一、什么是链路预算？简单来讲链路预算(link budget)是无线系统中总增益和损耗的计算，从而可以得出接收器(端)处的信号接收电平(RSL)。 然后将接收信号电平与接收器灵敏度进行比较，检查通道状态是通过还是失败。如接收信号电平(RSL)优于接收灵敏度，则通道状态为“通过”，否则为“失败”。

二、5G(NR)链路预算如下图所示，链路预算中接收信号电平(RSL)如下:   

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图1.5G无线链路预算示意图 

    接收器信号电平(dBm)=gNodeB发射功率(dBm)–10xlog10(子载波数量)+gNodeB天线增益(dBi)– gNodeB电缆损耗(dB)–路径损耗(dB)- 透损耗(dB)–树叶损耗(dB)–体块损耗(dB)–干扰余量(dB)–雨/冰余量(dB)–慢衰落余量(dB)–体块损耗(dB)+UE天线增益(dB)......... ......................(1)

——在上图(1)示例中:RSL计算值为77dBm，接收灵敏度为-93；链路状态为“通过”。

*通常链路限制主要是上行，建议计算下行+上行链路一并考虑最坏情况！

三、5G传播模型为计算路径损耗，通常需要选用适合的5G传播模型；3GPP TS36.873中定义的3D传播模型包括:UMa、UMi和RMa模型它们适用于2–6 GHz频段，TS38.901中扩展到0.5–100GHz频段。

四、应用示例采用LOS(视线)场景采用UMa模型，则路径损耗公式如下:

  路径损耗=28.0+22log_10⁡(d)+20 log_10⁡(f_c)..................(2)

从上面的公式可以看出为了计算路径损耗，通常需要“d”的信息，即发射器(端)和接收器(端)之间距离(小区半径)和(小区)中心频率(f_c)。

获得路径损耗后，即可计算接收信号电平并将其与接收器灵敏度进行比较。

接收器灵敏度取决于热噪声功率 (dBm)、噪声系数 (dB)、解调阈值 SINR (dB)。接收器灵敏度使用以下公式计算：                                                         

接收器灵敏度(dBm)=噪声系数(dB)+热噪声(dBm)+SINR (dB)

热噪声使用以下公式计算：K * T * BW，其中“K”是玻尔兹曼常数，“T”是开尔文温度，“BW”是带宽。                                                         

如果小区半径对应于最大小区范围，则路径损耗将对应于最大允许路径损耗 (MAPL)。

一旦获得路径损耗值，就可以计算接收信号电平并将其与接收器灵敏度进行比较。                                                                                                  

现在就可以在Excel中执行公式 (1)并改变小区半径，直到接收信号电平优于或等于接收器灵敏度。如果想直接得出特定接收灵敏度对应的小区半径是多少，可以使用链路预算公式(1)并将接收器处的信号电平(dBm)替换为接收灵敏度。

接收灵敏度=热噪声功率(dBm)+UE噪声系数(dB)+解调阈值SINR（dB）.............（3）

将式(3)代入式(1)则路径损耗等于：

路径损耗(dB)=gNodeB发射功率(dBm)–10xlog10(子载波数量)+gNodeB天线增益(dBi)–gNodeB电缆损耗(dB)– 穿透损耗(dB)–树叶损耗(dB)–体块损耗(dB)– 扰裕度(dB)–雨/冰裕度(dB)– 慢衰落裕度(dB)– 体块损耗(dB)+UE天线增益(dB)– 热噪声功率(dBm)–UE噪声系数( dB) –解调阈值SINR (dB) .............................................(4)

计算出路径损耗并知道中心频率就可以通过路径损耗公式得出小区半径：

路径损耗(PL)=28.0+22 log_10⁡(d)+20 log_10(f_c）...........（5）

我们从公式(5)得出单元半径“d”，它由以下公式给出：

d=10功率((PL-28-20*Log1_10(f_c))/22) ..................................(6)

如果路径损耗等于78.4dB，则小区半径为120m！

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