网络规划覆盖

2024-07-31

网络规划覆盖（精选九篇）

网络规划覆盖篇1

随着LTE系统的不断成熟, 与其相关的产业也被带动, 迅速发展起来。从当前的情况来看, 3GPP在Release-8的相关工作已经被冻结, 各设备商在此环境下已经开始对LTE产品进行研发, 与此同时, 各种实验局的部署以及测试也正在有序地进行。从整个产业来看, LTE产品的研发虽然有了一定的进步, 但其灵活性和高度的复杂性也导致了各种不确定性的出现, LTE的系统特征以及建网思路和优化策略都还处于初级摸索阶段。对于LTE网络规划, 系统的理论体系以及应用方案的缺乏不利于其高效精确的部署, 从而严重阻碍了LTE的发展。

在LTE系统中, 空中接口充分利用了许多先进无线链路技术, 如高级编码调制方式、正交频分复用、混合自动重传、多输入多输出等, 并借助功率控制、动态调度以及干扰消除技术等管理算法, 以提升空口资源配置的效率和灵活性。这些技术虽提高了网络性能, 但也加大了系统分析的难度, 要实行高效的LTE网络覆盖规划方案, 就必须全面研究系统的技术特征。

一、LTE网络流程及覆盖规划策略

从总体来看, 频分双工 (FDD) LTE的网络规划程序和2G、3G的规划程序有着很高的相似性, 包括五部分:一, 需求收集和分析;二, 覆盖和容量的设计;三, 站点选择;四、规划仿真;五、报告撰写。其中, 第二部分覆盖和容量的设计是整个网络规划的核心, 应参照不同用户的具体要求, 在对网络特征进行深入研究分析的基础上, 全面估算网络的规模。本文主要对LTE系统的覆盖规划方法作了分析。

FDD LTE系统覆盖规划的目的是计算出网络的规模, 但计算过程很有难度, 不仅要满足实际中小区边缘覆盖的要求, 还必须依据一定的参数设置, 对基站所能覆盖的面积进行估算, 从而求得网络规模。根据不同的场景和具体的规划需求, 可将其规划策略分为3类:

(1) 基于上行边缘速率要求的网络规模估算

这种策略多用于只对上行边缘速率有限制的覆盖要求。基于上行速率, 输入特定的链路预算参数, 对上行覆盖半径进行计算, 根据计算的结果对可能实现的下行边缘速率做出估测。

(2) 基于下行边缘速率要求的网络规模估算

这种策略多用于下行边缘速率被限制的覆盖要求。基于下行速率, 输入特定的链路预算参数, 对下行覆盖半径进行计算, 根据计算的结果对可能实现的上行边缘速率做出估测。

(3) 基于上下行边缘速率要求的规模估算

这种策略多用于上下行边缘速率同时被限制的覆盖需求。基于上下行速率, 输入特定的链路预算参数, 依次对上下行的覆盖半径进行计算, 通过比较得出受限的覆盖半径。

在实际规划中, 需依据不同的场景和具体的实际需求来选择适宜的覆盖规划策略, 灵活应对规划过程中出现的问题。

二、LTE上行覆盖规划技术的关键

LTE覆盖规划问题要想得到很好的解决, 达到边缘业务的速率要求并确定覆盖范围是关键, 而对某些特殊的业务或场景, 控制信道的覆盖性能也需在考虑范围之内。本文主要讨论的覆盖规划问题都是处于业务信道受限场景之下的。

当业务速率一定时, 主要考虑两个方面:LTE的链路及系统, 从这两方面分析总结网络的技术特征。

LTE上行覆盖规划技术主要研究两个方面:一是系统级研究, 二是链路级研究。

在新的环境下, LTE系统上行转换了新的接入方式, 即多址接入方式, 这种接入方式以单载波-频分多址为基础, 导致小区用户之间出现彼此正交, 邻近的激活用户成了主要的干扰来源, 采用什么样的上行功率控制方法对干扰强度及模式有着直接影响。在其覆盖设计中, 作为网络规划的核心环节之一, 干扰余量受应用场景和功率控制模式直接影响, 它利用系统仿真深入研究不同形式的干扰, 为上行覆盖规划提供实际有效的参考依据。

由于建网的侧重点会发生偏颇, 上行干扰特征常常被功率控制的策略等因素指导。对于LT系统, 作为最直接衡量上行干扰特征的标准, 平均干扰抬升 (IOT) 的性能受上行功率控制参数和应用场景的直接控制。一般来讲, LTE上行功率控制有开环功控和闭环功控两种, 前者决定系统干扰模式, 后者多用于实际网络, 主要负责调整系统参数。具体来说, 开环功率控制为达到设计要求, 往往采用确定控制参数P0和α的途径来实现, 参数集合不同, 网络覆盖和容量特征也不一样。为适应实际规划需要, 应在各种场景下深入分析研究上述参数, 总结出符合要求的参数, 因此, 需计算出满足要求的参数, 依据参数设置进行系统干扰特征研究, 并对相应的上行干扰余量作分析。从上述分析中可得知, 参数不同, 其相对应的干扰特征以及系统性能指标也常常存在差异, 所以在做实际的规范选择时, 务必要依据实际情况而行。

覆盖是建网初期网络设计重点研究的对象, 基于上述分析, 在规划设计中, 尤其是覆盖准则作为主要导向的设计, 为实现最大化覆盖, 可通过设计相应的功控参数的方法来实现, 鉴于在设计网络负载时各有不同的目标, 需对各种网络干扰水平做充足的全面考虑, 以此作为覆盖规划的参数。

在上行覆盖技术的链路研究中, 特定速率下的带宽优化配置是重点。有些边缘数据的速率是固定的, 对此, 则需给用户分配不同的宽带, 通过这种方法来满足要求, 但同时也可能导致覆盖性能存在差异。从研究信道容量以及全面分析链路级仿真结果中可知, 在数据速率固定的基础上, 优化带宽配置可提升业务的覆盖性能。该设计根据链路仿真以及实际系统中对链路性能的分析, 以终端功率的使用效率为出发点, 深入分析了特定条件下的业务速率和不同用户宽带分配下的覆盖性能。以此为基础, 不同的业务速率需求, 得到的上行占用宽带能够得到优化, 以保证良好覆盖性能的实现。

以上从系统和链路两方面对上行链路的预算核心内容进行了确立, 其核心内容, 即上行发射宽带和干扰余量, 需注意的是, 和发射宽带相对应的目标信号、调制编码格式以及干扰噪声比都由链路仿真提供。在这种情况下, 可借助以往的链路预算计算方法对边缘数据速率一定条件下的上行最大允许的路径损耗进行计算。

三、LTE下行覆盖技术关键

和上行一样, LTE下行覆盖规划设计也包括系统研究和链路研究两方面, 前者主要利用系统仿真, 深入研究不同场景和覆盖范围下不同位置的干扰余量、干扰强度和接受信号强度;后者主要借助不同的链路设置 (如带宽、调制编码格式下的链路仿真) , 对链路质量、业务速率以及各种信道环境进行分析, 并以此作为覆盖规划的依据。

系统负载及组网方式等因素都对LTE的下行干扰情况有影响, 且随着小区的变化而不断发生变化, 链路预算中的干扰余量也随之同时变化。由于小区半径与干扰余量相关紧密, 传统的计算小区半径的方法已不适合当前情况, 需要新的稳定的中间参数。经大量分析研究, 几何分子凭借其独有的特性成为了链路预算的理想方法。如遇到满负载全同频组网的情况, 从各种小区半径下的几何分子累计分析函数中可得知, 在覆盖半径不同的情况下, 几何因子的分布大多是重合的, 此特点为LTE下行链路的预算提供了稳定的只中间参数。

而在网络设计中, 通常会选取95%左右的区域覆盖所对应的几何因子作为覆盖规划的参考依据。对实际中的组网来说, 其设计目标是各不相同的, 不同系统负载下的几何因子也存在着差异性, 这些也都是需要考虑的因素, 并将此作为与其相应的负载下的参考取值, 通过对几何因子的运用, 在对下行覆盖进行分析时, 能够在干扰噪声比之间形成明确的数学关系。再看的具体些, 于实际中的链路预算, 依据一定的需求来对下行边缘所需要的SINR做出明确选择, 并以此为前提, 计算求得边缘所需要的最低接收信号强度, 再以基站的发射功率为参考数据, 经计算求出MAPL。

四、结束语

从整个业界的角度来看, 对LTE实际组网的研究尚处于初步探索时期。本文不但提出了不同条件下覆盖的规划思路, 还提出了LTE系统上行和下行的链路预算的整体技术思路以及关键参数的取值分析及应用办法。

覆盖规划的目的是确定基站可能达到的最大覆盖面积, 需考虑链路平衡、路径损耗以及覆盖影响多个因素, 而且LTE具有灵活性和开放性的特征, 加大了网络设计的难度, 从整体来看, LTE组网研究还需要进一步探索。

参考文献

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基站覆盖规划方案是否合理篇2

该站点的详细信息如下(黄色为1小区，绿色为2小区，蓝色为3小区)：可以看到，每个小区通过直放站引出3个全向天线覆盖不同的位置，尽管天线高度为6米，但机械倾角，电子倾角都为零度，基站覆盖规划方案是否合理。想问问规划专家这种规划是否合理?设备信息施主基站信息天馈信息站点名称集成厂家站点类型覆盖区域设备类型设备安装位置基站名称基站编号施主设备安装位置天线型号天线类型天线垂直波瓣角天线水平波瓣角天线增益天线安装高度是否交接交接备注建设归属繁华街街道站1号点龙港镇莲池路与兴民路交叉口街道站莲池路与兴民路WCDMA数字光纤直放站电线杆上龙港黄花街后宫南路588号(龙港后宫南路基站)1楼固网机房全向方柱天线已开通龙港镇繁昌路与兴民路交叉口繁昌路与兴民路龙港镇繁昌路与富民路交叉口繁昌路与富民路龙港镇繁华街与江浦路交叉口处的桥头繁华街与江浦路龙港镇龙江路214号繁华街与龙江路龙港镇龙华街70号龙华街与龙江路龙港镇池浦街61号池浦街与龙江路光明街与龙江路龙港镇光明街与江浦路交叉口处光明街与江浦路沙发我来占，为说明问题第一次贴表格，变形了，颜色也没有了(黄色为1小区，绿色为2小区，蓝色为3小区)悲哀

1、不是很好，把8，9，10的pSC规化成20；1，2，3是同一个pSC 21；5，6，7是同一个pSC 26

网络规划覆盖篇3

2015年2月27日, 中国电信和中国联通正式获得LTE FDD牌照经营许可, 由此我国全面进入LTE规模商用时代。我国还是世界上高速铁路运营里程最长、在建规模最大的国家。如何保证高铁上用户数据业务的连续性和稳定性, 成为当前LTE网络建设亟待解决的技术问题。

2 LTE组网介绍

LT E是3GPP组织牵头制定的准第四代移动通信技术。为了能和可以支持20MHz的Wi MAX技术相抗衡, 3GPP为LTE制定了1.4MHz, 3MHz, 5 M H z, 10 M H z, 15 M H z, 2 0 M H z的灵活带宽配置, 采用的同样是OFDM和MIMO技术[1]。

与3G相比, LTE网络结构主要产生了以下方面变化:一是控制与承载分离。这便于LTE业务开展与网络升级, LTE控制面功能由MME实现, 承载面功能由S-GW实现, 同时核心层去电路域, 全面向IP化演进, 由IMS承载多种综合业务。二是网络架构取消RNC。LTE无线系统更加扁平化, 3G RNC移动性管理、呼叫处理、链路管理等功能由重新定义的e Node B、两个网关 (S-GW, P-GW) 及MME协同完成, 由此, e Node B可直接接入核心网, 有效降低了用户面网络延时。三是引入S1, X2两个接口。S1接口直接连接e No d e B与E P C, 主要用于提高网络冗余性及实现负载均衡, X2接口为相邻e Node B之间接口, 主要用于移动性管理及Co MP (协作多点传输) 。LTE核心技术的变化导致了子载波带宽变窄, 容易受多普勒影响。

3 高铁覆盖特点及影响因素

高铁用户语音、数据业务经常中断主要受到四个方面的影响:一是列车安全工艺要求使得电磁波穿透损耗加大;二是高铁高速穿越多个服务小区导致切换频繁;三是高速环境下多普勒效应明显;四是专网与公网邻区配置不合理导致切换失败。

3.1 车体穿透损耗大

高铁车厢为了达到隔音降噪减震的目的, 大量使用铝合金、玻璃钢等材料对厢体进行严格密闭处理, 因此, 相对于普通车辆, 高铁车厢穿透损耗普遍要大5~10d B, 静止时车体穿透损耗最高可达2 4 d B。各类型C H R高铁车厢静止时垂直穿透损耗测试结果如表1所示[2,3,4]。

实际中高铁运行速度都在200km/h以上, 运行途中基站信号有更大的电磁波衰减, 为保证4G用户数据业务正常使用, 车厢内R SR P需大于等于-105d Bm, 穿透损耗需按列车运行时最大穿透损耗计算 (假设为24d B) , 因此, 室外基站信号强度至少应达到-81d Bm以上。

3.2 小区间切换频繁

由于高铁环境的特殊性, 铁路沿线覆盖高铁的基站小区呈链状分布, 列车以极快速度穿过这些小区, 列车速度达到300km/h时, 车上用户在每个基站小区内的驻留时间仅约数秒, 造成终端在这些小区间频繁切换[5,6]。频繁切换会严重影响系统性能, 导致掉话率增加, 降低用户体验。为在覆盖范围内为用户提供连续不断的通信服务, 保证业务的通信质量 (Qo S) , 需要根据实际情况考察目标区域列车运行速度、小区重选和小区切换时间, 合理设置相邻两个小区切换重叠覆盖区域大小, 保证切换带大小满足至少完成2次切换的时间。同时对切换相关参数进行优化, 提高切换灵敏度, 降低切换时延, 保证用户通过切换区域的时间大于切换的处理时间。

3.3 高速移动带来的多普勒频移

移动通信的多普勒频移是指随着接收端与基站距离的远近变化, 接收端接收到的信号频率会在中心频率产生偏移的现象, 这种现象在高速环境下表现的非常明显。OFDM系统利用相互正交的子载波进行数据传输, 因此, 对多普勒频移引起的频偏非常敏感。多普勒频移可用如下公式1表示[7]

式中, fd表示多普勒频移引起的频偏;fc表示载波频率;c表示光速c=3×108m/s;v表示列车运行速度;θ代表列车运行方向与基站信号传播方向的夹角。假设LTE FDD采用1.8GHz频段进行室外覆盖, 列车最大运行速度为350km/h, 得到的最大多普勒频移约为600Hz, 由于OFDM利用相互正交的子载波传输数据, 因此, 这会对LTE系统性能产生影响。

3.4 高铁覆盖需要考虑的其他因素

高铁覆盖需要另外考虑的一个重要因素是专网与公网之间的切换[8]。运营商一般建设专网对境内高铁进行覆盖, 由于铁路环境的特殊性, 铁路沿线专网会同公网产生重叠覆盖区域, 如果专网与公网之间用户切换频繁, 会造成系统性能下降。所以应合理设置专网与公网之间邻区配置, 避免两者间形成覆盖空洞或越区覆盖。车站附近要重点考虑专网和公网切换、重选策略和网络参数值, 在站点和候车室设置专网与公网过渡的隔离, 相互设置邻区, 使公网用户顺利切入高铁专网, 保证列车离开站台时不会发生乒乓位置更新。列车行进途中专网小区和铁路沿线公网小区相互不设置为邻区, 尽量将覆盖高铁的专网基站规划为1个LAC, 列车内用户不允许切换到公网, 公网用户也不能切换到列车内占用专网资源, 特别需要避免铁路一侧公网基站越区覆盖另一侧区域的情况发生。

4 高铁LTE FDD覆盖方案

4.1 高铁覆盖原则

高铁覆盖在保证铁路沿线良好覆盖效果的情况下应兼顾节约成本, 提高共建共享比例, 合理规划新建站站间距及基站与铁轨间垂直距离, 考虑到专网覆盖独立于周边低速区域, 可对高速铁路进行有针对性覆盖, 本期工程组网采用专网覆盖, 设备形态采用成本较低的分布式 (BBU+RRU) 宏基站。

4.1.1 新建站设置原则

为保证高铁沿线良好的网络结构和质量, 高速铁路站址选取需遵循以下原则[9]:

⊙铁路红色保护区内不可设置基站。

⊙铁路沿线基站选址应交错均匀呈“之”字状分布。

⊙基站选址与铁轨保持适当垂直距离, 不能太远也不能太近。网络规划时天线主瓣方向应与铁轨保持一定夹角。

⊙带有一定弧度的铁轨段, 基站选址应设置在轨道内侧进行覆盖。

4.1.2 站间距设置原则

合理的站间距设置可以为高铁用户提供更好的服务质量, 同时节约成本, 本期工程通过链路预算计算高速铁路最大路径损耗。链路预算中CHR1 (庞巴迪型列车) 车体穿透损耗值设置为24d B, 边缘下载速率设置为电信集团要求下行4Mb/s、上行256kb/s, 计算模型为COST231 H ATA传播模型。

通过以上链路预算计算得到站点相对高度10米、20米、35米情况下 (铁轨高度10米) , 基站覆盖半径分别为460米、640米、740米。本期京石武高铁邢台段工程基站相对高度在20米至35米之间。

高速铁路为保证无线信号跨小区切换的成功率, 需做重叠覆盖带设计。目前京石武高铁运行速度最高为350km/h, 高速铁路LTE FDD网络重叠区距离需达到238米以上。

根据重叠距离和基站覆盖半径计算出站间距S为

4.1.3垂直距离设置原则

站址位置距离高速铁路的垂直距离对信号的穿透损耗有着重要的影响。当基站的垂直位置距离铁路较近时, 覆盖区域边缘信号进入车厢的“掠射角”小, 穿透损耗大。“掠射角”就是基站天线主瓣方向和铁路铁轨之间形成的夹角, 根据实测经验值, “掠射角”小于10度后, 车厢穿透损耗值迅速上升, 所以需将“掠射角”控制在10度以上[10]。

基站与铁轨间最小垂直距离dmin可表示为

式中, S代表基站最小站间距;θ代表掠射角 (假设为10度) ;由此得到最小垂直距离dm i n为10 0米。考虑到天线水平波瓣在9 0度方向增益约为0 d Bi, 为保证不出现塔下黑, 规划站点离铁轨最大垂直距离dma x不超过300m。

4.2 建设方案

4.2.1 BBU集中放置方案

LTE基站建设应优先选择使用BBU集中放置、R RU拉远方式组网。覆盖同一业务区域的BBU应集中放置于一个物理站点内, 以便于后期组建BBU池控制业务繁忙区域的小区边缘干扰, 提升用户感知。同时应根据LTE网络规划情况, 从机房的稳定性、安全性、光缆出入局的便利性以及机房空间等条件, 对固网机房和无线网机房进行梳理和筛选, 合理规划BBU集中站点。BBU集中站址的选择还应考虑GPS天线的安装便利性, 并可通过GPS一分多转接单元实现多个BBU的GPS信号共享。

4.2.2 同PCI部署方案

由于高铁的高速移动性, 小区间的频繁切换将严重影响网络指标。本期工程将采用同PCI方式建立超级小区, 将不同小区RRU设置相同PCI, 小区间不存在切换问题和小区间干扰, 可以协同工作, 降低掉话和接入失败, 降低网络优化的难度, 提升用户感知, 是高速铁路覆盖比较理想的建设方式。本期工程新增77个基站中对75个基站进了同PCI设置, 共创建同PCI小区42个。具体如图1所示。

5 覆盖效果

5.1 拉网测试数据

京石武高铁邢台段拉网测试指标如表2所示, 从测试指标可以看出覆盖率、下行速率和上行速率达到了初步覆盖效果。

5.2分析与优化

京石武高铁邢台段拉网测试RSRP和SINR渲染图如图2所示。由测试图中可以看出, 仍有一些弱覆盖区域 (红点区域) , 需要针对测试图中指标较差的区域进行分析和优化, 进一步提升网络质量, 使用户体验更加顺畅。

经过对61个小区的射频参数优化和调整, 京石武高铁邢台段LTE FDD网络质量得到进一步的提升, 具体如表3所示。优化后网络指标上升了4至10个百分点, 覆盖指标达到了河北电信覆盖率≥95%的要求。

6结束语

京石武高铁邢台段LTE FDD无线网络工程通过分析高铁沿线站间距、垂直距离及同PCI设置等无线参数, 对境内高铁工程进行了指导优化, 完成了邢台境内京石武高铁4G网络的无缝覆盖, 保障了高速铁路用户的流畅体验, 为邢台电信实现高铁4G精品网络覆盖打下了基础。

摘要：为解决高铁场景下LTE FDD专用移动网络的覆盖问题, 本文首先分析了穿透损耗、切换频繁、多普勒频移等因素对现代高铁用户业务影响, 其次利用链路预算结果对新建站站间距和垂直距离进行优化, 然后在实际工程中采用BBU集中放置和同PCI部署方案进行规划, 最后通过拉网测试验证了该方案可达到良好的覆盖效果。

关键词：LTE FDD,高铁场景,网络规划,PCI

参考文献

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小区无线网络覆盖设计方案解析篇4

无线局域网指的是采用无线传输媒介的计算机网络，结合了最新的计算机网络技术和无线通信技术。随着802.11a/b/g/n成为工业标准，因特网的日益普及，以及移动终端的不断增加，人们对移动IP接入的需求迅速增长。无线局域网WLAN作为有线以太网的延伸，一定程度上满足了这种需求。凭借无线接入技术本身具有的应用灵活、安装速度快、建设周期短等优势，以及地理应用环境的无限制特性，WLAN必将作为一种高速无线数据接入手段与有线网络一起，构成灵活、高效、完善的宽带网络，那么我们生活的小区中该如何覆盖组网呢?

1无线网络方案设计及实施方案

1.1网络设计原则

依照802.11a/b/g/n无线局域网的国际规范和国家无线电管理委员会的标准，在进行实际的网络设计时，我们会遵循下列原则。

一〉先进性原则

采用先进的设计思想，选用先进的网络设备，使网络在今后一定时期内保持技术上的先进性。

二〉开放性原则

网络设计及网络设备选型遵从国际标准及工业标准，使网络具有开放性和兼容性。

三〉可伸展性原则

网络设计在充分考虑当前情况的同时，必须考虑到今后较长时期内业务发展的需要，留有充分的升级和扩充的可能性。

四〉安全性原则

网络系统的设计必须贯彻安全性原则，以防止来自网络内部和外部的各种破坏。

五〉可靠性原则

网络系统的设计必须贯彻可靠性原则，使网络系统具有很高的可用性。

六〉可管理性原则

网络系统应具有良好的可管理性，使得网络管理人员能方便及时地掌握诸如网络拓扑结构、网络性能统计、网络故障等信息，能简便地对网络进行配置和调整，确保网络工作在良好状态。

2.1无线网络实施目的

随着网络通信技术和应用的不断发展，网络已遍及世界各国和地区，越来越多的人们为追求更加快捷、高效的生活而选择各种网络应用和服务，XXX区作为XX市顶级的住宅区，主要客户为企业老总、高科技人士、金融证券人士等，他们对网络应用的需求很多。如：随时查询政府各项信息，汇报工作报告;查询和讨论课题在世界范围内的发展状况;通过网络来发布商业信息，实现网上购物等电子商务应用。XXX区的无线网络建设目标是通过采用现代信息传输技术、网络技术和信息集成技术，进行精密设计、优化集成，将XX社区精心建设成为一个高端的住宅小区，引入了无线网络覆盖。可摆脱线缆的约束，为广大客户提供全新的上网体验和无可比拟的便利条件。以上根据小区实际情况酌情更改。

无线接入在物理布局、通信距离等方面有其特殊性。一般物理分布分散，环境复杂，通讯的距离较长，若使用有线接入，则存在布线困难、施工不便、费用高、周期长等问题。采用无线方式，无须布线，架设方便，运行、维护成本低，周期短。无线应用灵活，用户可以方便、快捷地在网上冲浪。

1.2.1无线局域网频道分配与调制技术

OFDM是无线局域网802.11g采用的技术，可在2.4G的ISM频段提供最高达54Mbps的速率。

无线局域网拓扑结构

无线局域网组网分两种拓扑结构：对等网络和结构化网络。

对等网络也成Ad-hoc网络，它覆盖的服务区称独立基本服务区。对等网络用于一台无线工作站和另一台或多台其他无线工作站的直接通讯，该网络无法接入有线网络中，只能独立使用。

对等网络中的一个节点必需能同时“看”到网络中的其他节点，否则就认为网络中断，因此对等网络只能用于少数用户的组网环境，比如4至8个用户，并且他们离得足够近。

结构化网络由无线访问点(AP)、无线工作站(STA)以及分布式系统(DSS)构成，覆盖的区域分基本服务区(BSS)和扩展服务区(ESS)。无线访问点也称无线hub，用于在无线STA和有线网络之间接收、缓存和转发数据。无线访问点通常能够覆盖几十至几百用户，覆盖半径达几百米。

基本服务区由一个无线访问点以及与其关联(associate)的无线工作站构成，在任何时候，任何无线工作站都与该无线访问点关联。换句话说，一个无线访问点所覆盖的微蜂窝区域就是基本服务区。无线工作站与无线访问点关联采用AP的基本服务区标示符(BSSID)，在802.11b中，BSSID是AP的MAC地址。

扩展服务区是指由多个AP以及连接它们的分布式系统组成的结构化网络，所有AP必需共享同一个扩展服务区标示符(ESSID)，也可以说扩展服务区ESS中包含多个BSS。分布式系统在802.11标准中并没有定义，但是目前大都是指以太网。扩展服务区是一个Layer 2网络结构，对于高层协议比如IP来说，它是一个子网。

1.2无线局域网络技术

1.2.2影响无线局域网性能的因素

a、传输功率;

b、天线类型和方向;

c、噪声和干扰：授权用户，微波炉，有意干扰等;

d、建筑物结构：引发多路经，穿透效应等;

e、无线访问点摆放的位置。

1.2.3无线局域网络的安全性

由于无线局域网采用公共的电磁波作为载体，因此与有线线缆不同，任何人都有条件窃听或干扰信息，因此在无线局域网中，网络安全很重要。常见的无线网络安全分几种：

服务区标示符(SSID)：

无线工作站必需出示正确的SSID才能访问AP，因此可以认为SSID是一个简单的口令，从而提供一定的安全。如果配置AP向外广播其SSID，那末安全程度将下降;由于一般情况下，用户自己配置客户端系统，所以很多人都知道该SSID，很容易共享给非法用户。目前有的厂家支持“任何”SSID方式，只要无线工作站在任何AP范围内，客户端都会自动连接到AP，这将跳过SSID安全功能。

物理地址(MAC)过滤：

每个无线工作站网卡都由唯一的物理地址标示，因此可以在AP中手工维护一组允许访问的MAC地址列表，实现物理地址过滤。物理地址过滤属于硬件认证，而不是用户认证。这种方式要求AP中的MAC地址列表必需随时更新，目前都是手工操作;如果用户增加，则扩展能力很差，因此只适合于小型网络规模。

连线对等保密(WEP)：

在链路层采用RC4对称加密技术，钥匙长40位，从而防止非授权用户的监听以及非法用户的访问。用户的加密钥匙必需与AP的钥匙相同，并且一个服务区内的所有用户都共享同一把钥匙。WEP虽然通过加密提供网络的安全性，但也存在许多缺陷：一个用户丢失钥匙将使整个网络不安全;40位的钥匙在今天很容易被破解;钥匙是静态的，并且要手工维护，扩展能力差。为了提供更高的安全性，802.11i提供了WEP2，该技术与WEP类似。WEP2采用128位加密钥匙，从而提供更高的安全。WEP2目前不保证互操作性。

端口访问控制技术(802.1x)：

该技术也是用于无线局域网的一种增强性网络安全解决方案。当无线工作站STA与无线访问点AP关联后，是否可以使用AP的服务要取决于802.1x的认证结果。如果认证通过，则AP为STA打开这个逻辑端口，否则不允许用户上网。

802.1x要求无线工作站安装802.1x客户端软件，无线访问点要内嵌802.1x认证代理，同时它还作为Radius客户端，将用户的认证信息转发给Radius服务器。802.1x除提供端口访问控制能力之外，还提供基于用户的认证系统及计费，特别适合于公共无线接入解决方案。

无线局域网络产品的兼容性：

WECA是无线以太网兼容性联盟，有10多个成员，包括3Com，Symbol，Senao，Cisco等，目的是保证各厂家的所有802.11产品的互操作性，所有通过认证的产品将颁发Wi-Fi证书，贴Wi-Fi标志。Wi-Fi代表Ethernet for WLAN。目前有40多个厂家的100多个产品通过了Wi-Fi认证，因此它们之间的互操作将得到保证。

2.2无线网络需求分析

2.2.1应用需求

整个小区有28栋7层楼，每栋有18户。楼与楼之间间距有20—30M。我们设计的方案要实现小区内所有业主在房间内和户外实现无线上网。

2.2.2功能需求

XX社区是XX市一流小区，希望采用的无线网络覆盖也是一流的。所以我们采用是先进的、具有一定领先水平的技术，能平滑升级，与营运商的实施计划一致。无线网络的优点在于移动性，我们将根据国家的有关规定，对用户进行管理。本次方案将做到具有以下性能：可扩充性;兼容性;安装简便性;可管理性;安全性;布线方便;具有用户认证的功能。

2.2.3方案选型

根据业主要求和平面图分析，采用室外覆盖的话，室外空旷区域没有什么问题，但是室内盲区会比较多，某些业主屋内信号可能较弱;需要根据现场实际信号强度优化布点。

1.2无线局域网络技术

1.2.2影响无线局域网性能的因素

a、传输功率；

b、天线类型和方向；

c、噪声和干扰：授权用户，微波炉，有意干扰等；

d、建筑物结构：引发多路经，穿透效应等；

e、无线访问点摆放的位置。

1.2.3无线局域网络的安全性

服务区标示符（SSID）：

无线工作站必需出示正确的SSID才能访问AP，因此可以认为SSID是一个简单的口令，从而提供一定的安全。如果配置AP向外广播其SSID，那末安全程度将下降；由于一般情况下，用户自己配置客户端系统，所以很多人都知道该SSID，很容易共享给非法用户。目前有的厂家支持“任何”SSID方式，只要无线工作站在任何AP范围内，客户端都会自动连接到AP，这将跳过SSID安全功能。

物理地址（MAC）过滤：

每个无线工作站网卡都由唯一的物理地址标示，因此可以在AP中手工维护一组允许访问的MAC地址列表，实现物理地址过滤。物理地址过滤属于硬件认证，而不是用户认证。这种方式要求AP中的MAC地址列表必需随时更新，目前都是手工操作；如果用户增加，则扩展能力很差，因此只适合于小型网络规模。

连线对等保密（WEP）：

在链路层采用RC4对称加密技术，钥匙长40位，从而防止非授权用户的监听以及非法用户的访问。用户的加密钥匙必需与AP的钥匙相同，并且一个服务区内的所有用户都共享同一把钥匙。WEP虽然通过加密提供网络的安全性，但也存在许多缺陷：一个用户丢失钥匙将使整个网络不安全；40位的钥匙在今天很容易被破解；钥匙是静态的，并且要手工维护，扩展能力差。为了提供更高的安全性，802.11i提供了WEP2，该技术与WEP类似。WEP2采用128位加密钥匙，从而提供更高的安全。WEP2目前不保证互操作性。

端口访问控制技术（802.1x）：

无线局域网络产品的兼容性：

2.2无线网络需求分析

2.2.1应用需求

整个小区有28栋7层楼，每栋有18户。楼与楼之间间距有20—30M。我们设计的方案要实现小区内所有业主在房间内和户外实现无线上网。

2.2.2功能需求

XX社区是XX市一流小区，希望采用的无线网络覆盖也是一流的。所以我们采用是先进的、具有一定领先水平的技术，能平滑升级，与营运商的实施计划一致。无线网络的优点在于移动性，我们将根据国家的有关规定，对用户进行管理。本次方案将做到具有以下性能：可扩充性；兼容性；安装简便性；可管理性；安全性；布线方便；具有用户认证的功能。

2.2.3方案选型

WCDMA无线网络覆盖与容量规划篇5

1 WCDMA系统的几个特性

1.1 有用信号与干扰源

WCDMA系统是一个自干扰的系统, 一个是来小区内的其他用户的干扰, 一个是相邻小区的用户的干扰。

基站侧载干比门限用公式可表示为:

其中:Ij——该小区其他移动台干扰的功率谱密度;

In——其他小区移动台干扰的功率谱密度;

N0——热噪声的功率谱密度;

I0——总干扰的功率谱密度;

Eb——数据的单比特能量;

Rb——数据速率;

1.2 呼吸效应

WCDMA是自干扰系统, 每一接入的移动台对于其他移动台来说都是干扰源。这一干扰包括本小区的移动台和其他小区的移动台, 它反映在基站接收噪声的增加量上, 可以采用下式表示:

从公式可以看出, 随着用户的增加, 小区负荷增大时, 容量增大, 链路所需要的干扰余量增大, 小区覆盖范围变小:当小区负荷减小时, 容量减小, 链路所需要的干扰余量减小, 小区覆盖范围变大, 这就是所谓的呼吸效应。

1.3 增益

在扩频和解扩频的过程中, WCDMA本身会产生扩频增益。见图1:

从图1看出, 业务速率与处理增益成反比, (R) 越大则增益越小。通俗来说, 速率越高, 其覆盖距离越短。

2 WCDMA系统容量与覆盖的关系

从上文提到的几个特性可以看出, WCDMA系统本身是一个干扰受限系统其覆盖和容量是相互影响、相互制约的。

2.1 上行链路容量与覆盖

2.1.1 上行链路容量

WCDMA系统的上行链路容量是指当在上行移动台无法提供足够的功率以克服其他移动台造成的干扰时, 系统所能达到的极限容量。

理想功制下的上行极限容量可表征为 (单业务) :

在上公式中, Mpole为上行最大用户数, Gp为扩频增益, ξ=其他小区总功率/本小区总功率, α为激活因子。

从公式可以看出, Eb/N0对M影响很大, 当上行负荷因子接近于1时系统达到极限容量。

2.1.2 上行链路覆盖

由于移动台功率一定, 限制了移动台到基站可允许的链路损耗, 这个损耗对应的距离就是移动台到基站的最大距离, 即覆盖的最大半径。

在考虑上行覆盖时, 通常我们首先计算上行的允许损耗, 再选择合适的传播模型 (通常采用Hata模型) 来估算基站覆盖半径。

假设手机天线高度为1.5米, 基站天线高度为40米, 频率为2100MHz, 得到简化后的传播模型为:d=10e xp[ (p-133.2) /33.8]

可以看出, 当天线高度、手机高度和系统频率一定, 影响覆盖距离的唯一因素就是最大路径损耗P, 两者间呈指数对应关系。

2.2 下行链路容量与覆盖

2.2.1 下行链路容量

下行链路的容量与业务种类、干扰大小、服务质量、用户分布和软切换等因素有关。下行极限容量可表示为:

可以看出, 业务速率越高, 需要的Eb/N0也越大, 相应的系统的极限容量越小。和上行链路一样, 负荷因子接近于1时, 下行链路的容量即达到其极限容量。

2.2.2 下行链路覆盖

下行链路预算面对的是如何把有限的基站发射功率分配给各个活动的终端上。相比上行链路覆盖, WCDMA下行链路表现有所不同:1) 移动台会收到来自相邻小区的干扰, 干扰的大小取决于移动台所处的位置;2) 基站的发射功率由服务小区内所有移动台共享。

3 WCDMA系统容量与覆盖的平衡规划

3.1 容量与系统的规划平衡

在进行WCDMA网络规划时, 可能出现如下两种情况:容量受限和覆盖受限。当语音为主要业务时, 容量为上行受限;当数据业务吞吐量达到一定比例后, 容量转为下行受限。这主要涉及到WCDMA网络的容量估算问题。在WCDMA网络中, 数据业务的比重显著增加, 且网络上下行的业务流量普遍呈现出不对称的特性, 甚至有可能出现下行容量受限的情况, 因此需要从上下行两个方向分别进行估算。

3.2 改进容量与覆盖的主要措施

根据前面对WCDMA系统上行容量与覆盖的分析, 可以充分了解限制上行容量与覆盖的机制, 这对于提高上行容量、扩大覆盖范围是非常重要的。有如下几种方法可以充分利用WCDMA的上行特性来提高上行容量及改善覆盖。

3.2.1 上行链路

1) 系统扩容。系统扩容 (增加载波) 是提高系统容量最简单而又行之有效的方法。增加载波可分担和降低载波的系统负荷, 从而有效改善系统的覆盖。

2) 增加天线增益。增加天线增益可有效改善上行覆盖与容量, 其方式有如下几种:

a.天线的接收分集:可给系统带来明显的增益, 从而减少Eb/No的门限要求, 因此系统可容纳更多的用户。接收分集可有效改善上行的覆盖与容量, 但对建设成本和建设空间有更高的要求。

b.前置放大器:天线设置前置放大器可有效提升上行链路的接收灵敏度, 从而提高上行链路的链路开销, 从而提高覆盖范围。

c.扇区化:增加扇区的数量, 或选用窄带的天线波束也可有效提高天线增益以改善覆盖。

3.2.2 下行链路

根据上文中下行链路容量表达式, 要改善下行的容量和覆盖, 可通过降低系统干扰、增加下行正交因子, 及减少下行路径损耗等方式。

1) 优化相关系统参数。基站发射功率、网络门限等参数的设置对下行容量与覆盖有较大关系。在现网运行过程中, 通过监控网络负荷和覆盖情况, 通过优化调整这些参数来平和下行的覆盖与容量的需求。

2) 系统扩容:系统扩容对上行的覆盖与容量有明显的改善, 对下行同样适用。系统扩容的方式有增加载频和小区分裂等方式。

3) 发射分集:天线的发射分集可带来下行增益最大可达3~5dB, 从而有效改善下行的覆盖。

4 结语

由于WCDMA网自身的自干扰、软容量、混合业务等诸多技术特点, 使得W网的容量与覆盖规划更加复杂, 不同业务覆盖范围有很大差别, 而业务的覆盖也会随着网络负荷的变化而增减。其覆盖和容量是相互影响, 要增加覆盖则容量降低, 反之亦然。如何在网络建设中兼顾容量与覆盖, 还需要在日常的网络运行中不断摸索, 并根据网络的实际需求采取相应的措施。

摘要：WCDMA系统是一种同频自干扰系统, 在覆盖和容量上是互相制约的关系, 这决定了在WCDMA系统中需对覆盖和容量实施平衡规划的方法。本文通过分析WCDMA网的几个特性及容量与覆盖的关系, 给出改善容量与覆盖的几个主要措施。

关键词：WCDMA,覆盖,容量,规划

参考文献

[1]张平等.WCDMA移动通信系统 (第二版) [M].北京:人民邮电出版社, 2004.

[2]叶法银等.WCDMA系统工程手册[M].北京:机械工业出版社, 2006.

网络规划覆盖篇6

第三代移动通信技术3G主要服务于语音和数据业务, 其无线网络能够在各种不同的物理环境下分别支持不同的速率进行传输。TD-SCDMA (Time Division-Synchronous Code Division Multiple Address, 时分双工同步码分多址) 技术是由中国提出的自主知识产权的3G无线通信技术标准。

随着TD-SCDMA牌照的颁发, 全国范围内开始了TD-SCDMA的网络覆盖规划。无线网络覆盖规划主要是通过规划目标确定、传播模型校正、链路预测、仿真分析等步骤进行, 雅安市雨城区的TD-SCDMA无线网络覆盖规划实例, 验证了该规划流程的可行性。

2 TD-SCDMA的规划流程

由于TD-SCDMA与GSM使用的不是相同频谱, 所以在信号传输上存在显著不同。这对系统的投资建设、网络规划及优化等都将产生影响。表1列出TD-SCDMA与GSM网络规划的比较。

基于TD-SCDMA上述关键技术特征, 其无线网络规划一般包含以下四步:

(1) 规划目标:确定规划范围, 并对现网数据和市场需求进行分析确定规划目标;

(2) 模型校正:选定传播模型, 并开展连续波测试对校正传播模型;

(3) 链路预算:按照校正后的传播模型, 进行从基站到终端的链路预算, 估算覆盖站点;

(4) 模拟仿真:将相关信息录入仿真软件进行模拟仿真, 直到满足规划目标。

TD-SCDMA通信系统的无线网络规划流程图, 如图1所示。

3 雨城区规划实践

在深入把握TD-SCDMA技术特点的基础上, 本文以雅安市雨城区的无线网络建设为例来映证上述规划流程, 阐述如下。

3.1 规划目标确定

本次工程规划覆盖区域为雅安市主城雨城区, 面积累计9.49平方公里[1]。

a) 容量指标:满足建成后第一年TD用户发展需求。按时间顺序提取雅安区用户数排成序列, 采用外推法预测规划期目标的未来值。具体结果如表2所示。

b) 覆盖目标:确保在覆盖范围内的室外场景TD-SCDMA网络CS64信号的连续覆盖。在覆盖区域内开通业务、可视电话、PS64kbps数据业务、PS128kbps数据业务和PS384kbps数据业务。

c) 规划区域分类:按照规划覆盖目标, 根据人口分布和商业情况, 将规划区域分为密集城区5.54平方公里和普通城区3.95平方公里。

本阶段确定的容量指标和覆盖指标将作为后面规划的目标。确定的密集城区和普通城区将作为规划的两个基本模型, 后面的规划都在此基础上进行。

3.2 传播模型校正

传输模型校正一般按传播模型选取, 测试站址选取, 信号模拟测试, 整理测试数据校正模型参数四个步骤进行。现以雨城区为实例验证以上步骤。

a) 传播模型选取

对雨城区选用的标准传播模型为SPM (通用传播模型是常常使用于宏蜂窝, 并且在各种类型的预测环境都可以使用。模型校正后, 预测值与实测值的均方差应小于8d B) [2]。

其公式 (1) 如下:

(1) 其中:

K 1:传播损耗常数;

K2:log (D) 的修正因子, D:接收机和发射机之间的距离 (m) ;

K3:log (HTxeff) 的修正因子, HTxeff:发射机天线的有效高度 (m) ;

K 4:衍射损耗的修正因子;

Diffractionloss:传播路径上障碍物衍射损耗;

K 5:log (D) ×log (HTxeff) 的修正因子;

Kclutter:地物clutter的修正因子;

f (clutter) :地貌加权平均损耗。

b) 站点选取

在密集城区和普通城区各选取了2个挂高在30米左右, 四周较少遮挡的地点, 作为测试站点, 站点信息如表3所示。

c) 信号模拟测试

在进行测试时需先安装相关设备:天线高度高于天面5m以上, 天线安装地方周围150m内的距离范围内无遮挡物;将发射机的功率设置在10W到40W之间, 然后扫描准备的试用频段, 搜索较为干净的频点, 并对相关数据进行记录;将接收机连接的天线放在车顶, 接收机及电脑放在车内, 通过电脑上的软件收集记录测试的数据。

需要注意的是:街道不同方向的两侧所收集的样本数量要尽量相同;对于测试道路较少的站点, 可以尽量到居民小区中进行测试。

d) 软件校正

使用大唐移动NPS软件, 用标准模型默认参数值运行计算结果与路测数据运行计算结果对比, 再将两者差值带入模型中计算运行。重复此迭代过程直到满足误差, 得到校正后的传播模型参数值, 校正结果如图2所示。

将路测结果与校正后模拟覆盖结果相比基本重合, 说明校正结果比较理想。如图3所示 (红线为测量值, 蓝线为模拟值) 。

校正后得到SPM模型参数如表4所示。

模型校正得到的结果和参数是该地区较准确的无线传播模型, 将作为链路预算与仿真分析的基础参数。

3.3 链路预算

a) 链路预算

雨城区的无线覆盖估算, 需采用链路预算方式, 确定不同区域小区最大允许传播损耗, 计算最大覆盖距离, 以覆盖距离来计算单站点覆盖面积, 再根据规划区域覆盖面积得到估算的站点数。链路预算中最大允许路径损耗的计算公式如公式 (2) 、公式 (3) :

最大路径损耗 (上行) =终端发射机EIRP-接收机灵敏度+各种增益-各种损耗-余量 (2)

最大路径损耗 (下行) =基站发射机EIRP-接收机灵敏度+各种增益-各种损耗-余量 (3)

根据模型校正的参数, 采用的SPM链路模型, 应用大唐移动NPS软件, 得出规划区PCCPCH与各业务信道链路预算结果表5、表6所示。

通过上面对规划区公共信道和上下行各业务信道的链路预算结果可以看出各种业务的覆盖半径相近, 其中受限的是CS64k的上行链路, 我们以CS64k的上行覆盖半径为覆盖半径。根据链路预算表, 得到各区域链路预算结果如下表7所示。

b) 覆盖估算站点

根据各场景链路预算的结果和规划区的总体面积计算出整个规划区域内共需要站点数为56个, 其中密集城区42个, 普通城区14个, 各区域具体计算如下表8所示。

基于校正模型计算的链路计算是仿真分析的基础参数, 确定的覆盖站点数量则是仿真分析是站点分布和选点的理论参考数据。

3.4 模拟仿真分析

本次仿真工程规划区面积9.49平方公里, 根据链路预算结果, 整个规划区域内共需要站点数为56个。

a) 站点设置

按照基站设置原则, 规划人员同建设单位人员一起在雨城区进行现场勘查, 选择既满足网络覆盖要求又满足建设条件的站点, 站点按经纬度录入。

b) 参数设置

I.传播模型参数按照图2、表4设置;

ii.各类业务参数及天线 (8振元A+F频段智能天线) 参数按照表5、表6、表9、表10、表11、表12设置。

iii.容量估算及码道设置。

按照表10、表11、表12的参数设置, 需配置每个基站3扇区, 每扇区1载频, 采用小容量RNC (120基站, 360扇区, 720载频) 配置。同时对上行码道、上行扩频因子、下行码道、下行扩频因子配置, 如表13所示。

在此基础上, 根据雅安人口分布, 按照密集城区4000人/平方公里, 普通城区1800人/平方公里进行估算, 得出覆盖估算结果 (表8) 的配置将满足雅安TD用户第一年发展规模 (表2) 的容量要求。

c) 软件仿真

根据站点规模和设置, 采用NPS仿真软件来预测覆盖, 并采用蒙特卡罗仿真。蒙特卡洛仿真是在规划设置的用户数量、用户分布和用户行为的基础上进行模拟真实环境的仿真。通过反复调测各类参数, 最终得到各主要指标的覆盖图结果, 如表14和图4所示。

至此, 我们可以看出此次的网络覆盖规划, 无论是从网络覆盖、网络质量、网络容量, 还是网络的性能统计都很好地达到了规划仿真的预期目标。

4 小结

本文内容指导运营商完成了雅安雨城区TD-SCDMA无线网络覆盖初步建设。在雅安实践规划中得到的传播模型及仿真模拟中留下的基础数据都可以在以后的网络规划设计中应用。

同时, 本文只局限在无线网络覆盖方面进行了应用研究。实际应用中, 需要根据当地的经济建设发展和用户业务变化, 不断优化网络, 提升网络质量。今后的工作中仍需不断总结和完善TD-SCDMA通信系统网络的规划和建设, 为以后的通信系统起到借鉴作用。

参考文献

[1]蔡智超.雅安市雨城区TD-SCDMA网络覆盖设计[D].电子科技大学, 2012.

[2]刘刚.TD系统的CW测试[J].通信与信息技术, 2009 (4) .

无锡CMMB的覆盖规划与建设篇7

无锡CMMB网络覆盖的优化建设也是此次项目的重要内容之一,通过该项目的实施,获得了不少宝贵经验。

1 背景介绍

1.1 无锡CMMB现状

2008年12月底,由中广传播公司牵头实施的无锡CMMB项目实现了中央节目在无锡本地的发射播出,播出频道为DS-38。该项目建设的前端系统设在广电园区的机房内,唯一的发射点位于无锡东侧锡山区的东亭机房,发射天线高度为120 m,单点发射覆盖效果如图1所示。

图1中黄色和绿色(编者注:文中的图1～11彩图见http:/www.tvea.cn/News/infordetail.asp?infortype=0&ID=865)分别表示在不同接收方式下的门限场强值,具体取值如表1所示,后续的覆盖图均采用该门限值进行表示。

从图1可以看出,东亭单点发射时覆盖的主要区域在市中心东侧,无法满足无锡城区以及众多位于周边区域的各大院校的覆盖要求。

1.2 项目背景

此次中广传播江苏分公司与中国移动江苏公司的CMMB合作共建项目是江苏移动校园覆盖计划的一部分,就无锡而言,由于各大院校分散在滨湖区、惠山区、锡山区等周边区域中,对于无锡CMMB的覆盖补盲提出了较高的要求。

为此,双方技术人员结合各大院校的地理位置以及CMMB覆盖规划建设的基本要求,在前期进行了实地勘查工作,并对移动公司站点资源包括铁塔、机房、供电、光纤网络等相关配套条件进行了逐项梳理。在此基础上制定无锡CMMB覆盖规划方案,并在实施过程中不断改进和完善。

2 覆盖规划

由于东亭单点发射CMMB信号的主要覆盖区域在无锡城区东侧,无法满足市区以及各大院校所在周边区域的覆盖需求。同时考虑CMMB项目投资回报等因素,本次项目规划增建一个发射点、与东亭发射点共同构建两点单频网,实现城区大部分区域的覆盖;并结合校园覆盖要求,在各大院校周边通过光纤直放站补点的覆盖方式来实现校园CMMB覆盖。

此外,随着城市建设的发展,无锡已经建成多条隧道交通枢纽,地铁工程也正在建设之中,为此隧道与地铁的CMMB覆盖方案也同步规划,预计在明年进行具体实施。

2.1 单频网覆盖规划

单频网发射站点的规划需要同时考虑以下3方面:

1)根据CMMB保护间隔为51.2μs的标准,为了使得终端接收的多径信号落在保护间隔内,规划的新发射站点与东亭发射点间的距离尽量小于51.2μs×0.3 km/μs即15.36 km。

2)单频网覆盖区域重点考虑提升无锡城区的覆盖效果,因此规划的发射站点尽量在市中心的附近区域。

3)为保证有较好的覆盖范围,尽量选择较高的发射站点,同时能够保证提供发射机房所需的电力、信号传输、物业等各方面资源。

结合江苏移动无锡分公司现有的站点资源,充分考虑上述3点要求,经过现场实地勘察移动基站的情况后,确认单频网的另一个发射站点设在中桥。中桥站点的发射高度为52 m,发射功率1 kW,与东亭发射点共同构建单频网的覆盖效果如图2所示。

由于中桥发射站点的发射高度有限,覆盖范围与东亭发射点相比明显偏小,但对比图2与图1可见,中桥发射站点有力补充了东亭发射点在西南方向的覆盖盲区,也将对无锡城区西南区域的覆盖效果有较明显的改善。

2.2 补点覆盖规划

由于无锡各大院校分散在各行政区域中,东亭、中桥两点发射的有效覆盖区域无法满足大部分校园的覆盖要求。因此,根据各个院校的地理位置,结合移动公司在院校周边的站点资源,确定补点覆盖的具体位置。

由于光纤直放站采用近端机和远端机结构,近、远端机之间采用光纤连接,可相距较远,确保了施主天线与发射天线之间的隔离度,并且补点区域可采用全向天线发射,发射功率可达几百瓦,实现较大区域的覆盖。为此,校园覆盖均采用光纤直放站方式实现,具体规划工作包括:

1)根据无锡移动公司的光纤资源,规划由中桥基站到各个直放站点的光纤路由,尽量使得路由距离最短、光纤跳接最少。

2)针对各个直放站点,根据光纤传输距离以及传输过程中的跳接情况,分别计算光纤传输的衰减量。

3)由于近端机的光发射功率有限,需要根据不同的光衰值确定光纤路由传输方案,即:

(1)光衰在15 dB之内,则直接从中桥基站传输至远端机;

(2)光衰超过15 dB时,则寻找其他合适站点空收信号后再传输至远端机,或者在中桥至远端机的光纤传输链路中加入中继光放大设备。

确认各站点光纤传输路由的同时,根据东亭和中桥覆盖情况、站点参数以及覆盖需要,确定各个直放站的发射功率,各站点覆盖的效果如图3所示。

各直放站站点由于受到发射高度的限制,覆盖范围较小,但由于站点设置均在各大院校附近,已基本满足校园的覆盖要求。

2.3 隧道覆盖规划

根据无锡市政规划部署,地铁隧道建设都在紧锣密鼓进行中,CMMB的覆盖规划同步考虑。地铁中的规划方案可参见《电视技术》2009年第9期中刊登的《无锡地铁数字电视覆盖规划初探》一文[1]。

此次主要针对正在建设中的太湖大道隧道工程进行覆盖规划,并同时考虑调频广播、地面数字电视等其他无线广播电视信号。无锡太湖大道隧道全长4.275 km,根据隧道内变电站位置,统筹规划泄露电缆的覆盖方式,具体方案如图4所示。

相比传统的隧道覆盖方案,此次太湖大道隧道规划的前端设备中使用广播电视常用的光发射机来代替光纤直放站近端机,不仅在性能上可以得到保证,更节约了实现的成本。

3 覆盖建设实施

本次CMMB网络覆盖的项目实施,首先开通中桥发射点,完成单频网覆盖;接着完成各个直放站站点的开通建设。

3.1 单频网建设

单频网建设主要涉及中桥站点的节目信号接入、天馈和发射机安装,前端机房以及2个发射点的GPS信号接入。因此,单频网系统框图如图5所示。

CMMB单频网必须保证频率同步、时间同步与码元同步[2],而频率与时间同步信号均来自于GPS系统,因此该系统是单频网中的一个重要组成部分。由于此次使用的GPS天线的馈线较长,为使得接收的GPS信号足够强,将天线安装在楼顶开阔场地,以保证能够搜索到4颗星以上,确保GPS系统正常工作。

此外,由于前端系统中的复用器内置GPS接收机,因此将GPS天线直接连接至复用器即可完成TOD、10 MHz以及1PPS(秒脉冲)信号的接入;但信号接入是否正常需要通过复用器的监控软件查看TOD时间信息是否正确来观察。

3.2 补点建设

光纤直放站的补点建设采用3种方式:

1)近端机设在中桥发射站点,直接传输至远端机;

2)空收信号满足要求的位置放置近端机,由此地传输至远端机;

3)光纤传输过程中增加中继设备,放大信号后传输至远端机。

本项目补点建设的实现框图如图6所示。

由图6可以看出,此次补点覆盖工程是一对一的近端机与远端机实现方式,实施成本较高。为此,可考虑对近端机输出的光信号进行放大,并采用光分路器的方式来实现一对多的光纤直放站覆盖,其实现方式如图7所示。

根据光纤传输链路的距离、跳接点数量和远端机的光接收门限,计算光放大器输出功率以及光分路器的分光比,图7中各项参数取值如表2所示。

4 覆盖测试与分析

为掌握本项目新建发射点和光纤直放站点的覆盖效果,并同时了解无锡CMMB的整体覆盖情况,无锡广电技术中心精心规划测试路线[3,4],并利用自主研发的“场强覆盖测试评估系统”软件,结合终端实际接收效果,完成无锡CMMB的覆盖测试工作。

4.1 单频网覆盖效果

此次新建的中桥发射点位于无锡城区西南区域,为掌握其与东亭发射点共同构建单频网的覆盖效果,选择在两发射点径向上、且在不同发射情况下分别进行收测和对比。

首先,当关闭东亭发射点、只有中桥发射点单点发射时,在两发射点径向上收测到的覆盖效果如图8所示;在图中浅灰色(原图为绿色)区域内,车内终端的接收效果开始断断续续,不再流畅。

接着,开启东亭发射点,即中桥与东亭两发射点构建单频网的条件下,在同样路径上收测到的信号覆盖效果如图9所示。

由图8和图9对比可看出,中桥与东亭这两发射点的覆盖互为补充,终端接收一路流畅,两发射点的中间区域既有信号增强又互不干扰,较好地实现了单频网的覆盖要求。

4.2 直放站覆盖情况

由于新建的10个直放站点分散在无锡周边区域中,因此选择远离城区、不受其他发射点与直放站覆盖影响的稍塘直放站点作为代表进行收测,以掌握直放站的实际覆盖效果。

在具体收测过程中,以稍塘站点为中心,在按照200 W发射功率推算得到的覆盖距离附近、分别沿着各方向进行接收测试,得到的覆盖效果如图10所示。结合终端在测试过程中的实际收看效果,可知稍塘直放站的有效覆盖半径在3.5 km左右。

除了针对两发射点径向以及稍塘直放站的覆盖情况进行详细测试之外,还利用终端在包括无锡城区在内的多处区域进行实际室外接收,绝大部分地区能够保证可流畅收看节目,无锡CMMB的覆盖效果基本良好。

5 小结与展望

本项目在充分利用移动公司现有资源的基础上规划CMMB网络覆盖,完成了无锡另一个发射点建设,并开通了多个光纤直放站,充分满足无锡各大院校的CMMB覆盖要求。通过实际收测,基本掌握无锡CMMB的现有覆盖情况。

由于此次主要针对江苏移动校园覆盖计划,且考虑到投入成本等因素,因此在项目规划过程中,主要围绕无锡各大院校所在的地理位置,以光纤直放站的补点方式来实现覆盖。在未来的无锡CMMB覆盖规划中,将增加发射点,构建大范围的单频网网络,进一步提升覆盖效果,初步规划的发射站点如图11所示。

新规划的发射站点高度为100 m左右,发射功率1 kW,使用天线为可调节下倾角的4层4面面包板天线,以保证良好覆盖。单频网建成后,可根据实际收测情况,调整已有直放站补点的位置,不断扩大覆盖范围,为CMMB运营提供优质的覆盖网络。

摘要：详细阐述了针对江苏的中国移动多媒体广播(CMMB)校园覆盖计划,无锡CMMB单频网和光纤直放站补点覆盖的规划与建设,并提出隧道CMMB覆盖方案,实施完成后对覆盖情况进行测试与分析,最后对项目进行总结与展望,为后续发展做好准备。

关键词：中国移动多媒体广播,单频网,光纤直放站,保护间隔

参考文献

[1]陆建华,张殷希,陈宏,等.无锡地铁数字电视覆盖规划初探[J].电视技术,2009,33(9):4-5.

[2]王波.CMMB单频网同步技术[J].广播与电视技术,2008,35(9):20-23.

[3]陆建华,陈宏,张殷希,等.无锡移动多媒体广播无线覆盖规划与实践[J].电视技术,2009,33(6):6-7.

网络规划覆盖篇8

地铁的特殊构造给无线通信信号的覆盖和优化带来许多挑战。H市作为国内首批TD鄄LTE (时分鄄长期演进) 试运行城市, 其新建的地铁专线TD鄄LTE网络覆盖方案受到国内其他省份城市的关注。TD鄄LTE小区网规网优参数的合理规划将是TD鄄LTE网络性能的重要保证。TD鄄LTE地铁覆盖小区网络规划不仅需要考虑与大网宏站的衔接, 还需要考虑到地铁本身内部不同覆盖区域的特殊场景, 如站厅、站台以及隧道区间等, 其覆盖场景不尽相同。TD鄄LTE地铁覆盖小区无线参数规划主要涉及频率规划、邻区规划、PCI (物理小区标识) 规划、PRACH (物理随机接入信道) 规划、功率规划、时隙配比规划和TAC (跟踪区域码) 规划这几个方面, 下面将对这几个主要规划参数进行逐一介绍。

1 频率规划

考虑地铁线路线状覆盖的特殊性, 建议采用40 MHz频率对整个地铁进行覆盖, 分为2个20 MHz载波进行异频组网, 相邻两个小区间异频配置, 降低干扰, 提升业务质量。H市宏站与地铁采用异频组网方案, 宏站使用F频段, 地铁使用E频段组网, 同时, 地铁隧道覆盖小区又采用E频段的不同频点以达到频率隔离的目的。

2 邻区及切换设计规划

邻区规划是无线网络规划中重要的一环, 其好坏直接影响到网络性能。对于TD鄄LTE网络, 由于是快速硬切换网络, 邻区规划尤为重要, 因此, 好的邻区规划是保证TD鄄LTE网络性能的基本要求。

隧道场景下需要配置路线上相邻站点小区为邻区, 站台站厅场景需要配置隧道内小区和地铁出入口宏站小区为邻区。邻区规划及切换设计的基本原则如下:

1) 地理位置上直接相邻的小区才作为邻区, 且配置为双向邻区, 邻区数目不宜过多。

2) 为保证邻区规划的合理性, 可借鉴2G/3G的邻区优化结果, 即可继承2G/3G共站址邻区配置。

3) 采用小区合并方式, 减少小区数目, 降低切换发生的次数。

4) 采用非竞争切换方式, 降低切换时延。

切换时延, 即从TD鄄LTE车载设备测量到目标小区信号强度高于服务小区信号强度某个门限开始, 到切换完成所需时间。

5) 小区切换带设计, 按80 km/h车速 (22 m/s) 考虑, 切换带的信号覆盖电平尽可能在-110 dBm以上, 切换带应在100～150 m, 如图1所示。

3 PCI规划

地铁场景的PCI规划与频率相关, 采用组网的频率不同, 对PCI规划的要求也不相同。下面将对地铁场景下F频段和E频段组网下的PCI规划进行说明。

3.1 宏站与地铁场景同频段组网

宏站与地铁场景同频段组网时 (如宏站采用F频段, 地铁采用F频段) , 在隧道出入口及地铁出入口, 将会存在同频干扰情况, 因此在PCI规划上要考虑地铁与宏站小区的PCI错开。另外, 地铁PCI规划还要根据单、双流场景进行区分考虑。

地铁单流场景下, PCI错开原则如下:

1) 站台站厅以及隧道内小区间需要满足mod6 (mod6为对6进行求余函数) 错开原则;

2) 宏站相邻的地铁小区与室外宏站小区间要满足mod3 (mod3为对3进行求余函数) 错开原则。

地铁双流场景下, PCI错开原则如下:

所有地铁小区间以及与室外宏站间均需满足mod3错开原则。

规划方法:可将地铁小区视为室分小区, 其与宏站间的PCI规划可通过规划工具实现;地铁小区间的PCI错开, 并避免mod3干扰。

3.2 宏站与地铁场景异频段组网

宏站与地铁场景异频段组网时 (如宏站采用F频段, 地铁采用E频段) , PCI规划中无需考虑地铁与宏站小区的PCI协同 (即两者PCI可以相同) , 此场景下地铁小区的PCI规划仅需考虑地铁小区间PCI错开即可。

同样, 对于单流场景, 地铁小区间需满足mod6错开原则, 对于双流场景, 地铁小区间需满足mod3错开原则。

4 PRACH规划

随机接入在TD鄄LTE系统起着重要作用, 是用户进行初始连接、切换、连接重建立, 重新恢复上行同步的唯一策略。UE (用户设备) 在随机接入时需要随机选择前导序列, 因此, 合理的规划前导序列是保障用户接入成功性的重要手段, 使接入过程中的不确定性控制在可接受的范围内。

PRACH规划中同样要考虑室内外频段组网差异:对于地铁与室外宏站异频段组网时, 地铁内小区与室外小区PRACH规划互不影响;对于地铁与室外宏站同频段组网时, 地铁内小区与室外宏站小区PRACH规划需考虑复用情况, 即不允许出现与近距离的宏站小区采用相同的PRACH根序列。

地铁室分小区PRACH的具体规划方法如下:

1) 首先确定小区覆盖半径, 这里考虑到地铁小区覆盖范围大小, 建议小区半径为2 000 m, 对应的NCS (循环移位值) 为22, 每小区仅需2个跟序列。

2) 对根序列的预留与宏站相同, 建议预留20%为宜, 即预留671～838共168个作为备用;对于剩下的根序列, 可以考虑进一步预留给扩容的站点使用, 或核查优化时使用。

5 功率规划

5.1 功率参数相关概念

EPRE (每个资源单元上的能量) , 可以理解为每个RE (资源单元) 的功率;

Type A符号:无RS (参考信号) 的OFDM (光频分复用) 符号;

Type B符号:含RS的OFDM符号;

ρA:无导频的OFDM符号上的PDSCH (物理下行共享信道) RE功率相对于RS RE功率的比值;

ρB:有导频的OFDM符号上的PDSCH RE功率相对于RS RE功率的比值;

PA:由高层信令配置的UE级参数, 即改变UE的PA就改变了基站给UE分配的功率, 该参数就是下行功控的输出值;

PB:该参数表示PDSCH上EPRE的功率因子比率指示, 它和天线端口共同决定了功率因子比率的值;

δpower-offset:功率步长系数;

MU鄄MIMO:多个用户且多进多出模式。

ρA有如下计算方法:

当采用4天线发射分集 (此处的意思是采用4端口传输, 传输模式为TM2) 时, ρA=δpower-offset+PA+10lg2。

其他模式下:ρA=δpower-offset+PA。其中, 当不采用下行MU鄄MIMO时, δpower-offset=0。目前产品大多采用TM2/3/7自适应的传输模式, 所以有:ρA=PA或者ρA=PA+3。根据前文解释, PA增大说明用户的数据RE功率比较大, 在基站总功率不变的情况下, 数据RE的接收功率比较大, 可以提升SINR (信干噪比) 。但如果PA过大, 对邻区的干扰也严重, 且导致控制信道功率降低, 覆盖不平衡。

对于RS功率的配置, 期望基站的发射功率能够用完, 即Type A和Type B符号上的功率相等, 否则功率利用率不能够达到100%。

另外, PB也是由RRC (无线资源控制) 信令配置完成, 是一个通用的配置值。针对所有的UE, PB是一样的, 表示比值ρB/ρA的索引, 其关系如表1所示。

5.2 功率计算及地铁小区配置

大多数情况下, 运营商规定了基站产品的机顶口的输出功率PRRU, 实际操作时, 产品中的功率配置是通过配置PDL_RS_power path (下行单通道参考信号功率) 、PA和PB来配置的, Psingle antenna为单根天线上的功率, 结合运营商的需求和产品特性算法, 若系统带宽为20 MHz, 共100个RB (资源块) , 那么, RS功率配置为

地铁单流场景, 功率参数PA建议配置为0, PB建议配置为0, RS功率尽量保持在3.2～12.2 dBm之间, 推荐配置E频段为12.2 dBm, F频段为9.2 dBm; (NRB为带宽内的RB数) 。

地铁双流场景, 功率参数PA建议配置为-3, PB建议配置为1, RS功率尽量保持在3.2～12.2 dBm之间, 推荐配置E频段为12.2 dBm, F频段为9.2 dBm。

H市地铁采用与TDS (TD鄄SCDMA) 共模组网方式, RRU (射频远端单元) 类型基本为一发一收, 只支持单流场景, 所以功率参数PA和PB均设置为0, RRU功率配置需要结合TDS功率综合考虑, 保证双模站点小区不能超过RRU额定输出功率。

6 时隙配比规划

地铁TD鄄LTE网络时隙配比规划如下, 目前E频段试验网配置一般为2∶2, 10∶2∶2, 对于商用情况, 考虑上下行业务的特点, 推荐配置为3∶1, 10∶2∶2;F频段考虑到与TDS的时隙对齐, 只可配置为3∶1, 3∶9∶2。目前H市TD鄄LTE试验网阶段地铁小区 (站厅、站台和隧道区间) 全部配置成2∶2, 10∶2∶2模式, 后期如果需要考虑与TDS的共存, 须配置成2∶2, 10∶2∶2, 如图2所示。

共存要求:上下行没有交叠 (即Tb>Ta) , 则TD鄄LTE网络的DwPTS (下行导频时隙) 必须小于0.525 ms, 只能采用3∶9∶2的配置, 常见上下行时隙及特殊子帧配比规划如表2所示, 其中:DL表下行, UL表上行, GP为保护间隔, Up为上行导频时隙。

7 跟踪区及跟踪区列表规划

7.1 规划原则

跟踪区码规划作为TD鄄LTE网络规划的一部分, 与网络寻呼性能密切相关。跟踪区的合理规划, 能够均衡寻呼负荷和TAU (跟踪区更新) 信令开销, 有效控制系统信令负荷。TD鄄LTE网络跟踪区的规则原则如下:

1) 确保寻呼区域内寻呼信道容量不受限;

2) 区域边界的位置更新开销最小, 同时易于管理。

7.2 规划方案

现阶段地铁TD鄄LTE网络的TA (跟踪区) &TAL (跟踪区列表) 规划主要有如下2种方案, 实际网络规划需要根据移动的相关策略进行选择。

方案一:与宏站区域内TA保持一致, 同时保证TAL边界与2/3G LAC (位置区码) 边界对齐。

跟踪区的规划主要涉及大小和边界两部分, 在规划时须同时要考虑这两个因素:

1) 跟踪区的大小主要考虑因素为寻呼容量, 即TAL下的实际寻呼容量不能超出空口的寻呼能力。因此在规划中要结合实际网络的单用户寻呼模型, 估算网络需求的寻呼容量, 根据该容量来得出对应的跟踪区可包含的eNB (演进型基站) 数。

2) 跟踪区的边界主要考虑的因素为TAU的频度, 保证TAU量最小;由于TD鄄LTE网络引入了CSFB (电路交换回落) 策略, 因此在边界规划上要求TD鄄LTE网络的TAL边界与2/3G的LAC对应, 如图3所示。

由图4可见, 基于联合注册的机制, TD鄄LTE网络跟踪区在与2/3G位置区对应情况下, 用户呼叫时延最小, 用户感知更优。因此在边界上尽量保证TD鄄LTE网络的TAL边界与2/3G的LAC对应。另外, 目前CSFB策略并未确定是回落到2G还是3G, 因此在规划中需要跟客户明确回落的策略, 根据客户的需求进行跟踪区规划, 如图4所示。

方案二:地铁线路单独TA规划。

地铁每日人流量极大, 忙时在隧道区域内将会有上百人同时进行移动, 即大量的位置更新信令会给网络带来巨大的冲击, 为减少TAU信令冲击, 可将地铁线规划为单独的TAL, 规避位置更新带来的信令风暴, 如图5所示。

比较两种TA规划方案, 方案一在CSFB的策略下, 可保证语音用户的感知, 同时与宏站TA规划相同, 无需进行二次规划;方案二的特点是TD鄄LTE网络跟踪区未和2/3G对应, 因此对于语音用户感知会受影响, 此方案的优点为同跟踪区, 用户无需进行位置更新, 因此对于降低网络信令冲击有较大作用。H市建网初期主要还是从降低网络信令冲击方面考虑, 选择第二种规划方案。

8 结束语

TD鄄LTE地铁覆盖网络不仅需要保证整个地铁线路覆盖良好, 用户能够正常接入, 同时还需要考虑到地铁覆盖的特殊场景, 在继承2G、3G地铁网络设计规划思想的同时, 将4G网络的特殊要求 (如CSFB语音业务回落技术等) 也补充进来, 所以在参数设计时要综合考虑到覆盖、容量和用户感知等因素。

摘要：TD-LTE (时分-长期演进) 地铁覆盖小区无线参数规划主要涉及频率规划、邻区规划、PC (I物理小区标识) 规划、PRACH (物理随机接入信道) 规划、功率规划、时隙配比规划和TAC (跟踪区域码) 规划这几个方面, 从不同的角度分析了这些参数的作用以及使用场景。

地下车库调频广播覆盖的规划与实施篇9

对于越来越多的驾车人士而言, 调频广播已成为不可或缺的媒体伴侣;随着城市建设的发展, 社会公共建筑、高层商住楼宇以及大型商城的地下室、地下人防工事和地下停车场逐渐增多, 这些区域的广播信号普遍较弱。为了加强地下空间的调频广播信号, 延伸覆盖范围, 无锡广电技术中心以新建传媒大厦的地下车库作为试验地, 通过周密规划、落实实施以及详细测试等一系列工作完成调频广播覆盖工程, 为后续公共场所的地下室覆盖积累经验。

1项目规划

无锡广电传媒大厦的地下车库共有两层, 每层面积约10000m2。在负一层车库中, 层高约5m, 调频广播信号分区域时有时无;而在负二层车库中, 层高约3.5m, 收听不到任何节目。为此, 两层地下车库均需要做好覆盖规划和技术方案确认工作, 包括调频广播信号处理方式、信号覆盖方式以及合适的传播模型选择和覆盖规划计算等。

1.信号处理方式

调频广播覆盖信号源的处理方式有两种, 一种是空收信号解调后再调制方式, 另一种是选频放大方式。相比较而言, 前者的技术实现简单、价格低廉, 但在地下室内与室外过渡处容易接收到两路没有同步的信号而产生干扰, 影响正常收听。选频放大方式是我们在无锡隧道覆盖中采用的方式, 收听效果良好, 但设备价格比较昂贵。

由于此次覆盖的传媒大厦地下车库为下沉式设计, 如图1所示, 终端接收室内与室外信号的分界点比较清晰, 因此我们侧重考虑采用比较简单的解调再调制方式。通过模拟测试, 车辆在进出地下车库过程中, 收听到的调频广播节目连续, 实现了无缝过渡。

2.覆盖方式

地下室调频广播信号的覆盖方式有全向天线与泄漏电缆两种, 由于地下车库为块状分布, 中间隔墙较多, 若采用泄漏电缆方式, 则需要费用很大, 因此考虑使用全向天线方式实现地下车库的覆盖。

全向天线的覆盖方式没有泄漏电缆的辐射均匀性好、近远场强相差大, 尤其在车库较为封闭的角落处信号较弱, 为此在前期规划测试时, 将根据实际情况合理选择天线安装位置、天线数量, 并计算所需的发射功率, 以实现地下车库调频广播的良好覆盖。

3.覆盖规划

地下车库调频广播覆盖规划是根据覆盖场强要求, 确定天线安装位置和数量, 选择合适的传播模型计算所需的覆盖功率。

1) 传播模型选择

调频广播信号在地下车库的传播损耗主要与传输距离、墙体和楼板的遮挡以及车库高度有关, 信号在传播过程中会出现反射、绕射、散射和衰减等各种传播效应, 较难进行准确预测。

根据ITU-R Rec.P.1238建议给出的数据, 室内的基本传播损耗可表示为:Lb (d B) =20lgf+10nlgd+Lfl oor-28。其中, Lfl oor为穿过地板的损耗, 在考虑地下车库同层覆盖时, 该参数可选为0;n为室内传播指数, 是介于2.0至3.3之间的常数, 与建筑物性质以及信号频率有关。

2) 计算规划

为简化施工, 先按照在每层车库中心位置安装一副天线进行规划计算。根据地下车库面积估计最远端距离天线75m左右, 则预测最远端的覆盖电平值=每个频率的输出功率 (Pe) -传播损耗 (Lb) -射频线缆损耗 (D1) -功分器损耗 (D2) -其他损耗 (Dx) , 其中各项参数取值如表1所示。

由此计算得到预测的覆盖电平值为33.24d BμV, 达到30d BμV的门限接收电平要求 (参考《GB-T9374-1988声音广播接收机基本参数》) 。此次工程的目标是实现六套本地调频广播信号覆盖, 考虑到日后频率扩容的需要, 因此规划采用总输出功率20W的调频功率放大器。

在确认负一和负二层车库内各放置一副天线进行覆盖的方式之后, 关键考虑天线安装方式。当天线垂直放置在车库几何中心时, 场强覆盖最均匀, 而水平放置时场强最大值虽然比垂直放置时大一些, 但变化范围较大, 对接收机的动态范围要求较高, 因此尽量将天线安装在车库中心位置, 并且采用垂直安装方式实现覆盖。

2项目实施

项目实施过程包括开路信号接收与处理、馈线铺设以及发射天线架设等, 系统接收六个频点信号强度不同的调频广播节目, 通过解调再调制之后到宽带调频功放输出射频信号, 该信号采用1/2英寸射频电缆, 由弱电井走线敷设至负一层车库, 经功分器分别输出两路射频信号, 一路沿着负一层车库内的走线槽馈入发射天线中, 另一路再经弱电井继续传输至负二层, 并同样通过走线槽馈入发射天线中。整个系统架构如图2所示。

此外, 本系统实现了突发事件的应急广播功能, 在紧急情况下可切换至应急广播信号, 所有覆盖频率都将接收该信号。系统还具有远程监控功能, 通过IP网络实现设备状态的远程监看, 并对覆盖信号进行实时监听。

3项目测试

针对地下车库内的调频广播信号覆盖, 采用了定点测试与移动收测相结合的方法, 收测接收场强并记录收听效果。在准确掌握信号覆盖情况的同时, 分析测试数据, 对覆盖规划时所采用的传播模型进行检验拟合, 为今后做好地下室覆盖规划积累经验。

1.定点测试

由于发射天线安装在车库中间位置, 其周边区域的覆盖相对较好, 因此在定点测试时, 选择负一层和负二层车库内的边缘位置进行测试, 测试内容包括每个频率的信号接收电平和实际收听效果。将测试数据显示在车库平面图上, 利用各个频率的字体颜色区分门限电平值, 即当接收电平≥30d BμV, 则字体颜色为黑色;若接收电平<30d BμV, 则字体颜色为红色。收音机收听到的实际效果采用各个频率的底色进行区分, 对应关系如表2所示。

传媒大厦地下车库负一层的定点测试结果如图3所示。

由定点测试情况图可以看出, 地下车库负一层共有测量点14处, 获得的测试统计结果如表3所示。

同样地, 地下车库负二层的定点测试结果如图4所示。

由定点测试情况图可以看出, 地下车库负二层共有测量点12处, 获得的测试统计结果如表4所示。

从选取边缘位置的定点测试结果来看, 传媒大厦两层地下车库的覆盖效果基本达到了系统设计的指标要求, 满足车库车载收听调频广播的要求。

2.移动收测

为全面掌握地下车库的调频广播信号覆盖状况, 我们还进行了移动收测的全方位测试。将场强仪、笔记本电脑以及接收天线等设备均放置在小推车上, 在车库内保持一定速度匀速推进, 自动实时记录信号电平值。

在收测的六个频率中以最高频率106.9MHz为代表, 其在两层地下车库内移动收测的覆盖效果分别见图5和图6所示, 信号电平颜色指示见图中右上角的示意说明。

相比较负一层, 负二层地下车库由于楼层高度更低, 覆盖效果有一定欠缺, 但从整体来看, 两层地下车库除一些边缘位置没有达到门限电平要求之外, 绝大部分区域已实现良好覆盖。深度分析收测数据, 对初始规划时所采用的传播模型中的室内传播指数 (n) 进行调整, 该指数与传播距离有密切关系, 拟合得到的参考取值见表5所示。

4小结

本项目实现了在新建传媒大厦两层地下车库内的六套调频广播信号覆盖, 从前期规划到最终测试完成, 积累了一定经验, 主要包括以下几点。

1.开路信号接收与处理系统的搭建中, 接收天线的放置位置非常关键, 尽量安装在室外开阔处, 并与信号处理设备尽可能的远离, 以确保接收信号的信噪比要求。

2.由于是多频点的信号覆盖工程, 因此应选择高线性功放设备, 在实际使用时适当采用功率回退方式, 提高输出信号的互调指标。

3.地下室采用天线覆盖方式时, 天线的匹配程度受房顶 (尤其是负二层层高较矮) 、墙壁等周边环境影响, 使天馈系统驻波比值增大, 导致覆盖效果变差。为此, 应仔细调整发射天线位置, 并针对实际的应用环境进行专门的天线调试, 使其能够达到最好的覆盖效果。

4.本项目采用的开路信号接收后解调再调制、射频功放输出后天线覆盖的系统方案, 必须考虑室外信号对地下室的影响, 因此在规划设计时着重针对地下车库入口处以及车库内紧靠外墙的位置进行收听测试, 确认地下室覆盖所需要的信号强度。

无锡广电传媒大厦地下车库调频广播覆盖项目的规划实践, 在地下室覆盖规划、信号覆盖测试以及传播模型优化等方面都做了有益的尝试, 为地下室广播信号覆盖的理论研究与规划设计提供借鉴与参考。

摘要：本文介绍了地下车库调频广播覆盖的规划实施过程, 重点阐述信号处理和覆盖方式选择、发射天线安装方式确认以及覆盖功率计算等。通过详细的覆盖测试与数据分析, 调整传播模型参数, 总结项目经验, 为地下室广播信号覆盖的规划设计提供借鉴与参考。

关键词：地下车库,调频广播,覆盖规划,传播模型

参考文献

[1]谢益溪.无线电波传播——原理与应用[M].北京:人民邮电出版社, 2008.

[2]范晓静.室内无线传播模型的研究与仿真[J].科技信息, 2010.26