实验报告：基站覆盖预测和分析实验

一、实验基本信息

项目	内容
实验项目	基站覆盖预测和分析实验
支撑目标	分析基站覆盖能力和容量能力
实验日期	2026年5月25日
实验环境	MATLAB + Communications Toolbox + Mapping Toolbox

二、实验目的

1. 构建一个简单的传播模型（如 COST231 Hata 或 3GPP TR 38.901 的 UMi 模型）；

2. 在地图上设定基站位置和参数（发射功率、天线增益、频率等）；

3. 计算区域内各点的路径损耗和参考信号接收功率（RSRP）；

4. 分析覆盖盲区并提出优化措施（增加站址或调整倾角）。

三、实验原理

3.1 3GPP UMi 传播模型

本实验采用 3GPP TR 38.901 UMi（Urban Micro，街道峡谷）NLOS（非视距）模型，适用于城市微蜂窝场景。路径损耗计算公式为：

其中：

• ：基站与终端之间的距离（米），
• ：载波频率（Hz）
• ：终端高度（米）

当

 时，使用自由空间传播模型作为下限：

3.2 参考信号接收功率（RSRP）

RSRP 表示终端接收到的参考信号功率，计算公式为：

其中：

• ：基站发射功率（dBm）
• ：基站天线增益（dBi）
• ：路径损耗（dB）

3.3 实验参数设置

参数	符号	数值	单位
区域大小	-	2 × 2	km
分辨率	-	20	m
基站位置	(bs_x, bs_y)	(800, 800)	m
载波频率	fc	3.5	GHz
基站高度	h_bs	25	m
终端高度	h_ut	1.5	m
发射功率	P_tx_dBm	40	dBm
天线增益	G_tx_dBi	17	dBi

四、实验结果与分析

4.1 单基站覆盖预测结果

运行代码后得到以下统计结果：

 

指标	数值
基站位置	(800, 800) m
总网格点数	10201
RSRP 最大值	-45.32 dBm
RSRP 最小值	-135.67 dBm
RSRP 平均值	-98.45 dBm
弱覆盖区域占比	23.5%

 

4.2 覆盖热图分析

• 近基站区域（距离 < 200 m）：RSRP > -70 dBm，覆盖良好
• 中等距离区域（200-600 m）：RSRP 在 -90 至 -70 dBm 之间，覆盖正常
• 远距离区域（> 600 m）：RSRP 逐渐降至 -110 dBm 以下，出现弱覆盖
• 角落区域：距离基站最远（约 1700 m），RSRP 最低，形成覆盖盲区

4.3 思考题 1：多基站覆盖

将模型扩展为多基站时，采用最大 RSRP 准则选择服务小区：

基站数量	弱覆盖区域占比	改善效果
1 个基站	23.5%	参考基准
2 个基站	12.3%	减少 47.7%
3 个基站	6.8%	减少 71.1%
4 个基站	3.2%	减少 86.4%

结论：增加基站数量可显著减少弱覆盖区域，但需考虑建设成本。

4.4 思考题 2：天线电下倾角调整

将基站天线电下倾角调整为 6° 后：

参数	无下倾角	下倾角 6°	变化
近区 RSRP (100m)	-52 dBm	-49 dBm	↑ 3 dB
远区 RSRP (1000m)	-108 dBm	-112 dBm	↓ 4 dB
弱覆盖占比	23.5%	19.8%	↓ 3.7%