關(guān)于山區(qū)復雜地形的交通干線3G覆蓋規(guī)劃探討

秦培松 田宇博

【摘要】 交通干線是區(qū)域間、省際間、地區(qū)間的重要通道，交通干線的網(wǎng)絡覆蓋有效滿足了用戶的移動性需求，保證了用戶的業(yè)務連續(xù)性體驗，對用戶感知和運營商品牌都有較大的影響。在覆蓋方面一般都是基于鏈路預算和實際DT數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡規(guī)劃，在平原地區(qū)可以得到很好的覆蓋效果。但在復雜傳播環(huán)境的山區(qū)交通干線如何在經(jīng)濟性和覆蓋效果上取得良好平衡一直是網(wǎng)絡規(guī)劃的難點。本文主要針對山區(qū)復雜地形交通干線覆蓋規(guī)劃中的經(jīng)驗進行總結(jié)，以期給今后的網(wǎng)絡規(guī)劃中提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】 山區(qū) 交通干線 3G網(wǎng)絡覆蓋

一、前言

交通干線的覆蓋規(guī)劃一般是根據(jù)覆蓋質(zhì)量指標要求，進行鏈路預算，確定站距要求，同時結(jié)合實際的DT數(shù)據(jù)進行站點規(guī)劃，以保證交通干線的線性連續(xù)覆蓋。但對于山區(qū)來說，交通干線經(jīng)過的區(qū)域地形地貌復雜，如何盡量保證覆蓋效果，避免不合理的站址選擇是網(wǎng)絡規(guī)劃的難點。下文將對山區(qū)3G覆蓋規(guī)劃中遇到的問題進行探討。

二、山區(qū)交通干線路況

山區(qū)交通干線基本都在山谷及隧道中穿行，信號傳播易受地形阻擋和影響，無線傳播環(huán)境相對較差。除了受周邊山體的阻擋，主要有劈山或多彎、高架及隧道幾種場景。

（1）劈山或多彎路段：劈山路段由于迂回山路及地形的阻擋，信號傳播受山區(qū)地形阻擋，覆蓋難度大。從實際的網(wǎng)絡情況來看，控制無線信號沿路方向傳播，才能達到良好的覆蓋效果。

（2）隧道路段：多數(shù)隧道是直通隧道或少而緩慢的彎道，由于隧道路段的特殊性，通過隧道外信號的穿透實現(xiàn)對隧道內(nèi)的覆蓋顯然不可行。由于隧道本身具有良好的隔離作用，因此可進行隧道的單獨覆蓋。隧道覆蓋需要與大網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃，保證全程連續(xù)覆蓋和良好切換。

（3）高架路段：劈山路段及隧道路段相比，覆蓋難度小，實現(xiàn)起來相對較簡單。

除了由于隧道的原因，網(wǎng)絡覆蓋由于山體的阻擋和傳播環(huán)境的復雜使得覆蓋效果預測難度大，由于2GHz頻段繞射能力較差，有山體（900M頻段覆蓋無問題）阻擋的地方，電平值急劇下降。很難通過一次規(guī)劃達到預期效果。

三、隧道3G覆蓋規(guī)劃

一般來說200米以下無無線信號覆蓋的隧道，可采用在隧道口設置天線對隧道口定內(nèi)發(fā)射的方式。對于200米-1000米的隧道，可采用在隧道口和隧道中設置天線。用光纖直放站或RRU覆蓋。也可采用RRU或光纖直放站+泄露電纜的覆蓋方式。上述兩種情況切換帶注意不要設在隧道內(nèi)，避免車輛出入隧道影響切換信號。對于超過1000米的隧道，可采用RRU或光纖直放站+泄露電纜的覆蓋方式。切換帶可設在隧道內(nèi)部。

四、平坦路段3G覆蓋規(guī)劃

對于平坦路段，站址位置選擇相對容易，主要難點在于評估站址的合理性和經(jīng)濟性及建站后的覆蓋效果?？紤]到交通干線2G基本均已覆蓋，在規(guī)劃時可以通過兩個頻段的傳播差異，利用2G信號去預測3G的覆蓋。在進行網(wǎng)絡規(guī)劃時優(yōu)選考慮共站建設，在預測后的覆蓋效果不理想時另行選址新建。這樣可以為覆蓋規(guī)劃提供較強的支撐。

根據(jù)頻段的不同，我們計算頻差的時候需選擇不同的傳播模型。模型中影響電波傳播的主要因素，如頻段、收發(fā)天線距離、天線高度和地物類型等，都以變量函數(shù)在路徑損耗公式中反映出來。根據(jù)2G信號預測3G網(wǎng)絡覆蓋時，考慮到工程參數(shù)及路段地物基本一致的情況下，我們通過不同模型的鏈路預算進行比較。900MHz的2G網(wǎng)絡選用Okumura-Hata模型，2100MHz的3G網(wǎng)絡選用cost-hata模型。

根據(jù)Okumura-Hata模型，900MHz路徑損耗計算如下：

L（900）=69.55+26.16lgf-13.2lght-a（hr）+（44.9-6.55lght）lgd-K

其中：（f—工作頻率（MHz），ht—發(fā)射天線高度（m），hr—接收天線高度（m），a（hr）—接收天線高度修正因子，d—傳播距離（km），K—校正因子）

根據(jù)cost-hata模型，2G路徑損耗計算如下：

L（2G）=46.33+（44.9-6.55lght）lgd+33.9lgf-a（hr）-13.82lght+C

因此L（900）-L（2G）=23.22+26.16lgf（900）-33.91gf（2G）+0.611lght-a（hr）（900）+a（hr）（2G）+K，對于上述公式中的不同條件下相關(guān)的修正因子模型中都有說明，不再贅述。

通過上述的計算可以得出兩者的路徑損耗約為7.5dB。在實際應用中還應考慮兩網(wǎng)發(fā)射功率、指標要求、天線位置、增益等情況，適當進行修正。為了覆蓋效果和方便計算，一般可以取定為8dB。

通過實際的路測數(shù)據(jù)對比，上述方法對于平坦路段或視距傳播的場景適用性較強，可以為規(guī)劃提供很好的數(shù)據(jù)支撐，避免單純依靠經(jīng)驗判斷站址的合理性。

五、復雜路段3G覆蓋規(guī)劃

復雜路段主要是指多彎、劈山或者有山體阻擋的路段，在這些環(huán)境中，信號傳播路徑易被阻擋，900M頻段的信號由于波長較大，繞射較好，但是反射較差，2100MHz的信號波長較短，繞射較差，反射較好。在實際的網(wǎng)絡測試中可以看出，3G網(wǎng)絡在非視距情況下信號衰減極快，在實際站址選擇上基本要保證復雜路段都能夠在基站視距傳播范圍內(nèi)。因此站址規(guī)劃很難依靠常規(guī)方法進行，2G信號的參考意義也不大，更多需要結(jié)合現(xiàn)場查勘情況，采用靈活的解決手段以保證用最經(jīng)濟的成本逐一路段進行解決。復雜路段的3G站址數(shù)量往往是2G網(wǎng)絡的2倍甚至更多。

在實際的覆蓋規(guī)劃中注意以下幾種場景。

（1）靈活運用拉遠基站，解決復雜路段覆蓋。

山區(qū)最常見的場景就是彎道多，彎道周邊的山體就造成了復雜的非視距傳播環(huán)境。這些環(huán)境無法用鏈路預算或傳播模型計算，只能在盡量減少建設成本的前提下逐段解決。如圖1所示的復雜路段，此路段雖然很短，但至少需要五個拉遠基站進行解決。在傳輸建設困難的局部路段也可采用無線直放站進行補充覆蓋。

（2）綜合解決局部弱覆蓋區(qū)域，減少站點數(shù)量。

對于可預見的局部弱覆蓋可考慮采用其他手段進行解決，盡量減少站點數(shù)量。

應首先評估局部區(qū)域和覆蓋指標之間的差距，然后用一種或多種手段結(jié)合改善局部區(qū)域的覆蓋，如采取高增益天線、高功率RRU、載波放大器等。

如圖2所示弱覆蓋區(qū)域，此區(qū)域在基站的覆蓋范圍內(nèi)，傳播環(huán)境相對較好，利用2G信號預測此區(qū)域3G覆蓋達不到覆蓋要求，可以采用提高RRU功率+高增益天線的方式進行解決，減少站點數(shù)量，節(jié)約交通干線覆蓋成本。

（3）注意不同往返路徑對覆蓋規(guī)劃的影響

由于山區(qū)地形的復雜，道路建設困難造成往返路徑的不同，這些路段對覆蓋規(guī)劃影響也較大。

在交通干線摸底的時候最好能來回比較一下往返路徑的不同。圖3就是現(xiàn)網(wǎng)存在的一個例子，其中一條路徑在前期建設時沒有統(tǒng)籌考慮造成了覆蓋不足。

另外，也應注意并行的往返路徑可能存在高度差的問題，由于地形形成的兩條路徑呈階梯狀，如果站址選擇在較高路徑一側(cè)，往往后造成較高路徑對另一條形成阻擋。這也是實際規(guī)劃中需要重視的問題。

六、總結(jié)

山區(qū)傳播環(huán)境的復雜多樣，面臨的場景較多，覆蓋的預測難度較大。覆蓋規(guī)劃時需統(tǒng)籌考慮不同場景，采用靈活多變的手段逐一進行解決，更需注重規(guī)劃的精細化。在平坦路段可利用現(xiàn)有2G信號進行3G網(wǎng)絡的覆蓋預測，復雜路段采用各種手段以盡量保證信號的視距傳播。

參 考 文 獻

[1]周國棟. W?C?D?M?A?無?線?網(wǎng)?絡?覆?蓋?策?略[EB/OL].http：//wenku.baidu.com/link？url=VMN6GBwg9rqmgmO6Rf4NM5ggtxigJnmOmitWUn7jIUV5HuuvJir_r9aCuTVVVPXRgZ67bh7r0mY21wPloC3HY4gdeB21Py6EMcTBHNXRHJm，2006-09.

[2]李新建.移動通信傳播環(huán)境及傳播模型分析[EB/OL]. http：//www.doc88.com/p-9079092286837.html，2006-09.