GSM_R无线网络覆盖预测方法探讨

当 hp = 0 时, 直射路径与刃形正切, 且 v = 0 , 可得出绕射损耗 L = 6 dB。 双刃绕射情况, 由图 1 ( b) 所示的 2 个三角 形 ACB 和 CDB 形成 2 个刃形 , 每个均可用来计算 v , 得到 v1 与 v2 , 相应求得 L 1 与 L 2 。双刃绕射模 型中总的绕射损耗为 2 个绕射损耗的和。
参 考 文 献
美 ( Lee , W. C. Y ) 著 ; 陈 威兵 , 黄普 军 , 张聪 译 . 无线与 蜂窝通信 [M ]. 第 3 版 , 北京 : 清华 大学 出版社 , 2008. 1 . 铁道工程设计鉴定中心 , 北京 全路通信 信号研 究设计 院 . 中国铁路 GSM R 移动 通信系 统设 计指 南 [ M ]. 北 京 : 中国铁道出版 社 , 2008 , 10. 高子辉 , 陈建辉 如何实施 GSM R 无线网络工程优化
* 中铁第一勘察设计 院集团有 限公司 兰州 收稿日期 : 2010 06 29 助理工 程师 , 730000
In v iew o f th e eng ineering design of practical applicatio n , th e autho r discussed the w ire less
1 无线覆盖预测方法
1 1 无障碍条件覆盖 无障碍条件覆盖, 从小区基站到移动台的直射 路径不受地形轮廓的阻碍。这里应分清无障碍折射 路径和视距传播路径 2 个通用术语 , 无障碍折射路
常通话。 3 . 固定预付费业务。采用智能网专款专用的 预付费方式 , 业务流程和计费、扣款均由智能网控 制处理。固定预付费 业务主要 定位于固 定电话用 户 , 相对于传统固定电话用户后付费方式而言 , 在 用户使用 流 程上 它 尽量 保 持原 有 的后 付 费 使用 习惯。 4 . NP 移机不改号业务。为了满足用户不断变 更地址和电话号码的需求 , 用户只需要申请一个固 定的 NP号码, 每次更换新号码时只需要重新登记 NP 号码和真实号码的对应关系, 其他人只需呼叫 此 NP 号码即可接续到用户的真实号码上。物理号 码与用户号码分离, 实现用户号码弹性放号, 终身 携带。 5 . VAD 业务, 即语音通信录或者语音拨号业 务。它是一项允许固定电话、小灵通用户直接说出 被叫的姓名 ( 固定用户直接摘机触 发, 小灵通和 手机用户拨接入码 触发 ) 之后 , 系统自动为其接 续到被叫号码的一种业务。 50
2010 年 10 月 第 46 卷 第 10 期
铁 道 通 信 信 号 RA I LW AY SIGNALL ING & COMMUN I CAT I ON
O ctober 2010 V o l 46 N o 10
GSM R 无线网络覆盖预测方法探讨
张会琪
摘
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要 : 从工程设计实际应用出发, 对采用网络规划软件进行网络规划前期各设计阶段的无线网
[ 5] [ 4] [ 3] [ 2] [ 1] 图 3 A、 B 2 点通过电子地图和网络规划软件 预测后的结果
B 点的绕射损耗为 29 dB , B 点的最小接收电平为 - 101 93 dBm, 与计算结 果基本符 合。因此 , 采 用获得绕射损耗的预测法, 可以满足在未具备网络 规划条件下的场强预测 , 为无线网络覆盖方案的设 计工作提供参考依据。 综上所述 , 对有障碍环境下绕射损耗的计算, 可以更准确的得到有障碍环境下某点的最小接收电 平。从而确定此点是否为弱场, 为工程设计中基站 位置的选定和弱场补强设备的布放提供参考 , 也为 网络规 划前期各 设计阶段 ( 采用 软件规划 前期 ) 更准确的得到网络覆盖方案及工程投资提供参考。
netw ork coverage pred iction m ethods in the application o f net w ork p la nning so ft w are in net w ork p la nning
覆盖方案和工程投资均达到了最优化。为此 , 结合 兰渝线兰州枢纽工程实际情况, 对无线网络覆盖预 测方法进行探讨。
络覆盖预测方法进行了探讨。 关键词 : 铁路综合数字移动通信系统 ; 无线覆盖; 绕射损耗 Abstract : early stages . K ey w ord s : GS M R; Rad io w ave coverage; D iffraction lo ss 在工程施工图设计前期, 数字地图未到位 , 无 法采用网络规划软件进行无线网络覆盖预测, 给无 线网络覆盖方案设计和工程投资带来一定的困难。 在对兰渝线兰州枢纽进行施工图前期设计时, 采用 以下计算方法确定无线网络覆盖方案 , 后经过施工 图阶段的网络规划软件预测验证, 前期的无线网络
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铁道通信信号
2010 年第 46 卷第 10 期
衰落为 L s = 27 24 dB。 2 2 求 B 点最小接收电平 根 据 Okum ura H ata 模 型求得 郊区 ( 丘陵 ) 环 境 的 路 径 损 耗 中 值 Lb = 116 09 dB, 具体 计算 过 程 参见 !中国铁路 GS M R移 动通信 系 统设 计指 南 ∀ 第 8 5节。 根据下行链路预算计算 公式: Pm r = P bt - Lc - Lbf - Lp s + Ga b - L b - La - L s - Lm ( 3) 其中, P bt 基站发射功率 ( dBm ), 取 值 47 8 dBm; Pm r 移 动 台 接 收 电 平 ( dBm ) ; L c 合分路单元损耗 ( dB ), 取值 2 5 dB; L b 路径损耗 ( dB ), 取值 116 09 dB; G ab 基站天线 增益 ( dB ), 取 值 17 dB; Lp s 塔 顶 功 分 器 损 耗 ( dB ), 取值 3 dB; L bf 基站馈线及接头损耗 ( dB ) , 取值 3 dB; L a 人体、车体引起的附加损耗 ( dB ) , 取值 0 dB ; L s 阴影衰落 ( dB) , 取值 27 24 dB; Lm 设计余量 ( dB) , 包括其他系统干扰储备、设备老 化、施工质量、季节、天气 变化及电气 化干扰储 备 , 取值 14 dB。 由 ( 3) 式 求 得 B 点 的 最小 接 收 电 平为 - 101 03 dBm。 由此可 见 B 点 的接 收 电平 无 法满 足 !铁路 GS M R 数字移动通信系统工程设计暂 行规定 ∀ 对 非列控最小可用接收电平 - 98 dBm 的要求 , 即 B 点为场强覆盖盲区, 因此需在 B 点增加补盲设备。 如果 B 点场强 覆盖满足要求 , 还应进行上行 链路预算的计算 , 以达到上下行链路平衡才能满足 工程所需的场强覆盖要求。 当移动台被浓密的树叶包围时, 可以用绕射损 耗来得到植被损耗。平均树叶结构 和地形结构相 似。因此可以得到超过树叶结构的刃形高度, 这样 就可得到由树叶引起的绕射损耗。 2 3 对计算结果进行验证 图 3 为图 2中 A、 B 2 点通过电子地图和网络 规划软件进行预测后的结果。从图 3 中可以看出 , 52
5 结束语
通过网络智能化改造不仅可以使网络结构更加 清晰 , 而且更能适应网络的发展演进。为进一步挖 掘 PSTN 潜力 , 实现多样化、智能化、个性化业务 功能提供了广 阔的平台。稳 定了原有市场 的保有 量, 还能进一步提高企业竞争力 , 取得更好的经济 效益。
参 [ 1] 考 文 献 苏文莉 , 韦泉 , 李秉智 . SH LR 在固网智 能化改 造中应 用的探讨 [ J]. 重 庆邮 电学院 学报 , 2006 ( 6) : 116 119. 耿绍宁 . 基 于 软交 换架 构的 网络 智能 化业 务的 实现 [ D ] . 上海 : 东华大学 , 2006. 卢毓青 , 王加俊 , 仲兴荣 . 固 定电话网网络智能化的改 造 [ J]. 苏州大学学报 ( 自然科学版 ) , 2005, ( 04) . 杨然 . 从软交换到 I M S[ J]. 世界电信 , 2006, ( 06). 唐钰 . 固网改造推 动 NGN 前 行 [ J]. 通信世界 , 2007, ( 18). ( 责任编辑 : 诸 红)
2 结合兰渝线兰州枢纽工程举例
2 1 求 B 点绕射损耗 图 2 为 A、 B 2 点纵断面, A 点为基站 ( 塔高 35 m, 天线挂高 30 m ), B 点为机车所在位置 ( 机 车接 收 天 线 高 4 m ) ; A、 B 2 点 的 直 线 距 离 1500 m。 取频率 f = 930 MH z , 由图 2可知 r1 = 1500 m、 r2 = 160 m、hp = 25 m, 根据公式 ( 1) 求得 v = 5 177, 代入公式 ( 2) 中 求得 B 点的绕射损耗为 27 24 dB, 负值代表损耗量, 工程设计中常称阴影
[ J]. 铁道通信信号 , 2009( 9): 45 张育萍 无线列调 系统 中弱 场强 区 解决 方案 [ J]. 铁
[ 2] [ 3] [ 4] [ 5]
RA I LWAY SIGNA LL ING & COMM UN ICAT ION
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2010
径 是不受 地形轮 廓阻碍 的路 径; 视距传播路径是指不受地形轮廓 和建筑物阻挡的路径。在前一种 情况下 , 移动用户看 不到小区基 站天线 , 而在后一种 情况下则可 以看到小区基站天线。视距传播 条件下 , 接收 到的信号很强 , 不 需担心这种情况。 在无障碍条件下 , 一般可根据场强覆盖预测模 型进行电波的传播预测, 还可采用规划软件结合数 字地图进行更为准确的设计。在无线信道呼损不大 于 0 5 % , 同频道干扰保护比不小于 12 dB 的情况 下 , 一般城区基站覆盖 2~ 3 km, 郊区基站覆盖 4 ~ 5 km, 开 阔 区 基 站 覆 盖 5 ~ 6 k m。目 前 通 过 GPRS 实现的业务主要包括调度命令、车次号及列 尾 信息 的传 送 , 这 3 种业 务 的数 据 速率 均 低于 9 05 kb / s, 即 CS1 编码模式就能满足各种业务的 应用需求。 CS1 编码模式在工程应用中不需要对无 线子系统的设计做特殊考虑。 1 2 有障碍环境覆盖 有障碍环境覆盖 , 从小区基站到移动台的直接 路径受到地形轮廓的 阻碍。主要分 为以下几种情 况 : 山体阻挡、隧道、路堑等自然和人工环境。在 工程设计中 , 隧道、路堑等人工环境被直接作为弱 场区来处理 , 采用光纤直放站加漏缆或天线方式解 决 , 这里不作讨论。 下面着重对自然山体阻挡环境的预测方法进行 详细探讨。在这种环境下 , 从小区基站到移动台的 直接路径受到地形轮廓的阻挡 , 可按如下方法来进 行规划前期各设计阶段的场强预测。 1 . 采用区对区模型预测法: 就像不存在任何 障碍似的, 用该区域的路径损耗斜率 , 然后利用所 有修正因子来寻找某个特定情形下 的区对区的预 测。区对区模型提供一个标 准偏差为 8dB 的预测 精度, 这就意味着 68 % 的实际路径损耗数据是在 预测值 8 dB 内, 不确定范围 较大。 此方法仅适用在预可研阶段使用。 2 . 采用获得绕射损耗的预测法: 此法基于点到点的预测法 , 点到点的 预测值只有不到 2 ~ 3dB 的标准偏差, 准确率较高。绕射损耗可在单刃或双 刃情况下得到, 如图 1 所示。
图 2 A、 B 2 点的纵断面 图 1 障碍条件下的绕射损耗 ( a) 单刃绕射 ; ( b) 双刃绕射
v = - hp
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(
1 1Biblioteka Baidu+ ) r1 r2
( 1)
r1、 r2 分别为刃形边缘到小区基站和移动台的 距离 , hp 为刃形高度, 为工作波波长。hp 为正数时 ( 本文仅分析 hp 为正 数的情况 ) , 绕射损耗为 L , 可通过以下近似公式求得 v 值。