本发明涉及一种基站平均电磁辐射预测方法。
背景技术：
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，对环境和公众健康造成了潜在的威胁。目前，对基站平均电磁辐射强度的预测主要通过频谱分析仪测量得到的基站最大电磁辐射强度和基站信号占空比计算得出。然而，对于基站最大电磁辐射强度和基站信号占空比的理论计算研究，仍处于探索阶段。
针对现有技术的不足，本发明提出一种基站平均电磁辐射预测方法。该方法通过基站发射天线的高度、预测点的高度和基站发射天线到预测点的直线距离，计算基站信号的路径损耗，结合基站最大发射功率和基站发射天线增益，得到预测点处的基站最大电磁辐射强度，再通过基站下行流量和基站下行速率，计算基站下行信号的占空比，最后结合基站最大电磁辐射强度和基站下行信号的占空比，得到预测点处的基站平均电磁辐射强度。实验表明，本发明提出的方法能够准确地预测基站平均电磁辐射强度。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基站平均电磁辐射预测方法，包括以下步骤：
1)根据基站发射天线的高度、预测点的高度和基站发射天线到预测点的直线距离，计算基站信号的路径损耗；
2)根据基站最大发射功率、基站发射天线增益和步骤1)得到的基站信号的路径损耗，计算预测点处的基站最大电磁辐射强度；
3)统计一定时间内的基站下行流量，结合基站下行速率，计算基站下行信号的占空比；
4)根据步骤2)得到的预测点处的基站最大电磁辐射强度和步骤3)得到的基站下行信号的占空比，计算预测点处的基站平均电磁辐射强度。
上述的一种基站平均电磁辐射预测方法，所述步骤1)中，基站信号的路径损耗为：
l＝-20log10hthr+40log10d
上式中，l表示基站信号的路径损耗，单位为db，ht表示基站发射天线的高度，单位为m，hr表示预测点的高度，单位为m，d表示基站发射天线到预测点的直线距离，单位为m。
上述的一种基站平均电磁辐射预测方法，所述步骤2)中，预测点处的基站最大电磁辐射强度为：
上式中，emax表示预测点处的基站最大电磁辐射强度，单位为v/m，pt表示基站最大发射功率，单位为w，g表示基站发射天线增益，单位为db，l表示基站信号的路径损耗，单位为db，d表示基站发射天线到预测点的直线距离，单位为m。
上述的一种基站平均电磁辐射预测方法，所述步骤3)中，基站下行信号的占空比为：
上式中，d表示基站下行信号的占空比，f表示t秒内的基站下行流量，单位为byte，t表示基站下行流量的统计时长，单位为s，r表示基站下行速率，单位为byte/s。
上述的一种基站平均电磁辐射预测方法，所述步骤4)中，预测点处的基站平均电磁辐射强度为：
上式中，eavg表示预测点处的基站平均电磁辐射强度，单位为v/m，emax表示预测点处的基站最大电磁辐射强度，单位为v/m，d表示基站下行信号的占空比。
本发明的有益效果在于：通过基站发射天线的高度、预测点的高度和基站发射天线到预测点的直线距离，计算基站信号的路径损耗，结合基站最大发射功率和基站发射天线增益，得到预测点处的基站最大电磁辐射强度，再通过基站下行流量和基站下行速率，计算基站下行信号的占空比，最后结合基站最大电磁辐射强度和基站下行信号的占空比，得到预测点处的基站平均电磁辐射强度。该方法能够快速、精确地预测基站平均电磁辐射强度，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发明进一步详细说明。本实施例在以本发明内容为前提下进行，给出了详细的实施步骤，但本发明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实验楼附近的td-lte基站电磁辐射强度，该基站最大发射功率pt＝16w，基站天线增益g＝20db，实验测量设备为便携式频谱分析仪keysightfieldfoxn9918a和周期对数天线hyperlog60180。
本发明提供一种基站平均电磁辐射预测方法，包括以下步骤：
1)根据基站发射天线的高度、预测点的高度和基站发射天线到预测点的直线距离，计算基站信号的路径损耗；
2)根据基站最大发射功率、基站发射天线增益和步骤1)得到的基站信号的路径损耗，计算预测点处的基站最大电磁辐射强度；
3)统计一定时间内的基站下行流量，结合基站下行速率，计算基站下行信号的占空比；
4)根据步骤2)得到的预测点处的基站最大电磁辐射强度和步骤3)得到的基站下行信号的占空比，计算预测点处的基站平均电磁辐射强度。
所述步骤1)中，基站发射天线的高度ht＝31m，预测点的高度hr＝13.5m，基站发射天线到预测点的直线距离d＝117m，因此基站信号的路径损耗为：
l＝-20log10hthr+40log10d
＝-20log10(31·13.5)+40log10117
≈30.29db
所述步骤2)中，基站最大发射功率pt＝16w，基站发射天线增益g＝20db，基站发射天线到预测点的直线距离d＝117m，因此预测点处的基站最大电磁辐射强度为：
所述步骤3)中，基站下行流量的统计时长t＝1800s，1800秒内的基站下行流量f＝2.364·1010byte，基站下行速率r＝6.25·106byte/s，因此基站下行信号的占空比为：
所述步骤4)中，预测点处的基站平均电磁辐射强度为：
本实施例使用频谱分析仪对大学校园内实验楼附近的td-lte基站电磁辐射强度进行了测量，测量值为0.0466v/m，与本发明所使用方法的预测值基本一致，说明利用此方法可以准确、快速地对基站平均电磁辐射强度进行预测，验证了本发明所使用方法的有效性。