本發(fā)明涉及td-scdma通信基站電磁輻射預(yù)測方法。
背景技術(shù)：
：隨著移動通信行業(yè)的迅速發(fā)展，移動運(yùn)營商在我們生活周圍建設(shè)了大量通信基站。人們在享受通信基站帶來的便利的同時，對通信基站電磁輻射造成的影響也越來越重視，對于td-scdma通信基站電磁輻射的主要預(yù)測方法分為三大類：理論計(jì)算、軟件仿真和現(xiàn)場測量。由于td-scdma通信基站電磁輻射與信號占空比相關(guān)，導(dǎo)致理論計(jì)算和軟件仿真這兩種方法的預(yù)測結(jié)果不理想，因此需要尋找一種快速、精確的td-scdma通信基站電磁輻射預(yù)測方法。對td-scdma通信基站電磁輻射預(yù)測方法，文獻(xiàn)《td-scdma移動通信基站電磁輻射環(huán)境影響預(yù)測模式》(余慧婷.td-scdma移動通信基站電磁輻射環(huán)境影響預(yù)測模式[j].輻射研究與輻射工藝學(xué)報，2015，33(4):59-64.)在電磁波在自由空間傳播公式的基礎(chǔ)上，引入td-scdma信號占空比來預(yù)測平均電磁輻射強(qiáng)度，在一定程度上提高了平均電磁輻射預(yù)測結(jié)果的精確度，但是，該方法是通過td-scdma信號的最大占空比來計(jì)算，與實(shí)際占空比之間存在較大的偏差。本發(fā)明專利通過分析td-scdma系統(tǒng)的信道資源分配方式，通過業(yè)務(wù)排隊(duì)模型，計(jì)算出實(shí)際占空比大小，實(shí)現(xiàn)一種更加精確、快速的預(yù)測平均電磁輻射強(qiáng)度。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種新的td-scdma通信基站電磁輻射預(yù)測方法，包括以下步驟：步驟1)使用頻譜分析儀測量td-scdma信號的最大電磁輻射強(qiáng)度；步驟2)根據(jù)td-scdma系統(tǒng)的信道資源分配方式建立業(yè)務(wù)排隊(duì)模型，計(jì)算下行業(yè)務(wù)時隙被占用的概率分布；步驟3)通過步驟2得到的下行業(yè)務(wù)時隙被占用的概率分布，計(jì)算td-scdma信號占空比；步驟4)基于步驟1得到的最大電磁輻射強(qiáng)度和步驟3得到的占空比，預(yù)測td-scdma通信基站平均電磁輻射強(qiáng)度。所述步驟1中，使用頻譜分析儀測量td-scdma信號的最大電磁輻射強(qiáng)度，包括以下步驟：將頻譜分析儀設(shè)置為“max-hold”測量模式，對td-scdma通信基站發(fā)射信號進(jìn)行測量，測量時間為1分鐘，得到td-scdma信號的最大電磁輻射強(qiáng)度emax，單位為v/m。所述步驟2中，根據(jù)td-scdma系統(tǒng)的信道資源分配方式建立業(yè)務(wù)排隊(duì)模型，計(jì)算下行業(yè)務(wù)時隙被占用的概率分布，包括以下步驟：1)根據(jù)td-scdma系統(tǒng)的信道資源分配方式，建立語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的排隊(duì)模型，分別計(jì)算語音時隙和數(shù)據(jù)時隙被占用的概率分布pv(j)和pd(k)；td-scdma系統(tǒng)分配3個業(yè)務(wù)時隙用于下行鏈路，2個為語音時隙，1個為數(shù)據(jù)時隙，其中2個語音時隙劃分為16個語音傳輸信道，1個數(shù)據(jù)時隙劃分為1個數(shù)據(jù)傳輸信道，并且系統(tǒng)中語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的系統(tǒng)容量分別為16和101，因此建立語音時隙中的語音業(yè)務(wù)排隊(duì)模型m/m/16/16，數(shù)據(jù)時隙中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)排隊(duì)模型m/m/1/101，其中排隊(duì)模型的第一個字母m表示業(yè)務(wù)到達(dá)過程服從泊松分布，第二個字母m表示業(yè)務(wù)持續(xù)時間服從負(fù)指數(shù)分布，第三個字母和第四個字母分別表示業(yè)務(wù)的傳輸信道個數(shù)和系統(tǒng)容量，語音業(yè)務(wù)的傳輸信道個數(shù)以及語音業(yè)務(wù)的系統(tǒng)容量均為16，語音業(yè)務(wù)排隊(duì)模型的第三個與第四個字母均為16，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸信道個數(shù)為1，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的系統(tǒng)容量為101，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)排隊(duì)模型的第三個與第四個字母分別為1和101；通過語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的排隊(duì)模型，語音時隙被占用的概率分布pv(j)為：其中pv(j)表示j個語音時隙被占用的概率，ρ1表示語音業(yè)務(wù)的服務(wù)強(qiáng)度，其值等于語音業(yè)務(wù)話務(wù)量的大小，語音業(yè)務(wù)話務(wù)量的單位為erl/h；數(shù)據(jù)時隙被占用的概率分布pd(k)為：其中pd(k)表示k個數(shù)據(jù)時隙被占用的概率，ρ2表示數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)強(qiáng)度，其值等于(數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量/數(shù)據(jù)包平均大小)*數(shù)據(jù)包平均發(fā)送時間，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量單位為kb/s，數(shù)據(jù)包平均大小單位為kb，數(shù)據(jù)包平均發(fā)送時間單位為s；2)下行業(yè)務(wù)時隙被占用的概率分布ptotal(i)為：其中ptotal(i)表示下行業(yè)務(wù)時隙被占用總數(shù)為i的概率，pv(j)表示j個語音時隙被占用的概率，pd(k)表示k個數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時隙被占用的概率，并且i＝j(luò)+k。所述步驟3中，通過下行業(yè)務(wù)時隙被占用的概率分布計(jì)算td-scdma信號占空比，包括以下步驟：1)通過下行業(yè)務(wù)時隙被占用的概率分布，計(jì)算下行業(yè)務(wù)時隙被占用個數(shù)的平均值navg：ptotal(i)表示下行業(yè)務(wù)時隙被占用總數(shù)為i的概率；2)td-scdma信號占空比為：其中t表示td-scdma信號占空比。所述步驟4中，所述的td-scdma通信基站平均電磁輻射強(qiáng)度為：其中eavg表示td-scdma信號平均電磁輻射強(qiáng)度，單位為v/m，emax表示td-scdma信號最大輻射強(qiáng)度，單位為v/m，t表示td-scdma信號占空比。本發(fā)明的有益效果是：1、通過業(yè)務(wù)排隊(duì)計(jì)算td-scdma信號占空比的大小，為獲得td-scdma信號占空比提供一種新思路；2、可以精確、快速的預(yù)測td-scdma通信基站平均電磁輻射強(qiáng)度，為td-scdma通信基站輻射評估提供了一種新方法。附圖說明圖1是本發(fā)明的流程圖。圖2是本發(fā)明的td-scdma系統(tǒng)業(yè)務(wù)排隊(duì)模型示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本實(shí)施例在以本
發(fā)明內(nèi)容為前提下進(jìn)行，給出了詳細(xì)的實(shí)施步驟，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。本發(fā)明實(shí)施對象為高校教學(xué)樓屋頂td-scdma通信基站，并沿最大輻射方向上，距離通信基站5米處取測量點(diǎn)。使用的測量設(shè)備為便攜式頻譜分析儀keysightn9918a和周期對數(shù)天線hyperlog60180。td-scdma通信基站載波個數(shù)為1，信號中心頻率為2012.4mhz，下行業(yè)務(wù)時隙數(shù)為3，擴(kuò)頻因子為16。在下午4點(diǎn)，語音業(yè)務(wù)話務(wù)量為1.55erl/h，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量為39.1kb/s，數(shù)據(jù)包平均大小為3.84kb，數(shù)據(jù)包發(fā)送時間為0.0267s。圖1為本發(fā)明技術(shù)方案的流程框圖，包括以下步驟：步驟1)使用頻譜分析儀測量td-scdma信號的最大電磁輻射強(qiáng)度；步驟2)根據(jù)td-scdma系統(tǒng)的信道資源分配方式建立業(yè)務(wù)排隊(duì)模型，計(jì)算下行業(yè)務(wù)時隙被占用的概率分布；步驟3)通過步驟2得到的下行業(yè)務(wù)時隙被占用的概率分布，計(jì)算td-scdma信號占空比；步驟4)基于步驟1得到的最大電磁輻射強(qiáng)度和步驟3得到的占空比，預(yù)測td-scdma通信基站平均電磁輻射強(qiáng)度。所述步驟1中，使用頻譜分析儀測量td-scdma信號的最大電磁輻射強(qiáng)度，包括以下內(nèi)容：選取教學(xué)樓屋頂作為實(shí)驗(yàn)測量地點(diǎn)，將頻譜分析儀設(shè)置為“max-hold”測量模式，對td-scdma通信基站發(fā)射信號進(jìn)行頻域測量，測量時間為1分鐘，得到td-scdma信號的最大電磁輻射強(qiáng)度emax，emax的值為0.3678v/m。所述步驟2中，根據(jù)td-scdma系統(tǒng)的信道資源分配方式建立業(yè)務(wù)排隊(duì)模型，計(jì)算下行業(yè)務(wù)時隙被占的用概率分布，包括以下內(nèi)容：1)根據(jù)語音業(yè)務(wù)排隊(duì)模型m/m/16/16和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)排隊(duì)模型m/m/1/101以及排隊(duì)理論，分別計(jì)算語音時隙被占用的概率分布pv(j)和數(shù)據(jù)時隙被占用的概率分布pd(k)：語音時隙被占用的概率分布為：其中pv(j)表示j個語音時隙被占用的概率，語音業(yè)務(wù)的服務(wù)強(qiáng)度ρ1的值等于語音業(yè)務(wù)話務(wù)量大小，即ρ1的取值為1.55，計(jì)算得到語音時隙被占用的概率分布pv(j)：數(shù)據(jù)時隙被占用的概率分布為：其中pd(k)表示k個數(shù)據(jù)時隙被占用的概率，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)強(qiáng)度ρ2的值等于(數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量/數(shù)據(jù)包平均大小)*數(shù)據(jù)包平均發(fā)送時間，即：計(jì)算得到數(shù)據(jù)時隙被占用的概率分布pd(k)：2)計(jì)算下行業(yè)務(wù)時隙被占用的概率分布，主要包括以下內(nèi)容：td-scdma系統(tǒng)將下行業(yè)務(wù)時隙分為語音時隙和數(shù)據(jù)時隙，對下行業(yè)務(wù)時隙的占用情況進(jìn)行分析，得到下行業(yè)務(wù)時隙被占用的概率分布ptotal(i)：其中ptotal(i)表示下行業(yè)務(wù)時隙被占用總數(shù)為i的概率，pv(j)表示j個語音時隙被占用的概率，pd(k)表示k個數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時隙被占用的概率，并且i＝j(luò)+k，可以計(jì)算求得下行業(yè)務(wù)時隙被占用的概率分布ptotal(i)：所述步驟3中，通過下行業(yè)務(wù)時隙被占用的概率分布計(jì)算td-scdma信號占空比，包括以下內(nèi)容：1)通過下行業(yè)務(wù)時隙被占用的概率分布ptotal(i)，計(jì)算下行業(yè)務(wù)時隙被占用個數(shù)的平均值navg：2)通過分析td-scdma幀結(jié)構(gòu)，利用下行業(yè)務(wù)時隙被占用個數(shù)的平均值navg，計(jì)算td-scdma信號占空比：在td-scdma系統(tǒng)中無線子幀的發(fā)射周期為5ms，每個時隙的持續(xù)時間為0.675ms，廣播時隙和下行導(dǎo)頻時隙的發(fā)送持續(xù)時間為0.75ms。則td-scdma信號占空比的計(jì)算公式為：所述步驟4中，基于最大電磁輻射強(qiáng)度和占空比，預(yù)測td-scdma通信基站平均電磁輻射強(qiáng)度，包括以下內(nèi)容：在時域中，td-scdma通信基站發(fā)射信號是非連續(xù)，通過步驟1得到的最大電磁輻射強(qiáng)度emax和步驟3得到的占空比t，可以計(jì)算td-scdma信號平均電磁輻射強(qiáng)度eavg為：其中eavg表示td-scdma信號的平均強(qiáng)度電磁輻射，單位為v/m。為進(jìn)一步體現(xiàn)本發(fā)明方法的有效性，特用本發(fā)明專利提出新的td-scdma通信基站電磁輻射預(yù)測方法與常用的測量方法在同一地方得到的平均電磁輻射強(qiáng)度結(jié)果進(jìn)行對比，其對比結(jié)果如表1所示：表1不同方法對td-scdma電磁輻射預(yù)測結(jié)果的比較不同的方法測量時間(min)平均電磁輻射強(qiáng)度(v/m)偏差率新的預(yù)測方法10.21480icnirp199860.20186.1％ieee95.1-2005300.20922.6％從結(jié)果的比較中可以看出，本專利提出的新方法在預(yù)測結(jié)果更加接近td-scdma通信基站真實(shí)電磁輻射強(qiáng)度，而且大大縮短了所需要的測量時間。當(dāng)前第1頁12