基于用户分布与话务量的基站电磁辐射研究

发布时间：2021-03-09 18:44

随着手机普及,无线通信业务呈现爆炸式增长,大量新建基站投入使用,导致电磁辐射问题更加严重。目前主要以基站的最大发射功率对基站周围电磁辐射进行预测。但在实际情况中,基站通信时发射功率是根据通信用户距离的远近不断调整,即和基站周围的用户分布情况相关。同时基站发射功率和话务量也相关,话务量越大,单位时间内的平均发射功率越大。针对上述问题,本文从基站覆盖区域用户分布和话务量两方面分别考虑基站实际发射功率,提出了基于用户分布与话务量的基站电磁辐射预测方法。本文主要研究内容与创新工作如下:(1)本文提出了一种基于用户分布的基站电磁辐射预测方法,该方法考虑了基站覆盖区域用户分布特征和路径损耗模型,对基站实际发射功率进行推导,再预测基站周围某点位平均电磁辐射强度。通过分析该方法时隙脉冲电场强度的累积分布函数,并与实际测量时隙脉冲电场强度的累积分布函数相比较,验证了该预测方法的有效性。本论文分别采用均匀分布和指数分布两种用户分布模型分析基站各点位的电磁辐射强度,并分别与实际测量的电磁辐射强度相比较。两者均方根误差分别为0.2559和0.0373,不确定度分别为0.9259和0.5973。由此可知,用户分布为指数分布时预测效果相比均匀分布更加准确。(2)本文提出了一种基于话务量的基站电磁辐射预测方法,该方法考虑用户在覆盖区域的概率密度函数、话务量、路径损耗等多个因素,推导了基站单个载频实际平均发射功率,再计算基站不同话务量电磁辐射强度的大小。通过比较分析了单个时隙平均电场强度理论值与测量值的累积分布函数,验证了该预测方法的有效性。在话务量最大的时间段,实际测量的电磁辐射强度为21.2674μ/Wm~2,基于提出方法计算的电磁辐射强度为23.5580μ/Wm~2,基于最大发射功率计算的电磁辐射强度为41.1130μ/Wm~2。由此看出,本文提出方法对基站电磁辐射预测更加精确。同时本论文还通过该预测模型和混合高斯模型的概率密度函数对比,验证了该方法的优越性。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN929.5

文章目录

摘要

abstract

第1章绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本论文的研究结构

第2章移动通信技术及话务理论

2.1 移动通信技术

2.1.1 GSM信道

2.1.2 功率控制

2.1.3 不连续发射

2.2 话务理论

2.2.1 话务量的概念

2.2.2 爱尔兰-B公式

2.3 电磁辐射安全标准

2.3.1 国外相关标准

2.3.2 国内相关标准

2.4 本章小结

第3章基于用户分布的基站电磁辐射预测

3.1 通信基站电磁辐射分析

3.1.1 用户分布模型

3.1.2 平均功率密度的计算

3.2 实验方案

3.2.1 实验环境

3.2.2 实验设备

3.2.3 实验流程

3.3 实验结果和分析

3.3.1 预测模型验证实验

3.3.2 预测模型对比实验

3.3.3 实验结果分析

3.4 本章小结

第4章基于话务量的基站电磁辐射预测

4.1 平均功率密度的计算

4.1.1 单个载频实际平均发射功率的计算

4.1.2 通信基站电磁辐射平均功率密度的计算

4.2 实验方案

4.3 实验结果和分析

4.3.1 话务量分析

4.3.2 预测模型验证实验与分析

4.3.3 预测模型对比实验与分析

4.4 本章小结

第5章总结和展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间学术论文与科研成果

【参考文献】