CDMA系統(tǒng)海域覆蓋解決方案探討

【摘要】本文通過對海面無線傳播模型，測試后的模型校正、鏈路預(yù)算等方面分析了海域覆蓋理論基礎(chǔ)和可行性；在此基礎(chǔ)上分析了影響海域覆蓋距離的主要因素，提出了實(shí)際規(guī)劃中基站站點(diǎn)選址、天饋、設(shè)備、塔放選擇等方面應(yīng)當(dāng)注意的原則，希望對實(shí)際工程規(guī)劃能起到一定的指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】海域覆蓋鏈路預(yù)算模型校正

一、概述

中國臨海海域廣闊，海域面積約473萬平方千米，海岸線總長度3.2萬千米，其中大陸海岸線1.8萬千米，島嶼海岸線1.4萬千米。

隨著沿海漁業(yè)、海上旅游業(yè)的發(fā)展，這些用戶已經(jīng)成為沿海城市運(yùn)營商爭奪的重點(diǎn)。因此，研究信號的海域覆蓋解決方案有著現(xiàn)實(shí)的必要性。

二、海域超遠(yuǎn)覆蓋技術(shù)和可行性分析

1、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基礎(chǔ)理論分析數(shù)據(jù)

（1）平滑地球無線視距的計(jì)算

根據(jù)Jhong Sam Lee和Leonard E.Miller的看法：在超高頻和甚高頻頻段無線電波的地對地傳播模型中，地球影響的大小是依賴于路徑的長短。如圖1所示。

無線電波的傳播路徑為曲線，比地平線的距離（光學(xué)路徑）要大，如圖2，對于一個(gè)無任何地形特征的“平滑地球”（如海平面）模型，設(shè)天線的有效高度為h，則從該天線發(fā)出或接收到的射線所經(jīng)過的曲線路徑是和地球相切的。從天線到切點(diǎn)的距離即為平滑地球無線視距，在圖2中左圖中標(biāo)示d。

在通信路徑的分析中，處理直線路徑要方便一些。因此圖2右圖給出了修改后的幾何模型，其中虛擬地球的半徑a=kr>r（r=6370km）。當(dāng)射線路徑與地球表面的距離在1km以內(nèi)時(shí)，可將其看作直線傳播，此時(shí)可利用有效的地球半徑公式a=4r/3=8493km。（參見《CDMA系統(tǒng)工程手冊》）。

參照圖2的右圖，注意到d和虛擬地球半徑a是直角三角形的兩條直角邊，且知2a>>h，由此解得d為：

根據(jù)接收點(diǎn)離開發(fā)射天線的距離，稱小于0.7d的區(qū)域?yàn)槊鲄^(qū)，0.7d～（1.2～1.4）d的區(qū)域?yàn)榘腙幱皡^(qū)，大于（1.2～1.4）d的區(qū)域?yàn)殛幱皡^(qū)。

根據(jù)從海事局了解到的信息，一般中小漁船的甲板距海面高度在4米左右，而大船甲板高度一般達(dá)到20米左右，見表1。

假定允許的最大空間鏈路損耗為147dB，通過鏈路預(yù)算基站不同高度覆蓋半徑如表2所示：

通過上述鏈路預(yù)算分析海域覆蓋效果和基站和移動(dòng)臺天線掛高有重要關(guān)系。

（2）無線系統(tǒng)基站設(shè)備本身限制

CDMA系統(tǒng)IS2000技術(shù)規(guī)范中規(guī)定搜索圈最大碼片為512chip（等效距離為62.5公里），根據(jù)目前各廠家提供的信息，可以通過額外增加定時(shí)補(bǔ)償算法，把搜索窗范圍提高到1024chip（等效距離為125公里），換言之在無線信號傳播損耗小的情況下，基站覆蓋最大范圍可達(dá)到125公里，超過125公里目前CDMA系統(tǒng)無法進(jìn)行良好覆蓋。

（3）最大路徑損耗限制

最大路徑損耗綜合的因素較多有：基站/移動(dòng)臺的發(fā)射功率、天饋選擇、傳體穿透損耗的取定、和氣候等。

2、規(guī)劃原則

（1）站點(diǎn)選擇原則：①基站周圍無明顯阻擋；②天線掛高保證超出周圍地形地物一定高度，天線掛高根據(jù)覆蓋范圍要求達(dá)到相應(yīng)的高度值；③站點(diǎn)位置核實(shí)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)合理，需對海岸線附近站點(diǎn)覆蓋進(jìn)行控制，避免干擾；④其它（參照陸地站點(diǎn)選擇原則）。（2）天饋選擇原則：①根據(jù)實(shí)際話務(wù)量，覆蓋需求，進(jìn)行合理選擇天線半功率角、增益，如針對航道覆蓋可以選擇高增益、窄波瓣天線。②為便于優(yōu)化調(diào)整，對天線掛高偏高的扇區(qū)，宜選擇電調(diào)下傾天線。③盡量減少饋線，跳線等損耗。（3）設(shè)備類型選擇。海域規(guī)劃中考慮覆蓋的范圍較遠(yuǎn)，宜選用大功率超遠(yuǎn)基站進(jìn)行覆蓋。（4）塔放選用原則。根據(jù)海域規(guī)劃目標(biāo)可選擇使用塔頂放大器，有利于擴(kuò)大基站有效覆蓋范圍。從而降低系統(tǒng)的噪聲系數(shù)、提高基站靈敏度以及反向覆蓋半徑。

四、總結(jié)

通過本文對海域覆蓋的理論基礎(chǔ)和可行性分析，提出了海域覆蓋規(guī)劃的一些技術(shù)要點(diǎn)和基本原則。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后，需要進(jìn)行一些必要的測試工作，及時(shí)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整工作，完善網(wǎng)絡(luò)覆蓋和質(zhì)量，從而打造一個(gè)精品網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)

[1] JHONG Sam LeeLeonard E.Miller，譯者：許希斌，周世東，趙明，李剛等. CDMA系統(tǒng)工程手冊，人民郵電出版社，2001-02

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[3]華為等設(shè)備廠家相關(guān)交流資料