iDEN數字集群在城市環境中的快速部署

柯福心 福建省廈門市專用通信局

1 iDEN數字集群概述

1.1 iDEN數字集群系統

iDEN(集成數字增強型網絡)是由美國摩托羅拉公司研制和生產的一種數字集群系統，它集成了專業調度、電話、短信息等功能。具有如下特點：第一：iDEN可以使用不連續頻點，方便靈活配置頻率資源。第二：iDEN通過TDMA技術將一個25kHz的物理信道劃分成6個數字通信時隙，頻率利用率較高。第三：iDEN采納獨特的M--I6QAM的調制技術，使每一個25kHz的物理信道的速率達到64Kbps，同時鄰道抑制達到60dB以上。第四：可采用蜂窩式的小區結構提高了網絡的覆蓋能力。

1.2 iDEN數字集群系統構成

iDEN系統大致為分6個子統，包括電話互聯子系統、調度子系統、IP連接平臺、分組數據子系統、高集成度EBTS基站系統以及網絡管理子系統。早期的iDEN網絡為harmony版本僅支持40個基站，現有的iDEN網絡已經發展至Melody版本，可以支持3000個基站，具備組建更大型網絡的能力。

2 城市室外環境室外區域建站方式

2.1 室外站組網方式選擇

根據信號覆蓋范圍與天線高度形成很大的正向關系。天線高度越高，同樣面積下所需的站點越少，在使用iDEN系統的用戶屬于特定群體，數量有限，用戶容量不多，所以建設選用高處建站的方式。

2.2 基站建站選址方法和商務合作選擇

確定了高處建站方式后，可以有如下途徑進行建站：(1）從移動、電信、聯通、鐵塔的基站里進行選擇，特別是鐵塔成立后將運營商的大多數高處基站收歸其管理，依托它們的力量可以比較快速的找到所需的建站地址；（2）與公安合作，公安的集群系統也盡量選高站的方式，有一些可以與其共同建設，節省投資和建站時間；（3）主動實地勘察區域內的高樓，與物業和業主做好溝通，從中選擇合適站點。

2.3 各站點天線選擇

根據無線信號自由空間損耗公式：空間損耗=20lg(F)+20lg(D)+32.4；F為頻率，單位：MHz；D為距離，單位：Km。為增強信號，站點選擇合適的天線也極為重要。全向天線增益是11dB，板狀天線增益是17dB，板狀天線多出來的6dB，具有更好的信號穿透力和更遠的傳播距離。所以在基站設計中位于中間的站點選用三個板狀天線的方式，其余周邊的使用全向天線方式進行覆蓋。板狀天線夾角120度，傾角15度以內，可以達到一個比較好的覆蓋效果。

2.4 信號覆蓋模擬仿真的使用

選擇站點以后，可以通過Atoll軟件模擬仿真的方式，達到對信號覆蓋的一個預測，以圖二為例，在得知站點經緯度、高度的情況下，通過Atol軟件模擬仿真可得到黃色區域以內為信號良好區域。通過此方法，可做好室外建站的設計規劃。

3 城市室內覆蓋系統建設方式

3.1 室內覆蓋系統建設的必要性

由于建筑物的墻體對室外無線信號的遮擋原因，建筑內存在很多信號盲區，為滿足用戶使用必須做室內覆蓋系統來達到使用要求。

3.2 室內覆蓋方式選擇

從基站（EBTS)出來后用功分器分配后將信號輸入光纖直放站近端機，將電信號轉為光信號，而后通過光纖傳送至直放站遠端機，通過直放站遠端機將光信號轉為電信號后接入室內分布天饋系統,這也是本次工程里采用的方式。

3.3 共天饋系統方式實現室內覆蓋快速部署

根據上述兩種方式的特點，基于建筑物都有運營商信號覆蓋的需求，我們可以與運營商共天饋系統的方式來實現信號的快速接入。

3.4 與運營商共天饋注意事項

在無線通信系統共用天饋系統時最難解決的是信號干擾問題，為此需進行與運營商信號合路的研究，根據中國移動、中國電信、中國聯通的頻點分布。800M數字集群系統（iDEN系統）頻點：上行806～821MHz；下行 851～866MHz。

根據以上的頻點數據，通過合路驗證取得出如下結論供施工參考使用：

(1）中國電信2G的CDMA網絡制式下頻段（上行825-840MHz，下行870-885MHz）與iDEN系統的頻點過于接近，合路后信號底噪變很大，嚴重影響通信，無法與電信CDMA合路；

(2）移動的GSM1800制式（下行1710-1725MHz,上行1805-1820MHz）與iDEN系統的頻點可能存在倍頻干擾（iDEN的下行頻段855-862.5MHz翻倍以后剛好與GSM1800的下行頻點重合），經測試合路時使用iDEN此部分頻點將嚴重影響移動用戶的上網速度，因此與移動合路時需避開iDEN的855-862.5MHz頻段。

(3）中國聯通的頻點與iDEN系統頻點干擾較小，個別存在會提高聯通信號底燥問題，也可通過調節頻點實現。

因為運營商的2G、3G、4G的頻段均高于800M，所以它們的室內天饋覆蓋已經完全能滿足。

4 信號測試及信號優化

4.1 信號測試的必要性

現階段國內很多城市建設iDEN網絡后無法找到專業的測試工具和平臺，僅依靠人工測試評估，缺少結合 GIS 地圖信息的專業測試工具，不能實時、直觀了解網絡狀況，由于使用人工測試往往會存在不少誤差和盲點。

4.2 信號測試平臺介紹

在本次工程中，找到了美國安捷倫網絡測試平臺用于本次信號測試，美國安捷倫網絡測試平臺是全球領先的全網絡測試平臺，支持目前全球所有通信制式，從 2G 到 4G 全兼容。

4.3 測試方法及參數要求

對于iDEN網絡，信號電平-95dB，通話質量SEQ在26以上，則認為是信好良好。具體測試為：（1）測試采用moto四部、GPS兩個；（2）測試軟件為安捷輪軟件，分析軟件為Actix；（3）測試主要測試語音通話質量是否斷線、信號電平及通話質量。

4.4 路測盲區信號優化方案

對于在建站完成后發現的信號盲區，特別是占據一定區域的，可以使用通過光纖拉遠直放站近端機將基站信源轉化為光信號，再在信號盲區找一燈桿塔或者高點架設天線，使用光纖拉遠直放站遠端機將光信號轉為射頻信號輸出至天線，以此覆蓋盲區。

5 結論

文章基于作者的建設經驗介紹了如何在城市環境系統中快速的建設一套iDEN數字集群通信系統。如在室外信號覆蓋中建站地址的選擇及Atoll軟件信號模擬仿真應用的幫助，在室內信號覆蓋方面與運營商合路的方式提供了經驗和方法，在信號測試中介紹了測試工具及方法并對信號盲區的優化提供了方案。通過實際的工程研究經驗的介紹為他人提供了寶貴經驗。