Калькулятор радиопокрытия 4G/5G Онлайн | Точный расчет RSRP

Coverage Calc

Одиночный расчет
Пакетный (Excel)

O2I
0.00000, 0.00000

Калькулятор радиопокрытия 4G LTE/ 5G NR: Расчет RSRP, EPRE и Link Budget онлайн

Профессиональный инженерный инструмент для визуализации зоны покрытия базовой станции 5G/LTE на интерактивной карте. Калькулятор выполняет расчет уровня принимаемого сигнала (RSRP) на основе энергии ресурсного элемента (EPRE) и стандартизированных моделей распространения радиоволн 3GPP TR 38.901. Поддерживает поиск адреса, измерение расстояний линейкой и экспорт результатов в форматах KML и CSV.

Ключевая особенность — автоматический расчет спектральной плотности мощности (EPRE) на основе полосы пропускания и нумерологии 5G NR, а также учет проникновения сигнала сквозь внешние стены зданий по модели O2I (Outdoor-to-Indoor).

Инструкция по использованию калькулятора

  • Модель среды: Выберите сценарий распространения — UMa NLOS для плотной городской застройки, RMa NLOS для пригородов и сельской местности, или FSPL для идеальных условий прямой видимости.
  • Координаты БС: Уточните на карте координаты для установки точки или воспользуйтесь строкой поиска адреса. Линейка позволяет измерить расстояние до интересующих объектов.
  • Частотные параметры: Укажите несущую частоту (по умолчанию 3800 МГц — диапазон n78), выберите Нумерологию (SCS) и Полосу пропускания (Bandwidth). Эти данные необходимы для точного расчета энергии на ресурсный элемент.
  • Энергетика передатчика: Введите мощность Tx (по умолчанию 46 dBm) и коэффициент усиления антенны (17 dBi). Параметр EPRE рассчитывается автоматически.
  • Секторная конфигурация: Задайте количество секторов (1–6), ширину диаграммы направленности и азимуты. Калькулятор построит зону покрытия с учетом ослабления сигнала вне главного лепестка.
  • Учет препятствий (O2I): Активируйте галочку «O2I», чтобы добавить затухание при проникновении сигнала в здание. Поле «Доп. потери» используйте для Body Loss, Slow Fading Margin и Foliage Loss.
  • Нажмите «Рассчитать». На карте появятся цветные зоны RSRP от −80 до −120 dBm. Результаты можно экспортировать в KML для Google Earth или CSV для дальнейшего анализа.

Содержание

Методика расчета: от EPRE к RSRP

В отличие от упрощенных калькуляторов, использующих общую мощность передатчика, данный алгоритм работает с энергией на ресурсный элемент (Energy Per Resource Element). Такой подход соответствует физике измерений RSRP в сетях 5G NR и LTE, где терминал измеряет мощность на отдельных поднесущих опорных сигналов.

1. Расчет EPRE (dBm)

Мощность передатчика распределяется по всей полосе частот. Формула расчета спектральной плотности:

EPRE = PTX − 10·log10(BWHz) + 10·log10(SCSHz)

Где:
• PTX — полная мощность передатчика (dBm).
• BWHz — ширина канала в Герцах (например, 100 МГц = 100·106).
• SCSHz — разнос поднесущих (например, 30 кГц = 30000 Гц).

2. Эффективная излучаемая мощность (EIRP)

EIRP = EPRE + GAntenna (Усиление антенны, dBi)

3. Итоговый уровень сигнала (RSRP)

RSRP (dBm) = EIRP − PathLoss(d) − WallLoss − AdditionalLoss

Примеры расчета Link Budget 5G NR

Пример 1: Макросота n78 (3800 МГц), городская застройка

Исходные данные: PTX = 46 dBm, BW = 100 МГц, SCS = 30 кГц, Gain = 17 dBi, O2I включен, Доп. потери = 18 дБ.

Расчет EPRE:
EPRE = 46 − 10·log10(100·106) + 10·log10(30000) = 46 − 80 + 44.77 = 10.77 dBm

Расчет EIRP: 10.77 + 17 = 27.77 dBm

Потери в стене (3.8 ГГц): Lwall = 12.2 + 3.2 × 3.8 = 24.36 дБ

Доступный бюджет для PathLoss (RSRP = −110 dBm):
PathLossmax = 27.77 − (−110) − 24.36 − 18 = 95.41 дБ

По модели UMa NLOS это соответствует дальности около 180–220 метров для indoor-покрытия.

Пример 2: Сельская местность n78 (3800 МГц), outdoor

Исходные данные: PTX = 46 dBm, BW = 100 МГц, SCS = 30 кГц, Gain = 17 dBi, O2I выключен, Доп. потери = 10 дБ, высота БС = 35 м.

EIRP: 27.77 dBm (аналогично примеру 1)

Доступный бюджет для PathLoss (RSRP = −100 dBm):
PathLossmax = 27.77 − (−100) − 10 = 117.77 дБ

По модели RMa NLOS при высоте БС 35 м это обеспечивает дальность 1.5–2.5 км для уверенного outdoor-покрытия.

Пример 3: Малая сота n41 (2600 МГц), SCS 15 кГц

Исходные данные: PTX = 37 dBm, BW = 40 МГц, SCS = 15 кГц, Gain = 10 dBi, O2I включен.

Расчет EPRE:
EPRE = 37 − 10·log10(40·106) + 10·log10(15000) = 37 − 76.02 + 41.76 = 2.74 dBm

EIRP: 2.74 + 10 = 12.74 dBm

Потери в стене (2.6 ГГц): Lwall = 12.2 + 3.2 × 2.6 = 20.52 дБ

Малые соты предназначены для локального уплотнения с радиусом покрытия 50–150 метров.

Пример 4: Сравнение нумерологий при одинаковой мощности

Условия: PTX = 46 dBm, BW = 100 МГц, частота 3800 МГц.

SCS EPRE Комментарий
15 кГц 7.76 dBm Больше поднесущих — энергия распределена сильнее
30 кГц 10.77 dBm Стандартный выбор для FR1
60 кГц 13.78 dBm Меньше поднесущих — выше EPRE на каждую

При увеличении SCS вдвое EPRE возрастает на 3 дБ, что эквивалентно увеличению дальности на 15–20% при прочих равных условиях.

Затухание сигнала в стенах (O2I Model)

Для частот 5G NR (особенно C-band 3.3–4.2 ГГц и n79 4.4–5.0 ГГц) проникновение в здания является критическим фактором планирования. Калькулятор использует частотно-зависимую модель затухания для типовой железобетонной конструкции.

Формула потерь в стене (Wall Loss):

Lwall = 12.2 + 3.2 · fГГц

Справочные значения для популярных диапазонов:

Диапазон Частота Потери O2I
n3 (LTE 1800) 1800 МГц ≈ 18.0 дБ
n41 2600 МГц ≈ 20.5 дБ
n78 3500 МГц ≈ 23.4 дБ
n78 3800 МГц ≈ 24.4 дБ
n79 4700 МГц ≈ 27.2 дБ

Модели распространения радиоволн 3GPP TR 38.901

Калькулятор реализует стандартизированные модели потерь на трассе (Path Loss) для частотного диапазона FR1 (410 МГц – 7.125 ГГц):

Модель Сценарий Применение
UMa NLOS Urban Macro, Non-Line-of-Sight Плотная городская застройка, многоэтажные здания, отсутствие прямой видимости. Основная модель для городского планирования.
RMa NLOS Rural Macro, Non-Line-of-Sight Пригороды, сельская местность, малоэтажная застройка. Учитывает среднюю высоту зданий 5 м и ширину улиц 20 м.
FSPL Free Space Path Loss Идеальные условия распространения без препятствий. Используется для оценки верхней границы дальности или фиксированных радиолиний.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Почему вместо количества PRB вводятся Numerology и Bandwidth?

Это сделано для повышения точности и удобства расчета. В 5G NR количество ресурсных блоков (PRB) зависит от выбранной нумерологии (SCS 15/30/60 кГц для FR1) и защитных интервалов, которые различаются для каждой комбинации. Прямой ввод полосы пропускания и SCS позволяет калькулятору точно определить EPRE без необходимости обращаться к таблицам 3GPP TS 38.101.

Почему по умолчанию выбрана частота 3800 МГц?

Диапазон 3.8 ГГц входит в полосу n78 (3300–3800 МГц), которая является основным mid-band спектром для развертывания 5G NR в Европе и большинстве стран мира. Этот диапазон обеспечивает оптимальный баланс между емкостью сети и радиусом покрытия.

Насколько критично включение опции O2I?

На частоте 3.8 ГГц одна внешняя стена здания вносит затухание около 24 дБ. Практический пример: если на улице уровень RSRP составляет −85 dBm (отличное качество), то сразу за стеной внутри здания он упадет до −109 dBm (порог устойчивой связи). Для планирования indoor-покрытия или оценки качества сигнала внутри помещений эту опцию необходимо включать.

Что включать в поле «Доп. потери»?

Рекомендуемые значения для типового расчета:

  • Body Loss (потери на теле человека): 3–4 дБ
  • Slow Fading Margin (запас на медленные замирания): 6–8 дБ для 90% вероятности покрытия
  • Foliage Loss (потери в листве): 5–15 дБ в зависимости от сезона и плотности
  • Кабельные потери: если не учтены в усилении антенны

Суммарное значение 15–20 дБ является типичным для консервативного планирования.

Как работает расчет для нескольких секторов?

Калькулятор строит диаграмму направленности каждого сектора с учетом заданной ширины луча (Beamwidth). Ослабление сигнала вне главного лепестка рассчитывается по формуле: Att = 12·(θ/θ3dB)², где θ — угол отклонения от азимута, θ3dB — ширина ДН по уровню −3 дБ. Максимальное ослабление ограничено 25 дБ (уровень боковых лепестков).

Для чего нужен экспорт в KML и CSV?

KML — формат для визуализации в Google Earth Pro. Позволяет наложить рассчитанные зоны покрытия на спутниковые снимки высокого разрешения и рельеф местности. CSV — табличный формат для импорта параметров в Excel или специализированное ПО радиопланирования .

➤