作 者:武汉虹信通信技术有限责任公司 张磊
终端移动速度一般在80~220km的范围内将出现一定程度的多普勒频移现象,需要基站支持动态频移补偿技术。
(2)用户业务使用习惯多样
要求支持CS12.2kbit/s的语音业务和CS64 kbit/s的数据业务连续覆盖,部分区域发达沿线需要考虑升级支持PS 384 kbit/s流媒体下载。
(3)容量一般不是无线网络规划受限的因素
在该场景下,语音业务密度<2Erl/km2,以12.2kbit/s语音业务为例(按照0.02Erl计算),考虑多频点特性,在单扇区三载波配置下可以提供71个信道,等效为3 550个用户,完全可以满足容量需求。另外,由于汽车、列车快速驶入小区而带来的话务量短期内骤变,需要依情况考虑适当的容量预留。
(4)重点考虑连续覆盖的广度和深度
尽量采用各种覆盖增强技术扩大覆盖距离,如使用直放站进行区域性信号增强、采用高增益窄波瓣天线、选用大功放等。
根据以上特征,可以得出以下解决方案。
(1)解决方案一:采用宏基站+射频拉远
适用于交通沿线具有光纤资源而不具备机房且地形较平坦、笔直。由于RRU支持室外环境抱杆、挂塔等多种安装方式,可降低每个站点对机房配套建设要求,实现快速建站,大幅节省建设成本和运维成本。
(2)解决方案二:采用微蜂窝基站+射频直放站
适用于交通沿线只有个别地点具有光纤传输资源。对于传输资源无法解决的地方,可通过射频直放站实现空中无线信号接力放大,延伸覆盖区域。直放站成本低,安装简便,组网灵活,对线形覆盖区域具有高效低成本的天然优势,十分适合纵深覆盖。
(3)解决方案三:采用射频拉远模块串联
适合在一般省际SDH骨干网沿路而建,可以提供丰富的光纤传输资源。充足的裸光纤资源为光纤拉远模块串型组网链接提供了得天独厚的便利条件。解决方案三如图5所示。
(4)解决方案四:宏基站+高增益天线
对于单纯交通干线沿途,如果采用两扇区的S1/1配置,两副天线背靠背沿交通干线两个方向覆盖,天线前后比指标无法保证两个扇区背向交界的区域得到良好的覆盖,同时频繁的小区间切换将导致掉话率升高。因此可通过小区合并的方式降低切换概率,如采用功分方式,一个基站扇区为两副背靠背天线提供信号输入,这样两副天线同属一个小区,因此相邻小区频繁切换概率降低了50%。解决方案四如图6所示。
图5 解决方案三示意
图6 解决方案六示意
2.4草原、海面、沙漠等超远覆盖
草原、沙漠、近海海面等覆盖区域也是典型的低话务地区,这些区域一般地势平坦,人烟稀少,无线电波在海平面、沙漠等环境传播时,传播路径主要是通过空气传播的直达波和经过海面或地面的反射波。由于传播损耗很小,信号可以传播到很远的地方。此时,地球不能再看作平面,而应把它看作球面,即地球曲率对信号传播产生的影响。另外,处于传播路径上的岛屿、沙丘等也会对信号传播产生阴影效应。在链路预算时,可采用农村开阔地模型,并在此基础上减小约3dB进行计算。对于无线网络的建设一般也要求通过少量的设备实现长距甚至超长距的覆盖,容量方面的要求相对较小。
在超高频和甚高频频段无线电波的地对地传播模型中,地球影响的大小是依赖于路径的长短。在视距路径上,地球的主要影响在于引起反射波,从而在接收机内部对直射电波产生消极或积极的干扰。对于超视距的路径,由于电波的衍射及散射的存在,信号传播可能会超过视距。
在视距的情况下,随着距离的增加,信号强度的衰减比在非视距的情况下慢,而根据TD-SCDMA基站灵敏度、站侧的天线增益、天馈线损耗、人体损耗、正态衰落余量就可以得到最大允许的空间损耗。如果传播信号在视距范围内的损耗小于最大允许的空间损耗,那么信号将进入非视距范围继续传播,但站点的覆盖半径主要取决于视距范围大小。
无线视距与发射台高度、移动台高度的关系式如下:
其中,Hb为天线挂高(m),Hm为移动台高度(m),d为站点覆盖半径(km)。
由于非视距范围一般都在数千米以内,对于海面、平原等超远覆盖来讲,该站点的覆盖半径基本上等于该站址的视距。由于基站和移动台高度通常远小于传播距离,反射波的入射角和反射角很小,且相等。
图7 海上传播路径示意
在海平面、沙漠、沙漠等区域进行站址规划时,关键在于根据目标覆盖区来选择合适高度的站点和天线类型,同时由于TD-SCDMA系统的定向智能天线增益可达15dBi,通过调整发射和接收增益,实现超长距覆盖,海面传播路径如图7所示。相关的实际测试结果表明:
·如果要求覆盖半径在30km左右,通常选择在比较平坦的地方建塔,塔高一般在50m左右;
·如果要求覆盖半径在45~70km,通常选择比较高的山丘、沿海边山顶的地方建塔,塔高在100~200m;
·如果覆盖半径在70km,通常塔高选择在200m以上;
·海面及沙漠覆盖一般要求天线具有比较宽的水平波瓣宽度,而对天线的垂直波瓣宽度则要求较窄,这样能保证良好的水平覆盖面,并提供足够的增益满足远覆盖距离的要求。
由于TD-SCDMA系统的特殊性,在基站系统设置上可通过多次尝试发送上行导频信号,且每次发送提前量按一定步长步进,直到基站可以检测到上行导频信号为止,从而实现TD-SCDMA广覆盖。
3 结束语
TD-SCDMA网络建设已经全面展开,由于传统2G网络的完善覆盖和可靠性,使得用户对3G网络有着更高的期待,怎样低成本以及高质量地实现低话务量地区的覆盖是运营商十分关心的问题。作为业界领先的无线覆盖方案提供商,武汉虹信通信技术有限责任公司运用独具特色产品和技术,提供经济灵活的低话务地区覆盖解决方案,可完全满足运营商在网络建设上的广覆盖、低成本、快速建网要求,为TD-SCDMA网络的顺利商用作出自己应有的贡献。