淺析菲涅耳余隙在山區(qū)C網(wǎng)無(wú)線網(wǎng)優(yōu)的應(yīng)用

摘 要：在農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過(guò)程中，一些山區(qū)，地形復(fù)雜，沒(méi)法鋪設(shè)光纖，導(dǎo)致信號(hào)未能覆蓋一些大型種植場(chǎng)，通過(guò)對(duì)基站信號(hào)的耦合，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換，使用其他無(wú)線段頻段承載，到達(dá)目的地，再轉(zhuǎn)換為正常的c網(wǎng)信號(hào)。通過(guò)無(wú)線中繼，代替光纖，實(shí)現(xiàn)C網(wǎng)無(wú)線信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。本文應(yīng)用菲涅爾余隙原理，通過(guò)另外一種方式實(shí)現(xiàn)山區(qū)C網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：菲涅爾余隙；自由空間損耗；呼叫時(shí)延

1 引言

良口聯(lián)平的大型種植場(chǎng)，因?yàn)楫a(chǎn)品種植品質(zhì)的需要，種植的地址選在較為偏僻、接近山頂?shù)囊粋€(gè)十字形盤(pán)地。因?yàn)槲痪由巾斉璧兀x山下直線大概2公里的地方有個(gè)村委，村委樓頂有個(gè)基站，不過(guò)因?yàn)橹虚g有一個(gè)山的阻擋，導(dǎo)致種植場(chǎng)那完全不能收到信號(hào)。嘗試用板狀定向天線打向山上的方向，在種植場(chǎng)依然收不到信號(hào)。因?yàn)榇逦椒N植場(chǎng)山路崎嶇，中間無(wú)任何桿路，道路到山上，約3公里，新建桿路布放光纖，工程費(fèi)用巨大，山上地形復(fù)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(shù)來(lái)解決這個(gè)山區(qū)網(wǎng)優(yōu)問(wèn)題。

2 問(wèn)題描述

從化良平大型種植場(chǎng)，耗巨資建設(shè)，種植經(jīng)濟(jì)作物，同時(shí)吸收村民富余的勞動(dòng)力，對(duì)村進(jìn)行扶貧合作項(xiàng)目，山上沒(méi)有固定電話線路，沒(méi)有c網(wǎng)信號(hào)，對(duì)于種植場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)十分不便。

周邊無(wú)線環(huán)境及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：

從化市良口鎮(zhèn)聯(lián)平村 口農(nóng)場(chǎng)在聯(lián)平村海拔459米的高山上，農(nóng)場(chǎng)面積約200畝地，工人有100多人。

建筑物概況：

農(nóng)場(chǎng)里面只有一排一層高的板房及幾十個(gè)種植作物的塑料薄膜大棚。沿著盆地散布。

3 問(wèn)題分析

室外周邊道路測(cè)試情況

DT測(cè)試情況：

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

（2）Tx Power（dBm）統(tǒng)計(jì)。室外道路大約RX<-128dbm，屬于無(wú)覆蓋。

（3）Agg Ec/Io（dB）統(tǒng)計(jì)。室外道路大約RX<-128dbm，屬于無(wú)覆蓋。

測(cè)試情況總結(jié)及現(xiàn)有優(yōu)化措施：

從化良口鎮(zhèn)聯(lián)平種植場(chǎng)，對(duì)于手機(jī)可以來(lái)說(shuō)完全沒(méi)有信號(hào)。

分析：根據(jù)我們現(xiàn)有資料需要對(duì)此投訴區(qū)域進(jìn)行問(wèn)題的初步定點(diǎn)，因?yàn)楦鞣N原因，無(wú)法鋪設(shè)光纖，則我們需要使用200m的頻段，替代光纖進(jìn)行信號(hào)的中繼。所以我們先對(duì)實(shí)際環(huán)境做個(gè)理論上的測(cè)算。我們使用以下空間傳播損耗模型：（農(nóng)村地區(qū)可視空間傳輸損耗+經(jīng)過(guò)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(xué)技術(shù)研

究院推薦的“cost-walfish-lkegami”

電波傳播衰減計(jì)算模型。

投訴區(qū)位山頂盤(pán)地地區(qū)，條件如下：

f=200MHz ？姿=1.5m

d1=0.4km d2 =0.6km

據(jù)公式（3）

x1=■=18.9m。

x=50m，

根據(jù)公式（2）得出為25db，d=1km

（x/x1≈-2.5（其中x為高出兩通信點(diǎn)的值。所以x/x1得出的值為負(fù)值。

根據(jù)公式（4）

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

整體損耗：據(jù)公式（1）

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

可見(jiàn)，理論得出良口聯(lián)平到村委兩點(diǎn)直線距離的損耗約103dbm。只要設(shè)計(jì)方案的無(wú)線中繼能夠克服這個(gè)損耗即可解決中途無(wú)線延伸的問(wèn)題。

4 解決方案

無(wú)線中繼設(shè)備設(shè)計(jì)部署圖如圖1。

圖1

接入端的200m收發(fā)射天線及覆蓋段的200m收發(fā)天線都使用兩幅八目天線來(lái)滿足復(fù)雜環(huán)境的要求。從基站耦合30dbm的信號(hào)，經(jīng)過(guò)調(diào)制，通過(guò)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(hào)強(qiáng)度為：

40+18-10-103=-55

理論上，到達(dá)接收端的信號(hào)強(qiáng)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(jīng)過(guò)設(shè)備的部署后。在接入及覆蓋端測(cè)試得到200m頻段的信號(hào)強(qiáng)度分別為-43dbm和-50dbm。中繼設(shè)備接收信號(hào)優(yōu)良，即使在雨季天氣，也能穩(wěn)定運(yùn)行。

先測(cè)試覆蓋信號(hào)的強(qiáng)度及通話時(shí)延如下。

（1）Rx Power（dBm） 統(tǒng)計(jì)

圖2 Rx優(yōu)化前

圖3 Rx優(yōu)化后

（2）Tx Power（dBm）統(tǒng)計(jì)

圖4 Tx優(yōu)化前

圖5 Tx優(yōu)化后

（3）呼叫時(shí)延

圖6 呼叫時(shí)延測(cè)試圖

經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后，見(jiàn)DT測(cè)試圖可得出，整個(gè)高山種植場(chǎng)的覆蓋效果測(cè)試分析，到達(dá)了優(yōu)良的信號(hào)覆蓋。

5 結(jié)束語(yǔ)

基于山區(qū)，地形較為復(fù)雜，無(wú)法鋪設(shè)光纖，使用無(wú)線中繼，對(duì)于運(yùn)營(yíng)商作為一種新的網(wǎng)絡(luò)覆蓋手段，避開(kāi)了桿路鋪設(shè)中引起的用地爭(zhēng)議，高昂的光纖鋪設(shè)費(fèi)用，耗時(shí)的施工工程，并能保障信號(hào)的優(yōu)良覆蓋。對(duì)山區(qū)或特殊地形，使用菲涅耳余隙及空間傳播損耗理論指導(dǎo)實(shí)際的程有著重要的實(shí)驗(yàn)意義，成為網(wǎng)優(yōu)有效的方法。

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