一种基于区域用户分布的基站电磁辐射预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于区域用户分布的基站电磁辐射预测方法，该方法考虑了预测区域内的用户分布对基站电磁辐射的影响，通过建立预测区域内用户的地点转移矩阵，计算预测区域内不同地点的平均用户数量，再根据活跃用户数量的概率分布，计算不同地点的基站实际发射功率，进而得出预测区域内不同地点的电磁辐射强度。本发明专利技术能够快速、精确地对预测区域内不同地点的基站电磁辐射强度进行预测与评估，对基站电磁辐射暴露情况的研究有较大的参考价值，具有一定的社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区域用户分布的基站电磁辐射预测方法
本专利技术涉及一种基于区域用户分布的基站电磁辐射预测方法。
技术介绍
随着社会信息化程度不断加深，无线通信业务呈现爆炸式增长，大量的新建基站投入使用，为人与人之间的沟通和社会信息的交流提供了极大的便利。与此同时，通信基站使用电磁波作为信息传输载体，导致了严重的电磁辐射问题。传统的基站电磁辐射研究通常结合基站的最大发射功率和基站信号占空比进行分析，但实际上，基站电磁辐射强度与基站覆盖区域内用户分布有关，目前还没有针对用户分布进行基站电磁辐射研究的方法。针对现有技术的不足，本专利技术提出一种基于区域用户分布的基站电磁辐射预测方法。该方法考虑了预测区域内的用户分布对基站电磁辐射的影响，通过建立预测区域内用户的地点转移矩阵，计算预测区域内不同地点的平均用户数量，再根据活跃用户数量的概率分布，计算不同地点的基站实际发射功率，进而得出预测区域内不同地点的电磁辐射强度。实验表明，本专利技术提出的预测方法能够准确地预测区域内不同地点的基站电磁辐射强度。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于区域用户分布的基站电磁辐射预测方法，包括以下步骤：1)建立预测区域内用户的地点转移矩阵；2)根据步骤1)得到的地点转移矩阵和预测区域内的总用户数量，计算预测区域内不同地点的平均用户数量；3)建立预测区域内不同地点的活跃用户数量的概率分布，结合步骤2)得到的预测区域内不同地点的平均用户数量，计算出不同地点的基站实际发射功率；4)根据步骤3)得到的不同地点的基站实际发射功率，计算预测区域内不同地点的电磁辐射强度。上述的一种基于区域用户分布的基站电磁辐射预测方法，所述步骤1)中，预测区域共包含n个地点，地点转移矩阵为：其中，M表示地点转移矩阵，pij为转移概率，表示用户从第i个地点转移到第j个地点的概率；地点转移矩阵中的所有转移概率都通过通信基站用户管理系统获得。上述的一种基于区域用户分布的基站电磁辐射预测方法，所述步骤2)中，不同地点的平均用户数量为：上式中，Ni表示第i个地点的平均用户数量，N为区域内的总用户数量，pji为转移概率，表示用户从第j个地点转移到第i个地点的概率，pj表示用户位于第j个地点的初始概率，由区域内的初始用户分布决定。上述的一种基于区域用户分布的基站电磁辐射预测方法，所述步骤3)中，不同地点的基站实际发射功率为：上式中，Pi表示第i个地点的基站实际发射功率，单位为W；Ni表示第i个地点的平均用户数量，Pt表示基站额定发射功率，单位为W；m表示活跃用户数量，Pi(m)表示第i个地点的活跃用户数量的概率分布，其表达式为：上式中，βi表示第i个地点的用户活跃度，其值由具体地点决定。上述的一种基于区域用户分布的基站电磁辐射预测方法，所述步骤4)中，预测区域内不同地点的电磁辐射强度为：上式中，Si表示第i个地点的基站电磁辐射强度，单位为μW/cm2，Pi表示第i个地点的基站实际发射功率，单位为W，G表示发射天线的增益，单位为dB，di表示第i个地点与基站天线之间的距离，单位为米。本专利技术的有益效果在于：考虑了预测区域内的用户分布对基站电磁辐射的影响，通过建立预测区域内用户的地点转移矩阵，计算预测区域内不同地点的平均用户数量，再根据活跃用户数量的概率分布，计算不同地点的基站实际发射功率，进而得出预测区域内不同地点的电磁辐射强度。该方法能够快速、精确地对预测区域内不同地点的基站电磁辐射强度进行预测与评估，对基站电磁辐射暴露情况的研究有较大的参考价值，具有一定的社会效益。具体实施方式下面结合具体实施方案对本专利技术进一步详细说明。本实施例在以本
技术实现思路
为前提下进行，给出了详细的实施步骤，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本实施例预测大学校园内学生公寓附近的WCDMA基站电磁辐射强度，对预测结果进行验证的实验测量设备为便携式频谱分析仪KeysightFieldFoxN9918A和周期对数天线HyperLOG60180。本专利技术提供一种基于区域用户分布的基站电磁辐射预测方法，包括以下步骤：1)建立预测区域内用户的地点转移矩阵；2)根据步骤1)得到的地点转移矩阵和预测区域内的总用户数量，计算预测区域内不同地点的平均用户数量；3)建立预测区域内不同地点的活跃用户数量的概率分布，结合步骤2)得到的预测区域内不同地点的平均用户数量，计算出不同地点的基站实际发射功率；4)根据步骤3)得到的不同地点的基站实际发射功率，计算预测区域内不同地点的电磁辐射强度。所述步骤1)中，预测区域共包含教学楼、实验楼、图书馆、食堂和学生公寓5个地点，根据通信基站用户管理系统可以得到地点转移矩阵为：其中，M表示地点转移矩阵，该矩阵的第i行第j列表示用户从第i个地点转移到第j个地点的概率，例如第4行第5列表示用户从第4个地点(食堂)转移到第5个地点(学生公寓)的概率为0.41。所述步骤2)中，预测区域内的总用户数量N＝31842，用户位于教学楼、实验楼、图书馆、食堂和学生公寓的初始概率分别为0.31,0.09,0.12,0.06,0.42，因此学生公寓的平均用户数量N5＝31842·(0.16·0.31+0.19·0.09+0.21·0.12+0.41·0.06+0.03·0.42)≈752所述步骤3)中，学生公寓附近的WCDMA基站额定发射功率Pt＝20W，学生公寓的活跃用户数量的概率分布为：学生公寓附近的WCDMA基站实际发射功率为：所述步骤4)中，学生公寓附近的WCDMA基站发射天线的增益G＝16dB，学生公寓距离基站的距离d5＝37米，因此，学生公寓的WCDMA基站电磁辐射强度预测值为：本实施例使用频谱分析仪对学生公寓的WCDMA基站电磁辐射强度进行了测量，测量值为2.0138μW/cm2，与本专利技术所使用方法的预测值基本一致，说明利用此方法可以实现预测区域内不同地点的基站电磁辐射的精确预测，验证了本专利技术所使用方法的有效性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区域用户分布的基站电磁辐射预测方法，其特征在于，包括如下步骤：1)建立预测区域内用户的地点转移矩阵；2)根据步骤1)得到的地点转移矩阵和预测区域内的总用户数量，计算预测区域内不同地点的平均用户数量；3)建立预测区域内不同地点的活跃用户数量的概率分布，结合步骤2)得到的预测区域内不同地点的平均用户数量，计算出不同地点的基站实际发射功率；4)根据步骤3)得到的不同地点的基站实际发射功率，计算预测区域内不同地点的电磁辐射强度。

【技术特征摘要】
1.一种基于区域用户分布的基站电磁辐射预测方法，其特征在于，包括如下步骤：1)建立预测区域内用户的地点转移矩阵；2)根据步骤1)得到的地点转移矩阵和预测区域内的总用户数量，计算预测区域内不同地点的平均用户数量；3)建立预测区域内不同地点的活跃用户数量的概率分布，结合步骤2)得到的预测区域内不同地点的平均用户数量，计算出不同地点的基站实际发射功率；4)根据步骤3)得到的不同地点的基站实际发射功率，计算预测区域内不同地点的电磁辐射强度。2.如权利要求1所述的一种基于区域用户分布的基站电磁辐射预测方法，其特征在于，所述步骤1)中，预测区域共包含n个地点，地点转移矩阵为：其中，M表示地点转移矩阵，pij为转移概率，表示用户从第i个地点转移到第j个地点的概率；地点转移矩阵中的所有转移概率都通过通信基站用户管理系统获得。3.如权利要求1所述的一种基于区域用户分布的基站电磁辐射预测方法，其特征在于，所述步骤2)中，不同地点的平均用户数量为：上式中，Ni表示第i个地点的平均用户数...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨万春，郑利洋，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43