的PDSCH信道占空比D，预测平均电磁辐射强度Eavg。
2.如权利要求1所述的一种FDD-LTE基站电磁辐射预测方法，其特征在于，所述步骤(1)中，PDSCH信道数据包到达概率分布Pk(t)和PDSCH信道数据包传输时间概率密度函数f(x)为：
Figure FDA0002551117450000011
f(x)＝μe-μx
上式中，P(N(t)＝k)表示到时刻t为止PDSCH信道数据包到达数量为k的概率；N(t)为一个随机变量，表示到时刻t为止PDSCH信道数据包到达的数量；t为时间，单位为ms；k为数据包到达数，单位为个；λ为PDSCH信道数据包到达所服从泊松过程的参数；f(x)为PDSCH信道数据包传输时间概率密度函数，x为数据包传输时间，单位为ms；μ为PDSCH信道数据包传输时间所服从指数分布的参数；同时通过频谱分析仪在时域下测量PDSCH信道数据包的到达情况，获得Pk(t)和f(x)中的相关参数具体数值。
3.如权利要求1所述的一种FDD-LTE基站电磁辐射预测方法，其特征在于，所述步骤(2)中，PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目m的计算如下：
Figure FDA0002551117450000012
上式中，NRE为PDSCH信道的资源单元RE的数目；d为平均数据包大小，单位为bit。
4.如权利要求1所述的一种FDD-LTE基站电磁辐射预测方法，其特征在于，所述步骤(3)中，结合步骤(1)的PDSCH信道数据包到达概率分布Pk(t)和PDSCH信道数据包传输时间概率密度函数f(x)和步骤(2)的PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目m，PDSCH信道的平均传输数据包数量Navg的计算如下：
Figure FDA0002551117450000021
上式中，λ为PDSCH信道数据包到达所服从泊松过程的参数；μ为PDSCH信道数据包传输时间所服从指数分布的参数。
5.如权利要求1所述的一种FDD-LTE基站电磁辐射预测方法，其特征在于，所述步骤(4)中，结合步骤(2)得到的PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目m和步骤(3)得到的PDSCH信道的平均传输数据包数量Navg，PDSCH信道占空比D的计算如下：
Figure FDA0002551117450000022
上式中，m为PDSCH信道上可容纳的最大数据包数目，Navg为PDSCH信道的平均传输数据包数量。
6.如权利要求1所述的一种FDD-LTE基站电磁辐射预测方法，其特征在于，所述步骤(5)中，使用频谱分析仪测量最大电磁辐射强度的方法为：
将频谱分析仪设置为“Max-Hold”测量模式，Sweeptime设置为自动，当信号追踪稳定后保存测量结果，得到最大电磁辐射强度Emax，单位为V/m；
Figure FDA0002551117450000023
Eavg表示平均电磁辐射强度，单位为V/m；Emax表示最大电磁辐射强度，单位为V/m；D表示PDSCH信道占空比。
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