5G Network RF Planning – Link Budget Basics

Link Budget adalah penghitungan untung dan rugi total dalam sistem untuk menyimpulkan tingkat sinyal yang diterima (RxSL) di penerima (UE). Level sinyal yang diterima kemudian dibandingkan dengan sensitivitas penerima (RxS) untuk memeriksa apakah status saluran lulus atau gagal.

Status saluran adalah "Lulus" jika tingkat sinyal yang diterima (RxSL) lebih baik daripada sensitivitas penerimaan (RxS), selain itu "Gagal". Di bawah ini adalah gambar yang menunjukkan beberapa nilai contoh untuk menggambarkan berbagai parameter input yang digunakan untuk penghitungan Link Budget:

Rumus berikut digunakan untuk menghitung anggaran sinyal yang diterima (RxSL) tautan 5G:

    Level Sinyal yang Diterima pada penerima (dBm) = gNodeB daya pancar (dBm) - 10 * log10 (kuantitas subcarrier) + penguatan antena GNodeB (dBi) - Kehilangan kabel gNodeB (dB) - Kehilangan jalur (dB) - Kehilangan jalur (dB) - Kehilangan penetrasi (dB) - kehilangan dedaunan (dB) - kehilangan blok tubuh (dB) - margin interferensi (dB) - margin hujan / es (dB) - margin fading lambat (dB) - kehilangan blok tubuh (dB) - gain antena UE (dB) + gain antena UE (dB) ……… ………… (1)

Dalam contoh gambar di atas, nilai yang dihitung RxSL adalah 77 dBm dan sensitivitas penerimaan (RxS) adalah -93 dan status tautannya adalah "Lulus". Biasanya tautan pembatas adalah tautan naik dan disarankan untuk menghitung Link Budget tautan bawah dan tautan tautan secara terpisah dan kemudian mempertimbangkan tautan terburuk.

Untuk menghitung path loss, kita perlu menggunakan model propagasi yang sesuai untuk 5G (5G menggunakan model propagasi 3D yang didefinisikan dalam 3GPP 36.873. Model UMa, UMi, dan RMa berlaku untuk pita frekuensi 2–6 GHz dan kemudian diperluas hingga 0,5– 100 GHz dalam 3GPP 38.901).

Sebagai contoh dan jika kita mempertimbangkan model UMa untuk kasus Line Of Sight (LOS), rumus path loss diberikan sebagai berikut:

    Kehilangan jalur = 28.0 + 22 * log10⁡ (d) +20 log10⁡ (fc) ………………… (2)

Jelas dari rumus di atas dan untuk menghitung path loss, kami memerlukan informasi "d" yang merupakan jarak antara pemancar dan penerima (jari-jari sel) dan frekuensi pusat (fc). Jika jari-jari sel sesuai dengan rentang sel maks, maka kehilangan jalur akan sesuai dengan kehilangan jalur maksimum yang diizinkan (MAPL).

Setelah kita mengetahui nilai path loss, maka dimungkinkan untuk menghitung level sinyal yang diterima yang akan dibandingkan dengan sensitivitas penerima

Sensitivitas penerima, bergantung pada Thermal noise power (dBm), noise figure (dB), ambang demodulasi SINR (dB). Sensitivitas penerima dihitung menggunakan rumus di bawah ini:

    Sensitivitas penerima (dBm) = Angka kebisingan (dB) + Suara Termal (dBm) + SINR (dB) ……… (3)

Kebisingan termal dihitung menggunakan rumus berikut: K * T * BW di mana "K" adalah konstanta Boltzmann dan "T" adalah suhu di Kelvin dan "BW" adalah bandwidth.

Noise Figure dan SINR adalah nilai-nilai spesifik vendor yang bergantung terutama pada kinerja perangkat keras dan kinerja decoding Skema Modulasi.

    Anda dapat menerapkan persamaan (1) menjadi excel dan memvariasikan jari-jari sel sampai tingkat sinyal penerimaan lebih baik atau sama dengan sensitivitas penerima.

Jika Anda ingin menyimpulkan secara langsung apa yang akan menjadi jari-jari sel yang sesuai dengan sensitivitas penerimaan tertentu, kita dapat menggunakan rumus Link Budget (1) dan mengganti Level Sinyal yang Diterima pada penerima (dBm) dengan sensitivitas penerimaan.

Sensitivitas penerimaan sama dengan:

    Daya derau termal (dBm) + figur derau UE (dB) + ambang demodulasi SINR (dB) …… (4)

Dengan mengganti formula (4) menjadi (1), path loss sama dengan:

    Kehilangan jalur (dB) = daya pancar gNodeB (dBm) - 10 * log10 (kuantitas subcarrier) + penguatan antena gNodeB (dBi) - Kehilangan kabel gNodeB (dB) - hilangnya penetrasi (dB) - kehilangan dedaunan (dB) - kehilangan dedaunan (dB) - kehilangan blok tubuh (dB) - margin interferensi (dB) - margin hujan / es (dB) - margin fading lambat (dB) - kehilangan blok tubuh (dB) + penguatan antena UE (dB) - Daya derau termal (dBm) - UE noise figure ( dB) - ambang demodulasi SINR (dB) …………………… .. (5)

Setelah path loss dihitung dan dengan mengetahui frekuensi pusat, kita dapat menyimpulkan jari-jari sel dengan menggunakan rumus path loss:

    Path Loss (PL) = 28.0 + 22 log10⁡ (d) +20 log10⁡ (fc) …………. (6)

Kami menyimpulkan jari-jari sel "d" dari rumus (5) dan itu diberikan dengan rumus di bawah ini:

    Jarak (d) = 10 Daya ((PL-28-20 * Log10 (fc)) / 22) ……………… .. (7)

Contoh jika path loss sama dengan 78,4 dB, maka radius Cell adalah 120m!

Melihat kembali rumus path loss (5), kami menyimpulkan bahwa faktor utama yang mengontrol nilai path loss adalah ambang demodulasi SINR (dB) yang berarti untuk nilai SINR yang lebih tinggi (modulasi yang lebih baik), path loss lebih rendah dan oleh karena itu Cell radius lebih kecil! … Diperlukan lebih banyak stasiun basis 5G.