淺析菲涅耳余隙在山區C網無線網優的應用

摘 要：在農村網絡優化過程中，一些山區，地形復雜，沒法鋪設光纖，導致信號未能覆蓋一些大型種植場，通過對基站信號的耦合，經過轉換，使用其他無線段頻段承載，到達目的地，再轉換為正常的c網信號。通過無線中繼，代替光纖，實現C網無線信號的網絡覆蓋。本文應用菲涅爾余隙原理，通過另外一種方式實現山區C網的網絡優化。

關鍵詞：菲涅爾余隙；自由空間損耗；呼叫時延

1 引言

良口聯平的大型種植場，因為產品種植品質的需要，種植的地址選在較為偏僻、接近山頂的一個十字形盤地。因為位居山頂盆地，離山下直線大概2公里的地方有個村委，村委樓頂有個基站，不過因為中間有一個山的阻擋，導致種植場那完全不能收到信號。嘗試用板狀定向天線打向山上的方向，在種植場依然收不到信號。因為村委到種植場山路崎嶇，中間無任何桿路，道路到山上，約3公里，新建桿路布放光纖，工程費用巨大，山上地形復雜，泥土比較松軟，施工難度比較大，綜合以上因素。本文使用新技術來解決這個山區網優問題。

2 問題描述

從化良平大型種植場，耗巨資建設，種植經濟作物，同時吸收村民富余的勞動力，對村進行扶貧合作項目，山上沒有固定電話線路，沒有c網信號，對于種植場的經營生產十分不便。

周邊無線環境及網絡結構：

從化市良口鎮聯平村 口農場在聯平村海拔459米的高山上，農場面積約200畝地，工人有100多人。

建筑物概況：

農場里面只有一排一層高的板房及幾十個種植作物的塑料薄膜大棚。沿著盆地散布。

3 問題分析

室外周邊道路測試情況

DT測試情況：

（1）Rx Power（dBm）。室外道路大約RX<-128dbm，屬于無覆蓋。

（2）Tx Power（dBm）統計。室外道路大約RX<-128dbm，屬于無覆蓋。

（3）Agg Ec/Io（dB）統計。室外道路大約RX<-128dbm，屬于無覆蓋。

測試情況總結及現有優化措施：

從化良口鎮聯平種植場，對于手機可以來說完全沒有信號。

分析：根據我們現有資料需要對此投訴區域進行問題的初步定點，因為各種原因，無法鋪設光纖，則我們需要使用200m的頻段，替代光纖進行信號的中繼。所以我們先對實際環境做個理論上的測算。我們使用以下空間傳播損耗模型：（農村地區可視空間傳輸損耗+經過山體障礙物的附加損耗（菲涅耳余隙））

（1）

（2）

（3）

公式（2）為菲涅耳余隙公式

（4）

公式（4）為歐洲電信科學技術研

究院推薦的“cost-walfish-lkegami”

電波傳播衰減計算模型。

投訴區位山頂盤地地區，條件如下：

f=200MHz ？姿=1.5m

d1=0.4km d2 =0.6km

據公式（3）

x1=■=18.9m。

x=50m，

根據公式（2）得出為25db，d=1km

（x/x1≈-2.5（其中x為高出兩通信點的值。所以x/x1得出的值為負值。

根據公式（4）

L1=42.6+26lgd+20lgf=88.6dmb

整體損耗：據公式（1）

L=L1+L[x/x1]=25+88.6=103dbm

可見，理論得出良口聯平到村委兩點直線距離的損耗約103dbm。只要設計方案的無線中繼能夠克服這個損耗即可解決中途無線延伸的問題。

4 解決方案

無線中繼設備設計部署圖如圖1。

圖1

接入端的200m收發射天線及覆蓋段的200m收發天線都使用兩幅八目天線來滿足復雜環境的要求。從基站耦合30dbm的信號，經過調制，通過接入端中繼，輸出功率40dBm，天線增益18dB，饋線線損共10dB，則到接收端的信號強度為：

40+18-10-103=-55

理論上，到達接收端的信號強度有-55dbm，加上使用高增益的八目天線接收，完全做到非常好的接收效果。

解決效果：

經過設備的部署后。在接入及覆蓋端測試得到200m頻段的信號強度分別為-43dbm和-50dbm。中繼設備接收信號優良，即使在雨季天氣，也能穩定運行。

先測試覆蓋信號的強度及通話時延如下。

（1）Rx Power（dBm） 統計

圖2 Rx優化前

圖3 Rx優化后

（2）Tx Power（dBm）統計

圖4 Tx優化前

圖5 Tx優化后

（3）呼叫時延

圖6 呼叫時延測試圖

經過網絡優化后，見DT測試圖可得出，整個高山種植場的覆蓋效果測試分析，到達了優良的信號覆蓋。

5 結束語

基于山區，地形較為復雜，無法鋪設光纖，使用無線中繼，對于運營商作為一種新的網絡覆蓋手段，避開了桿路鋪設中引起的用地爭議，高昂的光纖鋪設費用，耗時的施工工程，并能保障信號的優良覆蓋。對山區或特殊地形，使用菲涅耳余隙及空間傳播損耗理論指導實際的程有著重要的實驗意義，成為網優有效的方法。

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