CDMA系統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、鏈路預算等方面分析了海域覆蓋理論基礎和可行性；在此基礎上分析了影響海域覆蓋距離的主要因素，提出了實際規劃中基站站點選址、天饋、設備、塔放選擇等方面應當注意的原則，希望對實際工程規劃能起到一定的指導作用。

【關鍵詞】海域覆蓋鏈路預算模型校正

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、海上旅游業的發展，這些用戶已經成為沿海城市運營商爭奪的重點。因此，研究信號的海域覆蓋解決方案有著現實的必要性。

二、海域超遠覆蓋技術和可行性分析

1、網絡規劃的基礎理論分析數據

（1）平滑地球無線視距的計算

根據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（光學路徑）要大，如圖2，對于一個無任何地形特征的“平滑地球”（如海平面）模型，設天線的有效高度為h，則從該天線發出或接收到的射線所經過的曲線路徑是和地球相切的。從天線到切點的距離即為平滑地球無線視距，在圖2中左圖中標示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）。當射線路徑與地球表面的距離在1km以內時，可將其看作直線傳播，此時可利用有效的地球半徑公式a=4r/3=8493km。（參見《CDMA系統工程手冊》）。

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：

根據接收點離開發射天線的距離，稱小于0.7d的區域為明區，0.7d～（1.2～1.4）d的區域為半陰影區，大于（1.2～1.4）d的區域為陰影區。

根據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，通過鏈路預算基站不同高度覆蓋半徑如表2所示：

通過上述鏈路預算分析海域覆蓋效果和基站和移動臺天線掛高有重要關系。

（2）無線系統基站設備本身限制

CDMA系統IS2000技術規范中規定搜索圈最大碼片為512chip（等效距離為62.5公里），根據目前各廠家提供的信息，可以通過額外增加定時補償算法，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到125公里，超過125公里目前CDMA系統無法進行良好覆蓋。

（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/移動臺的發射功率、天饋選擇、傳體穿透損耗的取定、和氣候等。

2、規劃原則

（1）站點選擇原則：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，天線掛高根據覆蓋范圍要求達到相應的高度值；③站點位置核實，網絡拓撲結構合理，需對海岸線附近站點覆蓋進行控制，避免干擾；④其它（參照陸地站點選擇原則）。（2）天饋選擇原則：①根據實際話務量，覆蓋需求，進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為便于優化調整，對天線掛高偏高的扇區，宜選擇電調下傾天線。③盡量減少饋線，跳線等損耗。（3）設備類型選擇。海域規劃中考慮覆蓋的范圍較遠，宜選用大功率超遠基站進行覆蓋。（4）塔放選用原則。根據海域規劃目標可選擇使用塔頂放大器，有利于擴大基站有效覆蓋范圍。從而降低系統的噪聲系數、提高基站靈敏度以及反向覆蓋半徑。

四、總結

通過本文對海域覆蓋的理論基礎和可行性分析，提出了海域覆蓋規劃的一些技術要點和基本原則。在網絡建設后，需要進行一些必要的測試工作，及時對網絡進行優化調整工作，完善網絡覆蓋和質量，從而打造一個精品網絡。

參考文獻

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

[2]郭梯云，鄔國楊.移動通信.西安電子科技大學出版社，2001-07

[3]華為等設備廠家相關交流資料