如何用Eagle進(jìn)行TD-SCDMA傳播模型測(cè)試

1、儀表的選擇

由于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)在覆蓋、容量和QoS之間存在相互影響，因此在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)之前，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理規(guī)劃。其中，傳播模型校正是整個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵之一，其準(zhǔn)確度將直接影響無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的規(guī)模、覆蓋預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度以及基站的布局情況。為了獲得符合本地區(qū)實(shí)際環(huán)境的無(wú)線傳播模型，提高覆蓋預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，需要對(duì)各種地形地貌的傳播模型進(jìn)行校正。

在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)傳播模型校正CW（連續(xù)波）測(cè)試儀表方面，我們選用了上海創(chuàng)遠(yuǎn)的Eagle TD-SCDMA室外發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，如圖1所示。Eagle TD-SCDMA室外發(fā)射機(jī)符合TD-SCDMA所需要的頻率覆蓋范圍，最大發(fā)射功率達(dá)20 w，防水設(shè)計(jì)，工作性能穩(wěn)定，適合野外工程使用。Eagle TD-SCDMA接收機(jī)是一款支持TD-SCDMA CW/Pilot（導(dǎo)頻）的掃頻接收機(jī)，支持GPS，接收靈敏度達(dá)到-108 dBm，除了支持CW掃頻外，還支持PCCPCH、DwPTS等。該接收機(jī)的掃頻速率較快，CW連續(xù)波掃頻速率滿足李氏定理，另外機(jī)身小巧輕便；在電源配置方面，除了點(diǎn)煙器電源線外還配有鋰電池，可長(zhǎng)時(shí)間供電，適用于TD-SCDMA室內(nèi)外掃頻測(cè)試。

圖1  Eagle TD-SCDMA發(fā)射機(jī)和接收機(jī)

2、傳播模型校正測(cè)試

傳播模型是移動(dòng)通信網(wǎng)小區(qū)規(guī)劃的基礎(chǔ)，其準(zhǔn)確與否關(guān)系到小區(qū)的規(guī)劃是否合理。由于移動(dòng)臺(tái)不斷運(yùn)動(dòng)，傳播信道不僅受到多普勒效應(yīng)的影響，還受到地形、地物的影響，另外移動(dòng)系統(tǒng)本身的干擾和外界干擾也不能忽視，因此，很難實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的理論分析，只能對(duì)傳播環(huán)境進(jìn)行近似、簡(jiǎn)化，從而使理論模型的誤差較大。這就需要針對(duì)不同的地理環(huán)境進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)分析與計(jì)算等手段對(duì)傳播模型的參數(shù)進(jìn)行修正，最終得出能反映當(dāng)?shù)責(zé)o線傳播環(huán)境的、最具有理論可靠性的傳播模型，從而提高覆蓋預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

2.1　搭建測(cè)試環(huán)境

作為此次TD-SCDMA CW測(cè)試的測(cè)試模型，我們選擇了特大密集型城市的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)這一特殊的地理環(huán)境，并選中了經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)中三棟具有代表性的大樓樓頂。在這三個(gè)測(cè)試站址中，我們依次架設(shè)天線，并分別進(jìn)行測(cè)試和數(shù)據(jù)采集，以盡可能消除位置因素的影響。另外，我們選擇的這三個(gè)測(cè)試站址的四周不能有視線阻擋物，并且架設(shè)的天線至少要比周?chē)��?50～200 m范圍內(nèi)）的障礙物高出5 m以上。

在架設(shè)天線時(shí)，我們使用了一副5 m的升降式支架，并將天線盡量放置在大樓墻壁邊沿，避免樓體本身對(duì)發(fā)射信號(hào)的影響。天線和發(fā)射機(jī)之間的接頭要求連接緊固（以手不能旋動(dòng)緊固螺冒為準(zhǔn)），在跳線中段不能有盤(pán)繞現(xiàn)象，并對(duì)天線架設(shè)過(guò)程、發(fā)射機(jī)配置過(guò)程、天線最終架設(shè)位置（包括樓面、鐵塔和樓體）及周?chē)�的傳播環(huán)境等進(jìn)行拍照記錄。

2.2　測(cè)試要點(diǎn)

為了保證傳播模型校正的精度，必須進(jìn)行充分的路測(cè)，以采集足夠多的有效數(shù)據(jù)，并應(yīng)在測(cè)試前選擇好測(cè)試路線。選擇測(cè)試路線時(shí)，應(yīng)盡量避免選擇高速公路、高架或較寬的公路，最好選擇寬度不超過(guò)3 m的狹窄公路。測(cè)試車(chē)圍繞測(cè)試基站從近到遠(yuǎn)或從遠(yuǎn)到近，走“s”形測(cè)試路線，勻速測(cè)試，并盡可能經(jīng)過(guò)各種地形地物。在某一距離上，應(yīng)至少有4～5個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)，才能得到不同距離、不同方向的測(cè)試數(shù)據(jù)，才可消除位置影響。

Eagle TD-SCDMA接收機(jī)軟件操作界面如圖2所示。

圖2　Eagle TD-SCDMA接收機(jī)軟件操作界面

2.3　數(shù)據(jù)采集

在采集CW路測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，首先利用Eagle TD-SCDMA掃頻接收機(jī)的掃頻功能，對(duì)模擬基站站址附近進(jìn)行TD頻段的掃頻，從中選取一個(gè)“干凈”的頻點(diǎn)。接下來(lái)將發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻率設(shè)置成所選取的頻點(diǎn)，在功率設(shè)置為20 w（可根據(jù)測(cè)試的實(shí)際環(huán)境調(diào)整發(fā)射機(jī)的功率）時(shí)進(jìn)行發(fā)射。

然后，使用專(zhuān)用測(cè)試車(chē)進(jìn)行測(cè)試，并將Eagle TD-SCDMA掃頻接收機(jī)配備的車(chē)載電源線與汽車(chē)的點(diǎn)煙器相連，保證接收機(jī)的穩(wěn)定供電。另外，為了避免因測(cè)試車(chē)與模擬基站之間相對(duì)位置的不同而導(dǎo)致的車(chē)體損耗差異及人體損耗，應(yīng)采用室外接收機(jī)天線和GPS天線，并置于車(chē)頂，天線的有效高度為1～2 m。

在測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試車(chē)應(yīng)勻速行駛。為了防止因紅綠燈或其他交通原因?qū)е聹y(cè)試車(chē)在原地等待太久而造成的測(cè)試數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，應(yīng)使用Eagle TD-SCDMA掃頻接收機(jī)軟件的暫停功能和標(biāo)記功能。另外，測(cè)試用應(yīng)關(guān)閉測(cè)試之外的所有軟件，且對(duì)測(cè)試軟件進(jìn)行最簡(jiǎn)配置，以提高數(shù)據(jù)的采集頻度。在硬件設(shè)備掉電或筆記本因沒(méi)有電進(jìn)入休眠狀態(tài)的情況下，Eagle TD-SCDMA掃頻接收機(jī)軟件能夠自動(dòng)保存已采集的或正在采集的數(shù)據(jù)，可確保數(shù)據(jù)不丟失。

2.4　數(shù)據(jù)處理

用于傳播模型校正的數(shù)據(jù)應(yīng)是測(cè)試點(diǎn)的中值場(chǎng)強(qiáng)值，即應(yīng)消除快衰落的影響，所以在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)應(yīng)滿足李氏定理。為了保證基于現(xiàn)有設(shè)備的數(shù)據(jù)采集頻率，就會(huì)對(duì)測(cè)試車(chē)的運(yùn)動(dòng)速度有一定的要求。基于李氏定理，在進(jìn)行傳播模型測(cè)試時(shí)，要保證在40個(gè)波長(zhǎng)間隔內(nèi)，采集36或最多50個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。這不僅要考慮測(cè)試設(shè)備的性能，也要考慮車(chē)速（車(chē)速不能太快，也不能太慢）。合理的車(chē)速計(jì)算如下：設(shè)車(chē)速為v，波長(zhǎng)為λ，測(cè)試設(shè)備每秒采樣n個(gè)同一頻點(diǎn)同一擾碼的接收功率，則可得出40λ/v×n≤50且40λ/vx n≥36。

Eagle TD-SCDMA掃頻接收機(jī)軟件還可將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出，根據(jù)每次的測(cè)試日志文件，按照李氏定理的算法，對(duì)所采集的數(shù)據(jù)自動(dòng)按6 m（可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置）平均后，生成含有時(shí)間、地理位置信息及測(cè)試數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)格式文件，符合網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件模型校正的數(shù)據(jù)導(dǎo)入格式，省去用網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)地理平均和篩選的步驟。另外，Eagle TD-SCDMA掃頻接收機(jī)軟件可以將所采集的、有關(guān)同一個(gè)基站的不同時(shí)間段的多個(gè)數(shù)據(jù)，合并生成一個(gè)文件，以便于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件的導(dǎo)入。