通信覆盖范文（精选9篇）
通信覆盖 第1篇
1.1 WCDMA系统
重要区域:边缘导频功率≥-85d Bm;
次重要区域:边缘导频功率≥-90d Bm, Ec/Io≥-10d B;
一般区域:边缘导频功率≥-95d Bm, Ec/Io≥-12d B。
移动台最大发射功率:目标区域内95%以上位置, 话音业务移动台发射信号总功率在地下层不超过+15d Bm, 其他区域应不超过+10d Bm;数据业务移动台发射信号总功率应不超过+20d Bm。
据业务, BLER≤10%。
上行噪声电平:在基站接收端位置收到的上行噪声电平小于-108d Bm/3.84MHz。
业务拥塞率:业务拥塞率≤2%
1.2 GSM系统
接通率:保证覆盖区域内信号强度基本均匀分布, 目标覆盖区域内98%的位置99%的时间移动台可以接入网络。
掉话率:忙时话务统计掉话率<0.8%。
1.3 WLAN系统
信号质量:目标覆盖区域内95%以上位置, 用户终端无线网卡接收到的下行信号C/I值应大于20d B。
数据速率:在目标覆盖区内, 要求单用户接入时峰值数据传输速率不低于4Mbps, 在多用户接入时数据传输速率不低于100kbps。并支持用户在覆盖区域内移动。
信号外泄:室内WLAN信号泄露至室外10米处的信号强度应不高于-75d Bm。
包丢失率:在信号强度>-75d Bm时, 与AP无连接中断现象发生。在信号强度>-75d Bm时, 与AP间包重传率小于10%, 包丢失率小于3%。Ping测试站点AP丢包率不大于3%。
2 方案规划
2.1 容量测算
(1) WLAN容量测算
考虑单个AP可支持的并发用户数为25个。
覆盖区域内需求的AP数量根据以下公式计算:
热点的AP数量=覆盖区域人数×覆盖区域数据业务渗透率×并发用户率/25。
(其中, 覆盖区域的数据业务渗透率一般取10%左右, 并发用户率取10%左右。相关系数的取定可根据具体热点的情况不同进行调整, 但是需做相应的分析说明。)
出口带宽需求测算公式如下:
带宽需求=覆盖区域人数×覆盖区域数据业务渗透率×并发用户率×每用户带宽需求。
(2) 移动通信容量测算
移动通信系统信道配置, 是通过“爱尔兰B公式”, 从所需覆盖区域的业务量中估算出来的。一个重要的参数是在峰值小时的给定时刻, 所有信道均被使用的概率, 阻塞概率用来衡量一次呼叫尝试由于没有空闲信道而失败的概率, “爱尔兰B公式”在假定呼叫建立时刻及通话持续时间都服从泊松公式的情况下, 建立了平均信道数目、信道数目和阻塞概率之间的关系。每个用户的业务量定义为峰值小时期间的某一给定时刻, 每一给定用户进行通话的平均概率, 其单位是爱尔兰。移动通信网络设计中所采用的值为0.02ERL/用户。表1给出了在不同信道数目和呼损率在2%时, 用爱尔兰表示的容量。
话务量预测:
预测话务量 (单位:ERL) =能容纳人数*网络手机拥有率*平均话务量[1]
2.2 链路预算
按设计的初步分析, 在多网合路室内覆盖分布天馈分布系统中, 每个天线覆盖半径为15米左右。该无线覆盖区域场强具体分析如下:
电磁场在自由空间传播损耗:
PL (d) [d B]=32.45+20logd (Km) +20logf (MHz) ;
PL (do) 距天线1米处的路径衰减, 典型值30d B;
f:890~960 (分别取900MHz、2100MHz和2400MHz)
代入上式可得:
(1) GSM900M信号
900MHz信号15m可视空间传播损耗:
室内吸顶天线增益为2.1d Bi;多径衰落15d B[2]
最小天线口功率为0.3d Bm, 距天线口最远处15m的场强为:
0.3d Bm+2.1d Bi-55d B-15d B=-67.6d Bm
此点信号为在最恶劣情况下的电平, 其余地方场强均大于此值, 故在最恶劣情况下, 基本能满足所有区域的室内覆盖场强大于-75d Bm的要求, 不会导致移动GSM900网络质量的下降。
(2) WCDMA2100MHz信号
2100MHz信号15m可视空间传播损耗:
室内吸顶天线增益为2.1d Bi;多径衰落20d B
最小天线口功率为-3.0d Bm, 距天线口最远处15m的场强为:
-3.0d Bm+2.1d Bi-62.4d B-20d B=-83.3d Bm
此点信号为在最恶劣情况下的电平, 其余地方场强均大于此值, 故在最恶劣情况下, 能满足所有区域的室内覆盖场强, 不导致3G网络的质量下降。
(3) WLAN2400MHz信号
2400MHz信号15m可视空间传播损耗:
室内吸顶天线增益为2.1d Bi;多径衰落20d B
最小天线口功率为10.0d Bm, 距天线口最远处15m的场强为:
10.0d Bm+2.1d Bi-65.2d B-20d B=-73.1d Bm
通信覆盖 第2篇
【关键词】TETRA数字集群; 覆盖; 性能指标; 网络优化
一、前言
当今社会，随着经济的发展，交通行业的发展越来越快，地铁作为一种绿色环保的交通工具，很大程度的改善城市交通系统效率，为城市的建设发展起着非常重要的作用。现阶段，国内各主要城市都在大力发展地铁交通系统，以此来改善城市的交通情况。无线通信系统作为一种专业的地铁系统，被广泛应用，主要是承担地铁运营中的信息交互，以此来提高地铁运输效率、确保行车安全以及处理突发事件的重要手段。由于隧道或地下站厅的人流量众多，所以他们成为了无线通信系统的主要用户，同时还可以根据隧道通信的特点，来实现无线系统的覆盖，以此来确保无线通信系统稳定、安全运营。
二、TETRA数字集群专用无线通信系统的构成
地铁无线通信系统主要是TETRA数字集群系统，它是一种比较稳定的无线通信系统，在国内地铁中得到了广泛的应用。TETRA数字集群无线通信系统主要由两个部分构成，主要包括网络基础设施和移动台，网络基础设施包括控制中心集群交换控制设备、基站以及调度台等;移动台主要由三个部分组成便，主要包括携台、固定台以及车载台。其通信系统的功能主要是由网络设施和移动终端相互作用下完成的，同时可以有效的实现控制中心、车辆段/停车场的调度员以及有关运营维护人员之间进行有效的通话和数据通信，这样可以有效的保证保障地铁的正常运营和通信。
三、地铁无线系统的覆盖范围及覆盖模式
在一般情况下，无线系统的信号覆盖主要是为了满足车辆段、停车场内运营以及管理人员的电台在地铁各个场所车载电台通信的需求。要想实现根据地铁无线系统的覆盖，就必须根据建筑结构和运行管理的特点进行分析，以下四个方面是地铁无线系统的覆盖模式：
1、行车区间线路区域覆盖方式
行车区间线路区域是地铁无线系统覆盖模式的一种，其区域中的行车区间主要是包括隧道区域、地面以及高架空间，此区域进行无线信号覆盖可以确保区间线路上信号均匀分布，此区域的无线信号覆盖方式可以采用漏泄同轴电缆实施，这是一种比较成熟的技术，其特点是场强分布均匀以及没有驻波场，比较适用于隧道、地铁以及拥挤的环境中实施覆盖。
2、站厅站台区域覆盖方式
地铁运营的车站区域主要是包括所有地下车站，但是不包括站台、站厅以及人行通道。车站区域可以采用室内天线与漏泄电缆两者相结合的方式来实现地铁无线通信系统的覆盖，主要是依据车站的结构及覆蓋环境来实施的。
（1）站台层：由于地铁车站站台区域较大，同时屏蔽门对信号起到了一定的阻碍作用以及上下行区间列车在进站时对泄漏电缆辐射信号的衰减影响较大，因此，在站台单独放一套天馈系统来对信息进行覆盖，是最明确的方式，这样也可以避免列车进站时信号严重影响电话的通信。
（2）站厅层：由于地铁站厅层比较密集，所以在公共区域采用室内天线覆盖最为适合，在人口出入多的地方采用吸顶天线加射频电缆方式进行覆盖。
3、车辆段/停车场区域覆盖方式
在对车辆段/停车场区域进行覆盖时，要根基其区域的实际情况考虑，对于范围较小，并且地形空旷的地方，采用顶架设基站和室外天线形式进行覆盖，这样就可以达到车辆段内/停车场的场强覆盖要求。
4、控制中心区域覆盖方式
对地铁站的控制中心进行覆盖时，要根据实际情况来决定覆盖方式，如果控制中心范围较大和楼层较高，就可以采用室外铁塔架设天线方式来进行覆盖，这样就可以达到整体覆盖的要求。如果控制中心只有一栋建筑物，则可以采用室内天线及基站相结合的方式来进行覆盖。
四、地铁无线通信覆盖中的网络优化
1、在对地铁无线通信进行覆盖时，一定要按照地铁通信无线系统覆盖的性能指标要求来对网络进行优化，其覆盖的性能指标要求如下：
（1）在对网络优化时，便携电台在要控制在站厅、站台以及车辆段/停车场内90%左右的时间和地点概率的最低场强接收电平，其接收电平要超-85dBm;
（2）要想对无线通信系统实现覆盖网络优化，就必须满足信噪比以及区间覆盖要控制在任何100米连续区段内，同时场强无缝覆盖时间及地点概率要达到95%;
（3）在一定信噪比条件下，控制中心、车站以及车辆段/停车场无线覆盖要控制在40米连续区段内，同时场强无缝覆盖时间及地点概率要满足95%的要求，这样才能够优化网络。
根据以上3个方面的指标要求来对弱覆盖的区域进行分析，并且针对性的对地铁无线通信覆盖进行网络优化，这样就可以改善覆盖效果。
2、网络优化方法：
（1）调整基站发射功率：当地铁的站台和有关隧道内的通信信号电平强度出现了过强过弱的情况，可以利用网管侧对基站的发射功率进行及时的调整，这样就可以达到网络优化的效果;
（2）调整基站端耦合器耦合方向：在地铁无线通信覆盖中，隧道内信号电平强度出现过强的情况，然而站厅内信号电平强度相对较弱时，就可以调整基站端耦合器耦合方向，以此来达到网络优化的效果
（3）更改无源器件的种类：当地铁隧道内某一侧信号电平强度与另一侧信号电平强度的数值差异较大时，这样就可以将漏泄电缆支路的种类进行更改，从而达到平衡隧道两侧信号强度，这样就可以达到网络优化的目的，从而保证地铁通信的正常运行。
（4）参数调整：
①终端允许的最大发射功率
地铁无线移动台通信的信号所用的发射功率会受到基站的限制，要想提高或降低移动台的发射功率，就必须对其参数进行调整，调整到在最大功率发射，这样就可以改善覆盖的指标，从而到达网络优化的效果。
②最小接入电平
最小接入电平参数可以很大程度影响网络覆盖范围，这样就必要通过调整该参数来解决不平衡问题，但是需要避免在电平很低的情况下接受移动电台信号。其最小接入电平的参数一般调整在-102左右，这样就在保证覆盖范围同时也可以正常通话。
③迟滞参数
对迟滞参数的调整也是网络优化的一种方法，对相邻小区交叠区域进行覆盖时，如果出现覆盖缝隙，可以将参数值设小，这样就可以达到覆盖网络优化的目的。
五、结束语
综上所述，本文主要对有关地铁通信的无线系统覆盖进行了探索与研究，无线通信系统是地铁专用的通信系统，为地铁的通信起到了非常主要的作用， 从而也带动了我国经济的发展，是保证车地安全通信的重要手段。要想实现地铁通信的无线系统的全面覆盖，必须耐心、细致的进行无线通信系统的覆盖优化，这样就可以设计出更好的无线通信系统，从而保证地铁安全、稳定通行。
参考文献
[1]兰明.浅析地铁建设中的民用通信系统[J].科技信息，2010（02）：
260-261.
[2]刘为苹，汪曙明.南京地铁1号线无线场强改造[J].现代城市轨道交通，2011（02）：30-32.
移动通信网络覆盖相关问题探究 第3篇
1 深度覆盖解决方案
移动通信网络覆盖由于位置环境以及需求上的差异有多种类型的解决方案, 主要有以下几个方案。
1.1 调整优化参数和工程参数
作为最简单的解决方案, 适当的调整、优化BSC数据库中的相关的参数。但是, 由于信号强度不足, 一般来说广域深层覆盖问题采用优化参数的方法几乎没有什么效果。
通过对天线的方向角以及下倾角的适当调整可以有效改善较近距离范围内的广域覆盖效果。一般来说, 天线的挂高和覆盖范围成正相关, 所以, 可以提高天线的挂高来改善覆盖效果。随着新型的高增益天线的出现, 可以有效调整能量范围, 从而满足不同环境的覆盖需求。
天线的挂高直接受到铁塔高度的限制, 很难再有大范围的提高, 而且随着小区数量的增多, 太高的天线会产生信号重叠, 从而造成干扰, 影响通话质量。对天线的方向进行调整将天线的覆盖方向进行了相应的转变, 一些区域信号的加强是以其他地方信号减弱为代价的, 此外还容易造成小区信号重叠变得不均匀, 影响用户通话。替换天线之前要从当地的实际情况出发, 对覆盖、呼损、干扰等相关的因素进行综合的考虑, 从而选择最为符合实际的天线类型。
1.2 增加基站附属器件
为了改善覆盖情况, 扩大覆盖的范围, 可以将上下行信号的强度提高, 这就要求在基站之上加装附属的一些器件。移动通信系统采用双工的方式, 上行链路和下行链路中最薄弱的环节直接影响小区的覆盖范围。因此, 提高上下行链路薄弱环节, 使其与其他环节保持平衡, 就可以极大程度上扩展覆盖范围, 并且保证通话质量, 因此在选择附属器件时要保证不要产生薄弱环节。为解决广域深层覆盖问题, 常用的附属器件有塔放、基站放大器和直放站等。塔顶放大器具有噪音小的特点, 一般安装在基站铁塔上靠近天线的一侧, 当天线接收到上行链路信号比较弱的时候, 对其进行放大, 使得接受到的信号的信噪比在很大程度上获得改善, 使系统的信噪比系数减小, 使基站接收的灵敏度大大提升。
宏基站比较方便进行小区扩容, 具有49瓦左右的载频发射功率, 如果采用上下行双向塔放, 对于下行功率很难产生理想的放大作用, 也很难进行扩容, 安装于塔顶的源器件有着比较严格的环境要求, 且不容易维护工作的开展。因此, 对于宏基站来说, 应该把基站放大器结合上行塔放综合使用, 从而实现有效覆盖范围的扩展。当下行信号进入机房之后, 由机房内部的基站放大器对其进行超线性的放大之后, 以60瓦到200瓦的功率输出到天馈系统, 与上行塔放相配合, 从而有效提高基站接受的灵敏度, 有效改善覆盖。
基站覆盖范围的盲区需要用直放站进行填补, 强化信号的深层次覆盖, 保证较好的通话质量。基站的下行链路信号被直放站放大, 从而在很大程度上扩大了基站的覆盖范围。直放站由于采用不同带宽的滤波器, 因而分为宽带放大型直放站和选频放大型直放站, 由于采用不同的供电方式, 直放站还可以分为太阳能直放站、交流供电和直流供电直放站。直放站在布放时要注意组网方式、传输指标、信号环境、频率误差、增益范围、带内波动、噪声系数、前后端隔离度、时延、杂散辐射、互调衰减、手机发射功率等问题, 若调测不好会对现网产生较大的影响。
1.3 增加基站主设备
对于基站密度较小、用户发展较快、覆盖效果较差的区域应该逐步建设新的基站, 以获得稳定的无线信号、拥有相应的话务容量、解决深层覆盖问题, 同时这些基站还可以作为施主源下挂基站附属器件, 有效扩大覆盖范围。根据实际情况对现网基站实施工程改造, 如布局严重不合理的基站进行合理搬迁、全向站改定向站、微基站的微塔替换为大塔以替换成宏基站并提升天线挂高等, 以发挥基站应有的作用, 扩大有效覆盖范围。对于拥塞小区虽然不是覆盖问题, 但覆盖范围内的用户会因为无信道可用而占用较远基站的小区信号从而导致覆盖问题投诉, 因此应及时扩容, 同时注意选用合路损耗小的器件以免扩容后覆盖范围的减小。这些方案因经常采用这里不再复述, 对于新建基站一定要做好前期的规划工作。
增加基站主设备可以有效的解决深层覆盖问题和容量问题, 作为独立运行的基站, 对其重视程度、维护力量、监控效果和环境适应性都是最强的, 因此覆盖效果和质量是最好的, 但设备、铁塔、土建、动力、传输等诸多工程投资无疑又加大了运营成本, 同时工程周期较长使得时效性较差, 投入产出比与市场预测和网络规划有很大关系。
2 无线覆盖设计及覆盖预测
无线覆盖规划最终目标是在满足网络容量及服务质量的前提下, 以最少的造价对指定的服务区提供所要求的无线覆盖。无线覆盖规划工作有以下几个部分:
初步确定工程参数如基站发射功率、天线选型、天线挂高、馈线损耗等。进行上下行信号功率平衡分析、计算。通过功率平衡计算得出最大允许路径损耗, 初步估算出规划区内在典型传播环境中, 不同高度基站的覆盖半径。
3 频率规划及干扰分析
频率规划决定了系统最大用户容量, 也是减少系统干扰的主要手段。网络规划工程师运用规划软件进行频率规划, 并通过同频、邻频干扰预测分析, 反复调整相关工程参数和频点, 直至达到所要求的同、邻频干扰指标。
无线资源参数设计。合理地设置基站子系统的无线资源参数, 保证整个网络的运行质量。从无线资源参数所实现的功能上来分, 需要设置的参数有如下几类:网络识别参数、系统控制参数、小区选择参数、网络功能参数无线资源参数通过操作维护台子系统配置。
网络规划工程师根据运营商的具体情况和要求, 并结合一般开局的经验来设置, 其中有些参数要在网络优化阶段根据网络运行情况作适当调整。
无线网络规划工作由于技术性强, 涉及的因素复杂且众多, 所以它需要专业的网络规划软件来完成。利用网络规划软件对网络进行系统的分析、预测及优化, 从而初步得出最优的站点分布、基站高度、站型配置、频率规划和其它网络参数。网络规划软件在整个网络规划过程中起着至关重要的作用, 它在很大程度上决定了网络规划与优化的质量。
4 结束语
从上面可以看出, 改善移动通信网络的覆盖问题可以采用多种方法, 是一个综合性很强的系统工程。在实际的施工过程中要充分考虑建筑物的高度, 算出合理的功率范围, 选择合适的天线类型。移动通信网络的覆盖问题的解决可以采取灵活多变的措施, 在解决覆盖问题的同时要注意防止信号的过分重叠而引起的干扰
参考文献
[1]韩斌杰.GSM原理及其网络优化[M].北京:机械工业出版社, 2001: (2) .
通信覆盖 第4篇
【关键词】公众移动通信网络铁路覆盖工程；现状；建议
目前我国的铁路网络的工程覆盖建设，已经进入了新的历史时期，现已建成的高速铁路总里程数已经超过了2万公里。在铁路建设日益快速发展的今天，人们在出行方式的选择上也将更多的选择铁路这一交通方式，伴随着旅客人数的持续增长，相关的铁路运行服务也应当得到相应的提升，其中无线通信网络服务便是当前铁路建设当中，重要的基础保障服务内容之一。因此开展相关的研究工作便具有十分重要的作用与价值，通过公众移动通信网络铁路覆盖工程的建设，同时能够极大的提高铁路部门的竞争能力，据此下文中将主要就公众移动通信网络铁路覆盖工程的方案特点，以及施工过程当中的常见问题展开研究，并提出了一些详细的建议措施。
一、工程方案特点
在本次研究当中，本文主要就结合我国辽宁省公众移动通信网络铁路覆盖工程中具体的工程方案展开相关的研究，并针对具体的特点进行了简要分析，这一类工程同公众移动通信网络运营商，所单独建设的一般常规电信工程内容相比，工程的方案特点主要体现在以下几个方面。
1、施工范围限制。在铁路建设当中，公众移动通信网络的覆盖工程施工要在铁路工程施工用地的规划区域当中进行施工作业，例如在隧道区段的施工过程中，由于需要在铁路的沿线进行通信网络的覆盖建设，可通过借助于铁路沿线的电力资源、相关的房屋与隧道中的洞室，亦或是相关的通信杆塔等设施建筑，实施公众通信网络的建设应当是较为理想的，且也不会受到铁路工程施工建设的限制。
2、施工工程许可。依据国家铁路建设管理部门的相关规定，在公众移动通信网络铁路覆盖工程的施工过程当中，相关的设计单位与施工单位均应当具备相关的资质要求，在施工材料的运输过程当中对于牵涉到安全问题的材料，在铁路工程沿线进行安装之前，必须获取铁路建设管理的许可，并在实际的施工过程当中，由相关的铁路管理部门予以许可与配合，对于施工的时间予以适当的安排。3、网络覆盖要求。移动、电信与联通三家移动通信网络运营商，在通信网络覆盖工程的施工过程中，应当依据共同建设、共同分享的原则，使工程建设确保不重复施工，受限于铁路工程施工周期的影响，各个移动通信网络的运营商在进行网络调试时，必须要与铁路工程设计方案能够同时完成。此外公众移动通信网络在铁路工程的覆盖建设，不能够干扰铁路GSM-R移动通信系统的正常运行，在此方面的网络安全性应当经由第三方评估机构，进行安全评估。
二、工程施工中的常见问题
在辽脘、辽京、辽黑、辽豫以及辽苏等铁路公众移动通信网络覆盖工程的施工中，主要存在有以下几点突出的共性问题。
1、网络运营商同铁路部门的沟通障碍。网络运营商同铁路部门间产生的沟通障碍，主要是我国铁路部门作为政府部门，同一般的企业在管理的模式当中存在有较大的差异性，尤其是在工程与运输管理两方面的管理模式，对于一般铁路部门外的人员而言较难适应，相关的通信运营商在同铁路部门的初次合作时往往无法找到合适的合作方法，最终导致了两方的协作不协调，延误了施工工期。
2、不同网络通信运营商之间协调困难。在辽宁省的公众移动通信网络铁路覆盖工程施工过程中，采用了移动、电信与联通三家运营商共同建设共同分享的网络覆盖建设方式，而各家运营商在建设项目的需求当中能否协调一致，将决定铁路网络覆盖工程的是否能够顺利实施。
3、工程项目的建设时机把握不够明确。公众移动通信网络铁路覆盖工程的施工作业，应当在铁路的路基、桥梁以及隧道等相关基础性设施项目的建设过程当中，预留出相应的过轨、人手孔、接地装置等相关设施，在前期的设计规划当中做好整体性的布设安排，与铁路部门的通信与电力等施工项目同期展开，尽可能的降低交叉作业与重复作业。
三、工程施工的建议措施
1、加强运营商与铁路部门的沟通。依据铁路建设管理部门的相关要求，以及结合当前各个移动通信网络，铁路覆盖工程的实施现状来看，无一例外的都是由铁路部门的相关设计单位进行移动通信网络覆盖工程的设计作业。这主要是因为铁路部门对于施工现场的实际状况更加熟悉，运营商对于相关的移动通信网络建设技术更加了解，应当发挥出各自的长处优势，由铁路部门提供铁路运行沿线的各项实际情况等信息，依据铁路部门所提出的实际情况，提供相应的通信网络建设技术，加强双方的沟通协调。
2、促成各个运营商达成技术共识。对于公众移动通信网络铁路覆盖工程的建设，应当在施工作业开始之前尽可能提前明确相关的技术方案。三家移动通信网络运营商可依据自身的网络建设需求，确定出一个共同建设共同分享的技术标准，只有各个运营商之间达成技术共识，运营商才能够开展立项工作，加快设计部门的前期网络规划和相关的基础设施建设，推动工程工期的顺利实施。
3、同铁路工程同步进行施工作业。在通化至灌水、辽阳至安平、大虎山至新立屯增建二线等铁路覆盖工程的建设过程当中，实现了同铁路工程的同步施工作业，在铁路工程的招投标工作进行之时，相关的运营商便要进行项目的确立，在铁路的施工过程中，运营商的通信网络覆盖也在进行设计，从而在一定程度上有效节约了时间成本，保证了同期施工。
四、结束语
铁路客运站无线通信覆盖分析 第5篇
目前铁路新建大中型客运站越来越多,铁路无线通信系统和公众移动通信(以下简称公网)对站房的覆盖增加也随之增加。
由于站房结构复杂,各个系统覆盖要求不一,本文试针对大型客运站和地下客运车站各种系统覆盖提出本人的粗浅设想以供大家探讨。
二、大型客运站覆盖方案
大型客运站通常由地下层、站台层、站厅层、设备夹层组成。地下层为旅客出站厅和停车场;站台层提供列车停靠和1站台旅客进站;站厅层提供售票和旅客候车;设备夹层提供通信、电力等设施机房设置场所。
站房内需提供GSM-R系统、450MHz无线列调系统及电信CDMA800M、联通WCDMA、移动GSM900M、移动TD-LTE等的覆盖。
(1)GSM-R覆盖。
GGSM-R系统需覆盖站外及站台和设备夹层等区域,满足铁路运输通信和公务通信的需要。①车站附近区间的信号覆盖。车站附近多采用站房一侧设置铁塔天线覆盖,大型站房多采用高架站房,通信铁塔往往只能设置站房一侧,采用1副板式天线覆盖一侧线路,采用室内覆盖系统覆盖站区,并在站房另一侧设置直放站覆盖线路。考虑到站房侧高耸的铁塔影响车站整体美观,也可采用站房顶部对称设置美化天线,覆盖站房两侧。②站房内信号覆盖。GSM-R系统通过基站、光纤直放站及室内覆盖系统相结合覆盖各楼层。
(2)450MHz无线列调覆盖。
450MHz无线列调系统目前主要要求覆盖站台层。由于450MHz无线信号绕射能力较强,站台层可采用站台立柱上安装天线覆盖。
(3)公网室内覆盖。
公网室内覆盖主要满足候车大厅和站台、地下车库等场所的旅客通信。
目前主要通过利用POI,将各运营商信号通过室内分布系统天线覆盖站房。
三、地下客运车站覆盖方案
典型的地下客运站有两层,地下一层为候车厅及地下车库,地下二层为站台层。地下客运车站站台两端为隧道,隧道内采用光纤直放站结合漏缆,站台采用天线覆盖,如图1所示。图中A点为时延差最大处。
LCX时延:3.333/0.88=3.79μs/km。则:
式中:Tr-直放站和光纤的时延;Dr-直放站时延,宽带直放站1μs,选频直放站5μs;Df-光纤时延;ΔT-时延差;
故宽带直放站与基站间距D1+D2≤1.9km;选频直放站≤1.05km。
四、站房内覆盖传播模型及干扰分析
GSM-R和公网室内覆盖系统干扰隔离主要考虑如下方面:
(1)站房内覆盖电平
站房内室内传播模型:
f:频率(MHz);d:天线到移动台距离(m)
其中距离损耗系数N=33(900MHz),30(1800MHz)
根据GB9175—88《环境电磁波卫生标准》,室内天线发射功率不大于15dBm/TRX。
GSM-R系统下行接收电平宜大于-85dBm,再考虑10dB的多径衰落和20dB的人体衰落储备余量,当天线口发射功率为5dBm时,Lp=60dBm。GGSM-R室内覆盖系统覆盖半径d=25m。
如图2,公网覆盖主要考核高频段的3G和4G系统:下行接收电平应大于-85dBm,加上10dB的多径衰落和20dB的人体衰落储备余量。天线口功率为10dBm时,Lp=65dBm。公网室内覆盖系统覆盖半径d=15m。
(2)公网室内覆盖系统对GSM-R室内覆盖系统的干扰分析
阻塞干扰可以忽略,本文主要分析杂散干扰和互调干扰。
①杂散干扰
公网对GGSM-R系统杂散干扰主要为在联通CDMA下行频率对GSM-R系统上行频率的干扰。GSM-R基站接收端的底噪声电平为:-119dBm。CDMA基站在GSM-R频段的杂散辐射值为-67dBm/100kHz,即-64dBm/200kHz,则GSM-R与CDMA系统隔离指标=-64-(-1 19)=55dB。
即LD+LG+LC≥55dB
LD为公网天线至GSM-R天线CDMA信号空间波损耗;LG为CDMA信号通过GSM-R天线口至接收机路径损耗;LC为CDMA信源至天线口路径损耗;
假设CDMA直放站/基站发射功率为30dBm,天线口输出功率15dBm,则LC=15dB,当LG=OdB时可得LD≥40dB。GSM-R室内覆盖天线距离公网室内覆盖天线距离大于3m。
②互调干扰
CDMA系统三阶互调产物频率范围为860～890MHz,故应调整CDMA频点分布。
GSM-R与GSM三阶互调干扰不会落在GSM-R的上行频带内。考虑到GSM-R同频干扰保护比为≥12dB,临频干扰保护比为≥-6dB,GSM信号源至天线口损耗15dB,GSM-R室内覆盖系统基本不受GSM互调干扰影响。
总之,公网室内覆盖系统天线与GSM-R室内覆盖天线距离大于3m即可防止对GSM-R的干扰。条件不具备时,需在公网室内覆盖系统POI增加滤波器,使其在885MHz～889MHz频段带外抑制大于55dB。
五、结语
随着对铁路客运站房室内覆盖需求不断增长,在站房设计阶段就应综合考虑公网引入、GSM-R室内覆盖和车站天线设置,针对不同系统的需求和站房建筑本身的特点,统一规划,以达到满足功能需求、节约投资和方便施工的目的。
摘要：铁路客运站内存在GSM-R及公众移动通信等各种无线通信系统覆盖需求,由于各个系统要求不同,针对不同的情况,应考虑采用不同的无线组网原则。
地铁专用无线通信系统的覆盖分析 第6篇
地铁无线通信系统为地铁固定用户和移动用户之间的语音和数据信息交换提供可靠的通信手段, 它对行车安全、提高运输效率和管理水平、改善服务质量提供了重要保证;同时, 在轨道交通运营出现异常情况和有线通信出现故障时, 亦能迅速提供防灾救援和事故处理等指挥所需要的通信手段。地铁无线通信系统的建设需要统筹考虑、深入分析。
1 系统方案及比选
1.1 系统制式
根据无线通信技术的发展, 城市轨道交通专用无线移动通信系统制式主要可分为常规无线通信、模拟集群、数字集群等。
TETR A (terrestrialtrunked radio, 陆地集群无线电) 数字集群体制可更好地实现轨道交通系统功能, 在保证系统的高可靠性、减少系统造价, 以及体制标准的公开性、组网的灵活性等方面具有明显的优势。在数字集群主设备基础上, 针对轨道交通用户开发的二次开发功能日趋完善, 同时目前国内厂家也在积极准备开发和引进先进的TETR A数字集群系统。因此, 无线通信系统推荐采用TETR A数字集群制式进行组网。
1.2 基站设置方案
在满足服务质量的基础上, 结合地铁车站分布和线路特点, 集群无线通信系统可以采用两种组网方案:多基站小区制方案和多基站中区制 (光纤直放站) 方案。两个方案结合场强覆盖方案可以划分为不同的基站覆盖区。
1.2.1 多基站小区制方案
多基站小区制方案在全线设置多个覆盖区。各车站、车辆段、停车场分别设置一个集群基站。车辆段、停车场地面区域利用全向天线的方式进行场强覆盖, 各车站站厅、站台采用功分器、耦合器加全向小天线的方式进行场强覆盖;隧道区间利用泄漏同轴电缆, 以上下行合缆的方式加以覆盖, 在过长的正线区间, 增加光纤直放站做信号补盲。
1.2.2 多基站中区制 (光纤直放站) 方案
多基站中区制 (光纤直放站) 方案在车辆段、停车场各设置一个基站, 覆盖车辆段、停车场车场区域。在部分车站设置集群基站、光纤直放近端机、部分车站设置光纤直放远端机, 采用基站加光纤直放站加漏泄同轴电缆覆盖全线车站及区间, 站厅用小天线覆盖。
1.2.3 方案比选
以上两种方案各有优缺点, 小区制方案系统功能较强, 系统稳定性较高, 组网和开通较容易, 同时可组成统一的网络管理;中区制方案性能满足要求, 系统投资较低, 但在组网灵活性、抗干扰性、稳定性、通信质量指标等系统性能方面都稍劣于小区制方案;中区制共用信道用户数增多, 耐过载能力越差, 紧急情况下话路激增容易阻塞:方案一为首选。
在无线通信系统基站组网时, 为提高移动交换控制中心和基站之间通路连接的可靠性, 在通道组织的逻辑上, 采用星型连接, 但在传输物理链路上采用环路连接方式, 并借助传输的环路倒换机制保护提高系统的可靠性。
1.2.4 中继方案
对于较长的区间, 由于信号衰减, 车载台接收到的信号强度可能不能满足通信需求, 需要设置中继器。通常无线系统可采用两种信号中继方式:光纤直放站方式和射频干线放大器中继放大方式。光纤直放站方式能很好地控制系统上行噪声, 同时, 光纤直放站的射频信号可以双方向传递, 其中继的距离约是射频干线放大器的1.7倍。采用干线放大器只能向一个方向传递, 中继距离短。
2 系统信号覆盖
2.1 信号覆盖范围
信号覆盖范围包括:双正线区间线路、折返线、避让线;建筑限界内联络线;车辆段、停车场与正线的出入线;车辆段、停车场内地面区域及信号楼、维修基地、办公楼、停车列检库等;全线车站各车站站台、站厅、主要设备用房、办公用房公共区域、换乘通道及出入口大部分区域。
2.2 覆盖指标
1) 服务等级 (G o S) 。
呼叫损耗率:≤2%。
2) 话音质量。
在无线调度网内的通话, 话音质量达到三级标准;进入市话网的通话, 话音质量达到四级标准。
3) 干扰保护比。
同频:≥19 dB, 邻频:≥45 dB。
4) 无线覆盖边缘场强。
边缘场强的最小接收电平门限主要取决于:接收机的灵敏度, 95%时间及地点概率的场强瞬间衰落深度和设计储备量。
一般接收机动态参考灵敏度为:
基站-106 dBm (上行) ;
移动终端-103 dBm (下行) 。
场强覆盖指标瞬时衰落深度取12 dB, 设计储备余量取6 d B。
在满足信噪比和可靠性 (时间地点覆盖概率为95%) 的要求, 最小接收电平取以下参数作为无线覆盖设计参数:
下行每载波不低于-85 dBm;
上行每载波不低于-88 dBm。
2.3 信号覆盖预算
2.3.1 计算指标取值
器件及材料指标应根据实际工程情况做调整。
1) 频率指标。
工作频段:
806～821 M H z (上行) ;
851～866 M H z (下行) 。
工作方式:异频单工、半双工、双工。
双工间隔:45 M H z。
频道间隔:25 kH z。
2) 基站发射功率:按两载频考虑, 基站发射功率为43 dBm, 合路器损耗为3 dB。
3) 功分器插入损耗。
2功分器:3.5 dB;3功分器:5.0 dB;4功分器:6.5 dB。
耦合器插入损耗见表1。
例:6 dB耦合器主通路损耗1.3 dB, 分支通路损耗6 dB。
4) 漏缆及馈线指标。
射频同轴电缆损耗:6 dB/100 m (806～866 M H z) 。
漏泄同轴电缆:806～866 M H z频段内, 传输衰耗25 dB/km、耦合损失为68 dB (95%) 。
2.3.2 隧道区间覆盖计算
1) 区间无中继最大漏缆覆盖距离预算如下[上行—下行, 便携台 (TETR A 800) ]。
下行最大传输距离:1 140 m;
上行最大传输距离:1 020 m。
具体的计算见表2的 (1) 、 (2) 。
由上面计算可以知道, 当区间长度大于2 040 m时, 需要增加放大器。
2) 采用一级光纤直放站的覆盖距离延伸[下行, 便携台 (TETR A 800) ]。
下行单向最大传输距离:1 100 m;
双向延伸覆盖距离:2 200 m。
具体的计算见表3。
由计算可以知道, 增加一级光纤直放站的覆盖距离为
2.3.3 站厅区域覆盖计算
在站厅采用室内全向吸顶天线覆盖。因地铁站厅公共区域为开阔的室内空间, 故每根室内全向吸顶天线的覆盖半径为50 m左右, 传播路径上不考虑穿墙损耗。按照自由空间波模型路径损耗公式Lp=32.5+20 lg F+20 lg D (其中F为无线系统频率, D为距天线的距离) 计算, 50 m的空间损耗为67 dB。
根据下行最小电平-85dBm计算, 则所需天线入口功率Pid为
其中, Ld为设计强度, -85 dBm;Lp为路径损耗, 67 dB;Da为衰落余量 (95%) , 9 dB;Gad为天线增益, -2 dB。
从基站到天线点的链路损耗LP不得大于51 dB[40- (-11) =51]。
根据上行最小接收电平-90 dBm计算, 则天线入口接收功率Piu为
其中, Pt为手机发射功率, 33 dBm;Lp为路径损耗, 67 dB;Da为衰落余量 (95%) , 9 dB;Gau为天线增益, 2 dB。
从基站到天线点的链路损耗LP不得大于47 dB[-41- (-88) =47]。
综合上下行分析, 站厅及站台天馈设计时, 应满足基站到天线点的链路损耗小于等于47 dB。
2.3.4 站台覆盖计算
地铁站台有多种形式, 一般分为岛式、侧式两种。对于较规则的岛式站台, 在站台宽度不大于20 m时, 不需要在站台增加天线, 直接利用站台两侧区间漏缆进行覆盖。侧式站台、站台不规则或站台宽度大于20 m时, 在站台设置吸顶小天线增强信号覆盖。链路预算[上行—下行, 便携台 (TETR A 800) ]如下。
下行手机接收信号强度:-79.5 dBm;
上行手机接收信号强度:-86.5 dBm。
具体的计算见表4。
2.3.5 车辆段及停车场采用铁塔天线的覆盖计算
车辆段/停车场范围95%区域信号电平应大于-85 dBm, 按铁塔覆盖距离最远750 m计算。
基站的发射功率20 W, 合路器输出40 dBm, 馈线接头损耗按5.5 dBm/100 m考虑。
天线增益, 10 dBi;瑞利衰落裕量, 9 dB;允许的空间损耗值 (d B) , Lp=40-5.5+10-9+85=120.5。
天线安装在铁塔平台上面, 采用1发3收方式, 其中下层平台安装2副接收全向天线, 上层平台安装1副收发共用天线。
根据使用频率和铁塔的设置环境, 采用O kum ura-H ata模型进行场强损耗预测, 确定天线高度。Lp=69.55+26.16lgf-13.28lghb+ (44.9-6.55lg hb) lgd-a (hm) 。其中, f为频率 (M H z) ;d是距离 (km) , 取0.75 km;hb是基站的有效高度 (m) ;hm是移动台天线高度, 取1.5 m。
3 一些说明
3.1 频率配置
本系统工作频段为806～821M H z (上行) 、851～866M H z (下行) 。
地铁无线通信是基于无线电波的专用调度通信系统, 在使用无线电波时, 必须避免空间电波的相互干扰, 对使用的无线频率进行合理规划, 结合整个线网建设, 合理选用频率, 经过现场场强测试及电磁干扰测试后再最终确定, 以达到频率的高效复用。
3.2 编号原则
在TETR A制式数字集群通信网中, 每个无线终端都可以有多个号码, 在城市轨道交通运营中, 主要需要考虑PSTN (PA BX) [public switched telephone network (private autom atic branch exchange) ]呼叫号码和ITSI (用户识别码) 。在为地铁无线通信系统用户终端编号时, 需要结合以下原则考虑:
1) 结合轨道交通的运营组织模式, 统筹考虑, 提高号码的利用率;
2) 结合有可能建设轨道交通无线共网的原则, 合理分配号码序列, 便于在必要时, 不同线路用户的相互呼叫;
3) 编号应具有连续性和规律性, 便于网路的组织管理;
4) 编号要考虑统一机构内部的缩位拨号;
5) 编号应考虑来自PSTN和PA BX的拨号;
6) 编号要考虑虚拟专网 (V PN) 的号码段使用需求;
7) 编号应考虑南京市轨道交通网络的发展, 尽量避免用户改号;
8) 编号应合符TETR A标准。
地铁实际编号方式应结合轨道交通的实际使用情况、用户使用习惯, 与用户探讨后, 在上述原则基础上进行完整规划。
4 结束语
通信覆盖 第7篇
1 信号覆盖问题说明
通过日常高层信号优化的经验和教训总结, 发现通过频率优化、基站天线调整等固有手段改善的效果不大, 且会对市区的覆盖和网络通话质量造成一定的影响。
上层站:本属于室外基站, 与普通室外基站不同, 其主要特点是天线采用上仰的方式, 专用于覆盖高层楼宇高层区域。上层站覆盖示意图如图1。
目前南枫雅居已采用上层站方式进行覆盖, 在开通的一系列测试中, 发现了许多不足之处, 也总结了许多经验, 因此想对南枫雅居覆盖做一个模型, 以此做为其它高层建筑覆盖模型的参考。而就目前的资源约束和客观因素约束总结来看, 最好的覆盖模型不一定能实施, 但通过模型的分析, 力争能找到最佳覆盖模型。
2 覆盖模型内容
2.1 覆盖模型需研究确定的项目
(1) 确定目前高层楼宇覆盖现状、竞争对手网络覆盖现状; (2) 上层站天线的摆放原则; (3) 研究上层站天线的选型, 选择适合上层站的天线型号; (4) 研究上层站勘测、规划方法; (5) 建立上层站传播模型, 损耗因子; (6) 建立上层站建设指引; (7) 建立相关的标准、规范、案例、模板。
以上各项是对高层覆盖的上层站建设, 必须研究确定的项目, 下面将主要针对天线的摆放、天线的选型、上层站的传播模型损耗因子以及上层站建设指引四个项目, 就南枫雅居的实际情况进行研究制定。其余项目本文不做详述了。
2.2 上层站的传播模型、损耗因子
根据所试验的各种无线损耗, 得出高层楼宇覆盖的简单试验模型。以下损耗与各地无线环境及各个覆盖楼宇的实际情况可能有不同, 仅供参考。
(1) 理论自由空间损耗计算公式为:
经实测数据统计所得, 上层站实测空间损耗计算公式 (900频段) :
其中, D为距离 (km) , F为信号频率 (MHz) 。
(2) 设备接头等损耗约2d B。
(3) 室内对数正态阴影衰落损耗约12d B。
(4) 建筑外强观察损耗约18d B, 建筑内墙体贯穿损耗约8d B。
小结:从上层站的传播模型可得出:
上层站天线到高层建筑外围空中损耗为:
Ls (外墙) =49+20lg (D) +20lg (F)
上层站天线到高层建筑窗边的损耗为:
Ls (窗边) =49+20lg (D) +20lg (F) +12
上层站天线到高层建筑室内的损耗为:
Ls (室内) =491+20lg (D) +20lg (F) +12+18
以上三式中, D为距离 (km) , F为信号频率 (MHz) 。
因此可见, 空间的损耗主要和距离、信号频率有关。结合实际得出空间损耗一般为80~100d Bm。
2.3 天线的摆放
2.3.1 天线上倾角的确定
参照图3:天线上倾角:β=γ+天线垂直波瓣角/2。
注意:此时天线计算天线上倾角所用的天线垂直波瓣角为天线在实际应用时的垂直波瓣角。特别注意若天线横放, 则天线实际应用垂直波瓣角实际是天线水平波瓣角。
因此:由上述公式可知, 上层站的覆盖范围效果是否良好, 和天线的上倾角、站址相对高度和距离有很密切的关系, 结合实际天线的上倾角一般都在20度以上 (南枫雅居目前天线上倾角17度, 覆盖最强处集中在13楼左右, 与理论值基本吻合, 因此南枫雅居天线上倾需整改为横放, 加大上倾角) 。
2.3.2 天线的摆放
上层站天线应尽量摆放在基站楼面的靠中间位置, 天线距离楼面的高度要尽量低, 天线支撑架要灵活, 方便天线高度及方位角调整;抛物面天线可以放在楼面的边缘位置, 但不可放置在楼面的外面。
2.4 天线的选择
(1) 在周围无重要道路或信号覆盖控制比较好的地方, 建议选用高增益、覆盖效果比较好的定向板状天线。 (2) 对于周围有主要干道, 信号覆盖不好控制的地方, 建议选用信号集中能力比较好, 前后比比较大的抛物面天线。 (3) 选择天线水平波瓣角不得大于所计算的水平波瓣角, 最好略小于所计算的水平角。 (4) 选择天线垂直波瓣角不可小于所计算的水平波瓣角, 但可大于。 (5) 天线尺寸要适合放置天线位置, 最好能做美化。
2.5 上层站的建设指引
2.5.1 上层站的建设最大距离
根据未开上层站状态测试, 高层楼宇通话场强在-55~65d Bm之间, 考虑用专用频点, 其上层站小区场强大于-65d Bm, 假定基站馈线长100m, 基站发射功率为47 d Bm, 天线增益为18.5d Bm, 覆盖高层楼宇窗边区域, 则要满足覆盖, 其空间损耗最大为:
Ls≤105.2 d Bm, 取5d B余量
取Ls≤100.2 d Bm, 采用900频点:
则基站到覆盖楼宇的最大距离为:500m
小结:由此可知要想覆盖效果越理想, 上层站与建筑的距离越近约好, 而且在损耗一定的情况下, 如何加大基站天线端输出功率是日后需研究的问题, 目前手段主要是加高增益天线、加天线塔放, 基站CDU选型等。
2.5.2 上层站建设的两大最重要因素
(1) 第一大因素:上层站天线口输出总功率, 该因素在上一点的公式中已经体现, 优化手段很多, 也是很有效。
(2) 第二大因素:在南枫雅居的上层站建设中, 总结了上层站的站址高度十分重要, 可以说是起决定作用, 通过经验所知, 如需覆盖南枫雅居的15~26楼的高层信号, 高层站的高度理想是在12~15楼左右。这也是日后其它高层站建设需考虑的最重要因素。
3 南枫雅居覆盖方案
韶关南枫雅居属于高层楼宇, 周围较为空阔, 高层信号质量差, 高层区域信号差的具体表现为信号强度良好但信号质量很差, 客户感知不好。在高层楼宇接收到远近不一的众多小区的信号, 这些小区到达高层楼宇的平均场强比较强, 基本在-55~70d Bm之间, 造成高层楼宇高层区域信号杂乱, 无主服务小区, 乒乓切换, 导致高层楼宇的语音质量下降。下面就南枫雅居高层覆盖进行分析:
(1) 现有覆盖情况:在南枫花园的临江阁高层, 此处已经做室外直放站覆盖, 室外直放站情况如图4所示:
现有直放站对南枫雅居高层的信号起到了一定的改善作用, 但是由于楼层及房子结构的原因, 所改善的区域有限, 在靠东边及南边的房间还是出现较多的质差, 影响通话。在靠近现有直放站的窗边, 信号覆盖良好, 基本无质差, 通话正常, 测试情况如图5所示。
在靠近东边及南边的地方, 信号强度较好, 但出现严重质差, 影响通话, 测试情况如图6所示。
在靠近东边及南边, 接收到远近不一的众多小区的信号, 这些小区到达高层楼宇的平均场强比较强, 基本在-60~70d Bm之间, 造成高层楼宇高层区域信号杂乱, 无主服务小区, 乒乓切换, 出现信号强度较好, 但严重质差, 在2201房间内测试所占用小区情况如图7。通过现场优化, 无出现改善情况。
(2) 经过对南枫雅居的普查和勘测, 最终选定从多个方面进行覆盖。该大楼高26层, 高度约为78m, 为钢筋混凝土结构, 有一、二、三3栋大楼。
根据对3栋大楼周围的实地勘察, 在第一栋周围有较近和较高适用于建室外直放站覆盖高层的楼房, 在第二、三栋周围则没有较近或是较高适用于建室外直放站覆盖高层的楼房。根据路径损耗、玻璃损耗、建筑外墙贯穿损耗, 建筑内墙体贯穿损耗等的计算, 提出建议在第一栋楼房以室外直放站覆盖, 在第二、三栋以室内天线覆盖的解决方案。
拟覆盖情况图8所示。
(1) 第一栋拟覆盖说明:覆盖天线从金旭大厦覆盖南枫雅居一栋高层西边靠江边房间的位置。从金旭大厦到南枫雅居一栋高层的距离约为60m, 考虑用黄田坝3为信号源, 频点为61。根据实测数据统计所得, 上层站实测空间损耗计算公式 (900频段) :
其中, D为距离 (km) , F为信号频率 (MHz) 。
接头、馈线插损约2d B;
玻璃损耗约12d B;
建筑外墙贯穿损耗约18d B, 建筑内墙体贯穿损耗约8d B。
直放站天线口功率约51d Bm。
则:
金旭大厦覆盖天线到达覆盖点的信号约为:51-83+ (-18) + (-2) =-53d Bm, 能够达到覆盖要求。
天线上倾角:由于金旭大厦覆盖天线已经与所要覆盖的楼层基本持平, 建议暂时不考虑上倾角, 实际情况将于安装天线时做调整, 覆盖情况如图9所示。
(2) 第二、三栋拟覆盖说明:在第二、三栋周围则没有较近或是较高适用于建室外直放站覆盖高层的楼房。楼房前面为武江河, 后面都为较矮的民房。建议在南枫雅居二、三栋高层加装室内覆盖天线以解决高层的信号杂乱的问题。
摘要：本文着重介绍了楼宇高层移动通信网络信号室内覆盖方式、技术问题、解决方案和案例, 以提高高层移动通信顾客的满意度。
浅谈移动通信网的广域深度覆盖 第8篇
随着社会的发展, 移动通信市场也在迅速发展, 移动用户数量激增并且分布范围越来越广, 用户对网络质量的要求逐步提高。因此, 移动通信网络的覆盖范围和服务质量越来越被运营商所关注, 如何充分利用现有网络吸纳更多的用户, 以较低的投入创造较大的效益是值得我们考虑的。
通过10余年的建设, 移动通信网日趋完善, 大部分重点和热点区域都有了较好的无线信号覆盖, 这些区域由于成熟较早, 用户群相对稳定, 对网络质量也有了较大的认同感。而广阔的乡村区域由于用户较分散、单位话务量较低, 基站密度较小, 相对而言覆盖效果和通话质量均较差。近年来, 话务量增长了4倍多, 市区、县城、乡村的话务分布比例由50%:25%:25%演变为30%:26%:44%, 这说明乡村区域蕴藏着很大的发展潜力。
随着乡村区域用户的增多, 有关网络覆盖和信号质量的投诉也大大增加, 用户需求与网络质量之间的矛盾日益凸现, 通过话务分析和测试分析, 我们发现市区、县城、干道、富裕乡镇等人员密集区域由于基站较多, 再辅以室内分布系统和小区分布系统, 平均覆盖面积达到 (0.8~4) 平方公里/基站, 网络有效覆盖率和信号质量都比较好, 基本满足用户室内外的正常通信需求;而乡村区域的信号覆盖面积为 (10~140) 平方公里/基站, 在近站点和公路等开阔区域信号覆盖良好, 但有些2~3公里外的大村庄内覆盖就很不理想, 北方的村庄树木较多、以平房院落为主、房屋密集且墙体较厚, 无线信号的介质衰耗、慢衰落现象都很明显。由图1可以看到较近的村庄距基站不到3km, 村庄较大且较为富裕, 下行信号强度在村外为-70d Bm左右, 在村内街道上已经达到-90d Bm, 部分院落和室内区域为信号盲区, 我们把这类问题归结为广域深度覆盖问题, 即距基站一定范围内较大村庄的有效覆盖, 对移动通信来说这是一个共性问题, 对市场发展影响较大。
众所周知, 在自由空间传播条件下, 传输损LP (d B) =32.45+20lgd (km) +20lgf (MHz) , 可见LP仅与频率f和距离d有关, 该点的下行信号强度P (d Bm) =Pt+Gm-LP, 其中Pt为天线口输入信号强度, Gm为天线增益。实际上移动通信是工作在复杂的多径传播环境中, 传输损耗LP要根据环境的不同增加相应的修正因子。因此为了提高信号强度P, 就要设法提高Pt、Gm和降低LP, 同理为了提高上行信号强度, 就要提高基站接收灵敏度、天线增益和降低传输损耗。广域深度覆盖问题的实质就是待覆盖区域内信号电平较弱的问题, 这使得手机接入困难、通话质量较差, 没有主用信号, 手机在几个波动的弱信号间频繁切换和重选。
根据不同的需求和位置环境, 广域深度覆盖有多种解决方案, 大致分为调整优化参数和工程参数、增加附属器件、增加基站主设备三类, 它们都是建立在现网设备和天馈系统正常运行、频率规划合理无误的基础之上, 下面就对这三类方案进行逐一探讨。
二、解决方案
1. 调整优化参数和工程参数的方案
(1) BSC数据库中有许多与优化相关的控制参数可以适当调整, 如载频功率等级、允许接入的最小接收电平 (RX_LEV_ACC_MIN) 、RACH最小接入电平、切换和功控相关参数等, 但在常规情况下, 优化参数的调整对广域深度覆盖这类问题帮助不大, 对用户而言并没有实质的改善, 这里不做讨论。 (2) 用扩展覆盖技术, 即牺牲信道时隙, 扩大覆盖面积。原来8个时隙, 现在单数时隙不用只用双数的时隙, 容量减小一半, 增加覆盖距离。 (3) 天线工程参数的调整包括挂高、方向角和下倾角等方面, 对较近距离的广域深度覆盖会起到一定的作用。根据Okumura传播模型, 覆盖距离随天线挂高的升高而扩大。 (4) 近年来推出了电调下倾、高增益、公路兼顾村庄、带零填充、组合天线等多种新型天线, 将能量范围进行有效调整, 从而适应不同环境的覆盖需求。
2. 增加基站附属器件的方案
增加基站附属器件的目的是为了增强上下行信号强度, 从而延伸小区的有效覆盖范围, 工作在双工方式的移动通信系统, 其小区有效覆盖范围是由上下行链路中最弱的一方决定的, 因此通过优化上下行链路之间的平衡关系, 可以达到较为理想的有效覆盖范围并保证区域内的通话质量, 在使用附属器件时也要考虑到这一点。为解决广域深度覆盖问题, 常用的附属器件有塔放、基站放大器、功分器和直放站等。
3、增加基站主设备的方案
对于基站密度较小、用户发展较快、覆盖效果较差的区域应该逐步建设新的基站, 以获得稳定的无线信号、拥有相应的话务容量、解决广域覆盖和深度覆盖问题, 同时这些基站还可以作为施主源下挂基站附属器件, 有效扩大覆盖范围;根据实际情况对现网基站实施工程改造, 如布局严重不合理的基站进行合理搬迁、全向站改定向站、微基站的微塔替换为大塔以替换成宏基站并提升天线挂高等, 以发挥基站应有的作用, 扩大有效覆盖范围;对于拥塞小区虽然不是覆盖问题, 但覆盖范围内的用户会因为无信道可用而占用较远基站的小区信号从而导致覆盖问题投诉, 因此应及时扩容, 同时注意选用合路损耗小的器件以免扩容后覆盖范围的减小 (可采用小区的两根馈线双收双发方式) 。同时敢于对室外基站的尝试。对于新建基站一定要做好前期的规划工作。
增加基站主设备可以有效的解决广域深度覆盖问题和容量问题, 作为独立运行的基站, 对其重视程度、维护力量、监控效果和环境适应性都是最强的, 因此覆盖效果和质量是最好的, 但设备、铁塔、土建、动力、传输等诸多工程投资无疑又加大了运营成本, 同时工程周期较长使得时效性较差, 投入产出比与市场预测和网络规划有很大关系。
解决移动通信网中的广域深度覆盖问题和扩大基站有效覆盖范围的方法有很多, 都有各自的适用条件和应用范围, 在使用中应根据投入产出比、用户需求、话务预测、时效性、无线环境、应用目的、工程难易程度等方面均衡考虑, 采用灵活多变的组网方式, 以最小的投入实现预期的效果。一般情况下可以按照上述三类方案的顺序选择实施, 先以低成本和高时效性培育用户, 根据市场发展情况有重点的逐步提高某些区域的网络覆盖、网络质量和网络容量, 创造出较好的社会效益和经济效益。
摘要：本文是在目前通信市场加强农村地区的覆盖, 增强社会效益的环境下, 合理利用现有硬件及软件资源, 更高效的进行广域深度覆盖。
关键词：广度覆盖,参数,附属器件,主设备
参考文献
[1]《通信世界》
通信覆盖 第9篇
1 隧道的主要特点
(1) 封闭环境, 外面的信号很难传入, 如果采用内部覆盖对外界也影响较小;
(2) 用户以车内用户为主, 业务量不高;
(3) 隧道的长短比一, 宽窄不同;
(4) 隧道的类型不同:有铁路隧道, 公路隧道和地铁隧道;
(5) 还有就是隧道本身的环境不一样, 由此它将对所用的设备提出不同的要求。如电源的选择, 防尘、防盗、抗震的考虑。
2 隧道覆盖的因素考虑及覆盖原则
在解决短隧道覆盖时, 可采用灵活经济的手段, 如在隧道口附近用普通的天线向隧道里进行覆盖。但是, 这些手段可能在解决长隧道覆盖时不起作用, 对于长隧道的覆盖必须采取其它一些手段。因此, 对于每段隧道的解决方案可能都会有所区别, 必须根据实际情况来选定覆盖解决方案。
对于超长隧道, 建议采用泄漏电缆或分布天线来解决隧道里的覆盖问题。
3 不同长度隧道覆盖具体解决方案
根据以上所分析的隧道的特点以及它们的覆盖原则, 下面来具体探讨针对不同长度的隧道、不同特性隧道的具体覆盖解决方案。
在实际方案中可能会用到的一些配合:
(1) 微基站 (或直放站) +单个天线方案;
(2) 微基站 (或直放站) +分布式天线系统;
(3) 微基站 (或直放站) +泄漏电缆。
在决定是否选用微基站还是直放站作为隧道覆盖的信号源时, 首先考虑的问题是隧道口附近有没有足够强的信号可以被利用和隧道附近是否有传输线路可被利用。
一般来说, 若隧道口附近 (包括附近的山头等较高的地方) 已有的信号电平低于-80dBm, 我们建议采用微基站;若隧道口附近的信号电平高于-80dBm, 则可以采用直放站或微基站进行覆盖。此时若传输问题比较难解决, 建议直接采用直放站进行覆盖, 在采用直放站方案时要充分考虑到直放站隔离度的要求, 否则建议采用微基站来解决覆盖问题, 同时提高系统容量。
3.1 短隧道覆盖解决方案
这里定义长度在100m以下的隧道为短隧道, 在对这种隧道的覆盖进行规划时, 要结合隧道周围需要覆盖区域一起考虑:若有多个短隧道彼此之间间隔很小, 可以考虑在两隧道的中间建站 (或直放站) ;若使用微基站, 采用双向天线, 若天线的增益为5dBi, 建议天线放置在隧道口, 这样可以保证对隧道的良好覆盖。
在制定隧道覆盖方案时, 必须考虑到移动物如火车、汽车都处在高速运行的状态之中, 如何保证在进入隧道后能够进行顺利切换是至为关键的。若信号源是采用直放站进行覆盖, 隧道外的信号电平与隧道里的信号电平属于同一个小区的, 则不会存在切换问题;若覆盖隧道的信号源是微基站时, 如果隧道里的信号与隧道口的信号属于不同的小区, 在火车进入隧道后, 外部小区的信号急剧下降, 这时很可能由于不能及时切换而掉话。解决这个问题可以从以下几点考虑:一是采用双向天线对隧道进行覆盖, 这样隧道里面的小区信号就会与隧道外面的小区信号有足够的交迭深度来保证正常的切换;二是启用特殊的切换算法, 例如电平快速下降切换算法, 使得电平在快速下降时能够及时切换到其他小区以免掉话;另外, 选择前后比小一些的定向天线也是可以考虑的手段之一。
3.2 中等长度隧道覆盖解决方案
对于中等长度隧道, 即在100米以上, 500m以内的隧道, 可以根据隧道口的电平、传输现状、隧道长度等实际情况选择“微基站+单个天线或直放站+单个天线的方案”。对于有弯道的隧道, 建议将双向天线放在隧道中间进行覆盖。
另外, 根据现场勘测的结果, 视隧道的截面大小、容许安装的天线尺寸、隧道长度等因素, 在某些长度稍大于500m (如600m) 的隧道, 也可以通过选择增益更高一些的天线来进行覆盖。
3.3 长隧道覆盖解决方案
对于隧道长度大于500m的隧道, 要采用分布式天线系统或泄漏电缆进行覆盖。我们先来考虑一下采用“微基站+泄漏电缆”与“直放站+泄漏电缆”的方式在没有放大器的情况下可以覆盖的距离。
前提:以GSM信号覆盖为例来说明。
当信号源采用微基站, 其最大输出功率为8W;若采用直放站, 仅考虑基放大1个载频的情况, 最大输出功率为2W。设计最低接收信号电平为-85dBm, 覆盖概率为90% (加上8dB的保护) 。考虑到泄漏电缆的覆盖特性, 可以不用再加额外的电平余量保护 (这些保护在对公路隧道进行规划时不用考虑) 。泄漏电缆选择SLWY-50-22, 径向损耗为5dB/100m, 耦合损耗在90%的接收可能时为77dB。
基于以上假设, 根据前面的论述, 可能得到表1的结果。
当然, 可以选择更小的泄漏电缆, 这样覆盖距离会更远。
4超长隧道覆盖的方案考虑
对超长隧道如一公里以上, 甚至数公里的隧道覆盖, 就需要采用放大器进行中继放大, 即可采取分布式天线方案, 也可以采用泄漏电缆方案。从技术上和安装空间的允许等方面, 建议采用泄漏电缆方案。从成本方面来说, 主要与设备的选型有关, 分布式天线方案不见得会优于泄漏电缆方案, 这需要根据选定的器件来估算。
4.1 链路预算
室内无链路衰耗主要由路径衰耗中值与阴影衰落决定。隧道可以认为是一个管道, 信号传播是墙壁反射的结果, 直射为主要分量。ITU-R建议P.1238提出室内适用的传播模型, 这种传播模型对隧道覆盖也是有效的, 这个公式为:
其中:
f代表频率 (MHz)
d代表距离 (m)
Lf代表楼层穿透损耗因子 (dB)
N代表移动台与天线间的楼层数
在讨论的隧道覆盖场合, Lf (n) 可不用考虑。因此在隧道中无线传播可以用以下式子进行估算:
在隧道中不同的路径损耗见表2
4.2 信号源的选择
(1) 微蜂窝基站
(2) 光纤拉远基站, 从附近的宏蜂窝基站拉远
(3) 对于偏远的地区可以采用直放站取得信号源
4.3 覆盖方案
根据不同隧道的实际情况配置不同的天馈系统, 对隧道进行覆盖。一般地有三种不同配置的天馈系统:同轴馈电无源分布式天线、光纤馈电有源分布式天线、泄漏电缆。
(1) 同轴馈电无源分布式天线
这种覆盖方案的设计比较灵活、价格相对低、安装较方便。同轴电缆的馈线衰减较小, 天线增益的选择主要取决于安装条件, 在条件许可的情况下, 可选用增益相对较高的天线, 来提高覆盖范围。该方案的简化版就是采用单根天线对隧道进行覆盖, 对于较短的隧道来说, 这种方案是一种低成本解决方案。
(2) 泄露电缆
采用泄漏电缆进行隧道覆盖, 是一种最为常用的方法, 这种方法的优点在于:
1) 可减小信号阴影和遮挡。在复杂的隧道中采用分布式天线, 手机与某特定天线之间可能会受到遮挡, 导致覆盖不好;
2) 信号波动范围减少。与其它天线系统相比, 隧道内信号覆盖均匀;
3) 可对多种服务同时提供覆盖。泄漏电缆本质上是宽带系统, 多种不同的无线系统可以共享同一泄漏电缆, 考虑到在隧道中经常使用某些无线系统 (寻呼系统、告警系统、广播等) , 采用共享一条泄漏电缆的方法, 可省去架设多条天线的工程。
(3) 光纤馈电有源分布式天线系统
在某些复杂的隧道覆盖环境中, 可采用光纤馈电有源分布式天线系统来替代同轴馈电无源分布式天线系统。它更适用于覆盖地下隧道 (地铁隧道) 和站台。采用光纤馈电有源分布式天线系统的主要好处包括在室内安装的电缆数减少、可适用更细的电缆、采用光缆可降低电磁干扰、在复杂的网络中设计更灵活等, 缺点是成本高。
4.4 天线的选择
如果使用天线覆盖, 就要考虑电磁波沿隧道传播的特性。电磁波在隧道中的传播特性主要取决于以下因素:
●电磁波本身的使用频率范围;
●隧道的几何形状 (矩形、半圆形或圆形) , 车道数;
●隧道的弯曲度和拓扑结构;
●建造隧道内墙的材料和隧道表面材料;
●隧道内车辆流量和填充因子 (隧道截面积比车辆截面积) ;
●隧道中天线的放置位置;
●天线的特性 (增益、方向型, …) 。
在隧道这种特殊情况下的覆盖一般采用高方向性天线, 如高方向性的平板天线, 八木天线和圆极化天线:
(1) 八木天线的优点
1) 提供较高的天线增益;
2) 相对平板天线有较高的抗风特性;
3) 比平板天线小得多;
4) 比较经济。
(2) 圆极化天线的优点
1) 隧道内较好的覆盖质量;
2) 较少受隧道内车辆密度的影响;
3) 比平板天线小得多。
5 结束语
通过以上的分析, 在隧道内的移动通信信号覆盖, 必须根据隧道的不同长短, 提出相应不同的解决方案, 以满足隧道信号的覆盖要求。其实在隧道的覆盖中, 今后还会遇到不同网络信号, 如3G网络信号的覆盖, 由于工作频率及网络性能的差异, 都会向我们提出一些更高、更新的研究课题。
摘要：通过对隧道特点和覆盖因素的分析, 考虑覆盖的原则, 主要提出不同长短隧道信号覆盖方案。
关键词：隧道,光纤,直放站,天线,泄漏电缆
参考文献
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