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TD-SCDMA海面覆盖策略浅析


http://www.sina.com.cn 2006年08月08日 17:08 中国信息产业网-人民邮电报

  随着对移动通信业务的依赖,人们期望在不久的将来能够实现无论在何时何地都可以快捷方便地与任何人通话的梦想。运营商也在从城市向农村甚至向边远地区不断地拓展其业务覆盖范围。在过去,当无线业务主要集中在人口稠密区时,人们主要关心的是市区传播模型、郊区传播模型和开阔地传播模型,而对海面这种特殊的无线传播环境研究得较少。随着经济的发展,沿海渔业、海上旅游业也迅速发展,尤其是渔民对移动通信的需求量很大,这些用户已经成为沿海城市的运营商争夺的重点。

  TD-SCDMA系统作为三大3G国际标准之一,相比于二代移动通信系统,能够更好地适应未来移动通信的发展。TD-SCDMA系统除了在容量上比2G系统有较大提升外,在覆盖能力方面也不逊于2G系统。针对海面、荒漠等广域覆盖场景,业界已经推出了相关的TD-SCDMA解决方案。

  TD-SCDMA技术支持能力

  从TD-SCDMA制式本身来看,由于TD-SCDMA系统的帧结构特点,一般认为,TD-SCDMA系统的覆盖能力受其帧结构限制,在不允许时隙间干扰存在的情况下,TD-SCDMA系统最大覆盖半径不能超过11.25公里。要克服11.25公里覆盖半径的限制,目前常用的解决方法是通过牺牲某个业务时隙(比如TS1)来人为获得更大的保护时隙间隔,从而可以获得更大的传播距离,但是这种方法对基站设备改动较大,而且对系统容量会造成一定的损失。大唐移动技术人员通过认真研究,找到了一种更简单的解决TD-SCD-MA系统广覆盖的方法,其基本思想是在不牺牲业务时隙的情况下,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。目前该方案已经申请专利并在青岛试验网中得到了成功验证。

  海面覆盖规划

  1.传播模型

  无线电波在海面传播时,传播路径主要是通过空气传播的直达波和经过海面反射的反射波。对于在海面船只上的移动台,受海浪的影响,移动台的实际高度有较大起伏。而船只大小不同,也将使得移动台的使用高度发生变化。由于海面传播损耗很小,信号可以传播到很远的海面上。此时,地球不能再看作平面,而应把它看作球面,即地球曲率将对信号传播产生影响。另外,处于传播路径上的岛屿、巨轮也会对信号传播产生阴影效应。在对链路进行预算时,可采用农村开阔地,并在此基础上减小3dB进行计算(即海平面的传播损耗比农村开阔地小3dB)。

  2.无线视距计算

  在广覆盖的情况下,由于站址选择和海面传播环境的原因,基站覆盖能力往往受视距限制,在地球大气中,无线视距还会受到大气折射的影响,由几何关系结合实际测试的结果,我们可以得到在海面上的近似视距公式,根据公式我们就可以进行无线视距计算。

  3.站点规划

  根据基站灵敏度、基站侧天线增益、基站天馈损耗、人体损耗、正态衰落裕量,我们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。因此,海面覆盖的站点规划,关键在于根据目标覆盖区域来选取合适高度的站点。实际测试结果表明:针对要求覆盖半径在30公里左右的海域,通常选择在沿海平坦地区建塔的方式,塔高一般根据覆盖区域在50米左右调整。针对要求覆盖半径大于45公里小于70公里的海域,通常选择在海边山顶建塔,高度在100~200米不等。当覆盖半径要求大于70公里时,通常站高选择在200米以上。

  4.天线选择

  目前大唐移动采用TDB09A宏基站来完成海面的广域覆盖。该款基站采用扇区化智能天线,在天线选型方面可从不同角度进行分析。由于需要尽可能地增大覆盖范围,在天线的增益方面一般选择高增益的天线;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;在进行海面和沙漠覆盖时,由于要考虑地球球面曲率的影响,一般天线架设得很高,会超过100米,在近端容易形成盲区,因此,建议选择具有零点填充的天线,可以改善覆盖效果,提高服务质量。

  据了解,大唐移动目前正在致力于海洋超远覆盖的研究,并获取了大量的实际海测数据,对海洋覆盖模型进行了修正,建立了自己的海洋覆盖模型库,积累了丰富的规划优化经验。目前大唐移动基站设备已经在青岛试验网中有海面覆盖的应用,在基站的天线挂高满足一定条件的情况下,可以实现对40~50公里区域进行超远覆盖。

  (蔡宝忠 人民邮电报)

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