TD-SCDMA海面覆蓋策略淺析

　　隨著對移動通信業(yè)務的依賴，人們期望在不久的將來能夠?qū)崿F(xiàn)無論在何時何地都可以快捷方便地與任何人通話的夢想。運營商也在從城市向農(nóng)村甚至向邊遠地區(qū)不斷地拓展其業(yè)務覆蓋范圍。在過去，當無線業(yè)務主要集中在人口稠密區(qū)時，人們主要關(guān)心的是市區(qū)傳播模型、郊區(qū)傳播模型和開闊地傳播模型，而對海面這種特殊的無線傳播環(huán)境研究得較少。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，沿海漁業(yè)、海上旅游業(yè)也迅速發(fā)展，尤其是漁民對移動通信的需求量很大，這些用戶已經(jīng)成為沿海城市的運營商爭奪的重點。

　　TD-SCDMA系統(tǒng)作為三大3G國際標準之一，相比于二代移動通信系統(tǒng)，能夠更好地適應未來移動通信的發(fā)展。TD-SCDMA系統(tǒng)除了在容量上比2G系統(tǒng)有較大提升外，在覆蓋能力方面也不遜于2G系統(tǒng)。針對海面、荒漠等廣域覆蓋場景，業(yè)界已經(jīng)推出了相關(guān)的TD-SCDMA解決方案。

　　TD-SCDMA技術(shù)支持能力

　　從TD-SCDMA制式本身來看，由于TD-SCDMA系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)特點，一般認為，TD-SCDMA系統(tǒng)的覆蓋能力受其幀結(jié)構(gòu)限制，在不允許時隙間干擾存在的情況下，TD-SCDMA系統(tǒng)最大覆蓋半徑不能超過11.25公里。要克服11.25公里覆蓋半徑的限制，目前常用的解決方法是通過犧牲某個業(yè)務時隙(比如TS1)來人為獲得更大的保護時隙間隔，從而可以獲得更大的傳播距離，但是這種方法對基站設備改動較大，而且對系統(tǒng)容量會造成一定的損失。大唐移動技術(shù)人員通過認真研究，找到了一種更簡單的解決TD-SCD－MA系統(tǒng)廣覆蓋的方法，其基本思想是在不犧牲業(yè)務時隙的情況下，通過多次嘗試發(fā)送上行導頻信號,且每次發(fā)送提前量按一定步長步進，直到基站可以檢測到上行導頻信號為止，從而實現(xiàn)TD-SCDMA廣覆蓋。目前該方案已經(jīng)申請專利并在青島試驗網(wǎng)中得到了成功驗證。

　　海面覆蓋規(guī)劃

　　1．傳播模型

　　無線電波在海面?zhèn)鞑�時，傳播路徑主要是通過空氣傳播的直達波和經(jīng)過海面反射的反射波。對于在海面船只上的移動臺，受海浪的影響，移動臺的實際高度有較大起伏。而船只大小不同，也將使得移動臺的使用高度發(fā)生變化。由于海面?zhèn)鞑�損耗很小，信號可以傳播到很遠的海面上。此時，地球不能再看作平面，而應把它看作球面，即地球曲率將對信號傳播產(chǎn)生影響。另外，處于傳播路徑上的島嶼、巨輪也會對信號傳播產(chǎn)生陰影效應。在對鏈路進行預算時，可采用農(nóng)村開闊地，并在此基礎上減小3dB進行計算（即海平面的傳播損耗比農(nóng)村開闊地小3dB）。

　　2．無線視距計算

　　在廣覆蓋的情況下，由于站址選擇和海面?zhèn)鞑キh(huán)境的原因，基站覆蓋能力往往受視距限制，在地球大氣中，無線視距還會受到大氣折射的影響，由幾何關(guān)系結(jié)合實際測試的結(jié)果，我們可以得到在海面上的近似視距公式，根據(jù)公式我們就可以進行無線視距計算。

　　3．站點規(guī)劃

　　根據(jù)基站靈敏度、基站側(cè)天線增益、基站天饋損耗、人體損耗、正態(tài)衰落裕量，我們可以得到最大允許的空間損耗。如果傳播信號在視距范圍內(nèi)的損耗小于最大允許的空間損耗，那么信號將進入非視距范圍繼續(xù)傳播，但站點的覆蓋半徑主要取決于視距范圍大小。

　　因此，海面覆蓋的站點規(guī)劃，關(guān)鍵在于根據(jù)目標覆蓋區(qū)域來選取合適高度的站點。實際測試結(jié)果表明：針對要求覆蓋半徑在30公里左右的海域，通常選擇在沿海平坦地區(qū)建塔的方式，塔高一般根據(jù)覆蓋區(qū)域在50米左右調(diào)整。針對要求覆蓋半徑大于45公里小于70公里的海域，通常選擇在海邊山頂建塔，高度在100~200米不等。當覆蓋半徑要求大于70公里時，通常站高選擇在200米以上。

　　4．天線選擇

　　目前大唐移動采用TDB09A宏基站來完成海面的廣域覆蓋。該款基站采用扇區(qū)化智能天線，在天線選型方面可從不同角度進行分析。由于需要盡可能地增大覆蓋范圍，在天線的增益方面一般選擇高增益的天線；海面及沙漠覆蓋一般要求天線具有比較寬的水平波瓣寬度，而對天線的垂直波瓣寬度則要求較窄，這樣能保證良好的水平覆蓋面，并提供足夠的增益滿足遠覆蓋距離的要求；在進行海面和沙漠覆蓋時，由于要考慮地球球面曲率的影響，一般天線架設得很高，會超過100米，在近端容易形成盲區(qū)，因此，建議選擇具有零點填充的天線，可以改善覆蓋效果，提高服務質(zhì)量。

　　據(jù)了解，大唐移動目前正在致力于海洋超遠覆蓋的研究，并獲取了大量的實際海測數(shù)據(jù)，對海洋覆蓋模型進行了修正，建立了自己的海洋覆蓋模型庫，積累了豐富的規(guī)劃優(yōu)化經(jīng)驗。目前大唐移動基站設備已經(jīng)在青島試驗網(wǎng)中有海面覆蓋的應用，在基站的天線掛高滿足一定條件的情況下，可以實現(xiàn)對40～50公里區(qū)域進行超遠覆蓋。